胡浩

高同型半胱氨酸血癥與缺血性腦卒中病理生理過程關(guān)系的研究

胡浩

缺血性腦卒中具有高發(fā)病率、高復(fù)發(fā)率、高病死率及高致殘率的特點(diǎn)，更是給患者家庭及社會帶來沉重的負(fù)擔(dān)，因此積極有效的防治缺血性腦卒中已成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)之一。目前，高同型半胱氨酸血癥(hyperhomocysteinemia，Hhcy)作為腦卒中的重要危險(xiǎn)因素之一，已被公認(rèn)，控制高同型半胱氨酸血癥能有效預(yù)防缺血性腦卒中已得到人們的共識，而探討其與缺血性腦卒中病理生理過程的關(guān)系在指導(dǎo)缺血性腦卒中治療上具有一定的臨床意義。

首先筆者先來回顧一下有關(guān)高同型半胱氨酸血癥的相關(guān)知識。同型半胱氨酸(Homocysteine Hcy)是由食物中攝取的蛋氨酸脫甲基形成的含硫基氨基生成，肝臟和腎臟為其主要代謝器官。正常人血漿中70%～80%的Hcy與蛋白質(zhì)結(jié)合，并通過過氧化作用形成二聚體的Hcy，或與半胱氨酸結(jié)合形成同型半胱氨酸-半胱氨酸的混合物，僅1%左右的Hcy在血液循環(huán)中以游離形式存在。在細(xì)胞內(nèi)Hcy有3種代謝途徑:①再甲基途徑。在各種組織中，細(xì)胞內(nèi)的Hcy由蛋氨酸合成酶催化，再甲基化成蛋氨酸，這一反應(yīng)過程需維生素B12的參與，并由 N-5，10-亞甲基四氫葉酸還原酶(N-5，10-methylenetetrahydrofolate reductase，MTHFR)催化形成的甲基四氫葉酸提供甲基，而Hcy再甲基化的另一途徑僅限于肝細(xì)胞內(nèi)，由甜菜堿提供甲基，在甜菜堿-Hcy轉(zhuǎn)化酶催化下合成蛋氨酸;②轉(zhuǎn)硫化途徑:細(xì)胞內(nèi)Hcy由胱硫醚-β-合成酶(cystathionine-β-synthase，cβs)催化，以維生素 B6為輔助因子，與絲氨酸縮合形成胱硫醚。胱硫醚又在γ-胱硫醚酶催化下進(jìn)一步裂解為胱氨酸和α-酮丁酸;③Hcy直接釋放到細(xì)胞外的基質(zhì)中，形成一定的血漿Hcy濃度。通常我們指的是總Hcy濃度。有關(guān)Hhcy的診斷標(biāo)準(zhǔn)，目前國內(nèi)外比較公認(rèn)的參考范圍是5～15 μmol/L。所謂Hhcy是指血漿游離的及與蛋白結(jié)合的總同型半胱氨酸(total Homocysteine，tHcy)和混合性二硫化物的升高［3］。根據(jù)tHcy升高的水平將Hhcy分為3度:16～30 μmol/L 為輕度，31 ～100 μmol/L 為中度，大于100 μmol/L為重度。在缺血性腦卒中發(fā)病過程中，Hcy通過以下幾個(gè)機(jī)制影響其病理生理過程的發(fā)生發(fā)展。

1 促進(jìn)氧自由基的生成

1.1 Hcy通過自身氧化作用，產(chǎn)生羥自由基、過氧化氫等氧自由基Hcy含活潑的自由巰基，可以自身氧化生成以二硫鍵結(jié)合的Hcy及O2-，后者經(jīng)超氧化物歧化酶催化生成H2O2、O-2及H2O2活性氧類物質(zhì)?；钚匝躅愇镔|(zhì)可引起蛋白質(zhì)損傷，酶和受體功能障礙，致生物膜破壞和脂質(zhì)過氧化，SOD等酶活性降低，造成血管內(nèi)皮細(xì)胞凋亡，功能喪失，還可促進(jìn)單核巨噬細(xì)胞、血管平滑肌細(xì)胞(SMC)不受負(fù)反饋抑制地大量吞噬脂質(zhì)而轉(zhuǎn)變?yōu)榕菽?xì)胞，從而加速動脈粥樣硬化的進(jìn)程［4］。

1.2 Hcy通過抑制細(xì)胞內(nèi)抗氧化機(jī)制產(chǎn)生氧化應(yīng)激反應(yīng)導(dǎo)致活性氧族物質(zhì)(ROS)清除障礙谷胱甘肽是細(xì)胞內(nèi)重要的還原劑，在谷胱甘肽過氧化物酶催化下，將細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的H2O2還原成H2O。Hcy可以抑制細(xì)胞內(nèi)抗氧化物酶類特別是谷胱甘肽過氧化物酶的表達(dá)，使機(jī)體清除ROS物質(zhì)障礙，抗氧化機(jī)制受損。當(dāng)ROS超過正常水平時(shí)，ROS不僅破壞細(xì)胞膜，還能夠直接破壞線粒體膜，使線粒體膜通透性增加，細(xì)胞色素C釋放，并影響電子傳遞，引起細(xì)胞能量代謝障礙，加重細(xì)胞受損。有研究表明，tHcy可引起細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)處于應(yīng)激狀態(tài)，細(xì)胞內(nèi)基因表達(dá)發(fā)生改變，導(dǎo)致谷胱甘肽過氧化物酶等抗氧化酶類的mRNA水平降低，使抗氧化酶類物質(zhì)水平下降［5］。

1.3 Hcy引起細(xì)胞內(nèi)鈣超載 Hcy促進(jìn)血栓調(diào)節(jié)因子的表達(dá)，激活蛋白激酶C和凝血因子Ⅶ、V，血小板內(nèi)前列環(huán)素合成增加，從而促進(jìn)血小板黏附和聚集。大量的血小板在缺血灶趨化因子(chemokine)的作用下黏附在血管內(nèi)皮，通過血小板活化因子(PAF)引起細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度升高，促進(jìn)自由基生成。

1.4 Hcy降低組織中維生素A、C、E的水平 研究發(fā)現(xiàn)維生素A、C、E均具有明顯的抗氧化活性，在缺血性腦卒中發(fā)生時(shí)可執(zhí)行強(qiáng)大的抗氧化應(yīng)激功能。而Hcy會降低組織中上述維生素水平，從而導(dǎo)致氧自由基的大量生成。目前，有關(guān)這方面的機(jī)制還不是很清楚，有待于進(jìn)一步研究。

2 影響抗凝物質(zhì)及血管內(nèi)皮對抗凝物質(zhì)的表達(dá)

2.1 Hcy影響組織型纖溶酶原激活物(tissue plasm-inogen activator，tPA) 及其抑制劑(plasminogen activator inhi-bitor，PAl)的表達(dá)、結(jié)合和利用內(nèi)皮細(xì)胞是分泌和釋放tPA及PAl的主要部位，tPA和PAl-1是決定血管完整性和通暢程度的重要指標(biāo)。有研究表明，在腦組織缺血狀態(tài)下內(nèi)皮細(xì)胞可加速表達(dá)tPA。而Hcy可促進(jìn)PAI的表達(dá)，抑制tPA的結(jié)合和利用，促進(jìn)血小板的聚集，從而對凝血、纖溶過程產(chǎn)生影響，促進(jìn)血栓的生長。

2.2 Hcy影響血栓調(diào)節(jié)蛋白(thrombomodulin，TM)的表達(dá)TM是一種存在內(nèi)皮表面的糖蛋白，與凝血酶結(jié)合后可降低其促凝活性，增強(qiáng)蛋白C分解凝血酶和滅活凝血因子Va和、Ⅲa的作用，抑制纖溶過程。Hcy升高阻止TM由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)轉(zhuǎn)入高爾基體，阻止其糖基化，使TM不能表達(dá)于細(xì)胞表面，TM釋放入周圍細(xì)胞介質(zhì)中數(shù)量減少，從而加速凝血過程，促進(jìn)血栓生長，導(dǎo)致臨床癥狀加重。

2.3 Hcy可以提高Von Willebrand因子(vWF)的表達(dá)vWF是由內(nèi)皮細(xì)胞合成分泌的大分子糖蛋白，是血漿因子Ⅷ的重要組成部分，可以直接影響血漿因子Ⅷ的促凝活性，而且是血小板黏附于內(nèi)皮下以及血小板黏附延伸的重要黏附分子。血中vWF被認(rèn)為是血液處于高凝狀態(tài)的重要指標(biāo)。

2.4 Hcy直接激活多種凝血因子 Thambyrajah［6］等研究表明高同型半胱氨酸血癥可直接激活凝血因子Ⅹ、Ⅻ和Ⅴ因子，抑制凝血調(diào)節(jié)蛋白在內(nèi)皮細(xì)胞表面的表達(dá)及活性，從而減少對Ⅴa、Ⅷa和凝血酶的滅活。

2.5 Hcy干擾硫酸肝素的合成與表達(dá) Hcy通過生成過氧化物干擾內(nèi)皮細(xì)胞硫酸肝素的合成與表達(dá)，導(dǎo)致抗凝血酶Ⅲ與內(nèi)皮細(xì)胞結(jié)合減少，并使結(jié)合的抗凝血酶Ⅲ活性下降從而破壞了抗凝血酶Ⅲ介導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞抗凝機(jī)制。

3 Hcy對血管內(nèi)皮細(xì)胞依賴性舒張功能的損害

在缺血性腦卒中發(fā)生時(shí)，血管內(nèi)皮細(xì)胞通過一氧化氮合酶(NOS)將L-精氨酸轉(zhuǎn)化為L-胍氨酸，同時(shí)釋放NO。NO擴(kuò)散進(jìn)入血管平滑肌后，激活鳥苷酸環(huán)化酶，促進(jìn)環(huán)化鳥苷酸(cGMP)生成。cGMP可降低細(xì)胞膜對鈣的通透性，細(xì)胞外鈣不易進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，還能抑制細(xì)胞內(nèi)鈣從肌漿網(wǎng)釋放，使血管平滑肌松弛。內(nèi)皮源性NO可與Hcy迅速結(jié)合，阻止Hcy自氧化，結(jié)合生成的S-亞硝基-同型半胱氨酸還具有擴(kuò)張血管和抗血小板聚集的作用。

3.1 Hcy干擾NO的生理功能 由于Hcy損傷內(nèi)皮細(xì)胞，釋放NO受抑制，從而不能解除Hcy的毒性，造成內(nèi)皮細(xì)胞損傷的惡性循環(huán)，加重內(nèi)皮損傷。Hcy自氧化產(chǎn)生的活性氧類物質(zhì)還可與NO發(fā)生反應(yīng)，如O-2與NO反應(yīng)生成氧化亞硝酸陰離子(ONOO-)，進(jìn)一步導(dǎo)致NO生理濃度下降，其擴(kuò)血管、抑制血小板黏附的作用減弱。Hcy還能抑制NOS活性，直接導(dǎo)致NO生成減少，從而引起內(nèi)皮細(xì)胞依賴性的血管舒張功能失調(diào)。

3.2 Hcy促進(jìn)內(nèi)皮素(ET)的合成和釋放 ET由21個(gè)氨基酸組成，是一種新的血管收縮肽，具有強(qiáng)大的血管收縮作用和促進(jìn)血管平滑肌細(xì)胞增殖分裂的作用。大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，Hcy可直接或間接損傷內(nèi)皮細(xì)胞，促進(jìn)ET-1的合成和釋放，引起內(nèi)皮細(xì)胞依賴性的血管舒張功能失調(diào)。但目前也有少數(shù)學(xué)者通過實(shí)驗(yàn)觀察認(rèn)為，Hcy不但可以降低內(nèi)皮細(xì)胞ET-1的分泌，而且可以降低其mRNA的水平。由此可見Hcy對內(nèi)皮素的影響有待于進(jìn)一步研究。

4 Hcy促進(jìn)血小板聚

Hcy可抑制內(nèi)皮細(xì)胞ADP酶的活性，致使二磷酸腺苷(ADP)降解減少，凝血酶和ADP可以改變花生四烯酸的代謝，促進(jìn)血漿血栓素A2(TXA2)合成增多，引起血小板聚集，血小板在內(nèi)皮細(xì)胞的黏附和聚集也是促進(jìn)凝血過程瀑布反應(yīng)的重要因素［7］。

5 Hcy對細(xì)胞凋亡和DNA損傷的影響

目前已經(jīng)克隆到3個(gè)新的高同型半胱氨酸誘導(dǎo)的cDNA，其中一個(gè)已經(jīng)獲得全長，發(fā)現(xiàn)與凋亡蛋白有高度同源性，并通過一些動物實(shí)驗(yàn)證實(shí)其誘導(dǎo)凋亡作用。關(guān)于Hcy對細(xì)胞基因的影響也是近年研究的熱點(diǎn)。

高同型半胱氨酸血癥作為近些年被發(fā)現(xiàn)的腦血管病的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，我們對其在疾病的病理生理過程中的作用認(rèn)識和研究的還不是很充分，本文對其在缺血性腦卒中的病理生理過程中的作用做了簡單的總結(jié)和回顧，以期對我們的臨床工作有所裨益。同時(shí)，我們也期待更多更有價(jià)值的研究結(jié)果被應(yīng)用于臨床及預(yù)防工作，更好的服務(wù)于患者和社會。

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