降鈣素基因相關(guān)肽對心肌頓抑的影響

包頭醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院心內(nèi)科(包頭 014010)

李 欣 鄭玉云 綜述 楊玉梅△ 審校

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·綜 述·

降鈣素基因相關(guān)肽對心肌頓抑的影響

包頭醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院心內(nèi)科(包頭 014010)

李 欣 鄭玉云 綜述 楊玉梅△審校

心肌頓抑(MS)是心血管疾病發(fā)生、發(fā)展過程中的一個重要的環(huán)節(jié),其發(fā)生機(jī)制復(fù)雜,存在多種學(xué)說,而降鈣素基因相關(guān)肽(CGRP)由于其強(qiáng)大的心血管作用,必定對心肌頓抑也存在著某種影響,本文討論了降鈣素基因相關(guān)肽對心肌頓抑各個機(jī)制方面的影響,為心肌頓抑的防治提供新的思路和方法。

人體的生命活動是一個復(fù)雜的過程,是由各個系統(tǒng)之間相互作用,共同協(xié)調(diào)而完成的。而不同的系統(tǒng)中又靠種類各異的生物活性多肽發(fā)揮著重要的作用。比如循環(huán)系統(tǒng)中就存在著諸如降鈣素基因相關(guān)肽(CGRP)、血管活性腸肽(VIP)和神經(jīng)肽酪氨酸(NPY)等多種活性肽,這些生物活性肽參與循環(huán)系統(tǒng)的整個生理、病理過程,對機(jī)體內(nèi)環(huán)境的維持起到重要作用,并對某些心血管疾病的產(chǎn)生和演變起到?jīng)Q定性的作用。本文通過總結(jié)心肌頓抑(MS)的發(fā)生機(jī)制,并基于這一層面論述CGRP對MS的影響。

1 MS的定義和發(fā)生機(jī)制

MS是指心肌細(xì)胞在短暫缺血后,血供恢復(fù),心肌細(xì)胞未產(chǎn)生壞死凋亡,但心功能卻延遲恢復(fù),這一狀態(tài)可持續(xù)數(shù)小時至數(shù)周不等,這種心功能抑制狀態(tài)是可逆的[1]。其發(fā)生機(jī)制尚不明確,存在多種學(xué)說,其中普遍得到認(rèn)可的機(jī)制如下[2]。①鈣學(xué)說：認(rèn)為細(xì)胞中的鈣穩(wěn)態(tài)失衡導(dǎo)致了MS。它又包含三個方面：鈣超載；心肌收縮蛋白降解；肌漿網(wǎng)功能障礙致興奮-收縮失耦聯(lián)。其原理概況起來就是當(dāng)心肌缺血發(fā)生后,心肌細(xì)胞膜受損和Na+-Ca2+交換異常導(dǎo)致心肌細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度升高,再灌注開始后Ca2+濃度進(jìn)一步增加,形成鈣超載的狀態(tài)；高的Ca2+濃度激活了鈣依賴性蛋白酶,降低收縮蛋白對鈣的敏感性并降解收縮蛋白；同時高濃度的Ca2+可以影響肌漿網(wǎng)的攝鈣能力,從而影響心肌細(xì)胞的興奮收縮耦聯(lián),這些共同因素的作用使得心肌細(xì)胞收縮功能降低,最終導(dǎo)致了MS的發(fā)生。②氧自由基學(xué)說：心肌缺血-再灌注的過程中,通過多種途徑產(chǎn)生了大量的氧自由基,這些氧自由基作用于細(xì)胞膜可使細(xì)胞膜受損,并能夠激活磷脂酶D和磷脂酶C,從而降低了心肌細(xì)胞的收縮功能,產(chǎn)生了MS。③能量代謝學(xué)說：心肌缺血后,心肌細(xì)胞中ATP生成不足,或者ATP酶結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,ATP酶活性因此降低,導(dǎo)致ATP不能被正常利用,以及一些能量被無效的傳導(dǎo)到心肌細(xì)胞的收縮過程中和非收縮活動時損耗能量的增加,這些原因最終導(dǎo)致心肌細(xì)胞能量不足,心肌收縮功能障礙,從而引發(fā)MS。④微血管學(xué)說：研究顯示,給予正常心臟舒血管藥物后,隨著血流量的增多,心肌細(xì)胞并沒有出現(xiàn)心功能較大的改變,而對于發(fā)生了MS的心臟,雖然其微循環(huán)的血液供應(yīng)及血流量較頓抑前并無明顯改變,但是當(dāng)給予了舒血管藥物擴(kuò)張血管后,隨著血流量的增多,其心功能卻發(fā)生了明顯的改善；研究者推測其原理可能為心臟MS時,雖然微循環(huán)灌注恢復(fù),但微循環(huán)中可能存在微小的受損灶或者需氧量的增多,血管擴(kuò)張藥可以解除微血管痙攣和舒張微血管,從而增加局部缺血區(qū)的氧供來達(dá)到改善心功能的目的,也可以通過減少乳酸在局部的堆積來改善心功能；因此該學(xué)說也能解釋MS的產(chǎn)生。⑤基因表達(dá)層面的學(xué)說：MS時基因表達(dá)層面也發(fā)生了改變,研究表明心肌缺血-再灌注的過程中,多種基因的基因表達(dá)水平均發(fā)生了改變,有些基因的表達(dá)水平升高,有些基因的表達(dá)水平下降,并且這些變化都是隨著缺血的開始而開始,頓抑時達(dá)到變化的極值,當(dāng)心功能恢復(fù)正常時這些基因的表達(dá)又逐漸恢復(fù)正常；通過學(xué)者們對基因的深入研究,也更多的了解到了這些基因的表達(dá)水平的改變是通過何種機(jī)制對心肌細(xì)胞起到保護(hù)作用的,為MS與基因表達(dá)水平的改變之間的關(guān)系提供著越來越多的證據(jù)。

2 CGRP的概念

1983年有學(xué)者運(yùn)用分子生物學(xué)技術(shù)發(fā)現(xiàn)了一種由37個氨基酸構(gòu)成的生物活性多肽,這就是CGRP,其分子量為3786.91Da。CGRP與降鈣素(CT)均來源于同一個基因—CT/CGRP基因,它們都屬于降鈣素基因相關(guān)肽家族。CT/CGRP基因位于11號染色體的短臂上,它由2800個堿基對構(gòu)成,其中包含6個外顯子和5個內(nèi)含子。CT/CGRP基因在甲狀腺中通過轉(zhuǎn)錄、翻譯生成CT,而在神經(jīng)系統(tǒng)中卻形成CGRP。由CT/CGRP基因轉(zhuǎn)錄生成的mRNA最先翻譯成分子量為16000Da、包含128個氨基酸的CGRP前體,貯存于神經(jīng)末梢的囊泡里,釋放時再酶解成CGRP,發(fā)揮其生物學(xué)作用。大鼠和人的CT/CGRP基因可分為α、β兩種亞型,經(jīng)轉(zhuǎn)錄、翻譯后能生成α、β兩種CGRP,這兩種CGRP的分子結(jié)構(gòu)基本類似,只有幾個部位的氨基酸組成不同,因此其生物學(xué)活性也大體相近[3]。研究發(fā)現(xiàn)CGRP廣泛存在于神經(jīng)和心血管系統(tǒng)中,在周圍神經(jīng)系統(tǒng)中生成CGRP的主要部位是背根神經(jīng)節(jié),CGRP由背根神經(jīng)節(jié)合成后,被沿軸突轉(zhuǎn)運(yùn)到神經(jīng)末梢并儲存在囊泡中。循環(huán)系統(tǒng)中的CGRP則主要來源于血管壁上的感覺神經(jīng)末梢的持續(xù)釋放,CGRP在血漿中的半衰期約為7～10 min,產(chǎn)生CGRP的神經(jīng)纖維在血管外膜或平滑肌層交織成網(wǎng),形成網(wǎng)狀神經(jīng)叢包繞著整個血管,所有血管壁中都存在著這種神經(jīng)纖維,其分布特點(diǎn)為：大動脈和大靜脈的含量較高,動脈壁含量高于靜脈壁,但主動脈和胸主動脈含量略低。心臟中也存在著這種神經(jīng)纖維,并且存在于心臟組織的所有部位,特別是沿冠狀動脈或心肌纖維平行走向的部位,其相互之間也可以交織成網(wǎng)而形成神經(jīng)叢,但分布密度卻明顯低于血管,其分布特點(diǎn)是：心房含量比心室高,右心房比左心房高,心外膜比心內(nèi)膜含量高[3]。CGRP的生物學(xué)作用需要通過與受體的結(jié)合才能發(fā)揮出來,與產(chǎn)生CGRP的神經(jīng)纖維一樣，CGRP受體廣泛分布在神經(jīng)和心血管系統(tǒng)中,CGRP受體由3個部分構(gòu)成：降鈣素受體樣受體(CRLR),受體活性修飾蛋白質(zhì)1(RAMP1)和受體組分蛋白質(zhì)(RCP)。CRLR本身不具備生物學(xué)活性,只有通過與RAMP1相結(jié)合,才能形成CGRP功能型受體,識別并與CGRP相結(jié)合,而CGRP所攜帶的信息卻需要通過RCP的幫助才能被傳遞進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)[4]。

3 CGRP對MS的影響

從MS的發(fā)生機(jī)制中不難看出,所有能夠影響MS產(chǎn)生機(jī)制的措施都能在一定程度上降低MS的產(chǎn)生,接下來便從引起MS的各個機(jī)制方面來討論CGRP對其的影響。

3.1 對鈣學(xué)說的影響 有學(xué)者研究證明,當(dāng)豚鼠心肌細(xì)胞在遇到急性缺血、缺氧損傷時,心肌細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度可發(fā)生改變,而CGRP可以對這種改變起到調(diào)節(jié)作用,使心肌細(xì)胞中的Ca2+濃度達(dá)到損傷前的穩(wěn)定狀態(tài)[5]；也有學(xué)者通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),CGRP可以抑制大鼠心肌細(xì)胞L型鈣通道的功能,從而降低心肌細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度,由此達(dá)到保護(hù)心肌細(xì)胞免受缺血再灌注損傷[6]；這些研究從一定程度上反映了CGRP對心肌細(xì)胞頓抑后細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度具有改善作用,證明CGRP對MS的影響,提示CGRP對MS具有保護(hù)作用。

3.2 對氧自由基學(xué)說的影響 研究證明,在大鼠心肌損傷的實(shí)驗(yàn)中,CGRP能減少心肌細(xì)胞中MDA的水平,增強(qiáng)心肌細(xì)胞中SOD的活性,提高氧自由基的清除,從而抑制過強(qiáng)的脂質(zhì)過氧化反應(yīng),保護(hù)受損的心肌細(xì)胞[7]；有些學(xué)者的研究中提到CGRP具有抗炎作用,能夠抑制巨噬細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞產(chǎn)生炎性細(xì)胞因子[8-9]，而Huang等[10]通過實(shí)驗(yàn)證明了CGRP可以作用于血管的內(nèi)皮細(xì)胞,抑制內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生炎性趨化因子；眾所周知,炎性因子可以刺激產(chǎn)生大量的氧化自由基,由于抑制了炎性因子的產(chǎn)生,從而減少了氧化自由基的生成,從另一個方面也驗(yàn)證了CGRP能夠?qū)ρ踝杂苫男纬僧a(chǎn)生影響,也證明了CGRP對MS的影響,提示了CGRP對MS具有保護(hù)作用。

3.3 對能量代謝學(xué)說的影響 韓啟德等[11]在利用CGRP對大鼠尾動脈的舒張實(shí)驗(yàn)的過程中還發(fā)現(xiàn),CGRP可以使大鼠尾動脈的內(nèi)皮細(xì)胞中cAMP含量增多,其效應(yīng)與CGRP的濃度有對應(yīng)關(guān)系,同時他還聲稱,在他的另一組實(shí)驗(yàn)中,他發(fā)現(xiàn)CGRP還可以使大鼠腹主動脈的內(nèi)皮細(xì)胞中的cAMP和cGMP的含量增加,這些為CGRP能夠改變MS中的能量代謝提供了重要的依據(jù),也揭示了CGRP對MS的影響,提示了CGRP對MS具有保護(hù)作用。

3.4 對微血管學(xué)說的影響 有文獻(xiàn)報道CGRP是目前知道的體內(nèi)最強(qiáng)的舒張血管的物質(zhì),尤其是對心腦血管的舒張作用。其舒張血管的作用與CGRP的濃度有相關(guān)性,而且這種舒張血管作用在去除了內(nèi)皮細(xì)胞后仍然存在,與內(nèi)皮細(xì)胞是否完整無關(guān),對存在粥樣硬化斑塊的血管也有擴(kuò)張作用,且與循環(huán)系統(tǒng)中的前列腺素和兒茶酚胺等其他物質(zhì)的水平無關(guān)。CGRP還能拮抗所有血管收縮劑,擴(kuò)張收縮的血管,因此被人們又稱作為“廣譜的血管舒張劑”。其擴(kuò)張血管的機(jī)制可能是對血管的直接擴(kuò)張作用,也可能是通過激活血管平滑肌細(xì)胞膜上的K+-ATP通道來實(shí)現(xiàn)的[12]；有學(xué)者實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),CGRP可以增強(qiáng)大鼠后肢缺血后的血流恢復(fù),并能增加毛細(xì)血管密度,其機(jī)制是通過活化內(nèi)皮細(xì)胞的AMPK-eNOS通路從而促進(jìn)血管生成[13]；從另一個方面反映了CGRP具有促進(jìn)微血管再生,從而改善微循環(huán)的作用,再一次證明了CGRP對MS的影響,提示了CGRP對MS具有保護(hù)作用。

3.5 對基因?qū)用娴挠绊?防止MS的過程,也是防止心肌細(xì)胞凋亡的過程,研究證明去甲腎上腺素(NE)的過度生成和釋放能夠引起心肌細(xì)胞的凋亡,并且心肌細(xì)胞急性缺血的早期,CGRP和NE的含量同時升高,反映了CGRP和NE共同參與了心肌凋亡的過程,而且資料顯示在心肌細(xì)胞凋亡的過程中,Bcl-2家族也發(fā)揮著重要的作用。 Ma等[14]通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在大鼠心肌細(xì)胞的急性缺血過程中,NE可以上調(diào)Bax的基因表達(dá),抑制Bcl-2基因的表達(dá),導(dǎo)致心肌細(xì)胞中Bcl-2/Bax的比率降低,加快心肌細(xì)胞的凋亡,而CGRP的作用恰恰相反,它能夠降低Bax的基因表達(dá)水平,提高Bcl-2基因的表達(dá)水平,恢復(fù)或升高心肌細(xì)胞中Bcl-2/Bax的比率,從而抑制由于NE所導(dǎo)致的心肌細(xì)胞的凋亡,也從基因?qū)用孀C明了CGRP對MS的影響,提示了CGRP對MS具有保護(hù)作用。

4 結(jié) 語

綜上所述,MS是一個復(fù)雜的病理生理過程,雖然其發(fā)生機(jī)制復(fù)雜,不過就目前研究所掌握的發(fā)生機(jī)制來說還算比較明確,CGRP作為心血管系統(tǒng)中的一個保護(hù)因子,可以通過擴(kuò)張血管、改善微循環(huán)、改善能量代謝、減少氧自由基形成、清除氧自由基、抑制L型鈣通道功能、降低心肌細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度等作用來對心肌細(xì)胞進(jìn)行保護(hù),所以進(jìn)一步深入研究CGRP對MS的影響作用,必將為心肌缺血再灌注損傷的防治帶來新的思路和新的方法。

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(收稿：2016-04-11)

本組腹腔鏡下鞘狀突高位結(jié)扎,采用單孔腹腔鏡自制單針操作,我們體會除上述腹腔鏡手術(shù)優(yōu)點(diǎn)外，單孔腹腔鏡手術(shù)還有較多優(yōu)勢：①方法簡單易于學(xué)習(xí)掌握；②單孔單通道僅放置腹腔鏡，不用其它穿刺孔或者通道放置操作器械，操作簡便；③自制單針成本較低，重復(fù)使用率較高，可節(jié)省部分器材費(fèi)用；④創(chuàng)傷更小；⑤單孔腹腔鏡術(shù)較傳統(tǒng)腹腔鏡具有更佳的美容效果,愈合后臍緣切口隱蔽，穿刺點(diǎn)針眼無明顯瘢痕。

單孔腹腔鏡鞘狀突高位結(jié)扎，需注意穿刺路徑周圍的腹壁下血管、輸精管、精索血管等，在穿刺過程中避免損傷血管或者結(jié)扎輸精管；操作仔細(xì)，盡可能一次完成穿刺，避免多次穿刺引起腹膜下滲血，影響輸精管辨識導(dǎo)致誤扎等，而腹膜多個刺口會因?yàn)榻Y(jié)扎不全造成術(shù)后復(fù)發(fā)[8]；單針穿刺在遭遇較大內(nèi)環(huán)口，會因其內(nèi)側(cè)囊壁多皺褶、肥厚，不易抻展分離，這時可適當(dāng)提高氣腹壓力，也有報道[9]增加穿刺孔利用彎鉗輔助或利用腔內(nèi)閉合針分離；有的鞘狀突內(nèi)環(huán)口細(xì)小，氣腹壓力下開口閉合較難發(fā)現(xiàn)，需仔細(xì)探查。本組1例主訴為單側(cè)交通性鞘膜積液，腹腔鏡探查內(nèi)環(huán)口細(xì)小僅有約1 mm，且為雙側(cè)鞘狀突未閉，此種情況值得注意。

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(收稿：2016-03-15)

△包頭醫(yī)學(xué)院心血管研究室

降鈣素基因相關(guān)肽 心肌頓抑 因果律

R542.2

A

10.3969/j.issn.1000-7377.2016.10.072