應(yīng)激對兒茶酚胺影響和中藥干預(yù)的研究進(jìn)展*

張 晗，毛浩萍，柴麗娟，王小瑩，王 虹

（1.天津中醫(yī)藥大學(xué)中醫(yī)藥研究院，天津市中藥藥理學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津 300193；2.天津中醫(yī)藥大學(xué)中藥學(xué)院，天津 300193）

應(yīng)激是機(jī)體對內(nèi)外環(huán)境因素和社會(huì)心理因素刺激時(shí)所出現(xiàn)的非特異性的綜合應(yīng)答狀態(tài)。交感-腎上腺髓質(zhì)系統(tǒng)的激活是應(yīng)激反應(yīng)的重要特征之一。應(yīng)激是導(dǎo)致交感-腎上腺髓質(zhì)系統(tǒng)合成分泌兒茶酚胺（CA）增加的主要原因，過強(qiáng)或持續(xù)的應(yīng)激造成CA合成分泌和代謝過程的紊亂,誘發(fā)或加重冠心病、腫瘤、神經(jīng)精神疾病的發(fā)生和發(fā)展，對醫(yī)學(xué)和公共衛(wèi)生帶來挑戰(zhàn)，也造成了巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，因此通過藥物干預(yù)應(yīng)激狀態(tài)下CA合成分泌具有重要的治療學(xué)意義。

1 兒茶酚胺合成與分泌

兒茶酚胺，包括去甲腎上腺素（NE）、腎上腺素（E）和多巴胺（DA）。NE、E由少數(shù)腦干神經(jīng)元、交感神經(jīng)節(jié)后纖維、腎上腺髓質(zhì)細(xì)胞合成分泌；DA是NE生物合成的前體，由腦部的少數(shù)神經(jīng)元產(chǎn)生。NE、E、DA合成通過一條共同途徑，從食物中攝取的酪氨酸進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)通過酪氨酸羥化酶（TH）催化生成二羥苯丙氨酸，即多巴（L－DOPA），進(jìn)一步在左旋芳香族氨基酸脫羧酶（AADDC）作用下轉(zhuǎn)化為DA，DA經(jīng)多巴胺－β－羥化酶（DBH）催化生成NE，在NE能神經(jīng)元和腎上腺髓質(zhì)中，經(jīng)苯乙醇胺-N-甲基轉(zhuǎn)移酶（PNMT）催化生成E。兒茶酚胺合成后，儲存于囊泡中，使之處于一種隔絕狀態(tài)，不易被胞漿中的單胺氧化酶破壞。當(dāng)受到各種刺激時(shí)，CA則以Ca2+依賴的胞裂外排的形式通過神經(jīng)末梢釋放。其中調(diào)節(jié)CA合成最重要的酶是TH，它是CA合成中的限速酶[1]。機(jī)體對TH活性調(diào)節(jié)包括長、短時(shí)程兩種調(diào)節(jié)機(jī)制：短時(shí)程調(diào)節(jié)一般在數(shù)秒或數(shù)分鐘內(nèi)即可發(fā)生，主要是通過TH ser19、30和41位點(diǎn)的磷酸化解除Ser對TH的抑制,激活酶的活性來實(shí)現(xiàn)；長時(shí)程調(diào)節(jié)一般在數(shù)小時(shí)或數(shù)天后才能實(shí)現(xiàn)，主要是多種細(xì)胞外刺激對TH基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)可引起TH活性的長時(shí)程變化[2]。

交感神經(jīng)末梢和腎上腺髓質(zhì)細(xì)胞分泌釋放CA的過程類似，細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度升高是誘發(fā)CA分泌的必要條件。交感神經(jīng)節(jié)前纖維釋放乙酰膽堿（ACh）與細(xì)胞膜上的煙堿型ACh受體結(jié)合后改變細(xì)胞膜對鈉離子的通透性，促進(jìn)鈉內(nèi)流引起膜去極化進(jìn)而激活電壓依賴性Ca2+通道，促使細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度增加，導(dǎo)致CA分泌增多[3]。此外，在缺血等異常狀態(tài)下交感神經(jīng)末梢可通過非Ca2+依賴性的機(jī)制釋放CA[4]。

2 應(yīng)激與兒茶酚胺

強(qiáng)烈或持續(xù)的應(yīng)激激活交感-腎上腺髓質(zhì)系統(tǒng)，促進(jìn)交感神經(jīng)末梢和腎上腺髓質(zhì)大量合成分泌CA，導(dǎo)致CA代謝過程的紊亂，進(jìn)而影響心血管疾病、腫瘤和神經(jīng)精神疾病的發(fā)生發(fā)展。

2.1 心血管疾病 慢性應(yīng)激導(dǎo)致的神經(jīng)內(nèi)分泌功能的改變與心血管疾病的發(fā)展密切相關(guān)，高濃度的外周血循環(huán)CA被認(rèn)為是心血管疾病病死率的重要預(yù)測因子[5]。交感-腎上腺髓質(zhì)系統(tǒng)的激活能夠提高心肌收縮力、增加心搏出量。但持續(xù)強(qiáng)烈的應(yīng)激反應(yīng)產(chǎn)生的過量CA，作用于心肌和平滑肌細(xì)胞上β和α腎上腺素受體（β-AR，α-AR），通過藕聯(lián)Gs蛋白激活下游信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，使細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度和cAMP升高，誘發(fā)局部心肌組織細(xì)胞缺血缺氧[6]；同時(shí)循環(huán)內(nèi)過量CA在自身氧化過程中產(chǎn)生氧自由基導(dǎo)致局部心肌組織發(fā)生氧化應(yīng)激，并可通過促進(jìn)TNF-α產(chǎn)生誘發(fā)心肌凋亡[7]，參與心室重塑[8]。急性、慢性應(yīng)激能夠促進(jìn)外周NE和E含量的升高，并能造成兒茶酚胺合成酶TH、DBH和PNMT基因表達(dá)的改變，單次或重復(fù)制動(dòng)應(yīng)激增加心房肌和心室PNMT和β2-AR mRNA的表達(dá)[9]；慢性不可預(yù)知溫和應(yīng)激則降低心房肌TH和DBH mRNA表達(dá)，促進(jìn)左心房PNMT和右心房β3-AR mRNA的表達(dá)[10]。

2.2 腫瘤 大量研究證實(shí)應(yīng)激反應(yīng)能夠調(diào)節(jié)乳腺、胃腸道、皮膚和生殖系統(tǒng)腫瘤的發(fā)展進(jìn)程[11-14]。在慢性應(yīng)激中，由活化的交感-腎上腺髓質(zhì)系統(tǒng)分泌的CA通過促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的浸潤、遷移和增生，誘導(dǎo)促血管再生因子釋放而促進(jìn)腫瘤的發(fā)展[15-16]。Shi等[17]發(fā)現(xiàn)β2-AR拮抗劑能夠顯著抑制異丙腎上腺素誘導(dǎo)的人胃癌細(xì)胞基質(zhì)金屬蛋白酶-7（MMP7）的表達(dá)。MMP7在胃腸道浸潤性癌癥中過量表達(dá)，其水平與胃腸道腫瘤的浸潤、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和患者預(yù)后生存正相關(guān)。CA能夠通過β2-AR介導(dǎo)的信號通路促進(jìn)胃癌細(xì)胞MPP7表達(dá)從而參與胃癌的浸潤和轉(zhuǎn)移。而在人卵巢癌裸鼠模型中，NE通過β2-AR/cAMP/PKA信號通路促進(jìn)誘發(fā)腫瘤血管新生關(guān)鍵因子血管內(nèi)皮生長因子VPE/VEGF合成以及MMP2和MMP9過量表達(dá)[18]。此外，在CRNK-16白血病大鼠模型中，注射0.5 mg/kg E能夠降低大鼠存活率并能短暫降低NK細(xì)胞活性；游泳應(yīng)激同樣能降低大鼠存活率，給予β阻斷劑能夠提高白血病大鼠的存活率，提示在應(yīng)激狀態(tài)下，E可能通過抑制細(xì)胞免疫而促進(jìn)白血病發(fā)展[19]。

2.3 情緒和精神疾患 應(yīng)激是誘發(fā)精神疾病的重要危險(xiǎn)因子之一，持續(xù)、強(qiáng)烈的應(yīng)激能夠造成情緒障礙和認(rèn)知缺陷，導(dǎo)致焦慮、抑郁、注意力下降和記憶力損傷[20]。起源于腹側(cè)背蓋區(qū)(VAT)投射到前額皮質(zhì)（mPEC）的中腦皮質(zhì)多巴胺通路與應(yīng)激引起的情緒障礙和認(rèn)知缺陷密切相關(guān)。單次社會(huì)挫敗應(yīng)激能夠降低小鼠mPEC多巴胺更新率，慢性應(yīng)激降低mPEC多巴胺更新率、抑制VAT多巴胺神經(jīng)元c-Fos表達(dá)，減弱中腦皮質(zhì)多巴胺神經(jīng)元活性[21]。4周束縛和水浸應(yīng)激可以損傷大鼠空間工作記憶，并伴隨大鼠mPEC多巴胺突觸傳遞的降低，在mPEC部位注射多巴胺D1受體激動(dòng)劑能夠緩解大鼠記憶的損傷[22]。Rasheed等[23]發(fā)現(xiàn)短期制動(dòng)應(yīng)激降低大鼠紋狀體、海馬多巴胺水平，提高大腦額葉皮質(zhì)多巴胺含量，給予多巴胺D1受體激動(dòng)劑后能改善紋狀體和海馬多巴胺水平降低，對額葉皮質(zhì)的多巴胺含量未見明顯改變。慢性不可預(yù)知性應(yīng)激均可降低額葉皮質(zhì)、紋狀體和海馬的多巴胺含量，提示急性和慢性應(yīng)激對腦內(nèi)區(qū)域性多巴胺功能產(chǎn)生不同影響。

3 中藥對應(yīng)激中兒茶酚胺合成和分泌的調(diào)節(jié)

現(xiàn)今，對CA分泌合成和調(diào)控的影響研究多采用牛腎上腺髓質(zhì)細(xì)胞、PC12細(xì)胞株作為交感神經(jīng)模型在細(xì)胞水平甚至分子水平闡明藥物影響的機(jī)制，涉及的藥物包括降壓藥、抗抑郁藥、治療心力衰竭藥。本課題組應(yīng)用牛腎上腺髓質(zhì)細(xì)胞，以生理濃度的ACh為刺激劑，觀察了冰片、牛黃等開竅中藥對兒CA分泌的影響[24]，結(jié)果顯示冰片、牛黃、麝香、石菖蒲及蘇合香通過乙酰膽堿受體途徑和電壓依賴型離子通道抑制交感活性，降低刺激劑誘發(fā)的CA分泌，提示開竅中藥可以用于緩解應(yīng)激損傷。中藥植物提取物如丹參酮、川橘皮素對CA分泌的增加具有雙重調(diào)節(jié)作用，兩種化合物均能夠促進(jìn)基礎(chǔ)兒茶酚胺的分泌，而抑制ACh、藜蘆定堿等刺激劑誘導(dǎo)的CA分泌的增加[25-26]。天然植物提取物如白藜蘆醇、大豆異黃酮能夠調(diào)節(jié)應(yīng)激狀態(tài)下CA分泌與合成[27-28]。這些研究為藥物在應(yīng)激狀態(tài)下具有心血管保護(hù)作用提供了科學(xué)依據(jù)。

此外，中藥或天然藥物通過作用于兒茶酚胺類神經(jīng)遞質(zhì)而治療應(yīng)激性抑郁癥的研究愈來愈引起研究者的關(guān)注[29]。來源自《備急千金要方》的開心散能夠通過調(diào)節(jié)腦組織中DA、NE和5-羥色胺（5-HT）的含量，促進(jìn)神經(jīng)營養(yǎng)因子表達(dá)而緩解慢性溫和應(yīng)激大鼠抑郁癥狀[30]。

4 問題與展望

目前，對過度應(yīng)激的研究多集中在應(yīng)激誘發(fā)的神經(jīng)遞質(zhì)或激素對機(jī)體病理影響方面，對其宏觀、微觀兩方面研究有待進(jìn)一步深入。在宏觀方面，如發(fā)生的主體，特別是個(gè)體的精神類型、性格特點(diǎn)、行為方式及遺傳背景卻少有系統(tǒng)研究；微觀方面對過度應(yīng)激發(fā)生的分子網(wǎng)絡(luò)調(diào)控機(jī)制研究則剛剛開始。

過度應(yīng)激及兒茶酚胺類神經(jīng)遞質(zhì)與中醫(yī)情志偏頗有密切關(guān)系，兩者結(jié)合研究將開拓新的研究方向。中藥調(diào)節(jié)情志異常具有豐富的經(jīng)驗(yàn)，揭示中藥抗應(yīng)激作用機(jī)制和物質(zhì)基礎(chǔ)也將為過度應(yīng)激的長期干預(yù)提供科學(xué)理論依據(jù)?？傊?，開展中醫(yī)藥對應(yīng)激的干預(yù)研究具有重要臨床應(yīng)用價(jià)值，并有可能成為中醫(yī)藥治療的優(yōu)勢方向。

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