宋兆炎,李京秀,郭龍哲,查 理,李 陽,金恩澤
(哈爾濱醫(yī)科大學附屬第四醫(yī)院心血管內科,黑龍江 哈爾濱 150001)
冠狀動脈粥樣硬化性心臟病(coronary atherosclerotic heart disease,CAHD)是我國目前發(fā)病率及病死率較高的疾病?!吨袊难懿蟾?015年》顯示,心血管疾病占居民疾病死亡構成在農村約為44.69%,在城市約為42.51%,其中CAHD為心血管疾病中主要的致死病。CAHD的致病因素半胱氨酸及蛋氨酸的中間產(chǎn)物含硫氨基酸同型半胱氨酸(homocysteine,Hcy)具有細胞毒性,其含量在機體內升高可破壞血管內皮細胞、擾亂纖維蛋白溶解與機體凝血間平衡、影響脂質代謝、促進平滑肌細胞的增生,并最終導致動脈粥樣硬化等心血管事件發(fā)生[1]。有研究顯示,高水平Hcy是發(fā)生心腦血管疾病的獨立危險因子[2-3],但目前尚不清楚其具體的發(fā)病機制。本文就Hcy主要的致病機制及其與CAHD的相關性作一綜述。
蛋氨酸從日常飲食進入人的機體首先在三磷腺苷作用下生成S-腺苷蛋氨酸(S-adenosyl-L-methionine,SAM),之后經(jīng)過甲基轉移酶的催化生成S-腺苷同型半胱氨酸(S-adellosyl homocysteine,SAH),最后脫去腺苷變成Hcy。Hcy通過4條途徑在體內代謝:(1)再甲基化途徑:人體內的甲基供體為5-甲基四氫葉酸和甜菜堿,它們以維生素B12為輔基,在甲硫氨酸合成酶的催化作用下,再次合成甲硫氨酸,即甲硫氨酸循環(huán),這一過程稱為再甲基化[4];(2)轉硫化途徑:在以維生素B6為輔因子的胱硫醚β合成酶的催化下,Hcy與絲氨酸縮合成胱硫醚,并最終轉變?yōu)榘腚装彼幔?3)甲基化替代途徑:Hcy亦可被甜菜堿-Hcy甲基轉移酶轉化成為蛋氨酸;(4)細胞外液途徑:Hcy直接釋放到細胞外液,并在機體當中發(fā)揮出特有的作用。
2.1損傷血管內皮及平滑肌細胞Hcy的細胞毒性能夠促進炎性因子的表達,擾亂內皮功能,損傷內皮細胞,致使動脈管壁中脂蛋白過量,加快動脈粥樣斑塊形成。MA等[5]研究表明,處于閾值濃度的Hcy能促使炎性因子釋放,影響基因表達,最終導致內皮細胞的凋亡,心血管疾病由此產(chǎn)生。Hcy還可通過多種作用機制損傷內皮細胞,Hcy可結合內皮細胞中的一氧化氮,降低一氧化氮對內皮細胞的保護作用,導致內皮細胞發(fā)生損傷;Hcy能夠提升血管平滑肌細胞DNA的合成速率,增加動脈管壁的厚度,減少血管舒張,致使內皮細胞發(fā)生損傷。LI等[6]研究發(fā)現(xiàn),在構建Hcy誘導人冠狀動脈內皮細胞凋亡的模型中,降低Caspase-3的表達及上調miR-30b表達,可增加冠狀動脈內皮細胞的凋亡,由此推測,Caspase-3和miR-30b的表達在Hcy誘導的內皮細胞凋亡中發(fā)揮著重要的作用。LIU等[7]研究發(fā)現(xiàn),Hcy能誘導基質金屬蛋白酶2表達促使血管鈣化,Hcy能夠通過降低平滑肌細胞的擴散能力提升血管平滑肌細胞DNA的生成速率,通過轉換血管壁內膠原及彈力纖維的比例來增加血管平滑肌細胞的增殖,并最終增加動脈管壁僵硬程度。
2.2引發(fā)炎癥反應Hcy在反復作用于血管壁的過程中,不斷地促使炎性細胞活化并促進炎性介質的分泌,從而促進心血管疾病的發(fā)生和發(fā)展。經(jīng)過核因子-κB(nuclear factor-κB,NF-κB)活化,內皮細胞的核轉位提升,即Hcy能夠損傷內皮細胞,細胞內DNA與內皮細胞間的相互作用會導致單核細胞趨化蛋白-1、白細胞介素-8、細胞黏附分子-1(cell adhesion molecules,CAM-1)分泌增加。通過上調趨化及黏附分子能夠促使單核細胞及T細胞進入血管病變區(qū)域,從而產(chǎn)生動脈粥樣硬化現(xiàn)象[8]。此外,通過加強單核巨噬細胞與脂蛋白A的CAM-1結合機制使單核細胞依附于內皮表面,從而使得炎性細胞因子分泌,并形成部分泡沫細胞。研究表明,Hcy能抑制內皮細胞中谷胱甘肽和過氧化物酶的表達[9-10]。Hcy可通過增加自由基活性,誘導過氧化氫的產(chǎn)生來促進低密度脂蛋白的氧化修飾及泡沫細胞的形成。在炎癥反應中,Hcy水平與腫瘤壞死因-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、超敏C-反應蛋白(high sensitive -C reaction protein,hs-CRP)、白細胞介素-6等多種炎性因子水平呈顯著正相關,導致心血管疾病的發(fā)生。
2.3增加氧化應激反應Hcy在體內發(fā)生氧化作用時會產(chǎn)生較多的活性氧,這可促使脂蛋白氧化并形成斑塊。而且,Hcy的水平升高會使細胞內活性氧簇(reactive oxygen species,ROS)增加及Toll樣受體(Toll-like receptors,TLR4)和NF-κB過表達,導致動脈粥樣硬化的發(fā)生[11]。研究表明,Hcy水平的增加能夠擾亂機體內氧化及抗氧化作用,降低了清除自由基的能力,自由基的過度累積會損傷組織或內皮細胞[12-13]。Hcy不僅能增加血管內皮細胞中ROS的水平,還能抑制環(huán)氧化酶(cyclo-oxygen-ase,COX)的活性和COX-17的表達,這也促使了內皮細胞的凋亡。除此之外,Hcy還可破壞超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和谷胱甘肽過氧化物酶(glutathione peroxidase,GP)2種重要的抗氧化酶,這些抗氧化酶功能的改變還可加劇超氧自由基水平增加,該機制可能進一步增加了Hcy誘導的氧化應激[14]。
2.4破壞體內凝血和纖維蛋白溶解系統(tǒng)平衡Hcy可增強部分凝血因子的活性并抑制肝素和前列腺素的合成,激活凝血因子Ⅴ、Ⅹ、Ⅻ等,使得血小板聚集性及黏附性增加,使機體處于血栓前狀態(tài)[15]。Hcy可通過抑制纖溶酶原激活物的活性來擾亂纖維蛋白溶解與機體凝血的動態(tài)平衡關系。王升等[16]在檢測150例CAHD患者體內Hcy含量變化情況時發(fā)現(xiàn),隨著患者冠狀動脈狹窄程度的加重,患者血漿中Hcy水平也不斷升高,高Hcy血癥可加速冠狀動脈內血栓形成并促進凝血纖溶系統(tǒng)紊亂,使冠狀動脈病變加重。
2.5干擾DNA甲基化Hcy是甲硫氨酸循環(huán)的重要一環(huán),其濃度升高可引起體內基因組DNA去甲基化過程,影響細胞發(fā)育及分化。叢廣志等[17]研究發(fā)現(xiàn),蛋氨酸飲食誘導的高Hcy血癥大鼠主動脈組織基因組總甲基化水平降低。小鼠血漿Hcy水平升高,基因組DNA總甲基化水平降低,主動脈脂質沉積。血漿中Hcy水平升高是導致心血管疾病的危險因素,Hcy水平升高會影響DNA甲基化的狀態(tài)。研究發(fā)現(xiàn),機體DNA甲基化程度與血漿Hcy水平呈負相關,細胞內的Hcy水平升高時會降低DNA甲基化而致病,而在動脈粥樣硬化形成的過程中存在甲基化異常的整體和特定基因組[18],其可能的機制是:SAM是DNA甲基化轉甲基反應的唯一供體,Hcy可通過甲硫氨酸代謝途徑生成過量的SAM,增強甲基化轉移酶的活性,使相關DNA進一步超甲基化。也有研究發(fā)現(xiàn),Hcy也可引起特定DNA去甲基化而致病[19-20],其可能的機制是:SAH具有抑制甲基轉移酶的作用,Hcy可通過甲硫氨酸代謝途徑生成過量的SAH,使DNA的甲基化水平降低而致病。從目前的研究結果來看,在不同物種、組織、基因、位點及不同細胞周期里,Hcy對DNA的甲基化修飾是不同的,即Hcy對DNA的甲基化修飾具有時空特異性,但其具體調節(jié)機制仍待進一步研究。
3.1Hcy是CAHD的主要危險因素我國阜外心血管醫(yī)院對健康人群體內Hcy水平測定結果顯示,男性參考值為7.15~13.78(10.27±1.68)μmol·L-1,女性為5.62~12.70(10.27±1.88)μmol·L-1[21],這與美國心臟病協(xié)會診斷標準一致。多項研究表明,CAHD患者體內Hcy水平與健康人群相比明顯升高,且Hcy水平與CAHD的發(fā)病率呈正相關,當體內Hcy濃度高于10 μmol·L-1時,Hcy水平與CAHD的發(fā)病率呈線性-劑量反應關系[22-24]。ALAM等[25]對194例CAHD患者進行的橫斷面研究顯示,以5 μmol·L-1為單位,Hcy每升高1個單位,女性CAHD患者的危險性約增加1.8倍,男性增加1.6倍。MARTI-CARVAJAL等[26]對2 000例無心血管疾病的中國受試者定期測體內Hcy濃度,結果發(fā)現(xiàn),當Hcy>9.47 μmo1·L-1時,受試者患心血管疾病的風險增加2.3倍;當Hcy>11.84 μmo1·L-1時,受試者的死亡風險增加2.4倍。
3.2Hcy水平影響CAHD病變程度血漿中Hcy水平不僅影響CAHD發(fā)病率,同時也影響CAHD的嚴重程度。研究表明,當血漿中Hcy水平在 15 μmol·L-1以上時,患者的5 a存活率低于75%;當血漿中Hcy水平在9~15 μmol·L-1時,患者的 5 a 存活率可達90%;而當血漿中Hcy水平低于 9 μmol·L-1時,患者的 5 a存活率可高達95%[27]。許真真等[28]通過比較231例程度不同的冠狀動脈異?;颊叩难錒cy水平發(fā)現(xiàn),多支組和單支組Hcy水平明顯高于對照組,說明血清中Hcy水平和冠狀動脈病變支數(shù)增多密切相關。潘清雷等[29]對215例CAHD患者進行分組研究,通過對比發(fā)現(xiàn),冠狀動脈病變狹窄程度與血清Hcy水平呈正相關,因此,在CAHD的檢測觀察中,血清Hcy水平作為預測冠狀動脈病變嚴重程度的指標之一具有一定的臨床意義。
4.1西醫(yī)治療目前為止,臨床治療CAHD常用的藥物包括抗血小板類藥物、β受體阻滯劑、硝酸酯類藥物、鈣拮抗劑、他汀類等。除此之外,還有B族維生素聯(lián)合葉酸進行治療和通過影響Hcy的合成及代謝進行治療等方法。
4.1.1葉酸聯(lián)合B族維生素的治療蔣慶淵等[30]采用雙盲法對100例CAHD患者進行隨機分組,通過葉酸聯(lián)合B族維生素對觀察組患者治療4周和8周后發(fā)現(xiàn),葉酸聯(lián)合B族維生素治療CAHD在改善心臟舒縮功能方面優(yōu)于傳統(tǒng)藥物,這可能是通過降低患者Hcy及N末端B型利鈉肽前體水平來達到治療目的。王麗娟等[31]對180例CAHD患者進行分組,觀察組患者在常規(guī)用藥基礎上加服維生素B6、維生素B12和葉酸進行治療,連續(xù)治療0.5 a后,觀察組患者的血清Hcy、白細胞介素-6和可溶性細胞間黏附因子-1水平與治療前相比明顯降低,說明通過降低Hcy水平來治療CAHD是有效的,且該法還能保護心肌功能,并減輕全身炎癥反應。張建國等[32]也在臨床研究中發(fā)現(xiàn),采用B族維生素降低CAHD患者Hcy水平的療法與常規(guī)治療組相比,效果更加明顯和持久。
4.1.2影響Hcy的合成及代謝甲鈷胺作為一種參與一碳單位循環(huán)的內源性輔酶,在由Hcy合成蛋氨酸的轉甲基過程中起重要作用,研究發(fā)現(xiàn),CAHD患者在口服甲鈷胺1個療程后,體內Hcy水平明顯低于對照組,說明甲鈷胺能有效降低CAHD患者體內Hcy水平從而達到治療和緩解CAHD癥狀的作用[33]。此外,口服絲氨酸、甜菜堿、N-乙酰半胱氨酸和5-甲基四氫葉酸等也能促進Hcy代謝。某些藥物如苯妥英鈉、奧氮平、甲氨蝶呤等,也可通過影響Hcy代謝而降低Hcy水平,達到治療CAHD的作用,但療效尚有待進一步觀察[34]。
4.2中醫(yī)治療中醫(yī)認為,CAHD多以痰濁血瘀、肝郁氣滯為主,并伴有肝郁脾虛、心腎陽虛、肝熱脾濕等癥狀,所以,在治療過程中通過辨證論治的方法來治療[35]。
4.2.1專方治療王晨希等[36]對40例CAHD伴有高Hcy血癥并且中醫(yī)辨證均為氣滯血瘀型的患者進行隨機分組,對照組患者采用阿司匹林、他汀類藥物治療,觀察組患者在對照組治療基礎上加用血府逐瘀湯治療。治療2個月發(fā)現(xiàn),觀察組患者在緩解CAHD并伴高Hcy血癥患者的臨床癥狀及降低Hcy水平方面優(yōu)于對照組,并且整個治療過程中無不良反應。通心絡膠囊有活血益氣、通絡化瘀之功效,王志濤[37]將100例CAHD心絞痛伴高Hcy血癥患者分為對照組和治療組,對照組患者給予阿司匹林及硝酸酯類常規(guī)的擴張冠狀動脈、降血脂等藥物,治療組患者在對照組基礎上加用通心絡膠囊,治療4周后發(fā)現(xiàn),2組患者的治療總有效率相當,但治療組患者體內Hcy含量明顯低于對照組,說明通心絡膠囊可降低患者體內Hcy水平。王玉曉[38]對80例CAHD患者隨機分組,對照組患者根據(jù)CAHD治療指南進行規(guī)范治療,治療組則在規(guī)范治療的基礎上加用豁痰化瘀方治療,結果發(fā)現(xiàn),2組患者經(jīng)治療后血漿Hcy均較治療前降低,但治療組降低更顯著,且治療組患者的總有效率為88.6%,明顯高于對照組患者的72.2%。說明豁痰化淤方可通過降低血漿Hcy水平來治療CAHD,其治療機制可能與抑制和延緩粥樣硬化斑塊形成有關。
4.2.2中藥及其提取物治療張愛朋等[39]對78例CAHD患者進行分組觀察研究,對照組患者給予抗血小板聚集、調節(jié)血脂等常規(guī)治療,治療組患者在給予常規(guī)治療的同時靜脈輸注250 mL葛根素氯化鈉注射液,每日1次,持續(xù)治療14 d后,治療組患者的血黏度及Hcy水平均較治療前有所下降,說明葛根素可通過降低患者體內Hcy水平治療CAHD。焦陽等[40]研究發(fā)現(xiàn),丹參酮IIA磺酸鈉能通過抑制炎癥反應、降低體內Hcy水平和改善血液循環(huán)等來治療CAHD??甸_彪等[41]對48只采用L-蛋氨酸皮下注射法建立的高Hcy家兔模型給予當歸提取物治療,結果表明,岷當歸有效成分阿魏酸能夠降低血清Hcy水平,并減少Hcy對血管內皮的損傷及毒性作用。
CAHD是一個由多種病因引起、多種作用途徑所致的復雜疾病。高Hcy血癥嚴重影響CAHD的發(fā)生和病程,已在臨床上逐漸被重視。在人體血清中有80%以上的Hcy與白蛋白相結合,結合后的Hcy大都被超氧負離子等氧化基團氧化,產(chǎn)生超氧化物或過氧化物,這些超氧和過氧化物均是血管損傷因子,可誘導CAHD的發(fā)生并延長病程。Hcy在直接損傷血管內皮細胞的同時,還能起到促炎作用,再次損害血管內皮細胞,如此反復惡性循環(huán)。Hcy在損害血管內皮細胞后還能誘導血管平滑肌細胞增殖,增殖的細胞促使皮下膠原大量合成,導致血管內腔狹窄堵塞。另外,Hcy可通過激活凝血酶使血小板活化黏附聚集到膠原纖維上,從而形成血栓。這些機制均表明Hcy是CAHD不可忽視的危險因素。
現(xiàn)有的臨床和實驗資料已表明,葉酸與B族維生素的聯(lián)合應用可以降低患者體內Hcy水平,進而改善CAHD患者的心臟結構及功能,這條治療CAHD的新思路仍需要大規(guī)模的臨床試驗來驗證。在中醫(yī)治療方面,通過降低Hcy水平治療CAHD的研究仍較少,分析亦缺乏充分的循證醫(yī)學證據(jù)支持,其仍處于摸索階段。因此,為使中醫(yī)在治療高Hcy血癥引起的CAHD方面達到更加客觀、標準化和規(guī)范的水平,應進一步開展大樣本、多中心的CAHD中醫(yī)體質類型的研究。同時,利用中醫(yī)藥的優(yōu)勢,積極開展中醫(yī)藥防治CAHD合并高Hcy血癥的實驗及臨床研究,為中西醫(yī)結合治療CAHD提供新的切入點和思路。
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