應激對兒茶酚胺影響和中藥干預的研究進展*

張 晗，毛浩萍，柴麗娟，王小瑩，王 虹

（1.天津中醫藥大學中醫藥研究院，天津市中藥藥理學重點實驗室,天津 300193；2.天津中醫藥大學中藥學院，天津 300193）

應激是機體對內外環境因素和社會心理因素刺激時所出現的非特異性的綜合應答狀態。交感-腎上腺髓質系統的激活是應激反應的重要特征之一。應激是導致交感-腎上腺髓質系統合成分泌兒茶酚胺（CA）增加的主要原因，過強或持續的應激造成CA合成分泌和代謝過程的紊亂,誘發或加重冠心病、腫瘤、神經精神疾病的發生和發展，對醫學和公共衛生帶來挑戰，也造成了巨大的社會經濟負擔，因此通過藥物干預應激狀態下CA合成分泌具有重要的治療學意義。

1 兒茶酚胺合成與分泌

兒茶酚胺，包括去甲腎上腺素（NE）、腎上腺素（E）和多巴胺（DA）。NE、E由少數腦干神經元、交感神經節后纖維、腎上腺髓質細胞合成分泌；DA是NE生物合成的前體，由腦部的少數神經元產生。NE、E、DA合成通過一條共同途徑，從食物中攝取的酪氨酸進入細胞內通過酪氨酸羥化酶（TH）催化生成二羥苯丙氨酸，即多巴（L－DOPA），進一步在左旋芳香族氨基酸脫羧酶（AADDC）作用下轉化為DA，DA經多巴胺－β－羥化酶（DBH）催化生成NE，在NE能神經元和腎上腺髓質中，經苯乙醇胺-N-甲基轉移酶（PNMT）催化生成E。兒茶酚胺合成后，儲存于囊泡中，使之處于一種隔絕狀態，不易被胞漿中的單胺氧化酶破壞。當受到各種刺激時，CA則以Ca2+依賴的胞裂外排的形式通過神經末梢釋放。其中調節CA合成最重要的酶是TH，它是CA合成中的限速酶[1]。機體對TH活性調節包括長、短時程兩種調節機制：短時程調節一般在數秒或數分鐘內即可發生，主要是通過TH ser19、30和41位點的磷酸化解除Ser對TH的抑制,激活酶的活性來實現；長時程調節一般在數小時或數天后才能實現，主要是多種細胞外刺激對TH基因的轉錄調節可引起TH活性的長時程變化[2]。

交感神經末梢和腎上腺髓質細胞分泌釋放CA的過程類似，細胞內Ca2+濃度升高是誘發CA分泌的必要條件。交感神經節前纖維釋放乙酰膽堿（ACh）與細胞膜上的煙堿型ACh受體結合后改變細胞膜對鈉離子的通透性，促進鈉內流引起膜去極化進而激活電壓依賴性Ca2+通道，促使細胞內Ca2+濃度增加，導致CA分泌增多[3]。此外，在缺血等異常狀態下交感神經末梢可通過非Ca2+依賴性的機制釋放CA[4]。

2 應激與兒茶酚胺

強烈或持續的應激激活交感-腎上腺髓質系統，促進交感神經末梢和腎上腺髓質大量合成分泌CA，導致CA代謝過程的紊亂，進而影響心血管疾病、腫瘤和神經精神疾病的發生發展。

2.1 心血管疾病 慢性應激導致的神經內分泌功能的改變與心血管疾病的發展密切相關，高濃度的外周血循環CA被認為是心血管疾病病死率的重要預測因子[5]。交感-腎上腺髓質系統的激活能夠提高心肌收縮力、增加心搏出量。但持續強烈的應激反應產生的過量CA，作用于心肌和平滑肌細胞上β和α腎上腺素受體（β-AR，α-AR），通過藕聯Gs蛋白激活下游信號轉導通路，使細胞內Ca2+濃度和cAMP升高，誘發局部心肌組織細胞缺血缺氧[6]；同時循環內過量CA在自身氧化過程中產生氧自由基導致局部心肌組織發生氧化應激，并可通過促進TNF-α產生誘發心肌凋亡[7]，參與心室重塑[8]。急性、慢性應激能夠促進外周NE和E含量的升高，并能造成兒茶酚胺合成酶TH、DBH和PNMT基因表達的改變，單次或重復制動應激增加心房肌和心室PNMT和β2-AR mRNA的表達[9]；慢性不可預知溫和應激則降低心房肌TH和DBH mRNA表達，促進左心房PNMT和右心房β3-AR mRNA的表達[10]。

2.2 腫瘤 大量研究證實應激反應能夠調節乳腺、胃腸道、皮膚和生殖系統腫瘤的發展進程[11-14]。在慢性應激中，由活化的交感-腎上腺髓質系統分泌的CA通過促進腫瘤細胞的浸潤、遷移和增生，誘導促血管再生因子釋放而促進腫瘤的發展[15-16]。Shi等[17]發現β2-AR拮抗劑能夠顯著抑制異丙腎上腺素誘導的人胃癌細胞基質金屬蛋白酶-7（MMP7）的表達。MMP7在胃腸道浸潤性癌癥中過量表達，其水平與胃腸道腫瘤的浸潤、淋巴結轉移和患者預后生存正相關。CA能夠通過β2-AR介導的信號通路促進胃癌細胞MPP7表達從而參與胃癌的浸潤和轉移。而在人卵巢癌裸鼠模型中，NE通過β2-AR/cAMP/PKA信號通路促進誘發腫瘤血管新生關鍵因子血管內皮生長因子VPE/VEGF合成以及MMP2和MMP9過量表達[18]。此外，在CRNK-16白血病大鼠模型中，注射0.5 mg/kg E能夠降低大鼠存活率并能短暫降低NK細胞活性；游泳應激同樣能降低大鼠存活率，給予β阻斷劑能夠提高白血病大鼠的存活率，提示在應激狀態下，E可能通過抑制細胞免疫而促進白血病發展[19]。

2.3 情緒和精神疾患 應激是誘發精神疾病的重要危險因子之一，持續、強烈的應激能夠造成情緒障礙和認知缺陷，導致焦慮、抑郁、注意力下降和記憶力損傷[20]。起源于腹側背蓋區(VAT)投射到前額皮質（mPEC）的中腦皮質多巴胺通路與應激引起的情緒障礙和認知缺陷密切相關。單次社會挫敗應激能夠降低小鼠mPEC多巴胺更新率，慢性應激降低mPEC多巴胺更新率、抑制VAT多巴胺神經元c-Fos表達，減弱中腦皮質多巴胺神經元活性[21]。4周束縛和水浸應激可以損傷大鼠空間工作記憶，并伴隨大鼠mPEC多巴胺突觸傳遞的降低，在mPEC部位注射多巴胺D1受體激動劑能夠緩解大鼠記憶的損傷[22]。Rasheed等[23]發現短期制動應激降低大鼠紋狀體、海馬多巴胺水平，提高大腦額葉皮質多巴胺含量，給予多巴胺D1受體激動劑后能改善紋狀體和海馬多巴胺水平降低，對額葉皮質的多巴胺含量未見明顯改變。慢性不可預知性應激均可降低額葉皮質、紋狀體和海馬的多巴胺含量，提示急性和慢性應激對腦內區域性多巴胺功能產生不同影響。

3 中藥對應激中兒茶酚胺合成和分泌的調節

現今，對CA分泌合成和調控的影響研究多采用牛腎上腺髓質細胞、PC12細胞株作為交感神經模型在細胞水平甚至分子水平闡明藥物影響的機制，涉及的藥物包括降壓藥、抗抑郁藥、治療心力衰竭藥。本課題組應用牛腎上腺髓質細胞，以生理濃度的ACh為刺激劑，觀察了冰片、牛黃等開竅中藥對兒CA分泌的影響[24]，結果顯示冰片、牛黃、麝香、石菖蒲及蘇合香通過乙酰膽堿受體途徑和電壓依賴型離子通道抑制交感活性，降低刺激劑誘發的CA分泌，提示開竅中藥可以用于緩解應激損傷。中藥植物提取物如丹參酮、川橘皮素對CA分泌的增加具有雙重調節作用，兩種化合物均能夠促進基礎兒茶酚胺的分泌，而抑制ACh、藜蘆定堿等刺激劑誘導的CA分泌的增加[25-26]。天然植物提取物如白藜蘆醇、大豆異黃酮能夠調節應激狀態下CA分泌與合成[27-28]。這些研究為藥物在應激狀態下具有心血管保護作用提供了科學依據。

此外，中藥或天然藥物通過作用于兒茶酚胺類神經遞質而治療應激性抑郁癥的研究愈來愈引起研究者的關注[29]。來源自《備急千金要方》的開心散能夠通過調節腦組織中DA、NE和5-羥色胺（5-HT）的含量，促進神經營養因子表達而緩解慢性溫和應激大鼠抑郁癥狀[30]。

4 問題與展望

目前，對過度應激的研究多集中在應激誘發的神經遞質或激素對機體病理影響方面，對其宏觀、微觀兩方面研究有待進一步深入。在宏觀方面，如發生的主體，特別是個體的精神類型、性格特點、行為方式及遺傳背景卻少有系統研究；微觀方面對過度應激發生的分子網絡調控機制研究則剛剛開始。

過度應激及兒茶酚胺類神經遞質與中醫情志偏頗有密切關系，兩者結合研究將開拓新的研究方向。中藥調節情志異常具有豐富的經驗，揭示中藥抗應激作用機制和物質基礎也將為過度應激的長期干預提供科學理論依據?？傊_展中醫藥對應激的干預研究具有重要臨床應用價值，并有可能成為中醫藥治療的優勢方向。

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