氣體信號分子CO和H₂S與抑郁癥之間相關研究

程素滿 陳金峰 李志榕

摘 要：為了探討氣體信號分子一氧化碳（carbon monoxide，CO）及硫化氫（hydrogen sulfide，H2S）與抑郁癥之間的關系。選取抑郁癥患者40例作為實驗組，同時選取健康人40例作為對照組，兩組在年齡、性別、肝功能、腎功能、血糖濃度等基本資料方面均無統計學差異（P>0.05），同時檢測兩組血漿CO、H2S的濃度和過氧化氫酶（cata-lase，CAT）的活性。研究發現實驗組血漿CO含量和CAT活性均高于對照組，而H2S的含量低于對照組，差異均具有統計學意義（P<0.05）；實驗組血漿中C0和H2S的含量呈直線負相關關系，但和CAT沒有直接關系。 結果提示內源性CO、H2S與抑郁癥之間存在著一定關系，氧化應激參與了反應。

關鍵詞：抑郁癥；一氧化碳（C0）；硫化氫（H2S）

中圖分類號：R395.4

文獻標識碼：A

文章編號：1007-7847（2014）05-0407-04

抑郁癥具有高發病、高復發、高致殘和發病年齡廣泛的特點，目前已成為全球關注的重要精神心理疾病。抑郁癥發生的病理生理過程與神經內分泌功能紊亂、神經遞質代謝障礙及神經可塑性的異常等一系列腦內細胞功能的改變有關。抑郁癥患者體內去甲腎上腺素（norepinephrine，NE）、5-羥色胺（5-hydroxytryptamine，5-HT）或多巴胺（dopamine，DA）水平降低或其受體功能低下，下丘腦一垂體一腎l二腺軸（HPA軸）通過與腦內單胺類神經遞質的相互作用，可能參與抑郁癥的發病過程。而谷氨酸受體也與抑郁癥的發生關系密切，其中甲基-D-天冬氨酸受體通過上調海馬組織中BD-NF因子（brain-clerived neurotrophic factor， BDNF）起到抗抑郁作用，進一步研究暗示抑郁狀態下海馬神經重塑障礙可能和對細胞生長、發育和凋亡起調控作用的NotCh1信號系統有關。但關于氣體信號分子H2S （hydrogen sulfide，H2S）和CO（carhon monoxide，CO）是否參與了抑郁癥的發生報道不多.文中探討這兩種氣體信號分子在抑郁發病中的變化和效應，及與過氧化氫酶（catalade，CAT）之間的關系，為深入研究抑郁癥的發病機制提供依據。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

來自2012年08月～2013年05月開封市第五人民醫院的抑郁癥患者。納入標準：1）符合《中國精神障礙分類與診斷標準》第3版（CCMD-3）抑郁癥診斷標準：2）漢密爾頓抑郁量表（Hamiltondepression scale. HAMD）17項總分≥17分和漢密爾頓焦慮量表（Hamlilton anxiety scale，HAMA）≥14分。排除標準：1）器質性精神障礙所致抑郁；2）精神活性物質和非成癮物質所致抑郁。共收集40例患者.其中男21例，女19例.年齡30～50歲，平均（43.2±4.2）歲。同時選取健康體檢者為為對照組.納入標準：1）無軀體疾病和精神疾病；2）無精神活性物質濫用史。共收集對照組40例，其中男23例，女17例.年齡30～50歲.平均（41.8±4.0）歲。兩組在性別、年齡方面的比較經統計學處理.均無顯著性差異（P>O.05）。

1.2 研究方法

1.2.1 標本采集及處理

對照組及實驗組均取清晨空腹靜脈血2 mL，置于肝素處理過的抗凝管巾，4 000 r/min離心10 min.分離血漿，EP管密封后立即-70℃保存待測.測定前將標本室溫復融，4 000 r/min離心10 min，取適量L清進行測定。

1.2.2 血漿中H2S、CO和CAT的檢測方法

血漿中H2S測定采用去蛋門法進行，首先在試管中加入0.5 mL10 g/L醋酸鋅和0.1 mL血漿樣本，震蕩混勻.再分別加入0.5mL 20 mmol/L對苯二胺鹽酸鹽和0.5 mL 30 mmol/L. 三氯化鐵，室溫孵育20 min使顯色完全.最后加入1 0%三氯醋酸1 mL使蛋白完全沉淀，加 2.5mL蒸餾水補足體積至5 mL，充分混勻，6 000r/min離心5 min吸取上清液，用分光光度計檢測670 nm波長處的吸光度，根據H2S標準曲線計算上清液中H2S的含量；血漿中CO的測定、按照上海博舜生物提供的人CO ELISA檢測試劑盒操作步驟進行操作：采用鉗酸銨比色法測定CAT的活性，CAT活性單位定義為：37℃，pH7.0時，每分鐘分解1μmoI/LH202所需的酶量

1.3 統計學處理

采用SPSS19.0統計軟件進行統計分析。計量資料以均數±標準差（±s）表示，實驗組和對照組血漿中CO、H2S的濃度和CAT的活性比較均采用獨立樣本t檢驗，實驗組中H2S、CO和CAT的關系采用Spss軟件Pearson相關分析進行，檢驗水準α為0.05。

2 結果

2.1 一般臨床資料

為了排除肝功能、腎功能不全者、血液系統疾病等，對對照組和實驗組和的一般臨床資料進行檢測（見表1），兩組在肝功能、腎功能、血糖濃度、電解質平衡等基本資料方面比較均無統計學差異（P>O.05，表I）。

2.2 對照組和實驗組血漿CO和H2S濃度的比較

對照組和實驗組血漿中CO含量分別為f46.2±4.18）μmol/L和（65.3±5.29）μmiol/L，，兩者差異具有顯著的統計學意義（t=10.70，P=O.005）；塒照組和實驗組血漿中硫化氫的含量分別是（54.9±6.50）μmiol/L，和（36.6±3.28）μmiol/L（見表2），兩者差異具有顯著的統計學意義（t=1 4.34， P=0.002）。

2.3 實驗組血漿H2S和CO濃度的相關性

在實驗組血漿中，H2S和C0濃度呈負相關性（r=-0.814，P=0.018），如圖1所示，而在對照組中兩者沒有顯著相關性（r=0.252，P=0.21）。2.4 對照組與實驗組血漿CAT活性的比較

氧化應激與氣體信號分子間存在著密切關系，為此測得對照組和實驗組血漿中CAT的活性分別是（12.8±2.47） kU/L和（21.5±3.70） kU/L，見表2，兩者差異具有顯著的統計學意義（t=8.87，P=0.005），如表2所示，但實驗組中CAT的活性和H2S和C0的含量沒有顯著相關性（r=0.152，P=0.15； r=0.276，P=0.23）。

3 討論

近年的研究暗示氣體信號分子參與抑郁癥的發生。一氧化氮（nitric oxide，NO）作為神經系統重要的信使分子和神經遞質可能在抑郁癥的發病機制和病程中起重要作用。NO主要通過兩方面對其腦部起損害作用，一是通過損傷DNA、蛋白質和磷脂膜加速自由基氧化反應進程，如對海馬神經元損傷，過量的NO可生成毒性代謝產物而損傷其他神經元；二是通過促進HPA軸，引起高糖皮質激素的分泌，從而損傷腦組織。N0與H2S 與CO氣體信號分子體系之間存在著相似的性質以及相互作用和影響，例如外源性H2S能降低NO含量，增加CO含量。C0主要由血紅素加氧酶（heme oxygenase，HO）氧化分解血紅素產生，有重要的保護功能和治療作用。低濃度C0通過絲裂原激活的蛋白激酶有關途徑特異地和選擇性地抑制脂多糖誘導的腫瘤壞死因子TNFα、白介lL一1β和巨噬細胞炎性蛋H-1β表達，增加脂多糖誘導的抗炎細胞因子IL-10表達，CO能抑制視網膜缺血的細胞凋亡和神經炎，減少神經元的缺血和再灌注損傷引起神經細胞的死亡，如果對神經組織中CO主要產生酶血紅素氧合酶H0-2的選擇性缺失就會增加細胞凋亡，導致小腦顆粒層中的神經元死亡增加。CO作為一種新型的神經遞質參與學習和記憶過程、長時程增強效益、脊索神經痛覺傳遞、括約肌松弛、激素的釋放等系列中楸神經系統活動。CO作為中樞神經系統一個重要的發熱介質，可通過前列腺素依賴性途徑和部分依賴于可溶性鳥苷酸環化酶的激活而升高體溫。本實驗通過采集人體外周靜脈血，用ELISA法檢測實驗組和對照組血漿CO水平，研究結果顯示，實驗組CO水平較對照組高，兩組數據的差異具有統計學意義（P<0.05），分析認為，C0參與了抑郁癥的發生。

H2S作為一種新型氣體信號分子，主要來自于依賴于5'-磷酸吡多醛的胱硫醚-β -合成酶（cystathionine-β-synthase，CBS）和胱硫醚-γ-裂解酶（cystathionine- γ-lyase，CES）催化胞漿內L-半胱氨酸底物作用而產生。H2S參與學習和記憶的調節，發揮類似神經遞質的中樞調節作用，參與了精神分裂癥認知功能障礙的病理生理過程和老年性癡呆（alzheimers disease，AD）患者認知能力下降的過程，且后者隨CBS活性的降低而下降，能以cAMP作為信號轉導的第二信使而增加NMDA受體的活動，增強海馬長時程增強的誘導。H2S還能對抗氧化應激，保護神經元，促進抗氧化酶的生成，減輕神經元內HCIO、H202、Hcy 、β-淀粉樣蛋白、MPP+等因素引起的氧化應激損傷。研究結果也發現實驗組H2S的含量低于對照組（P