气体信号分子CO和H2S与抑郁症之间相关研究

程素满 陈金峰 李志榕

摘 要：为了探讨气体信号分子一氧化碳（carbon monoxide，CO）及硫化氢（hydrogen sulfide，H2S）与抑郁症之间的关系。选取抑郁症患者40例作为实验组，同时选取健康人40例作为对照组，两组在年龄、性别、肝功能、肾功能、血糖浓度等基本资料方面均无统计学差异（P>0.05），同时检测两组血浆CO、H2S的浓度和过氧化氢酶（cata-lase，CAT）的活性。研究发现实验组血浆CO含量和CAT活性均高于对照组，而H2S的含量低于对照组，差异均具有统计学意义（P<0.05）；实验组血浆中C0和H2S的含量呈直线负相关关系，但和CAT没有直接关系。 结果提示内源性CO、H2S与抑郁症之间存在着一定关系，氧化应激参与了反应。

关键词：抑郁症；一氧化碳（C0）；硫化氢（H2S）

中图分类号：R395.4

文献标识码：A

文章编号：1007-7847（2014）05-0407-04

抑郁症具有高发病、高复发、高致残和发病年龄广泛的特点，目前已成为全球关注的重要精神心理疾病。抑郁症发生的病理生理过程与神经内分泌功能紊乱、神经递质代谢障碍及神经可塑性的异常等一系列脑内细胞功能的改变有关。抑郁症患者体内去甲肾上腺素（norepinephrine，NE）、5-羟色胺（5-hydroxytryptamine，5-HT）或多巴胺（dopamine，DA）水平降低或其受体功能低下，下丘脑一垂体一肾l二腺轴（HPA轴）通过与脑内单胺类神经递质的相互作用，可能参与抑郁症的发病过程。而谷氨酸受体也与抑郁症的发生关系密切，其中甲基-D-天冬氨酸受体通过上调海马组织中BD-NF因子（brain-clerived neurotrophic factor， BDNF）起到抗抑郁作用，进一步研究暗示抑郁状态下海马神经重塑障碍可能和对细胞生长、发育和凋亡起调控作用的NotCh1信号系统有关。但关于气体信号分子H2S （hydrogen sulfide，H2S）和CO（carhon monoxide，CO）是否参与了抑郁症的发生报道不多.文中探讨这两种气体信号分子在抑郁发病中的变化和效应，及与过氧化氢酶（catalade，CAT）之间的关系，为深入研究抑郁症的发病机制提供依据。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

来自2012年08月～2013年05月开封市第五人民医院的抑郁症患者。纳入标准：1）符合《中国精神障碍分类与诊断标准》第3版（CCMD-3）抑郁症诊断标准：2）汉密尔顿抑郁量表（Hamiltondepression scale. HAMD）17项总分≥17分和汉密尔顿焦虑量表（Hamlilton anxiety scale，HAMA）≥14分。排除标准：1）器质性精神障碍所致抑郁；2）精神活性物质和非成瘾物质所致抑郁。共收集40例患者.其中男21例，女19例.年龄30～50岁，平均（43.2±4.2）岁。同时选取健康体检者为为对照组.纳入标准：1）无躯体疾病和精神疾病；2）无精神活性物质滥用史。共收集对照组40例，其中男23例，女17例.年龄30～50岁.平均（41.8±4.0）岁。两组在性别、年龄方面的比较经统计学处理.均无显著性差异（P>O.05）。

1.2 研究方法

1.2.1 标本采集及处理

对照组及实验组均取清晨空腹静脉血2 mL，置于肝素处理过的抗凝管巾，4 000 r/min离心10 min.分离血浆，EP管密封后立即-70℃保存待测.测定前将标本室温复融，4 000 r/min离心10 min，取适量L清进行测定。

1.2.2 血浆中H2S、CO和CAT的检测方法

血浆中H2S测定采用去蛋门法进行，首先在试管中加入0.5 mL10 g/L醋酸锌和0.1 mL血浆样本，震荡混匀.再分别加入0.5mL 20 mmol/L对苯二胺盐酸盐和0.5 mL 30 mmol/L. 三氯化铁，室温孵育20 min使显色完全.最后加入1 0%三氯醋酸1 mL使蛋白完全沉淀，加 2.5mL蒸馏水补足体积至5 mL，充分混匀，6 000r/min离心5 min吸取上清液，用分光光度计检测670 nm波长处的吸光度，根据H2S标准曲线计算上清液中H2S的含量；血浆中CO的测定、按照上海博舜生物提供的人CO ELISA检测试剂盒操作步骤进行操作：采用钳酸铵比色法测定CAT的活性，CAT活性单位定义为：37℃，pH7.0时，每分钟分解1μmoI/LH202所需的酶量

1.3 统计学处理

采用SPSS19.0统计软件进行统计分析。计量资料以均数±标准差（±s）表示，实验组和对照组血浆中CO、H2S的浓度和CAT的活性比较均采用独立样本t检验，实验组中H2S、CO和CAT的关系采用Spss软件Pearson相关分析进行，检验水准α为0.05。

2 结果

2.1 一般临床资料

为了排除肝功能、肾功能不全者、血液系统疾病等，对对照组和实验组和的一般临床资料进行检测（见表1），两组在肝功能、肾功能、血糖浓度、电解质平衡等基本资料方面比较均无统计学差异（P>O.05，表I）。

2.2 对照组和实验组血浆CO和H2S浓度的比较

对照组和实验组血浆中CO含量分别为f46.2±4.18）μmol/L和（65.3±5.29）μmiol/L，，两者差异具有显著的统计学意义（t=10.70，P=O.005）；埘照组和实验组血浆中硫化氢的含量分别是（54.9±6.50）μmiol/L，和（36.6±3.28）μmiol/L（见表2），两者差异具有显著的统计学意义（t=1 4.34， P=0.002）。

2.3 实验组血浆H2S和CO浓度的相关性

在实验组血浆中，H2S和C0浓度呈负相关性（r=-0.814，P=0.018），如图1所示，而在对照组中两者没有显著相关性（r=0.252，P=0.21）。2.4 对照组与实验组血浆CAT活性的比较

氧化应激与气体信号分子间存在着密切关系，为此测得对照组和实验组血浆中CAT的活性分别是（12.8±2.47） kU/L和（21.5±3.70） kU/L，见表2，两者差异具有显著的统计学意义（t=8.87，P=0.005），如表2所示，但实验组中CAT的活性和H2S和C0的含量没有显著相关性（r=0.152，P=0.15； r=0.276，P=0.23）。

3 讨论

近年的研究暗示气体信号分子参与抑郁症的发生。一氧化氮（nitric oxide，NO）作为神经系统重要的信使分子和神经递质可能在抑郁症的发病机制和病程中起重要作用。NO主要通过两方面对其脑部起损害作用，一是通过损伤DNA、蛋白质和磷脂膜加速自由基氧化反应进程，如对海马神经元损伤，过量的NO可生成毒性代谢产物而损伤其他神经元；二是通过促进HPA轴，引起高糖皮质激素的分泌，从而损伤脑组织。N0与H2S 与CO气体信号分子体系之间存在着相似的性质以及相互作用和影响，例如外源性H2S能降低NO含量，增加CO含量。C0主要由血红素加氧酶（heme oxygenase，HO）氧化分解血红素产生，有重要的保护功能和治疗作用。低浓度C0通过丝裂原激活的蛋白激酶有关途径特异地和选择性地抑制脂多糖诱导的肿瘤坏死因子TNFα、白介lL一1β和巨噬细胞炎性蛋H-1β表达，增加脂多糖诱导的抗炎细胞因子IL-10表达，CO能抑制视网膜缺血的细胞凋亡和神经炎，减少神经元的缺血和再灌注损伤引起神经细胞的死亡，如果对神经组织中CO主要产生酶血红素氧合酶H0-2的选择性缺失就会增加细胞凋亡，导致小脑颗粒层中的神经元死亡增加。CO作为一种新型的神经递质参与学习和记忆过程、长时程增强效益、脊索神经痛觉传递、括约肌松弛、激素的释放等系列中楸神经系统活动。CO作为中枢神经系统一个重要的发热介质，可通过前列腺素依赖性途径和部分依赖于可溶性鸟苷酸环化酶的激活而升高体温。本实验通过采集人体外周静脉血，用ELISA法检测实验组和对照组血浆CO水平，研究结果显示，实验组CO水平较对照组高，两组数据的差异具有统计学意义（P<0.05），分析认为，C0参与了抑郁症的发生。

H2S作为一种新型气体信号分子，主要来自于依赖于5'-磷酸吡多醛的胱硫醚-β -合成酶（cystathionine-β-synthase，CBS）和胱硫醚-γ-裂解酶（cystathionine- γ-lyase，CES）催化胞浆内L-半胱氨酸底物作用而产生。H2S参与学习和记忆的调节，发挥类似神经递质的中枢调节作用，参与了精神分裂症认知功能障碍的病理生理过程和老年性痴呆（alzheimers disease，AD）患者认知能力下降的过程，且后者随CBS活性的降低而下降，能以cAMP作为信号转导的第二信使而增加NMDA受体的活动，增强海马长时程增强的诱导。H2S还能对抗氧化应激，保护神经元，促进抗氧化酶的生成，减轻神经元内HCIO、H202、Hcy 、β-淀粉样蛋白、MPP+等因素引起的氧化应激损伤。研究结果也发现实验组H2S的含量低于对照组（P