宋宛珊 李 霖 岳少乾 朱金墻
(天津中醫(yī)藥大學第二附屬醫(yī)院腦病針灸部,天津 300150)
高血壓在血管性癡呆病理過程的作用研究進展
宋宛珊 李 霖1岳少乾1朱金墻1
(天津中醫(yī)藥大學第二附屬醫(yī)院腦病針灸部,天津 300150)
高血壓;血管性癡呆;病理過程
血管性癡呆(VD)是指由各種腦血管疾病導致的認知功能障礙綜合征,臨床表現(xiàn)以記憶、認知功能缺損為主,可伴有語言、運動、視覺空間技能及人格障礙等癥狀。在歐美國家,VD發(fā)病人數(shù)占總癡呆人數(shù)的15%~20%,僅次于阿爾茨海默病(AD),排在第二位,而在亞洲和許多發(fā)展中國家甚至超越AD居于首位〔1〕。目前發(fā)現(xiàn)的VD危險因素除非血管因素如遺傳、年齡、教育水平等外,還包括諸多血管因素(尤指腦內(nèi)血管),如高血壓、高脂血癥、糖尿病、冠心病、短暫性腦缺血發(fā)作等。在這些血管因素中,無論由腦血管本身的病變,還是顱外大血管及心臟病變引起的高血壓,均對VD具有重要影響。Smid等〔2〕對VD患者進行統(tǒng)計分析,發(fā)現(xiàn)其中同時患有高血壓者占92.0%。Skoog〔3〕表明,VD患者中高血壓合并高脂血癥者占據(jù)很大比例。因此,高血壓被視為VD的高危因素。研究表明,高血壓導致VD的病理機制為長期高血壓導致血管動脈粥樣硬化(AS)或形成動脈瘤、微栓塞,并誘發(fā)炎癥、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)反應(yīng)等,改變腦血流動力學,造成局部腦組織缺血缺氧,最終導致神經(jīng)元丟失,從而導致VD的發(fā)生〔4〕。
AS是危害人類健康的常見疾病之一,是多種心腦血管事件的病理基礎(chǔ)和主要原因,對心腦血管的損害可累及全身的各個器官。研究表明,AS在VD的病理過程中發(fā)揮重要作用,該作用與高血壓密切相關(guān)〔5〕。
1.1高血壓、高血脂相關(guān)性AS造成VD 高血壓導致血管內(nèi)皮損傷及脂質(zhì)在內(nèi)皮下沉積是目前被公認的AS始動因素〔6〕。臨床研究表明〔7〕,頸動脈粥樣硬化與VD的發(fā)生具有密切關(guān)系。高血壓誘發(fā)的AS在VD發(fā)病過程所發(fā)揮的作用主要與血管內(nèi)皮細胞(VEC)有關(guān)。VEC遭受高血壓、高血脂等刺激后,可誘發(fā)內(nèi)皮功能障礙和滲透性增高,使血液中的脂質(zhì)可沉積于內(nèi)皮下。當單核細胞黏附于內(nèi)皮損傷處后,可進入內(nèi)皮下,通過吞噬脂質(zhì)而變成泡沫細胞,從而形成脂肪斑。同時,血小板也逐漸聚集并黏附于內(nèi)皮損傷處,與VEC及吞噬細胞共同釋放生長因子,促使血管平滑肌細胞(VSMC)進入內(nèi)膜,并發(fā)生增殖,合成膠原纖維,使脂肪斑形成纖維斑塊,從而誘發(fā)AS。隨后,脂質(zhì)繼續(xù)沉積,進一步加重吞噬細胞的黏附、血小板的聚集和炎癥因子的釋放,促使更多炎性細胞逐漸浸潤,纖維帽則逐漸變薄,轉(zhuǎn)變成不穩(wěn)定斑塊。當不穩(wěn)定斑塊出現(xiàn)裂縫,發(fā)生糜爛或破裂后,即可形成血栓〔8~10〕。頸動脈形成血栓后,可導致腦灌注量不足,使腦組織缺血缺氧,造成神經(jīng)細胞損傷與認知功能障礙,最終發(fā)展為VD。
1.2高血壓、炎癥相關(guān)性AS造成VD 臨床研究發(fā)現(xiàn),高血壓前期即可發(fā)生炎癥反應(yīng),并認為高血壓是一個低度炎癥狀態(tài)性疾病〔11,12〕。C反應(yīng)蛋白(CRP)是一種非特異的炎癥標志物,并直接參與炎癥與AS等心血管疾病,是心腦血管疾病最強有力的危險因子與預(yù)示因子。高血壓患者血清中CRP濃度明顯高于血壓正常者,表明高血壓患者存在炎癥反應(yīng)。高濃度的血清CRP可促使VEC的增殖和遷移,使動脈內(nèi)膜增厚,促進AS的發(fā)生與發(fā)展,導致血管重構(gòu),使循環(huán)阻力增加,血流不暢〔13〕,從而引起腦灌注不足,最終導致認知功能障礙。此外,炎癥反應(yīng)和AS病理過程中的血栓形成密切相關(guān)〔14〕。AS形成早期,VEC合成并分泌不同種類能與白細胞結(jié)合的選擇性黏附分子,尤其是血管細胞黏附分子(VCAM-1),白細胞、單核細胞和T淋巴細胞通過這些黏附分子互相結(jié)合〔15〕。高血壓損傷內(nèi)皮后,低密度脂蛋白(LDL)可通過損傷的內(nèi)皮進入動脈內(nèi)膜,在內(nèi)皮下被氧化修飾,轉(zhuǎn)變成氧化低密度脂蛋白(ox-LDL),它可被巨噬細胞通過其清道夫受體攝取,導致脂質(zhì)在細胞內(nèi)堆積,從而形成泡沫細胞。在粥樣斑塊中大量被激活的巨噬細胞可產(chǎn)生炎性介質(zhì)、細胞因子及基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)等,使纖維帽中的膠原發(fā)生降解而變薄,保護作用降低,易于破裂而形成AS〔16,17〕。此外,巨噬細胞還可合成與分泌一種主要的促凝物質(zhì)——組織因子(TF),炎性介質(zhì)可通過調(diào)節(jié)斑塊中巨噬細胞的TF表達,觸發(fā)斑塊的血栓形成〔18〕,導致腦灌注量不足,使腦組織缺血缺氧,最終誘發(fā)VD。
AS的主要并發(fā)癥是血栓,稱為動脈粥樣硬化性血栓〔19〕,高血壓能誘發(fā)動脈炎癥和血栓形成〔20〕。動脈內(nèi)-中膜厚度增加及斑塊形成是高血壓的特點之一,動脈粥樣硬化性血管道狹窄是缺血性腦卒中的重要病因〔21,22〕。VEC受高血壓刺激發(fā)生損傷后,內(nèi)皮細胞、吞噬細胞及黏附于內(nèi)皮損傷處的血小板釋放生長因子,促進VSMC進入內(nèi)膜,增生并合成膠原纖維,使脂肪斑演變成纖維斑塊。斑塊脫落形成栓子,栓子隨血管堵塞頸動脈,造成腦血流量減少,導致缺血性腦卒中〔23,24〕,可進一步發(fā)展為VD。
MMPs屬于Zn2+依賴酶家族,由VEC、VSMC、成纖維細胞和巨噬細胞等多種細胞分泌,可降解構(gòu)成細胞外基質(zhì)(ECM)的膠原蛋白、彈性蛋白和非膠原糖蛋白,并能特異地降解ECM。其中以MMP-9對ECM的破壞性最強〔25〕。研究表明,MMP-9能降解維持腦動脈壁結(jié)構(gòu)的彈性蛋白,破壞血管壁的穩(wěn)定,促進顱內(nèi)動脈瘤的形成〔26〕。劉兵等〔27〕研究發(fā)現(xiàn)動脈瘤壁上有明顯的炎性細胞浸潤及大量的細胞因子,而且炎性因子能夠誘導MMP-9大量表達,降解膠原纖維,提示MMP-9的過量表達參與了顱內(nèi)動脈瘤的發(fā)生、發(fā)展甚至破裂。如前文所述,長期高血壓可導致血管內(nèi)皮受損,血液中的單核細胞、血小板等黏附于損傷的內(nèi)皮處或內(nèi)皮下組織,并釋放大量的炎癥因子,刺激VEC和VSMC產(chǎn)生MMP-9,破壞血管基底膜屏障,導致VEC和VSMC遷移,引起基質(zhì)的破壞和重建,最終導致血管壁變性及動脈瘤的形成。此外,研究發(fā)現(xiàn)高血壓還可直接通過促進MMP-9、Ⅲ型膠原蛋白基因Co13al的蛋白及其基因過度表達而影響血管壁的結(jié)構(gòu)〔28〕。因此,高血壓可直接或間接影響血管壁的結(jié)構(gòu)改變及破裂,降低腦部血液灌注量,導致VD形成。
內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(ER)是細胞內(nèi)膜型/分泌型蛋白合成的細胞器,廣泛分布于各種真核細胞中,在調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)正確折疊、鈣穩(wěn)態(tài)和細胞凋亡等方面發(fā)揮著重要作用。當細胞內(nèi)蛋白質(zhì)發(fā)生錯誤折疊、Ca2+耗竭或脂質(zhì)合成紊亂時,ER穩(wěn)態(tài)發(fā)生失衡,進而激活相應(yīng)的信號通路,引發(fā)一系列反應(yīng),稱為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激(ERS)。適當?shù)腅RS可促進ER處理蓄積在其腔內(nèi)的錯誤/未折疊的蛋白,有助于維持細胞的正常功能。但是長期發(fā)生ERS則會觸發(fā)ER相關(guān)凋亡途徑,參與多種疾病的發(fā)生〔29〕。VEC具有高度發(fā)達的ER,對ERS非常敏感,故ER是維持血管內(nèi)皮結(jié)構(gòu)與功能的重要細胞器〔30〕。高血壓引起血流動力學的改變,缺血、缺氧和高氧的發(fā)生以及血管緊張素(Ang)Ⅱ、內(nèi)皮素(ET)-1等生物活性因子的增加,均可誘導VEC發(fā)生 ERS反應(yīng),激活ERS凋亡相關(guān)途徑,導致細胞損傷和凋亡〔31〕。臨床研究表明,高血壓血瘀癥患者的血清可誘導人臍靜脈內(nèi)皮細胞發(fā)生與ERS相關(guān)的細胞凋亡,導致的內(nèi)皮細胞損傷〔32〕。實驗研究表明〔33〕,卡托普利可降低高血壓大鼠動脈VSMC中C/EBP同源蛋白(CHOP)的表達,從而減弱高血壓導致的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)反應(yīng),維持VSMC的增殖與凋亡平衡。因此,高血壓相關(guān)的ERS能通過誘發(fā)VEC和VMSC凋亡而降低血管功能,導致血管病變,降低腦組織血液灌注量,最終導致VD發(fā)生。
小血管病變(SVD)是血管性認知功能障礙及癡呆發(fā)生的主要原因,影像學表現(xiàn)為腦白質(zhì)病變(WML)、腔隙性梗死灶以及微出血等〔34〕,與高血壓等心血管疾病密切相關(guān),可導致認知障礙的發(fā)生〔35,36〕。高血壓是WML患者發(fā)生腔隙腦梗死的獨立危險因素〔37〕。研究表明,長期高血壓是構(gòu)成腦物質(zhì)萎縮或WML的主要風險因素,建議使用降壓藥降低血壓,以降低癡呆或認知功能衰退的風險〔38〕。由此可見,由高血壓造成的SVD也是引起VD的發(fā)病機制之一。
VD是迄今為止發(fā)現(xiàn)的唯一可以預(yù)防的癡呆類型,目前對其危險因素及發(fā)病機制的研究日漸增多,但仍未明確其具體機制。因此,明確其危險因素和發(fā)病機制對其早期預(yù)防具有重要意義。研究表明,頸動脈發(fā)生AS是VD發(fā)生的主要原因之一,而高血壓與頸動脈粥樣硬化斑塊形成密切相關(guān),高血壓還可以通過引起動脈炎癥、誘發(fā)動脈瘤、微栓塞、ERS、小血管病變等參與VD的發(fā)生發(fā)展。因此,通過早期控制血壓可能有利于VD的防治。血壓過高或者過低均會損傷血管內(nèi)皮,使血管發(fā)生病變,為VD的發(fā)生提供病理基礎(chǔ)。故預(yù)防VD的發(fā)生還需要將血壓控制在某個合理范圍,但是該范圍具體是多少仍缺乏明確的標準與足夠的臨床研究支撐。此外,由于不同個體間存在較大差異,還有待進一步進行臨床大樣本實驗研究,以確定一個合適的血壓范圍,從而有效預(yù)防VD的發(fā)生發(fā)展。
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〔2017-02-15修回〕
(編輯 李相軍)
R743.2
A
1005-9202(2017)22-5707-03;
10.3969/j.issn.1005-9202.2017.22.100
國家自然科學基金資助項目(81503279)
1 天津中醫(yī)藥大學中醫(yī)藥研究院 天津市現(xiàn)代中藥重點實驗室-省部共建國家重點實驗室培育基地
朱金墻(1985-),男,博士,助理研究員,主要從事中醫(yī)藥防治心腦血管疾病研究。
宋宛珊(1987-),女,博士,主治醫(yī)師,主要從事中西醫(yī)結(jié)合治療腦病的臨床和基礎(chǔ)研究。