吳高祥 綜述 楚天舒 武力勇 審校
(昆明醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院心血管內(nèi)科,云南 昆明 650000)
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瘦素在冠狀動(dòng)脈慢血流現(xiàn)象中的研究進(jìn)展
吳高祥 綜述 楚天舒 武力勇 審校
(昆明醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院心血管內(nèi)科,云南 昆明 650000)
1.1 瘦素的來源及生物學(xué)特性
1994年Zhang等[1]利用定位突變基因克隆技術(shù)得到“肥胖基因”后來把由肥胖基因編碼的蛋白質(zhì)稱為瘦素(leptin)。瘦素主要由白色脂肪組織細(xì)胞分泌,瘦素是以脈沖方式分泌的,且呈現(xiàn)出晝夜節(jié)律性,午夜至凌晨期間為分泌高峰期,中午至下午期間為分泌低谷期[2]。人體血液中的瘦素水平主要取決于體內(nèi)脂肪的含量,肥胖患者體內(nèi)瘦素水平相對(duì)較高。此外瘦素分泌還受到多種激素及炎性因子的影響,如雌激素、胰島素、糖皮質(zhì)激素、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白介素-6(IL-6)、內(nèi)皮素(ET)-1等可以促進(jìn)瘦素的表達(dá)和分泌,而雄激素、游離脂肪酸和生長激素則可以降低瘦素的表達(dá)和分泌[3-4]。
1.2 瘦素的生物學(xué)效應(yīng)
瘦素通過與其特異性受體結(jié)合,發(fā)揮生物活性效應(yīng),主要參與調(diào)節(jié)機(jī)體糖類、脂類代謝,調(diào)節(jié)能量平衡,使機(jī)體減少攝食,控制體質(zhì)量,還參與調(diào)節(jié)神經(jīng)內(nèi)分泌功能、免疫功能、骨代謝等作用。瘦素在血液中具有兩種形式,即:游離態(tài)和結(jié)合態(tài),其中游離態(tài)發(fā)揮主要作用[3]。瘦素與瘦素受體結(jié)合,激活多種信號(hào)傳導(dǎo)通路,主要有Janus激酶-信號(hào)傳感器轉(zhuǎn)錄因子信號(hào)通路,此外還有絲裂原活化蛋白激酶、細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)蛋白激酶、磷脂酰肌醇3-激酶等信號(hào)通路發(fā)揮生物活性作用[5]。隨著對(duì)瘦素的研究不斷的深入,發(fā)現(xiàn)瘦素不僅對(duì)調(diào)節(jié)物質(zhì)代謝,調(diào)節(jié)能量平衡起著重要作用,而且表現(xiàn)出心血管活性,能夠增強(qiáng)交感神經(jīng)活性,調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮功能,促進(jìn)血管生成,升高血壓,促胰島素抵抗,促炎,促進(jìn)血脂異常,增強(qiáng)血小板活性,促血栓形成等作用。這表明瘦素參與影響多種心血管疾病的發(fā)病過程。
冠狀動(dòng)脈慢血流現(xiàn)象(coronary slow flow phenomenon,CSFP)由Tambe等[6]于1972年發(fā)現(xiàn)并加以描述,是指在冠狀動(dòng)脈造影過程中,冠狀動(dòng)脈無明顯狹窄病變,而遠(yuǎn)端血流灌注延遲的現(xiàn)象。現(xiàn)多認(rèn)為吸煙、男性、肥胖、血脂紊亂、胰島素抵抗是CSFP重要的發(fā)病因素。
CSFP確切發(fā)病機(jī)制尚未清楚,諸多研究表明微血管病變、血管內(nèi)皮功能障礙、炎癥反應(yīng)機(jī)制、動(dòng)脈粥樣硬化、血小板功能異常、交感神經(jīng)活性增強(qiáng)與其發(fā)病機(jī)制有關(guān)。研究證實(shí),CSFP患者存在冠狀動(dòng)脈微血管病變?nèi)鐑?nèi)膜增厚,管腔直徑縮小,中膜肌纖維排列紊亂等改變[7]。Yuksel等[8]觀察到CSFP患者指甲襞毛細(xì)血管中出現(xiàn)異常擴(kuò)張、出血、迂曲改變,說明微血管病變是一種系統(tǒng)性疾病,CSFP是全身微血管病變的心臟表現(xiàn),冠狀動(dòng)脈微血管病變使冠狀動(dòng)脈微循環(huán)阻力增加,影響血流狀態(tài)改變,是CSFP發(fā)生發(fā)展的病理性基礎(chǔ)。許多研究證實(shí),炎性標(biāo)志物如C反應(yīng)蛋白(CRP)、IL-6、TNF-α、血管細(xì)胞黏附分子-1等在CSFP患者中水平明顯升高[9-11],表明慢性炎性反應(yīng)參與CSFP發(fā)病機(jī)制。Pekdemir等[12]用血管內(nèi)超聲檢查技術(shù),證實(shí)CSFP患者冠狀動(dòng)脈存在早期動(dòng)脈粥樣硬化。微血管病變、炎性反應(yīng)、動(dòng)脈粥樣硬化等可致血管內(nèi)皮功能障礙,微血管功能紊亂,甚至致血管痙攣,使微循環(huán)阻力增加。此外,Ozyurtlu等[13]發(fā)現(xiàn)有穩(wěn)定型心絞痛的CSFP患者的血小板分布寬度(platelet distribution width,PDW)明顯高于對(duì)照組。PDW能夠反映出現(xiàn)血小板大小和血小板活性,而早前研究已證實(shí)PDW與冠心病具有強(qiáng)相關(guān)性。我們推測(cè),血小板活性增加,促凝,促血栓形成,易堵塞微血管,可能是CSFP發(fā)病過程中發(fā)生急性心肌缺血的重要機(jī)制。交感神經(jīng)興奮時(shí),血管周圍代謝產(chǎn)物增加,影響血管內(nèi)皮功能,且釋放的去甲腎上腺素對(duì)心肌細(xì)胞、血管有毒性作用,參與心血管的重塑。
近年來有研究發(fā)現(xiàn)胰島素抵抗與CSFP具有相關(guān)性。Elsherbiny等[14]在無糖尿病的CSFP患者中患胰島素抵抗的人數(shù)多于與正常對(duì)照組,且CSFP患者平均血小板壓積值高于正常對(duì)照組。推測(cè)胰島素抵抗參與CSFP的機(jī)制,胰島素抵抗?fàn)顟B(tài)下,機(jī)體游離脂肪酸及其代謝產(chǎn)物水平增加,游離脂肪酸可以抑制內(nèi)皮型一氧化氮合酶(eNOS)活性,使NO合成受限;同時(shí)胰島素直接刺激血管內(nèi)皮細(xì)胞合成和分泌ET,促使血管內(nèi)皮功能障礙。其次胰島素刺激脂肪細(xì)胞肥大并分泌炎癥因子如TNF-α、抵抗素、IL-6等,且增強(qiáng)血小板活性,促進(jìn)炎癥反應(yīng)。
近年來研究表明,瘦素具有促進(jìn)血管炎癥反應(yīng),調(diào)節(jié)免疫反應(yīng),誘導(dǎo)氧化應(yīng)激,促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化并增強(qiáng)血小板活性,促進(jìn)血栓形成;參與心肌細(xì)胞肥大,促進(jìn)心血管重塑,加速心力衰竭進(jìn)程。結(jié)合目前對(duì)CSFP發(fā)病機(jī)制的研究,瘦素可能參與其病理機(jī)制:首先,血清瘦素質(zhì)量與血管壁上的瘦素受體結(jié)合,參與調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮功能,當(dāng)血清瘦素質(zhì)量濃度異常升高時(shí),能夠致內(nèi)皮功能障礙;其二,瘦素促進(jìn)血管壁細(xì)胞分泌并釋放炎性因子如CRP、TNF-α、IL-6、單核細(xì)胞驅(qū)化因子(MCP-1)、ET-1等其他血管細(xì)胞黏附分子的表達(dá),促進(jìn)炎癥發(fā)生并誘導(dǎo)氧化應(yīng)激,增強(qiáng)血小板活性,致血管平滑肌細(xì)胞增殖,促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化[15-16];其三,激活交感神經(jīng)-兒茶酚胺,使機(jī)體處于高交感神經(jīng)興奮狀態(tài),并參與調(diào)節(jié)腎神經(jīng)興奮素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)(RAAS);最后,當(dāng)患者存在瘦素抵抗和/或高瘦素血癥時(shí),瘦素刺激胰島β細(xì)胞分泌胰島素,促進(jìn)胰島素抵抗的發(fā)生。推測(cè)瘦素與CSFP有著密切相關(guān),但確切機(jī)制尚待進(jìn)一步研究。現(xiàn)從以下幾個(gè)方面來闡述瘦素在CSFP發(fā)病機(jī)制中的作用。
3.1 瘦素參與調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮功能
研究發(fā)現(xiàn)瘦素與血管內(nèi)皮功能密切相關(guān),瘦素作為一種細(xì)胞因子,在生理狀態(tài)下,可以增強(qiáng)人體血循環(huán)中血管活性物質(zhì)如內(nèi)皮依懶性收縮因子ET-1、內(nèi)皮依賴性舒張因子NO的活性,參與介導(dǎo)血管內(nèi)皮依懶性收縮和血管內(nèi)皮依賴性舒張的調(diào)節(jié)[17],當(dāng)機(jī)體高瘦素血癥時(shí)則下調(diào)NO,同時(shí)上調(diào)ET-1。Korda等[18]發(fā)現(xiàn)高水平瘦素能上調(diào)血管內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)eNOS的基因表達(dá),而使內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)L-精氨酸的含量降低,降低NO的生成,并產(chǎn)生大量過氧化陰離子和過氧化亞硝酸陰離子,損傷血管,促內(nèi)皮功能障礙。Quehenberger等[19]研究證實(shí)高質(zhì)量濃度瘦素可刺激血管內(nèi)皮細(xì)胞分泌ET-1。此外,有研究者在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)高質(zhì)量濃度瘦素可通過誘導(dǎo)增加小鼠動(dòng)脈環(huán)細(xì)胞外Ca+2離子質(zhì)量濃度,使血管發(fā)生收縮[15]。Noblet等[20]觀察到瘦素可以促進(jìn)冠狀動(dòng)脈平滑肌收縮,平滑肌細(xì)胞增殖。這些研究說明,機(jī)體高質(zhì)量濃度瘦素可致內(nèi)皮功能障礙,使血管舒縮因子的表達(dá)失衡,致血管內(nèi)膜增厚,順應(yīng)性下降,管腔狹窄,血流阻力增加。而于微小血管的影響較中大型動(dòng)脈的影響更大,使在冠狀動(dòng)脈系統(tǒng)中微血管阻力增大,導(dǎo)致冠狀動(dòng)脈血流速度的改變。
3.2 瘦素誘導(dǎo)氧化應(yīng)激和炎性反應(yīng),增強(qiáng)血小板活性,參與動(dòng)脈粥樣硬化進(jìn)程
研究發(fā)現(xiàn),高質(zhì)量濃度瘦素水平可誘導(dǎo)血管內(nèi)皮細(xì)胞炎性因子如TNF-α、IL-6、活性氧等的表達(dá),參與炎性反應(yīng),增加氧化應(yīng)激,并減少血管內(nèi)皮對(duì)內(nèi)皮依賴性舒張因子NO的利用度,并通過刺激血管平滑肌細(xì)胞肥大、增值、遷移和鈣化,參與動(dòng)脈粥樣硬化進(jìn)程[21]。Yamagishi等[22]用不同劑量的瘦素加入到牛主動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞的培養(yǎng)基中,觀察活性氧化物的產(chǎn)生情況,發(fā)現(xiàn)隨瘦素劑量增加,活性氧化物也隨著增加;同時(shí)測(cè)定MCP-1,瘦素誘導(dǎo)MCP-1增加1.4倍。高質(zhì)量濃度瘦素水平還可以增加血小板對(duì)ADP的敏感性,促進(jìn)血小板聚集[16]。此外,瘦素已被證實(shí)可以上調(diào)血管相關(guān)生長因子如成纖維細(xì)胞生長因子-2、血管內(nèi)皮生長因子及其受體-1,增強(qiáng)血管通透性[23],增加炎性介質(zhì)的釋放,促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞增殖,內(nèi)膜增厚,血管硬化。氧化應(yīng)激和炎性反應(yīng)可致血管內(nèi)皮損傷及動(dòng)脈粥樣硬化,這種作用在冠狀動(dòng)脈粥樣硬化早期,冠狀動(dòng)脈微血管可能就已存在明顯狹窄。而動(dòng)脈粥樣硬化致血管內(nèi)膜損傷本身能夠激活血小板活性,瘦素通過增強(qiáng)血小板活性,進(jìn)一步促進(jìn)血小板聚集,促凝,促血栓形成,容易堵塞微血管,使微循環(huán)阻力增大。
3.3 瘦素參與神經(jīng)體液機(jī)制的調(diào)節(jié)
近年來研究發(fā)現(xiàn),瘦素參與調(diào)節(jié)RAAS,產(chǎn)生縮血管效應(yīng),引起血流阻力增加。邱寧巖等[24]研究提示血清瘦素水平對(duì)血壓的影響,血清高質(zhì)量濃度瘦素可通過增強(qiáng)RAAS的活性使血壓升高。有研究證實(shí)原發(fā)性高血壓患者血清瘦素與血漿腎素、血管緊張素原呈正相關(guān)系[25]。因此推測(cè)瘦素上調(diào)RAAS的產(chǎn)物,產(chǎn)生縮血管效應(yīng),雖然在早期機(jī)體可通過血管內(nèi)皮細(xì)胞分泌并釋放NO來抵抗一部分這種效應(yīng),但當(dāng)存在瘦素抵抗時(shí),長期的高瘦素血癥,最終導(dǎo)致的是縮血管效應(yīng)為主,引起血流阻力增加。同時(shí)上調(diào)RAAS的產(chǎn)物能夠促進(jìn)心血管的重塑。此外瘦素還能增強(qiáng)腎交感神經(jīng)活性。研究人員通過向小鼠內(nèi)注射高質(zhì)量濃度的瘦素,發(fā)現(xiàn)小鼠交感神經(jīng)明顯增強(qiáng),且在小鼠脂肪組織注射高質(zhì)量濃度瘦素后,交感神經(jīng)活性可增加50%[26]。肥胖患者容易合并高瘦素血癥,此時(shí)瘦素在調(diào)節(jié)物質(zhì)及能量代謝方面的作用雖下降,但其在提高腎交感神經(jīng)活性等方面的作用沒有受到影響,使機(jī)體長期處于高交感神經(jīng)活性狀態(tài),體內(nèi)兒茶酚胺類激素較正常人顯著升高,使冠狀動(dòng)脈收縮,血管阻力增加。
3.4 瘦素與胰島素抵抗
關(guān)于瘦素與胰島素抵抗的相關(guān)性,還存在爭議,多數(shù)研究認(rèn)為瘦素與胰島素存在相關(guān)性。Osegbe等[27]在尼日利亞女性肥胖患者研究中發(fā)現(xiàn),血清瘦素水平與胰島素抵抗呈正相關(guān)。近年來研究認(rèn)為,生理狀態(tài)下,瘦素可以增強(qiáng)胰島素的敏感性,但能夠抑制胰島β細(xì)胞分泌胰島素,同時(shí)胰島素能夠刺激脂肪組織分泌瘦素,機(jī)體內(nèi)存在“瘦素-胰島素軸”反饋系統(tǒng)。當(dāng)機(jī)體內(nèi)長期處于高瘦素血癥時(shí),易破環(huán)此反饋系統(tǒng),導(dǎo)致高胰島素血癥,現(xiàn)關(guān)于瘦素與胰島素抵抗之間的關(guān)系還不清楚。目前認(rèn)為:病理狀態(tài)下,高質(zhì)量濃度瘦素促進(jìn)脂肪組織分解,產(chǎn)生大量的脂肪酸,可以降低胰島素的敏感性[28];其次胰島素促進(jìn)葡糖糖代謝,抑制脂肪組織分解,在這兩個(gè)過程存在著一些共同的信號(hào)分子如細(xì)胞因子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制因子-3、蛋白質(zhì)酪氨酸磷酸酶1B等,這些共同信號(hào)分子不僅能誘導(dǎo)胰島素抵抗,而且還能誘導(dǎo)瘦素抵抗[29];最后,高瘦素血癥,促進(jìn)炎性介質(zhì)如CRP、TNF-α、IL-6等的表達(dá),誘導(dǎo)氧化應(yīng)激反應(yīng),使胰島β細(xì)胞受損,使其功能異常改變,導(dǎo)致胰島素抵抗發(fā)生。
綜上所述,瘦素參與CSFP發(fā)病機(jī)制中多個(gè)環(huán)節(jié),如血管內(nèi)皮功能障礙、慢性炎癥反應(yīng)、動(dòng)脈粥樣硬化、胰島素抵抗等。而肥胖患者容易存在瘦素抵抗,諸多研究也表明肥胖瘦素水平高于正常人群水平。同時(shí),許多研究證實(shí)高瘦素血癥是多種心血管疾病如高血壓、冠心病、心室重塑等的獨(dú)立危險(xiǎn)因素,而CSFP的高危因素包含肥胖、胰島素抵抗等。結(jié)合瘦素在心血管疾病中諸多作用和目前對(duì)于冠狀動(dòng)脈慢血流機(jī)制的研究,我們推測(cè)瘦素與CSFP密切相關(guān),關(guān)于這方面研究鮮有報(bào)道,尚需進(jìn)一步完善血清瘦素水平與CSFP相關(guān)性研究,揭示其與CSFP的關(guān)系,初步探討其臨床意義。
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Research Progress of Leptin in Coronary Slow Flow Phenomenon
WU Gaoxiang,CHU Tianshu,WU Liyong
(DepartmentofCardiology,TheSecondAffiliatedHospitaltoKunmingMedicalUniversity,Kunming650000,Yunnan,China)
吳高祥(1989—),在讀碩士,主要從事常見心血管疾病診療研究。Email:a417303171@sina.cn
楚天舒,主任醫(yī)師,碩士生導(dǎo)師。Email:chutianshu2014@163.com
2016-03-24
2016-05-22