降钙素基因相关肽对心肌顿抑的影响

包头医学院第一附属医院心内科(包头 014010)

李 欣 郑玉云 综述 杨玉梅△ 审校



·综 述·

降钙素基因相关肽对心肌顿抑的影响

包头医学院第一附属医院心内科(包头 014010)

李 欣 郑玉云 综述 杨玉梅△审校

心肌顿抑(MS)是心血管疾病发生、发展过程中的一个重要的环节,其发生机制复杂,存在多种学说,而降钙素基因相关肽(CGRP)由于其强大的心血管作用,必定对心肌顿抑也存在着某种影响,本文讨论了降钙素基因相关肽对心肌顿抑各个机制方面的影响,为心肌顿抑的防治提供新的思路和方法。

人体的生命活动是一个复杂的过程,是由各个系统之间相互作用,共同协调而完成的。而不同的系统中又靠种类各异的生物活性多肽发挥着重要的作用。比如循环系统中就存在着诸如降钙素基因相关肽(CGRP)、血管活性肠肽(VIP)和神经肽酪氨酸(NPY)等多种活性肽,这些生物活性肽参与循环系统的整个生理、病理过程,对机体内环境的维持起到重要作用,并对某些心血管疾病的产生和演变起到决定性的作用。本文通过总结心肌顿抑(MS)的发生机制,并基于这一层面论述CGRP对MS的影响。

1 MS的定义和发生机制

MS是指心肌细胞在短暂缺血后,血供恢复,心肌细胞未产生坏死凋亡,但心功能却延迟恢复,这一状态可持续数小时至数周不等,这种心功能抑制状态是可逆的[1]。其发生机制尚不明确,存在多种学说,其中普遍得到认可的机制如下[2]。①钙学说：认为细胞中的钙稳态失衡导致了MS。它又包含三个方面：钙超载；心肌收缩蛋白降解；肌浆网功能障碍致兴奋-收缩失耦联。其原理概况起来就是当心肌缺血发生后,心肌细胞膜受损和Na+-Ca2+交换异常导致心肌细胞内Ca2+浓度升高,再灌注开始后Ca2+浓度进一步增加,形成钙超载的状态；高的Ca2+浓度激活了钙依赖性蛋白酶,降低收缩蛋白对钙的敏感性并降解收缩蛋白；同时高浓度的Ca2+可以影响肌浆网的摄钙能力,从而影响心肌细胞的兴奋收缩耦联,这些共同因素的作用使得心肌细胞收缩功能降低,最终导致了MS的发生。②氧自由基学说：心肌缺血-再灌注的过程中,通过多种途径产生了大量的氧自由基,这些氧自由基作用于细胞膜可使细胞膜受损,并能够激活磷脂酶D和磷脂酶C,从而降低了心肌细胞的收缩功能,产生了MS。③能量代谢学说：心肌缺血后,心肌细胞中ATP生成不足,或者ATP酶结构发生改变,ATP酶活性因此降低,导致ATP不能被正常利用,以及一些能量被无效的传导到心肌细胞的收缩过程中和非收缩活动时损耗能量的增加,这些原因最终导致心肌细胞能量不足,心肌收缩功能障碍,从而引发MS。④微血管学说：研究显示,给予正常心脏舒血管药物后,随着血流量的增多,心肌细胞并没有出现心功能较大的改变,而对于发生了MS的心脏,虽然其微循环的血液供应及血流量较顿抑前并无明显改变,但是当给予了舒血管药物扩张血管后,随着血流量的增多,其心功能却发生了明显的改善；研究者推测其原理可能为心脏MS时,虽然微循环灌注恢复,但微循环中可能存在微小的受损灶或者需氧量的增多,血管扩张药可以解除微血管痉挛和舒张微血管,从而增加局部缺血区的氧供来达到改善心功能的目的,也可以通过减少乳酸在局部的堆积来改善心功能；因此该学说也能解释MS的产生。⑤基因表达层面的学说：MS时基因表达层面也发生了改变,研究表明心肌缺血-再灌注的过程中,多种基因的基因表达水平均发生了改变,有些基因的表达水平升高,有些基因的表达水平下降,并且这些变化都是随着缺血的开始而开始,顿抑时达到变化的极值,当心功能恢复正常时这些基因的表达又逐渐恢复正常；通过学者们对基因的深入研究,也更多的了解到了这些基因的表达水平的改变是通过何种机制对心肌细胞起到保护作用的,为MS与基因表达水平的改变之间的关系提供着越来越多的证据。

2 CGRP的概念

1983年有学者运用分子生物学技术发现了一种由37个氨基酸构成的生物活性多肽,这就是CGRP,其分子量为3786.91Da。CGRP与降钙素(CT)均来源于同一个基因—CT/CGRP基因,它们都属于降钙素基因相关肽家族。CT/CGRP基因位于11号染色体的短臂上,它由2800个碱基对构成,其中包含6个外显子和5个内含子。CT/CGRP基因在甲状腺中通过转录、翻译生成CT,而在神经系统中却形成CGRP。由CT/CGRP基因转录生成的mRNA最先翻译成分子量为16000Da、包含128个氨基酸的CGRP前体,贮存于神经末梢的囊泡里,释放时再酶解成CGRP,发挥其生物学作用。大鼠和人的CT/CGRP基因可分为α、β两种亚型,经转录、翻译后能生成α、β两种CGRP,这两种CGRP的分子结构基本类似,只有几个部位的氨基酸组成不同,因此其生物学活性也大体相近[3]。研究发现CGRP广泛存在于神经和心血管系统中,在周围神经系统中生成CGRP的主要部位是背根神经节,CGRP由背根神经节合成后,被沿轴突转运到神经末梢并储存在囊泡中。循环系统中的CGRP则主要来源于血管壁上的感觉神经末梢的持续释放,CGRP在血浆中的半衰期约为7～10 min,产生CGRP的神经纤维在血管外膜或平滑肌层交织成网,形成网状神经丛包绕着整个血管,所有血管壁中都存在着这种神经纤维,其分布特点为：大动脉和大静脉的含量较高,动脉壁含量高于静脉壁,但主动脉和胸主动脉含量略低。心脏中也存在着这种神经纤维,并且存在于心脏组织的所有部位,特别是沿冠状动脉或心肌纤维平行走向的部位,其相互之间也可以交织成网而形成神经丛,但分布密度却明显低于血管,其分布特点是：心房含量比心室高,右心房比左心房高,心外膜比心内膜含量高[3]。CGRP的生物学作用需要通过与受体的结合才能发挥出来,与产生CGRP的神经纤维一样，CGRP受体广泛分布在神经和心血管系统中,CGRP受体由3个部分构成：降钙素受体样受体(CRLR),受体活性修饰蛋白质1(RAMP1)和受体组分蛋白质(RCP)。CRLR本身不具备生物学活性,只有通过与RAMP1相结合,才能形成CGRP功能型受体,识别并与CGRP相结合,而CGRP所携带的信息却需要通过RCP的帮助才能被传递进入细胞内[4]。

3 CGRP对MS的影响

从MS的发生机制中不难看出,所有能够影响MS产生机制的措施都能在一定程度上降低MS的产生,接下来便从引起MS的各个机制方面来讨论CGRP对其的影响。

3.1 对钙学说的影响 有学者研究证明,当豚鼠心肌细胞在遇到急性缺血、缺氧损伤时,心肌细胞内Ca2+浓度可发生改变,而CGRP可以对这种改变起到调节作用,使心肌细胞中的Ca2+浓度达到损伤前的稳定状态[5]；也有学者通过实验发现,CGRP可以抑制大鼠心肌细胞L型钙通道的功能,从而降低心肌细胞内Ca2+浓度,由此达到保护心肌细胞免受缺血再灌注损伤[6]；这些研究从一定程度上反映了CGRP对心肌细胞顿抑后细胞内Ca2+浓度具有改善作用,证明CGRP对MS的影响,提示CGRP对MS具有保护作用。

3.2 对氧自由基学说的影响 研究证明,在大鼠心肌损伤的实验中,CGRP能减少心肌细胞中MDA的水平,增强心肌细胞中SOD的活性,提高氧自由基的清除,从而抑制过强的脂质过氧化反应,保护受损的心肌细胞[7]；有些学者的研究中提到CGRP具有抗炎作用,能够抑制巨噬细胞和树突状细胞产生炎性细胞因子[8-9]，而Huang等[10]通过实验证明了CGRP可以作用于血管的内皮细胞,抑制内皮细胞产生炎性趋化因子；众所周知,炎性因子可以刺激产生大量的氧化自由基,由于抑制了炎性因子的产生,从而减少了氧化自由基的生成,从另一个方面也验证了CGRP能够对氧自由基的形成产生影响,也证明了CGRP对MS的影响,提示了CGRP对MS具有保护作用。

3.3 对能量代谢学说的影响 韩启德等[11]在利用CGRP对大鼠尾动脉的舒张实验的过程中还发现,CGRP可以使大鼠尾动脉的内皮细胞中cAMP含量增多,其效应与CGRP的浓度有对应关系,同时他还声称,在他的另一组实验中,他发现CGRP还可以使大鼠腹主动脉的内皮细胞中的cAMP和cGMP的含量增加,这些为CGRP能够改变MS中的能量代谢提供了重要的依据,也揭示了CGRP对MS的影响,提示了CGRP对MS具有保护作用。

3.4 对微血管学说的影响 有文献报道CGRP是目前知道的体内最强的舒张血管的物质,尤其是对心脑血管的舒张作用。其舒张血管的作用与CGRP的浓度有相关性,而且这种舒张血管作用在去除了内皮细胞后仍然存在,与内皮细胞是否完整无关,对存在粥样硬化斑块的血管也有扩张作用,且与循环系统中的前列腺素和儿茶酚胺等其他物质的水平无关。CGRP还能拮抗所有血管收缩剂,扩张收缩的血管,因此被人们又称作为“广谱的血管舒张剂”。其扩张血管的机制可能是对血管的直接扩张作用,也可能是通过激活血管平滑肌细胞膜上的K+-ATP通道来实现的[12]；有学者实验发现,CGRP可以增强大鼠后肢缺血后的血流恢复,并能增加毛细血管密度,其机制是通过活化内皮细胞的AMPK-eNOS通路从而促进血管生成[13]；从另一个方面反映了CGRP具有促进微血管再生,从而改善微循环的作用,再一次证明了CGRP对MS的影响,提示了CGRP对MS具有保护作用。

3.5 对基因层面的影响 防止MS的过程,也是防止心肌细胞凋亡的过程,研究证明去甲肾上腺素(NE)的过度生成和释放能够引起心肌细胞的凋亡,并且心肌细胞急性缺血的早期,CGRP和NE的含量同时升高,反映了CGRP和NE共同参与了心肌凋亡的过程,而且资料显示在心肌细胞凋亡的过程中,Bcl-2家族也发挥着重要的作用。 Ma等[14]通过实验发现,在大鼠心肌细胞的急性缺血过程中,NE可以上调Bax的基因表达,抑制Bcl-2基因的表达,导致心肌细胞中Bcl-2/Bax的比率降低,加快心肌细胞的凋亡,而CGRP的作用恰恰相反,它能够降低Bax的基因表达水平,提高Bcl-2基因的表达水平,恢复或升高心肌细胞中Bcl-2/Bax的比率,从而抑制由于NE所导致的心肌细胞的凋亡,也从基因层面证明了CGRP对MS的影响,提示了CGRP对MS具有保护作用。

4 结 语

综上所述,MS是一个复杂的病理生理过程,虽然其发生机制复杂,不过就目前研究所掌握的发生机制来说还算比较明确,CGRP作为心血管系统中的一个保护因子,可以通过扩张血管、改善微循环、改善能量代谢、减少氧自由基形成、清除氧自由基、抑制L型钙通道功能、降低心肌细胞内Ca2+浓度等作用来对心肌细胞进行保护,所以进一步深入研究CGRP对MS的影响作用,必将为心肌缺血再灌注损伤的防治带来新的思路和新的方法。

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(收稿：2016-04-11)

本组腹腔镜下鞘状突高位结扎,采用单孔腹腔镜自制单针操作,我们体会除上述腹腔镜手术优点外，单孔腹腔镜手术还有较多优势：①方法简单易于学习掌握；②单孔单通道仅放置腹腔镜，不用其它穿刺孔或者通道放置操作器械，操作简便；③自制单针成本较低，重复使用率较高，可节省部分器材费用；④创伤更小；⑤单孔腹腔镜术较传统腹腔镜具有更佳的美容效果,愈合后脐缘切口隐蔽，穿刺点针眼无明显瘢痕。

单孔腹腔镜鞘状突高位结扎，需注意穿刺路径周围的腹壁下血管、输精管、精索血管等，在穿刺过程中避免损伤血管或者结扎输精管；操作仔细，尽可能一次完成穿刺，避免多次穿刺引起腹膜下渗血，影响输精管辨识导致误扎等，而腹膜多个刺口会因为结扎不全造成术后复发[8]；单针穿刺在遭遇较大内环口，会因其内侧囊壁多皱褶、肥厚，不易抻展分离，这时可适当提高气腹压力，也有报道[9]增加穿刺孔利用弯钳辅助或利用腔内闭合针分离；有的鞘状突内环口细小，气腹压力下开口闭合较难发现，需仔细探查。本组1例主诉为单侧交通性鞘膜积液，腹腔镜探查内环口细小仅有约1 mm，且为双侧鞘状突未闭，此种情况值得注意。

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(收稿：2016-03-15)

△包头医学院心血管研究室

降钙素基因相关肽 心肌顿抑 因果律

R542.2

A

10.3969/j.issn.1000-7377.2016.10.072