高同型半胱氨酸血症与缺血性脑卒中病理生理过程关系的研究

胡浩

高同型半胱氨酸血症与缺血性脑卒中病理生理过程关系的研究

胡浩

缺血性脑卒中具有高发病率、高复发率、高病死率及高致残率的特点，更是给患者家庭及社会带来沉重的负担，因此积极有效的防治缺血性脑卒中已成为人们关注的焦点之一。目前，高同型半胱氨酸血症(hyperhomocysteinemia，Hhcy)作为脑卒中的重要危险因素之一，已被公认，控制高同型半胱氨酸血症能有效预防缺血性脑卒中已得到人们的共识，而探讨其与缺血性脑卒中病理生理过程的关系在指导缺血性脑卒中治疗上具有一定的临床意义。

首先笔者先来回顾一下有关高同型半胱氨酸血症的相关知识。同型半胱氨酸(Homocysteine Hcy)是由食物中摄取的蛋氨酸脱甲基形成的含硫基氨基生成，肝脏和肾脏为其主要代谢器官。正常人血浆中70%～80%的Hcy与蛋白质结合，并通过过氧化作用形成二聚体的Hcy，或与半胱氨酸结合形成同型半胱氨酸-半胱氨酸的混合物，仅1%左右的Hcy在血液循环中以游离形式存在。在细胞内Hcy有3种代谢途径:①再甲基途径。在各种组织中，细胞内的Hcy由蛋氨酸合成酶催化，再甲基化成蛋氨酸，这一反应过程需维生素B12的参与，并由 N-5，10-亚甲基四氢叶酸还原酶(N-5，10-methylenetetrahydrofolate reductase，MTHFR)催化形成的甲基四氢叶酸提供甲基，而Hcy再甲基化的另一途径仅限于肝细胞内，由甜菜碱提供甲基，在甜菜碱-Hcy转化酶催化下合成蛋氨酸;②转硫化途径:细胞内Hcy由胱硫醚-β-合成酶(cystathionine-β-synthase，cβs)催化，以维生素 B6为辅助因子，与丝氨酸缩合形成胱硫醚。胱硫醚又在γ-胱硫醚酶催化下进一步裂解为胱氨酸和α-酮丁酸;③Hcy直接释放到细胞外的基质中，形成一定的血浆Hcy浓度。通常我们指的是总Hcy浓度。有关Hhcy的诊断标准，目前国内外比较公认的参考范围是5～15 μmol/L。所谓Hhcy是指血浆游离的及与蛋白结合的总同型半胱氨酸(total Homocysteine，tHcy)和混合性二硫化物的升高［3］。根据tHcy升高的水平将Hhcy分为3度:16～30 μmol/L 为轻度，31 ～100 μmol/L 为中度，大于100 μmol/L为重度。在缺血性脑卒中发病过程中，Hcy通过以下几个机制影响其病理生理过程的发生发展。

1 促进氧自由基的生成

1.1 Hcy通过自身氧化作用，产生羟自由基、过氧化氢等氧自由基Hcy含活泼的自由巯基，可以自身氧化生成以二硫键结合的Hcy及O2-，后者经超氧化物歧化酶催化生成H2O2、O-2及H2O2活性氧类物质。活性氧类物质可引起蛋白质损伤，酶和受体功能障碍，致生物膜破坏和脂质过氧化，SOD等酶活性降低，造成血管内皮细胞凋亡，功能丧失，还可促进单核巨噬细胞、血管平滑肌细胞(SMC)不受负反馈抑制地大量吞噬脂质而转变为泡沫细胞，从而加速动脉粥样硬化的进程［4］。

1.2 Hcy通过抑制细胞内抗氧化机制产生氧化应激反应导致活性氧族物质(ROS)清除障碍谷胱甘肽是细胞内重要的还原剂，在谷胱甘肽过氧化物酶催化下，将细胞内产生的H2O2还原成H2O。Hcy可以抑制细胞内抗氧化物酶类特别是谷胱甘肽过氧化物酶的表达，使机体清除ROS物质障碍，抗氧化机制受损。当ROS超过正常水平时，ROS不仅破坏细胞膜，还能够直接破坏线粒体膜，使线粒体膜通透性增加，细胞色素C释放，并影响电子传递，引起细胞能量代谢障碍，加重细胞受损。有研究表明，tHcy可引起细胞内质网处于应激状态，细胞内基因表达发生改变，导致谷胱甘肽过氧化物酶等抗氧化酶类的mRNA水平降低，使抗氧化酶类物质水平下降［5］。

1.3 Hcy引起细胞内钙超载 Hcy促进血栓调节因子的表达，激活蛋白激酶C和凝血因子Ⅶ、V，血小板内前列环素合成增加，从而促进血小板黏附和聚集。大量的血小板在缺血灶趋化因子(chemokine)的作用下黏附在血管内皮，通过血小板活化因子(PAF)引起细胞内Ca2+浓度升高，促进自由基生成。

1.4 Hcy降低组织中维生素A、C、E的水平 研究发现维生素A、C、E均具有明显的抗氧化活性，在缺血性脑卒中发生时可执行强大的抗氧化应激功能。而Hcy会降低组织中上述维生素水平，从而导致氧自由基的大量生成。目前，有关这方面的机制还不是很清楚，有待于进一步研究。

2 影响抗凝物质及血管内皮对抗凝物质的表达

2.1 Hcy影响组织型纤溶酶原激活物(tissue plasm-inogen activator，tPA) 及其抑制剂(plasminogen activator inhi-bitor，PAl)的表达、结合和利用内皮细胞是分泌和释放tPA及PAl的主要部位，tPA和PAl-1是决定血管完整性和通畅程度的重要指标。有研究表明，在脑组织缺血状态下内皮细胞可加速表达tPA。而Hcy可促进PAI的表达，抑制tPA的结合和利用，促进血小板的聚集，从而对凝血、纤溶过程产生影响，促进血栓的生长。

2.2 Hcy影响血栓调节蛋白(thrombomodulin，TM)的表达TM是一种存在内皮表面的糖蛋白，与凝血酶结合后可降低其促凝活性，增强蛋白C分解凝血酶和灭活凝血因子Va和、Ⅲa的作用，抑制纤溶过程。Hcy升高阻止TM由内质网转入高尔基体，阻止其糖基化，使TM不能表达于细胞表面，TM释放入周围细胞介质中数量减少，从而加速凝血过程，促进血栓生长，导致临床症状加重。

2.3 Hcy可以提高Von Willebrand因子(vWF)的表达vWF是由内皮细胞合成分泌的大分子糖蛋白，是血浆因子Ⅷ的重要组成部分，可以直接影响血浆因子Ⅷ的促凝活性，而且是血小板黏附于内皮下以及血小板黏附延伸的重要黏附分子。血中vWF被认为是血液处于高凝状态的重要指标。

2.4 Hcy直接激活多种凝血因子 Thambyrajah［6］等研究表明高同型半胱氨酸血症可直接激活凝血因子Ⅹ、Ⅻ和Ⅴ因子，抑制凝血调节蛋白在内皮细胞表面的表达及活性，从而减少对Ⅴa、Ⅷa和凝血酶的灭活。

2.5 Hcy干扰硫酸肝素的合成与表达 Hcy通过生成过氧化物干扰内皮细胞硫酸肝素的合成与表达，导致抗凝血酶Ⅲ与内皮细胞结合减少，并使结合的抗凝血酶Ⅲ活性下降从而破坏了抗凝血酶Ⅲ介导的内皮细胞抗凝机制。

3 Hcy对血管内皮细胞依赖性舒张功能的损害

在缺血性脑卒中发生时，血管内皮细胞通过一氧化氮合酶(NOS)将L-精氨酸转化为L-胍氨酸，同时释放NO。NO扩散进入血管平滑肌后，激活鸟苷酸环化酶，促进环化鸟苷酸(cGMP)生成。cGMP可降低细胞膜对钙的通透性，细胞外钙不易进入细胞内，还能抑制细胞内钙从肌浆网释放，使血管平滑肌松弛。内皮源性NO可与Hcy迅速结合，阻止Hcy自氧化，结合生成的S-亚硝基-同型半胱氨酸还具有扩张血管和抗血小板聚集的作用。

3.1 Hcy干扰NO的生理功能 由于Hcy损伤内皮细胞，释放NO受抑制，从而不能解除Hcy的毒性，造成内皮细胞损伤的恶性循环，加重内皮损伤。Hcy自氧化产生的活性氧类物质还可与NO发生反应，如O-2与NO反应生成氧化亚硝酸阴离子(ONOO-)，进一步导致NO生理浓度下降，其扩血管、抑制血小板黏附的作用减弱。Hcy还能抑制NOS活性，直接导致NO生成减少，从而引起内皮细胞依赖性的血管舒张功能失调。

3.2 Hcy促进内皮素(ET)的合成和释放 ET由21个氨基酸组成，是一种新的血管收缩肽，具有强大的血管收缩作用和促进血管平滑肌细胞增殖分裂的作用。大多数学者认为，Hcy可直接或间接损伤内皮细胞，促进ET-1的合成和释放，引起内皮细胞依赖性的血管舒张功能失调。但目前也有少数学者通过实验观察认为，Hcy不但可以降低内皮细胞ET-1的分泌，而且可以降低其mRNA的水平。由此可见Hcy对内皮素的影响有待于进一步研究。

4 Hcy促进血小板聚

Hcy可抑制内皮细胞ADP酶的活性，致使二磷酸腺苷(ADP)降解减少，凝血酶和ADP可以改变花生四烯酸的代谢，促进血浆血栓素A2(TXA2)合成增多，引起血小板聚集，血小板在内皮细胞的黏附和聚集也是促进凝血过程瀑布反应的重要因素［7］。

5 Hcy对细胞凋亡和DNA损伤的影响

目前已经克隆到3个新的高同型半胱氨酸诱导的cDNA，其中一个已经获得全长，发现与凋亡蛋白有高度同源性，并通过一些动物实验证实其诱导凋亡作用。关于Hcy对细胞基因的影响也是近年研究的热点。

高同型半胱氨酸血症作为近些年被发现的脑血管病的独立危险因素，我们对其在疾病的病理生理过程中的作用认识和研究的还不是很充分，本文对其在缺血性脑卒中的病理生理过程中的作用做了简单的总结和回顾，以期对我们的临床工作有所裨益。同时，我们也期待更多更有价值的研究结果被应用于临床及预防工作，更好的服务于患者和社会。

［1］Eikellmom JW，Lonn E，C，enest J Tr，et al.Homocysteine and ca.rdiovasculardisease:a critical review of the epidemioloslc evidence.AnnIntern Med，1999，131:363.

［2］Stemler Ts，osbome JA，Taraki O，etal.Advers vascular effects ofhomocysteine are modulated endothellum derived relaxing factor and related oxide of nitogen.J clin Invest，1995，75:132-1361.

［3］Faraci FM.Hyperhomocysteinemia:a million way to lose contml.Anerioscl Thromb Vasc Biol，2003，23:371-373.

［4］PulVirenti D，Signorelli S，Sciacchitano S，et al.Hyperhomocysteinemia.oxidatiVe stress，endothelial dysfunction in postmenopausal women.Clin Ter，2007，158:213-217.

［5］Lee I，Lee H，Kim JM，et al.Short-term hyperhomocysteinemia-induced oxidative stress activates retinal gliaI cells and increases Vascular endotheli growth factor expression in rat retina.Biosci Biotechnol Biochem，2007，71:1203-1210.

［6］Thambyrajah J，Townend JN.Homocysteine and atherombosismechanisms for injury.Eur Heart J，2000，21:967-974.

［7］Ventura P，Panini R，Verlato C，et al.Peroxidation indices and total antioxidant capacity in plasma during hypevhomocysteinemia induced by methionine oral loading.Metabolism，2000，49(2):225.

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