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非酒精性脂肪性肝病与凝血及纤溶系统异常的关系

2011-08-15于轶楠

中国全科医学 2011年20期
关键词:凝血因子纤溶内皮细胞

于轶楠,都 健

非酒精性脂肪性肝病 (nonalcoholic fatty liver disease,NAFLD)自从1958年被首次发现至今,已经成为全球范围内普遍存在的顽疾,发病率逐年升高。而且是目前导致无症状性转氨酶升高的首要病因,部分患者会逐渐进展成终末期肝硬化,甚至有些与肝肿瘤相关,已日益引起临床医生的重视。

NAFLD是一类除外酒精和其他明确的损肝因素所致的,以弥漫性肝细胞大泡性脂肪变为主要特征的临床病理综合征。临床上以肝细胞内脂质蓄积超过肝湿重的5%或组织学上每单位面积见1/3以上肝细胞脂变时,诊断为脂肪肝[1]。虽然现今有很多关于NAFLD发病机制的理论,但确切的机制尚不清楚,都还停留在假说阶段,其中占主导地位的观点是Day等[2]提出的“二次打击假说”,在一定程度上解释了NAFLD的病理生理机制。“二次打击假说”认为:大多数情况下,由于肥胖或糖尿病等其他因素 (诸如遗传、药物等原因)会导致体内胰岛素过多引发胰岛素抵抗 (insulin resistance,IR),从而引起脂质代谢紊乱,导致肝脏脂肪沉积及肝脂肪变,并启动细胞适应程序,而脂肪变性的肝细胞活力相对不足并为氧化应激提供了足够的反应基质,结果脂肪变性的肝细胞对内、外源性损害因子的敏感性增强,此为“第一次打击”[3]。脂质代谢紊乱导致三酰甘油在肝细胞内蓄积,致使大量的游离脂肪酸在线粒体内氧化产生过多的超氧阴离子和活性氧种类,耗竭了抗氧化物质,从而使得活性氧和自由基增多不能完全代谢,引起氧化应激 (oxidative stress),损伤肝细胞;而过多的活性氧又可损伤线粒体,影响游离脂肪酸的代谢,形成恶性循环,从而促进“第二次打击”的发生和发展[4]。然而,无论是IR(“第一次打击”)还是氧化应激(“第二次打击”)均可从多方面引起凝血及纤溶系统异常,从而解释了NAFLD与凝血及纤溶系统异常的关系。

1 IR(“第一次打击”)与凝血、纤溶系统

1.1 凝血因子Ⅶ与组织因子 (tissue factor,TF) 血浆凝血因子Ⅶ是由肝脏合成的依赖于维生素K以蛋白酶原形式存在于血浆中的凝血因子,由单链糖蛋白转变为双链的形式存在才具有活性。TF是一种跨膜糖蛋白,存在于大多数组织细胞中。正常人血浆中存在低水平活化的凝血因子Ⅶ,可与作为激活外源性凝血途径的始动因子 (即TF)形成活性复合物后激活凝血因子Ⅹ而启动外源性凝血途径。在IR状态下,机体为了维持正常的血糖水平,防止内环境紊乱而刺激胰岛β细胞分泌过多的胰岛素。然而正是过多分泌的胰岛素导致机体更大的代谢失衡,是促使机体走向严重代谢失常的催化剂。研究显示,在瘦的大鼠中灌注胰岛素会增加TF的表达,弗明翰研究指出胰岛素水平与凝血因子间呈正相关的关系支持了胰岛素在凝血因子表达上的直接作用,因此IR通过胰岛素在凝血因子表达上的直接作用引起了血栓形成的上游阶段[5-6]。

1.2 纤维蛋白原 (Fg) Fg是一种由肝脏合成并分泌的糖蛋白,相对分子量340 000,需由凝血酶将其转变为纤维蛋白才能发挥凝血和止血的功能。IR和慢性炎症反应都可使Fg升高,在IR状态下Fg的升高可能与IR状态下循环血中两种致炎细胞因子——白介素6(IL-6)及肿瘤坏死因子α(TNF-α)增高有关。考虑Fg升高引起凝血系统异常的机制如下:一方面不仅使纤维蛋白生成的底物增多,而且使血液黏度升高,从而使血流速度减慢;另一方面,Fg可通过其凝血和止血作用来诱导红细胞和血小板聚集,同时有抑制纤溶的作用[7]。

1.3 血管性血友病因子 (von Willebrand factor,vWF) vWF是一种只能在内皮细胞、骨髓巨核细胞及血小板的前体中合成的多聚糖蛋白,95%成熟的vWF持续分泌到内皮下和血液中,其余部分贮存于内皮细胞的Weibel-Palace小体和血小板的α颗粒中。vWF有多种形式,起凝血和介导血小板黏附、聚集及血栓形成的主要为分子量相对较大的贮存在内皮细胞的Weibel-Palace小体和血小板的α颗粒中的vWF,所以vWF水平升高被视为血管内皮损伤的标志[8]。在IR状态下,游离脂肪酸、TNF-α、氧化的低密度脂蛋白 (LDL)会引起内皮细胞功能紊乱,使Weibel-Palace小体中贮存的vWF释放入血,使血循环中的vWF水平升高。研究显示,内皮功能紊乱的严重程度与IR抵抗呈平行递增的关系[9]。在IR状态下,升高的vWF会通过如下机制引起凝血系统异常:(1)凝血因子Ⅷ分泌入血后,就与血中的vWF紧密结合,所以当vWF水平升高时,就会相应地使凝血因子Ⅷ水平升高,同时影响凝血因子Ⅷ的活性,并阻止抗原递呈细胞的灭活[10]。(2)在IR状态下,内皮功能紊乱使血管内皮细胞剥脱,vWF通过与血小板膜表面受体结合及与内皮下层胶原等胶质成分的结合,参与血小板的黏附过程。所以随着vWF水平的升高,血小板的活化作用增强,CD40配体被释放入血,血小板表面的P-选择素表达,从而促进了血栓形成及炎症反应。

1.4 组织纤溶酶原激活物 (t-PA)和纤溶酶原激活物抑制因子-1(PAI-1) 纤溶系统主要由纤溶酶原转变为纤溶酶,以及纤溶酶降解纤维蛋白 (原)过程中有关的作用物、底物、激活物和抑制物组成。其中重要的一对拮抗因子为t-PA和PAI-1[11]。所谓纤溶是指纤维蛋白或纤维蛋白原被纤溶酶水解的过程,它对血凝块的清除、维持血液流变性、保证血管的通畅发挥重要的作用。这一作用的启动和发挥主要依赖于纤溶的生理性激活剂——t-PA。t-PA是由527个氨基酸组成的多肽单链的丝氨酸类蛋白酶,相对分子量约66 000。只有当纤维蛋白存在时,纤溶酶原与纤维蛋白上的受体结合,t-PA也与纤维蛋白结合,t-PA才能高效地激活纤溶酶原生成纤溶酶,后者可使纤维蛋白降解,产生纤维蛋白降解产物(fibrin degradation product,FDP),D-D作为交联的纤维蛋白的降解产物是反映纤溶系统活化的重要分子标志物。PAI-1为一种含有379个氨基酸的单链糖蛋白,因在组成上含有较多的蛋氨酸,却缺乏半胱氨酸,故容易被氧化物氧化而致不可逆性失活。所有人体组织均存在PAI-1,而PAI-1主要由血管内皮细胞以活性形式释放入血浆,与t-PA以1∶1的关系结合成稳定的复合物抑制纤溶酶原的活化,使纤溶酶生成减少,从而抑制纤溶作用。

越来越多的研究表明,IR患者中PAI-1表达是增加的,关于其机制目前尚存在争议,考虑由多因素造成:(1)IR和高胰岛素血症与PAI-1的升高具有相关性。高胰岛素血症患者血浆中PAI-1水平增加,且其水平与胰岛素呈正相关[12]。PAI-1的合成受胰岛素的调节,在高胰岛素血症患者中肝脏合成PAI-1增加,PAI-1水平和活性增加导致纤溶系统受抑制。Carmassi等[13]通过对健康人群注射胰岛素后观察PAI-1的变化,发现高胰岛素可以刺激局部血管扩张和PAI-1表达增强。(2)在IR状态下,脂肪细胞产生的TNF-α可促进PAI-1基因的转录,PAI-1生成增加而导致低纤溶状态的产生。Cigolin等[14]在体外对人类脂肪组织研究发现,随着TNF-α水平增加,PAI-1 mRNA表达增强,PAI-1活性明显增加,在加入TNF-α抑制剂PTX(poten-toxifylline)后,随着TNF-α水平的降低,PAI-1水平也明显下降。(3)胰岛素和胰岛素样生长因子-1通过HepG2细胞增大PAI-1作用,这种增大的PAI-1作用可通过PAI-1 mRNA表达来反映等。

2 氧化应激(“第二次打击”)与凝血、纤溶系统

2.1 血栓烷A2(TXA2)与前列环素 (PGI2) TXA2是由血小板及白细胞合成并释放的生物活性物质,具有强烈的血管收缩和激活血小板黏附、聚集的作用,是血栓形成中的重要因子;PGI2主要由血管内皮细胞合成释放,具有舒张血管、阻止血小板黏附及聚集、抑制血栓形成、保护血管内皮的作用。TXA2/PGI2的动态平衡对调节血管紧张度、调节血小板功能、保护血管内皮及抗凝起着重要的作用。氧化应激时,过多的活性氧簇 (reactive oxygen species,ROS)使细胞内钙离子超载,激活微粒体和质膜上的磷脂酶A2,使膜磷脂降解为花生四烯酸,后者在环加氧酶作用下引起前列腺素类生物活性物质的变化,如TXA2和PGI2,使TXA2/PGI2比例失调,致血管内皮细胞损伤、通透性增高、微血管强烈收缩、凝血及纤溶系统异常、血栓形成与堵塞等[15]。

2.2 8-异前列腺素 F2a(8-iso-prostaglandin F2a,8-iso-PGF2a) 8-iso-PGF2a是一组含20个碳原子的不饱和脂肪酸,相对分子量为354.5,是前列腺素F2a的同分异构体,且是异前列腺素F2a的主要和稳定的成分。因其生成和释放是持续稳定的,且含量不受饮食中脂质和部分药物的影响,具有特异性、敏感性、稳定性和实用性高的优点,已成为反映体内氧化应激水平的最佳指标。氧化应激时,过多的ROS催化生物膜上的花生四烯酸发生脂质过氧化 (非酶促反应),使得8-iso-PGF2a生成增加,而8-iso-PGF2a又可通过直接消耗一氧化氮 (nitric oxide,NO)或改变一氧化氮合酶 (NOS)活性,从而削弱NO保护性生物效应的发挥、增加血小板中游离钙离子和肌醇磷酸盐合成、促进血小板黏附聚集和活化、释放大量生长因子、上调化学因子促进单核细胞黏附内皮,使得血小板激活、损伤血管内皮细胞、启动外源性凝血途径,增加临床凝血性血栓事件的发生[16]。

2.3 NO NO是左旋精氨酸 (L-Arg)在NOS作用下生成的一种非常特殊的小分子,在超氧化物歧化酶 (SOD)及酸性条件下较稳定,而在氧化应激条件下容易失活。氧化应激时,过多的ROS抑制NOS活性而使NO合成减少,并使NO生物学活性下降,导致血管收缩、脂质浸润、炎性反应、血管重塑、血小板激活及PAI-1和TF等活性异常,从而引起凝血系统亢进及纤溶系统抑制[17]。

总之,从IR及氧化应激这两方面看,NAFLD与凝血、纤溶系统异常密切相关,提示我们在治疗上可从改善IR及氧化应激这两方面着手,为预防及临床诊疗提供新的理论基础,但临床证据仍然不足,尚未达成共识。由此可见,深入开展NAFLD和凝血、纤溶系统异常发病机制的研究,尤其应在我国开展大样本、多中心、长期自然病程的前瞻性研究,通过长期动态观察、分析,对我国人口NAFLD与凝血、纤溶系统异常的发病特征、探索新的预测因子和发病机制,对选择有效诊疗策略和药物研发均具有深远意义。

1 中华医学会肝病学分会脂肪肝和酒精性肝病学组.非酒精性脂肪性肝病诊疗指南[J].中华肝脏病杂志,2010,18(3):163-166.

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