应激对儿茶酚胺影响和中药干预的研究进展*

张 晗，毛浩萍，柴丽娟，王小莹，王 虹

（1.天津中医药大学中医药研究院，天津市中药药理学重点实验室,天津 300193；2.天津中医药大学中药学院，天津 300193）

应激是机体对内外环境因素和社会心理因素刺激时所出现的非特异性的综合应答状态。交感-肾上腺髓质系统的激活是应激反应的重要特征之一。应激是导致交感-肾上腺髓质系统合成分泌儿茶酚胺（CA）增加的主要原因，过强或持续的应激造成CA合成分泌和代谢过程的紊乱,诱发或加重冠心病、肿瘤、神经精神疾病的发生和发展，对医学和公共卫生带来挑战，也造成了巨大的社会经济负担，因此通过药物干预应激状态下CA合成分泌具有重要的治疗学意义。

1 儿茶酚胺合成与分泌

儿茶酚胺，包括去甲肾上腺素（NE）、肾上腺素（E）和多巴胺（DA）。NE、E由少数脑干神经元、交感神经节后纤维、肾上腺髓质细胞合成分泌；DA是NE生物合成的前体，由脑部的少数神经元产生。NE、E、DA合成通过一条共同途径，从食物中摄取的酪氨酸进入细胞内通过酪氨酸羟化酶（TH）催化生成二羟苯丙氨酸，即多巴（L－DOPA），进一步在左旋芳香族氨基酸脱羧酶（AADDC）作用下转化为DA，DA经多巴胺－β－羟化酶（DBH）催化生成NE，在NE能神经元和肾上腺髓质中，经苯乙醇胺-N-甲基转移酶（PNMT）催化生成E。儿茶酚胺合成后，储存于囊泡中，使之处于一种隔绝状态，不易被胞浆中的单胺氧化酶破坏。当受到各种刺激时，CA则以Ca2+依赖的胞裂外排的形式通过神经末梢释放。其中调节CA合成最重要的酶是TH，它是CA合成中的限速酶[1]。机体对TH活性调节包括长、短时程两种调节机制：短时程调节一般在数秒或数分钟内即可发生，主要是通过TH ser19、30和41位点的磷酸化解除Ser对TH的抑制,激活酶的活性来实现；长时程调节一般在数小时或数天后才能实现，主要是多种细胞外刺激对TH基因的转录调节可引起TH活性的长时程变化[2]。

交感神经末梢和肾上腺髓质细胞分泌释放CA的过程类似，细胞内Ca2+浓度升高是诱发CA分泌的必要条件。交感神经节前纤维释放乙酰胆碱（ACh）与细胞膜上的烟碱型ACh受体结合后改变细胞膜对钠离子的通透性，促进钠内流引起膜去极化进而激活电压依赖性Ca2+通道，促使细胞内Ca2+浓度增加，导致CA分泌增多[3]。此外，在缺血等异常状态下交感神经末梢可通过非Ca2+依赖性的机制释放CA[4]。

2 应激与儿茶酚胺

强烈或持续的应激激活交感-肾上腺髓质系统，促进交感神经末梢和肾上腺髓质大量合成分泌CA，导致CA代谢过程的紊乱，进而影响心血管疾病、肿瘤和神经精神疾病的发生发展。

2.1 心血管疾病 慢性应激导致的神经内分泌功能的改变与心血管疾病的发展密切相关，高浓度的外周血循环CA被认为是心血管疾病病死率的重要预测因子[5]。交感-肾上腺髓质系统的激活能够提高心肌收缩力、增加心搏出量。但持续强烈的应激反应产生的过量CA，作用于心肌和平滑肌细胞上β和α肾上腺素受体（β-AR，α-AR），通过藕联Gs蛋白激活下游信号转导通路，使细胞内Ca2+浓度和cAMP升高，诱发局部心肌组织细胞缺血缺氧[6]；同时循环内过量CA在自身氧化过程中产生氧自由基导致局部心肌组织发生氧化应激，并可通过促进TNF-α产生诱发心肌凋亡[7]，参与心室重塑[8]。急性、慢性应激能够促进外周NE和E含量的升高，并能造成儿茶酚胺合成酶TH、DBH和PNMT基因表达的改变，单次或重复制动应激增加心房肌和心室PNMT和β2-AR mRNA的表达[9]；慢性不可预知温和应激则降低心房肌TH和DBH mRNA表达，促进左心房PNMT和右心房β3-AR mRNA的表达[10]。

2.2 肿瘤 大量研究证实应激反应能够调节乳腺、胃肠道、皮肤和生殖系统肿瘤的发展进程[11-14]。在慢性应激中，由活化的交感-肾上腺髓质系统分泌的CA通过促进肿瘤细胞的浸润、迁移和增生，诱导促血管再生因子释放而促进肿瘤的发展[15-16]。Shi等[17]发现β2-AR拮抗剂能够显著抑制异丙肾上腺素诱导的人胃癌细胞基质金属蛋白酶-7（MMP7）的表达。MMP7在胃肠道浸润性癌症中过量表达，其水平与胃肠道肿瘤的浸润、淋巴结转移和患者预后生存正相关。CA能够通过β2-AR介导的信号通路促进胃癌细胞MPP7表达从而参与胃癌的浸润和转移。而在人卵巢癌裸鼠模型中，NE通过β2-AR/cAMP/PKA信号通路促进诱发肿瘤血管新生关键因子血管内皮生长因子VPE/VEGF合成以及MMP2和MMP9过量表达[18]。此外，在CRNK-16白血病大鼠模型中，注射0.5 mg/kg E能够降低大鼠存活率并能短暂降低NK细胞活性；游泳应激同样能降低大鼠存活率，给予β阻断剂能够提高白血病大鼠的存活率，提示在应激状态下，E可能通过抑制细胞免疫而促进白血病发展[19]。

2.3 情绪和精神疾患 应激是诱发精神疾病的重要危险因子之一，持续、强烈的应激能够造成情绪障碍和认知缺陷，导致焦虑、抑郁、注意力下降和记忆力损伤[20]。起源于腹侧背盖区(VAT)投射到前额皮质（mPEC）的中脑皮质多巴胺通路与应激引起的情绪障碍和认知缺陷密切相关。单次社会挫败应激能够降低小鼠mPEC多巴胺更新率，慢性应激降低mPEC多巴胺更新率、抑制VAT多巴胺神经元c-Fos表达，减弱中脑皮质多巴胺神经元活性[21]。4周束缚和水浸应激可以损伤大鼠空间工作记忆，并伴随大鼠mPEC多巴胺突触传递的降低，在mPEC部位注射多巴胺D1受体激动剂能够缓解大鼠记忆的损伤[22]。Rasheed等[23]发现短期制动应激降低大鼠纹状体、海马多巴胺水平，提高大脑额叶皮质多巴胺含量，给予多巴胺D1受体激动剂后能改善纹状体和海马多巴胺水平降低，对额叶皮质的多巴胺含量未见明显改变。慢性不可预知性应激均可降低额叶皮质、纹状体和海马的多巴胺含量，提示急性和慢性应激对脑内区域性多巴胺功能产生不同影响。

3 中药对应激中儿茶酚胺合成和分泌的调节

现今，对CA分泌合成和调控的影响研究多采用牛肾上腺髓质细胞、PC12细胞株作为交感神经模型在细胞水平甚至分子水平阐明药物影响的机制，涉及的药物包括降压药、抗抑郁药、治疗心力衰竭药。本课题组应用牛肾上腺髓质细胞，以生理浓度的ACh为刺激剂，观察了冰片、牛黄等开窍中药对儿CA分泌的影响[24]，结果显示冰片、牛黄、麝香、石菖蒲及苏合香通过乙酰胆碱受体途径和电压依赖型离子通道抑制交感活性，降低刺激剂诱发的CA分泌，提示开窍中药可以用于缓解应激损伤。中药植物提取物如丹参酮、川橘皮素对CA分泌的增加具有双重调节作用，两种化合物均能够促进基础儿茶酚胺的分泌，而抑制ACh、藜芦定碱等刺激剂诱导的CA分泌的增加[25-26]。天然植物提取物如白藜芦醇、大豆异黄酮能够调节应激状态下CA分泌与合成[27-28]。这些研究为药物在应激状态下具有心血管保护作用提供了科学依据。

此外，中药或天然药物通过作用于儿茶酚胺类神经递质而治疗应激性抑郁症的研究愈来愈引起研究者的关注[29]。来源自《备急千金要方》的开心散能够通过调节脑组织中DA、NE和5-羟色胺（5-HT）的含量，促进神经营养因子表达而缓解慢性温和应激大鼠抑郁症状[30]。

4 问题与展望

目前，对过度应激的研究多集中在应激诱发的神经递质或激素对机体病理影响方面，对其宏观、微观两方面研究有待进一步深入。在宏观方面，如发生的主体，特别是个体的精神类型、性格特点、行为方式及遗传背景却少有系统研究；微观方面对过度应激发生的分子网络调控机制研究则刚刚开始。

过度应激及儿茶酚胺类神经递质与中医情志偏颇有密切关系，两者结合研究将开拓新的研究方向。中药调节情志异常具有丰富的经验，揭示中药抗应激作用机制和物质基础也将为过度应激的长期干预提供科学理论依据。总之，开展中医药对应激的干预研究具有重要临床应用价值，并有可能成为中医药治疗的优势方向。

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