血壓波動對頸總動脈內皮細胞超微結構及血清胱抑素C的影響

胡 慶，張山起，張蘭蘭，朱建忠，閆文革，黃 劍

動脈血壓穩定是各系統、器官正常血液供應的前提條件，動脈壓力感受性反射的主要功能是維持血壓穩定。血壓異常波動是腦血管病病人發病早期的常見現象。胱抑素C(cystatin C，Cys C)是半胱氨酸蛋白酶抑制劑超家族成員之一，表達于所有有核細胞中。據文獻報道血清Cys C水平與血管內皮功能有密切關系[1]，Cys C可能是高血壓病人靶器官損害的預測因子[2]，血壓波動與靶器官損傷的相關系數略高于血壓水平[3]。本研究用去竇弓神經的方法建立血壓波動模型[4]，探討血壓波動導致血清Cys C變化與頸總動脈內皮細胞超微結構改變的關系。

1 材料與方法

1.1 實驗動物 取SD大鼠108只，雌雄不拘，體重175～205 g，購自天津軍事醫學科學院，編號：SCXX-(軍)2009-003。隨機分為對照組、假手術組、實驗組，每組再分為30 d、60 d、90 d亞組，每組12只。

1.2 血壓波動模型的制備及血壓監測 用去竇弓神經的方法建立血壓波動模型，經檢測24 h平均收縮壓和平均舒張壓無變化；24 h收縮壓和舒張壓波動性均較明顯[4]。

1.3 標本采集與處理 以水合氯醛按300 mg/kg腹腔注射麻醉，頸總動脈采血，采用乳膠增強免疫透射比濁法測定血清Cys C，試劑盒購自上海生物科技有限公司，正常值0.40～1.05 mg/L。在無菌條件下迅速用鋒利的刀片切取1 mm3頸總動脈，立即投入戊二醛固定液中，送電鏡室，制作超薄標本，用透射電鏡(Philips CM12)觀察。

2 結 果

2.1 各組大鼠血清Cys C比較 30 d、60 d、90 d時假手術組Cys C與對照組比較差異均無統計學意義(P>0.05)；實驗組30 d、60 d、90 d時Cys C較對照組明顯升高(P<0.01)；實驗組60 d 與30 d比較、90 d與60 d比較，Cys C明顯增加(P<0.05或P<0.01)。詳見表1。

表1 各組血清Cys C比較(±s) 單位：mg/L

2.2 頸總動脈內皮細胞超顯微結構變化 實驗組30 d、60 d、90 d時頸總動脈內皮細胞電鏡下均可見內膜下結締組織腫脹，內彈性膜局部變窄，內皮細胞質腫脹，部分內皮細胞胞質游離面脫落，可見胞質碎片，吞噬小泡較多，內質網擴張，核間隙擴張，核膜部分缺失，隨時間延長損傷日益嚴重。詳見圖1。

圖1 實驗組頸總動脈內皮細胞電鏡圖

3 討 論

人體Cys C是由122個氨基酸組成的一種低分子量的堿性非糖化蛋白質，基因片段位于20號染色體，屬于一種“看家基因”，在所有的有核細胞中恒定持續表達。其功能是抑制半胱氨酸蛋白酶，不僅參與細胞內外蛋白水解的調控，還能保護細胞免受不適當的內源性或外源性蛋白酶水解的破壞[5]。

本實驗顯示血壓波動導致頸總動脈內皮細胞損傷，血清Cys C升高，隨時間延長愈加明顯，內皮細胞損傷程度與血清Cys C升高呈正相關。其機制可能是血壓長期劇烈波動直接導致頸總動脈內皮細胞損傷，受損的內皮細胞Cys C合成不足，使此處組織蛋白酶活性不能被抑制，組織蛋白酶降解細胞外基質，引起血管壁結構的進一步破壞[6]；機體為達到局部平衡，將合成更多的Cys C來調節細胞內外蛋白酶的活性，使血清Cys C水平升高[1]。結果導致：①Cys C增多通過調節蛋白水解和抗蛋白水解的平衡直接影響血管壁重塑[7]；②Cys C抑制同型半胱氨酸分解過程中酶的活性，造成血同型半胱氨酸水平上升，同型半胱氨酸促進血管內皮細胞產生大量的過氧化物和氧自由基，自由基進一步損傷內皮細胞[8]；③Cys C還參與機體的炎癥反應，促使組織分泌蛋白酶S及K等，促進半胱氨酸蛋白酶在動脈彈性蛋白損傷處的過度表達，進而破壞血管壁的彈力層和膠原纖維。同型半胱氨酸還能促進血管壁中膜平滑肌細胞的增生，低密度脂蛋白氧化加速，促進動脈粥樣硬化，使血管壁增厚[9]。最終減少血管壁細胞外基質的降解而導致血管壁重構[10]。

Cys C還可能與動脈硬化疾病密切相關，病理過程為動脈硬化發展過程中由于各種損傷、炎癥等使活性氧增多，通過氧化應激及各種炎癥細胞的浸潤使血管內皮細胞受損[11]。血管內皮細胞損傷是動脈硬化的早期階段，血清Cys C與頸動脈粥樣硬化獨立相關[12]，Cys C不僅可直接影響動脈粥樣硬化的發生、發展以及斑塊破裂，而且可影響中性粒細胞的遷移，促進炎癥反應，參與血管壁、細胞外基質生成和降解的平衡，能增強中性粒細胞的趨化和吞噬能力，有效降低細胞活性氧的生成，促進動脈粥樣斑塊的形成[13-14]。另外，高Cys C還可通過CD40配體免疫炎癥調節途徑，誘導斑塊內巨噬細胞和血管平滑肌細胞表達基質金屬蛋白酶，導致斑塊破裂[7]。

研究表明，一定程度上頸總動脈粥樣硬化可反映全身動脈粥樣硬化的程度[15]。Cys C通過參與血管壁重構和血管壁內皮細胞的炎癥反應過程，導致動脈粥樣硬化[16]。血清Cys C參與動脈硬化形成并影響動脈硬化斑塊的穩定性，減少血管壁外基質的降解，參與動脈血管壁重構，而動脈硬化本質即血管壁重構，故隨著動脈硬化程度加重，血清Cys C水平升高，反過來又將加重動脈硬化[17]。血壓波動對動脈內皮細胞損傷同時導致Cys C升高，Cys C與內皮細胞損傷之間的關系，甚至與動脈硬化的關系尚待進一步研究。