盧瑩瑩,巴應(yīng)貴
(1.青海大學(xué)研究生院,青海 西寧 810000;2.青海大學(xué)附屬醫(yī)院腎內(nèi)科,青海 西寧 810000)
血管鈣化在非透析依賴型慢性腎臟?。–KD)和透析依賴型終末期腎?。‥SRD)患者中非常普遍。在非透析依賴型CKD患者中,血管鈣化增加了全因死亡率、心血管疾病事件和死亡率以及住院的風險。在透析依賴型ESRD患者中,血管鈣化是全原因死亡率的獨立和遞增的預(yù)測因子。當羥磷灰石晶體沉積在動脈內(nèi)膜或中層時,血管鈣化就會出現(xiàn)。這是一個主動調(diào)節(jié)的過程,與骨形成有許多相似之處。
ROS和活性氮是氧和氮的反應(yīng)性自由基和非自由基衍生物,自由基可以通過失去或接受單個電子在細胞中產(chǎn)生,表現(xiàn)為氧化劑或還原劑。ROS包括超氧陰離子(O2-)、羥基自由基(.OH)、臭氧(O3)等多種物質(zhì)。自由基在正常生理條件下低水平產(chǎn)生,并被內(nèi)源性抗氧化系統(tǒng)清除。ROS代表了生命系統(tǒng)中產(chǎn)生的最重要的一類自由基物種。
ROS的產(chǎn)生分為內(nèi)源性來源及外源性來源,一般我們認為線粒體是細胞內(nèi)ROS的主要來源,絕大多數(shù)超氧陰離子被超氧化物歧化酶(SOD)歧化為過氧化氫(H2O2)。H2O2經(jīng)過進一步反應(yīng)形成羥基自由基(.OH)。ROS外源性來源包括空氣和水污染、香煙煙霧、酒精、重金屬或過渡金屬、藥物、工業(yè)溶劑和輻射等,這些物質(zhì)可以通過不同的途徑進入人體,最終代謝成自由基。
血管鈣化有兩種形式,一種是動脈粥樣硬化性鈣化,發(fā)生在內(nèi)膜,主要與細胞壞死、炎癥和脂質(zhì)沉積有關(guān),會導(dǎo)致動脈發(fā)生管腔狹窄;另一種是Monckeberg硬化癥,也稱為內(nèi)側(cè)動脈鈣化,發(fā)生在中膜,其指在沒有脂質(zhì)沉積和炎癥的情況下,動脈中膜鈣化沿著同心彈性蛋白纖維發(fā)生,管腔沒有消失,但動脈僵硬的增加導(dǎo)致動脈順應(yīng)性差。第二種鈣化在CKD及糖尿病患者中更為常見。
OS在CKD的早期階段就已經(jīng)出現(xiàn),并隨著腎臟損害的進展而增加。尤其是在ESRD中,OS的發(fā)生率要高得多,在接受腎臟替代治療的患者中,由于程序相關(guān)的因素OS會進一步加重,血液透析(HD)的患者更是如此。除了年齡、高血壓、糖尿病、貧血、血脂異常和肥胖等常見因素外,HD過程本身會導(dǎo)致OS增加。在一項604例腎移植人群的前瞻性研究中,可以發(fā)現(xiàn)OS生物標記物丙二醛(MDA)濃度與心血管死亡的長期風險獨立相關(guān)[1]。
OS在CKD血管鈣化的發(fā)病機制中占據(jù)重要的地位。OS可能通過以下途徑參與慢性腎臟病血管鈣化:(1)誘導(dǎo)VSMCs成骨樣變性;(2)抗氧化系統(tǒng)的失衡;(3)鈣化調(diào)節(jié)因子的改變
血管平滑?。╒SMCs)在血管鈣化過程中占據(jù)非常重要的地位。在生理條件下,VSMCs具有收縮表型,有利于血管系統(tǒng)的收縮和擴張。在受到刺激時,VSMC丟失收縮性標志物,分化為成骨樣VSMCs,導(dǎo)致內(nèi)膜和中膜鈣化,增加心血管發(fā)病率和死亡率。在β-甘油磷酸酯(β-GP)誘導(dǎo)的在牛主動脈VSMCs的體外鈣化模型中,線粒體膜出現(xiàn)超極化導(dǎo)致ROS增加。使用呼吸鏈抑制劑抑制線粒體源性ROS生成時,鈣沉積和WSMCs從收縮表型向成骨表型的轉(zhuǎn)換減少。H2O2可以通過PI3K/AKT通路上調(diào)Runt相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子2(Runx2)的表達,以濃度依賴的方式誘導(dǎo)VSMCs鈣化。黃梅等人對CKD-5期的透析患者進行了監(jiān)測,發(fā)現(xiàn)CKD5伴血管鈣化組OS明顯升高,而不伴血管鈣化組OS無明顯升高,此外,CKD2-3期血清和CKD血清均可誘導(dǎo)原代血管平滑肌蛋白22α和鈣調(diào)蛋白表達顯著降低,RUNX2和I型膠原的表達顯著上調(diào),OS和鈣沉積明顯增加,而CKD2-3期患者的血清磷并沒有升高,這說明OS可能通過直接誘導(dǎo)VSMCs發(fā)生成骨細胞轉(zhuǎn)化而在血管鈣化中產(chǎn)生特定的影響[2]。
正常情況下,生物體內(nèi)有完整的抗氧化系統(tǒng),能夠保護生物系統(tǒng)免受自由基的侵害,當人體內(nèi)抗氧化系統(tǒng)失衡或抗氧化物質(zhì)減少時,就會發(fā)生OS,進一步促進血管鈣化。
一項研究測定HD患者和年齡、性別匹配的健康人的血液生化指標、抗氧化礦物質(zhì)(硒)(Se)、鋅(Zn)、銅(Cu)、鎂(Mg)和幾種鈣化促進劑和抑制劑。發(fā)現(xiàn)與健康人相比,HD患者血漿Se、Zn濃度明顯降低,Cu、Mg濃度明顯升高,OS和炎癥標志物(Cu/Zn比值、MDA、AGEs和C反應(yīng)蛋白)水平明顯升高,HD患者血清MGP濃度明顯降低,F(xiàn)GF-23、MMP-2和MMP-9、TIMP-1和TIMP-2水平顯著升高,MMP-2/TIMP-2和MMP-9/TIMP-1比值顯著升高。表明抗氧化礦物質(zhì)(Se、Zn、Cu、Mg)的動態(tài)平衡變化可能參與OS和炎癥狀態(tài)的影響,從而參與了長期HD患者血管鈣化加速的機制[3]。當人體內(nèi)抗氧化物的減少或紊亂與CKD血管鈣化密切相關(guān)。
有研究表明糖尿病大鼠腎組織中MDA含量明顯升高,SOD活性明顯降低,miR-135B的表達明顯上調(diào),而骨形態(tài)發(fā)生蛋白7(BMP-7)mRNA和蛋白水平則下調(diào)。使用OS抑制劑α-LA可阻斷高糖誘導(dǎo)的腎小管上皮細胞miR-135B表達上調(diào),表明OS可上調(diào)miR-135B的表達,使用miR-135B抑制劑使腎小管上皮細胞BMP7mRNA和蛋白水平升高,表明OS可間接下調(diào)BMP7mRNA和蛋白水平。一項研究表明去卵巢大鼠體內(nèi)的MDA含量增加,骨保護素mRNA的水平降低且與MDA具有相關(guān)性,這表明OS能夠減少鈣化抑制因子骨保護素的表達。胎球蛋白-A(fetuin-A)是全身和局部異位鈣化和炎癥反應(yīng)的抑制劑。
綜上所述,CVD是CKD和ESRD死亡和發(fā)病的主要原因。血管鈣化是CKD的主要血管疾病形式,OS誘導(dǎo)VSMCs發(fā)生成骨樣變性、抗氧化系統(tǒng)失衡以及氧化應(yīng)激對鈣化調(diào)節(jié)因子的影響是OS導(dǎo)致CKD血管鈣化的主要原因。但目前的研究結(jié)果尚不能完全解釋CKD相關(guān)血管鈣化的發(fā)病機制,未來還需要更多臨床及實驗性研究來進一步研究OS在促進CKD患者血管鈣化形成中的具體機制及治療措施。