内皮细胞、血清尿酸与脓毒症相关性研究进展

肖 瑶，何 玲

(昆明医科大学第二附属医院儿科，云南 昆明 650000)

内皮细胞、血清尿酸与脓毒症相关性研究进展

肖 瑶，何 玲

(昆明医科大学第二附属医院儿科，云南 昆明 650000)

内皮细胞；血清尿酸；脓毒症

脓毒症(sepsis)是严重创伤、烧伤、休克、大手术后常见的并发症,严重发展可导致脓毒症休克和多器官功能障碍综合征。脓毒症所致的血管内皮细胞(vascular endothelial cell,VEC) 损伤和微循环障碍是引发多器官功能障碍的核心环节[1]，其中炎症介质的启动和释放对刺激内皮细胞的活化、损伤起着重要作用，它不仅是脓毒症发生的启动因子，还参与其发生、发展的全过程。因此，我们就脓毒症时内皮细胞的活化、损伤与尿酸的相关性、一致性及两者协同加重脓毒症的研究进展进行简要综述。

1 脓毒血症与内皮细胞

1.1 脓毒症时内皮细胞的激活、损伤 作为血管壁的结构和保护细胞-血管内皮细胞(VEC)，不仅能够分泌相关因子调节血管收缩、细胞粘附、凝血功能及血管壁的炎症反应，同时可被氧自由基、血管紧张素Ⅱ及多种炎性介质激活、损伤。

在脓毒症的发生、发展过程中，由于多种细胞因子如TNF-α、IL-1、IL-6、IL-10 等释放，血管内皮细胞被激活，被激活的内皮细胞又可释放LPS、vWF、ET-1、P-选择素、E-选择素等多种炎性因子，这些炎性因子反作用于血管内皮，进而加重其损伤。损伤途径主要有：①炎症介质对VEC的损伤：脓毒症时，IL-1和TNF-a 的共同作用可刺激大量炎性介质(如LPS、MCP-1、IL-12和IL-18等)的释放，LPS、TNF 及IL-1在激活VEC表达多种炎症因子以及组织因子同时，还能诱导内皮细胞凋亡。②活性氧簇(ROS)对VEC 损伤：ROS包括氧自由基、羟基(OH)、非自由基的氧衍生物等，这些物质的增多会造成线粒体损伤，反过来增加ROS的生成，而ROS能降低一氧化氮的生物利用度，导致血管内皮细胞的损伤。③血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)对VEC 损伤：AngⅡ与血管紧张素受体-1(AT-1)受体结合后，NF-кB、活化蛋白-1、信号转录与激活因子及cAMP 反应结合蛋白等多种转录因子被激活，刺激血管内皮细胞表达ICAM-1、VCAM-1、IL-1、TNF等大量炎性因子，从而加重炎症反应[2]，影响VEC 血管活性物质的表达，促进VEC 凋亡。④血流动力对VEC损伤：血流不仅有层流，还有涡流、分流。当血流为层流时，VEC 受到高剪切力的作用，细胞呈长梭形，细胞间紧密连接完整，故其对大分子蛋白通透性低；当血流为涡流、分流时，VEC受低剪切力的作用，细胞呈圆形，对大分子蛋白的通透性增高。脓毒症时，血液处于高凝状态，血流由层流变为涡流、分流，这种变化能刺激内皮细胞上VEGF 和VEGF-2 的表达，并促进NO的产生，NO又转化为毒性更强的过氧亚硝基阴离子(ONOO-)，造成线粒体损伤，引发DNA链的断裂，多聚ADP核糖合成酶被激活，损伤血管内皮细胞。

1.2 内皮细胞激活后对脓毒症的影响 内皮激活后，发生了结构和功能上的改变，包括4个核心改变:①内皮屏障功能的改变：内皮屏障功能丧失，通透性增加，炎性因子渗漏到血管外，最终导致组织水肿；②白细胞粘附分子的表达：内皮细胞被激活或损伤后，可表达P-选择素、E-选择素、ICAM-I和VCAM-I，这些粘附分子与白细胞结合后可诱导白细胞移动到内皮细胞表面游走、渗出，参与多种炎症反应；③凝血功能改变：被激活的内皮细胞受到炎症细胞和炎症介质刺激，促凝物质[组织因子(TF)、内皮素(ET)、血管性血友病因子(VWF)等]释放增多，抗凝物质(血栓调节蛋白、组织型纤溶激活剂等)合成减少，抗凝/促凝调节失衡，促进血栓形成；④血管舒缩功能改变： 损伤的血管内皮细胞发生位点特异性改变，血管收缩因子(ET、TXA2)/血管舒张因子( NO、PGI2)比例失衡，导致血管舒缩功能异常。

因此，内皮细胞的激活、损伤在脓毒症的发生和发展过程中起着重要作用。脓毒症时，多种炎性介质及细胞因子激活、损伤血管内皮细胞，使内皮细胞发生结构和功能上的改变，这些改变促进炎症反应的发生并放大炎症过程，增强免疫细胞间的相互作用，最终诱导和加重脓毒症的进展。

2 脓毒症与尿酸

2.1 尿酸与内皮细胞 尿酸(uric acid，UA)是人体细胞代谢及食物中嘌呤核糖核酸代谢的终末产物，80%来源于体内氨基酸、磷酸核糖及核酸分解，20%是从含嘌呤或核蛋白的食物中核苷酸分解而来。尿酸作为一种细胞信号分子，可通过促进活性氧簇的产生、炎症介质的表达等机制影响细胞内信号转导，造成血管内皮细胞损伤。目前关于尿酸引起内皮功能障碍的分子机制亦不明确，主要表现为以下几点。

(1)尿酸与肾素-血管紧张素系统。肾素-血管紧张素系统(RAS)是人体内重要的体液调节系统。不仅调节心血管系统的正常发育、心血管功能稳态，而且调节肾脏内肾小球-肾小管的平衡，维持血压和水盐代谢平衡。YU等[3]研究报道，RAS的激活依赖于氧化应激的诱导，尿酸可能通过有机离子转运体进入人脐静脉内皮细胞，快速增加活性氧簇(ROS)生成，促成氧化应激，并上调血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)、血管紧张素受体-1(AT-1)和血管紧张素受体-2(AT-2)的表达来促进内皮细胞的衰老和凋亡。

(2)尿酸与氧化应激。不同浓度的尿酸可表现为氧化-抗氧化双重作用，当尿酸处于生理浓度时，主要表现为抗氧化作用，可清除体内部分水溶性自由基；但是，当尿酸升高时则表现为促炎症、促氧化的作用。氧化应激主要表现为氧化/抗氧化的失衡，导致细胞内活性氧簇(ROS)的生成增多，清除减少，造成血管内皮功能损伤。尽管导致内皮细胞功能紊乱的病理生理机制极其复杂，但氧化应激可能是其损伤的主要机制之一，尿酸可能通过氧化应激介导内皮细胞功能紊乱。杜利君等[4]将不同浓度的尿酸分别与人脐静脉内皮细胞共同孵育12h，然后检测CRPmRNA、CRP蛋白表达以及活性氧簇(ROS)水平，发现尿酸通过上调人脐静脉内皮细胞ROS水平促进CRP的表达，可能是尿酸损伤内皮细胞的机制之一，提示内皮细胞损伤可能与尿酸介导的氧化应激和炎性反应有关。进一步研究提示[5]，增加的CRP又通过抑制一氧化氮的合成与释放并促进炎性介质的表达，引起内皮细胞功能紊乱。因此减少氧化应激是预防血管内皮细胞损伤的重要环节[6]。

(3)尿酸与NO。NO是最强的内源性血管舒张因子，对调节心血管系统功能具有重要作用。王琦等[7]将不同浓度尿酸分别作用于人脐静脉内皮细胞24、48及72h，发现以0.5mg/L 代表生理浓度组时，其对血管舒张功能无明显影响，但以0.5mg/L以上浓度的尿酸呈浓度及时间依赖性抑制内皮型一氧化氮合酶(eNOS)表达及一氧化氮(NO)合成，提示生理浓度的尿酸对血管内皮可能具有保护功能，只有高浓度的尿酸才会引起血管内皮功能损伤。Li P等[8]研究表明，高浓度尿酸可诱导细胞内ROS积累，引发内质网应激，并通过PKC依赖途径抑制eNOS的活性，减少NO的产生，从而引发内皮功能障碍,诱导细胞凋亡。Simao AN等[9]发现，血浆中的尿酸可直接与NO发生快速、且不可逆的反应，生成稳定的6-氨基尿嘧啶，导致NO减少，促进血管内皮细胞的损伤。

(4)尿酸与炎性反应。当血中尿酸浓度超过408μmol/L 时可形成尿酸钠结晶，尿酸钠结晶沉积于血管内膜，使白细胞与血管内皮的粘附力增加，并刺激体内相关炎性因子的产生，促进一系列炎症反应[10]。齐卡等[11]将不同水平的尿酸与人脐静脉内皮细胞作用24h后，发现各种炎性因子如C反应蛋白、白细胞介素6、肿瘤坏死因子α等均有显著性升高。李霞等[12]用不同浓度尿酸盐刺激血管内皮细胞不同时间，观察细胞上清液中IL-1、IL-6及PAF的表达，结果显示，血清尿酸水平与炎性因子(IL-1、IL-6、PAF等)水平呈正相关，说明炎性反应可能参与了血清尿酸对血管内皮的损伤，血清尿酸水平与血管内皮细胞功能呈负相关。

2.2 尿酸与脓毒症 尿酸是黄嘌呤经过黄嘌呤脱氢酶和黄嘌呤氧化酶的降解最终形成的代谢产物。正常情况下，尿酸的产生和排泄保持着动态平衡，其中70.0%的尿酸经肾脏排泄，30.0%经胆道和肠道排泄。当机体摄入嘌呤过多，或是排泄障碍以及酶异常时可致血清尿酸水平升高。血清尿酸在生理浓度具有抗氧化特性，对人体具有保护作用；但尿酸水平过高时，则具有促炎、促氧化特性，使其成为致病因素。

脓毒症时，血尿酸生成增多的途径主要有：①大量炎性因子的释放损伤了血管内皮细胞，激活Ca2+依赖性蛋白水解酶，使黄嘌呤脱氢酶大量转变为黄嘌呤氧化酶，增加黄嘌呤、次黄嘌呤转化为尿酸，使尿酸生成增多；②组织器官缺血缺氧导致肾功能受损，减少了尿酸从肾脏的排泄，从而使血尿酸水平升高；③脓毒症时，肠道各组织层微循环均出现低灌注现象，并伴有氧耗量的增加。此种氧供-氧耗的失平衡有可能导致肠缺血和缺氧，使得一磷酸腺苷(AMP)无法再生为三磷酸腺苷(ATP)，而是进一步分解成为次黄嘌呤和尿酸，使血尿酸水平增高。血清尿酸水平的升高，不同程度的引起血管内皮功能紊乱，导致凝血功能障碍、炎性反应和组织器官缺血-再灌注损伤，使感染进一步加重，随着感染的加重，内环境进一步紊乱导致脏器功能不全(包括肾脏排泄能力下降、乳酸堆积竞争尿酸排泌)使得尿酸浓度逐步升高，此时的高尿酸血症并不能发挥抗氧化的保护作用，而是表现为促炎症、促氧化作用，从而进一步加重脓毒症。肖政辉等[13]研究结果显示，严重脓毒症组、脓毒性休克组高尿酸血症发生率、平均血尿酸水平均明显高于脓毒症组，且严重脓毒症组、脓毒性休克组高尿酸血症病死率均高于脓毒症组，提示重症患儿尤其是严重脓毒症、脓毒性休克患儿合并高尿酸血症则预后不良。Hooman等[14]通过对PICU 220例患儿(女96例，男124例)血尿酸结果进行动态监测，显示重症患儿合并高尿酸血症时死亡风险明显增加且预后不良。彭正良、Akbar SR等[15-16]研究结果均显示感染患者的血清尿酸水平较非感染患者高且与感染危重度及预后存在一定的相关性。因此，监测血清尿酸浓度对于临床医生评估和判断脓毒症患儿，尤其是严重脓毒症、脓毒性休克患儿病情及预后具有一定的指导意义。

综上所述，血清尿酸的监测在危重患者的管理中占有重要地位，脓毒症患者病情变化快，死亡率高，因此，临床上将血清尿酸浓度与其他感染性指标进行综合分析，对于正确评估及判断脓毒症患者病情危重度及预后有一定的价值。

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2016-07-02)