一氧化氮_一氧化氮合酶在脑缺血中的双重作用

一氧化氮、一氧化氮合酶在脑缺血中的双重作用

067000　河北省承德市,承德医学院病理生理学教研室　高维娟

　　随着对脑缺血研究的不断深入,已有众多证据表明,一氧

化氮(Nitricoxide,NO)和一氧化氮合酶(Nitricoxidesynthase,NOS)在脑缺血中既有毒性作用又有保护作用,现作一综述。1　NO、NOS概述

　　NO是一可通过细胞膜扩散的可溶性小分子气体物质,其特点是结构简单但极不稳定,反应性强,半衰期极短,仅5s左右。在体内,NO的产生是以L2精氨酸(L2Arg)为底物氧化后生成的,其生成唯一的关键酶是NOS。目前在哺乳动物脑内发现三种不同类型的NOS:󰂪型为神经元起源的NOS(NeuronalconstitutiveNOS,nNOS),为钙依赖性酶;󰂫型为诱导型NOS(InducibleNOS,iNOS),非钙依赖性酶,它在正常条件下仅有少量分布,一般是在外源性物质如内毒素、细胞因子等的刺激下,被一些细胞诱导产生,如肥大细胞、巨噬细胞、神经胶质细胞等;󰂬型为内皮源性NOS(EndothelialconstitutiveNOS,eNOS),为钙依赖性酶,除了分布于大血管内皮细胞外,它在脑微血管内也有分布,在nNOS基因缺失小鼠eNOS对神经元功能的维持起重要作用[1]。2　脑缺血时NO的合成和NOS的表达　　脑缺血时可影响脑内NO的合成和NOS的基因表达。采用NO微电极技术发现大鼠大脑中动脉阻断(Middlecerebralartelgocclusion,MCAO)2～6min即可见NO产量增加,

25min达高峰,1～2h恢复至正常水平,再灌注后又缓慢升

轻缺血后的脑损伤[4],iNOS的特异性抑制剂Aminoguanidine能使MCAO大鼠的梗死范围缩小[5]。进一步研究表明,nNOS和iNOS敲出鼠在MCAO后缺血范围较对照组明显缩小[6,7],而eNOS敲出鼠在MCAO后缺血范围较对照组明显增大[8]。表明nNOS和iNOS的活性增加导致的NO增多,可加重缺血性脑损伤,在缺血性脑损伤中是两种有害因素,而eNOS活性升高导致的NO增多,对缺血性神经元具有保护作用。

3.2　NO的脑保护作用机制　目前认为,NO通过以下途径

发挥脑保护作用:①增加脑血流量:生理情况下NO有舒张血管的作用,脑缺血时可引起血管应激性收缩,使缺血区血流量减少,此时机体NO的产生增加,可舒张血管,减少血管阻力,增加脑血流量。②抗血栓形成作用;脑缺血时,机体血液处于高凝状态,容易形成血栓。NO具有增加血液纤溶活性,降低纤维蛋白原含量,抑制血小板聚集的作用,从而防止血栓形成。③抗血管痉挛作用:由于血红蛋白与NO结合,使游离NO浓度下降,从而导致血管痉挛。缺血后NO的增加使血管痉挛得到缓解。④抗中性粒细胞粘附反应:中性粒细胞发生粘附反应时,可产生大量自由基,损伤神经元,而NO的产生可对抗这种反应,从而起到保护神经元的作用[1]。

3.3　NO的神经毒性作用机制　关于NO的神经毒性作用,有大量证据表明是通过下列途径造成神经元损伤:①NO使各种含铁2硫的酶失活:高浓度的NO能抑制多种与线粒体电子传递系统及柠檬酸循环有关的酶,如柠檬酸合成酶、乌头酸酶等,作用于这些酶共有的催化活性中心—非血红素硫铁复合物。在线粒体电荷传递下,NO与有关酶的硫铁中心结合,能导致细胞铁减少,从而抑制线粒体的呼吸。②NO通过超氧

・

自由基起细胞毒性作用:NO能与O2相互作用形成过氧化亚硝基阴离子(ONOO-),进而分解成・OH和二氧化氮自由

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高。采用电子顺磁共振技术及三维图像分析发现大鼠轻度低血压(7.9kPa)后数分钟即可见脑内NO产量增加,双侧颈总动脉阻断后见脑内NO明显增加,主要分布在海马、梨状皮层、下丘脑、杏仁核和黑质。Sato等用相似技术观测了局部脑缺血时NO产生情况,发现缺血期间有大量NO产生并持续整个缺血期[2]。Tominaga等报道,在全脑缺血时,缺血期间NO的产生量为基础水平的7倍[3],即使在全脑缺血迟发性低灌注期时,NO仍在起作用。这些实验表明:在脑缺血[或]再灌注期,NO的合成和释放明显增加。

　　脑缺血后NOS活性和NOSmRNA表达也有明显改变。不同类型的NOS在脑缺血中表达不同。在大鼠持久性MCAO模型中,缺血15min时大鼠大脑皮层和纹状体nNOSmRNA即开始增加,活性升高,1h达高峰,24h后随着神经元的坏死,nNOS活性下降;eNOS的表达及活性在缺血后1h内上调,24h达高峰;与nNOS和eNOS不同,iNOS表达较晚,在缺血后6～12h才表达,48h达高峰,其活性也随之同步变化。可见,在脑缺血的各个阶段,NO的合成都有增加,在脑缺血早期主要与nNOS和eNOS蛋白质合成及活性增加有关,晚期则与iNOS的表达有关。3　NO、NOS在脑缺血中的作用及机制3.1　NO、NOS的双重作用　许多研究证明,不同类型的NOS在脑缺血的不同阶段决定着NO的双重作用。大量动物实验表明,采用特异性nNOS的抑制剂72nitroindazole能减

基(NO-2),它们实际上比NO更活跃,具有更强的毒性。③NO引起蛋白质的ADP2核糖化:NO可作用于ADP核糖化转移酶,促进ADP核糖化,抑制三磷酸甘油醛脱氢酶活性,导致神经毒性等病理反应。④NO可引起多巴胺大量释放而引起神经毒性作用:大量NO可作用于多巴胺能神经元,激活鸟苷酸环化酶,升高cGMP水平,最终导致大量多巴胺释放,而多巴胺可参与缺血引起的神经细胞损伤[9]。⑤NO可通过介导

NMDA受体的神经毒性作用而损伤神经元[10]。

　　脑缺血后NO含量和NOS活性明显增加。在脑缺血的不同阶段不同类型的NOS活性增强导致的NO增加发挥不同的功能。在脑缺血早期,eNOS的活性增加具有保护性作用,随后nNOS和iNOS的表达迅速占据优势,并介导了脑缺血后的神经毒性作用。4　参考文献

　1　刘小光,刘耕陶.一氧化氮与脑缺血.中国药理学通报,1998,14

(1):4～8.

　2　SatoS,TminagaT,OhnishiTetal.Electronparamagnetic

・554・

resonancestudyonnitricoxideproductionduringbrainfocalischemiaandreperfusionintherat.BrainResearch,1994,7(1):91～96.

ChineseJournalofCoalIndustryMedicine　June2000,Vol13,No.6

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　7　IadecolaC,ZhangF,CaseyR.Knockoutmicelackingthe

induciblenitricoxidesynthaseganeareresistanttocerbralischemia.SocNeurosci,1996,(22):1693.

　3　TominagaT,SatoS,OhnishiTetal.Electronparamagnetic

resonance(EPR)detectionofnitricoxideproducedduringforebrainischemiaoftherat.JCerebBloodFlowand

　8　HuangZ,HuangPL,MaJ.Enlarged,infarctsinendothelial

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　4　YoshidaT,LimmrothV,IrikuraV.TheNOSinhibitor,72

nitroindazoledecreasesfocalinfarctvolumebutnottheresponsetotopicalacetylcholineinpialvessels.JCerebBlood

～987.arginine.JCerebBloodFlowMetab,1996,(16):981

　9　钟慈声,孙安阳.一氧化氮的生物医学.上海:上海医科大学出版

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10　柯开富,包仕尧,张树生.一氧化氮与缺血性神经元损伤.中风与

～929.FlowMetab,1994,(14):924

　5　IadecolaC,ZhangFY,CaseyR.Induciblenotricoxidesynthase

geneexpressioninvascularcellsaftertransientfocalcerebral

神经疾病杂志,1996,13(4):253～254.

[收稿:1999—10—20　修回:2000—03—13]

～1380.ischemia.Stroke,1996,(27):1373

　6　HuangZH,HuangPL,PanahianN.Effectsofcerebralischemia

(责任编辑　赵长海)

22ΒMG检测在血液系统疾病中的意义251700　山东省滨州地区中心医院　牛业来　　Β微球蛋白(ΒMicroglobulim,ΒMG)由100个氨基酸222222

残基组成,分子量为11800Doltons,人体内几乎所有的有核细胞均能合成。尿、脑脊液、初乳、羊水、Β22MG广泛分布于血、精液中。现ΒMG测定对恶性血液病有一定辅助诊断价值[1]。22

就有关文献介绍其在血液系统疾病诊疗中的临床意义。1　巨幼细胞性贫血(MA)

　　顾风英等[2]测定MA患者血清ΒMG水平(3.8±22

0.999)Λg󰃗由于机体存在叶酸或ml高于正常对照(P<0.05)。

正常对照的(2.05±0.47)mg󰃗L(P<0.01),且随病情而变

化。丁现超等[5]测定38例MDS患者ΒMG均值为(4.40±220.30)mg󰃗L,明显高于正常对照组的(2.16±0.39)mg󰃗L(P<0.01)。高学熙等[6]对30例MDS患者的血清ΒMG进行测22定,结果12例RA及2例RA2S的ΒMG水平均在正常范22

围,其中1例演变为再生障碍性贫血外,无急性白血病病例发生。5例RAEB、4例RAEB2T及1例CMML的ΒMG水平22显著高于正常对照组,分别有4例、4例和1例于3年内全部演变成急性粒细胞白血病。ΒMG水平越高,MDS转变成急22

性白血病的可能性越大,时间越短。

6　白血病

维生素B12缺乏,使DNA合成减少,影响红细胞核的形成。此类细胞易在骨髓内或血循环中过早破坏,使血中ΒMG含量22增多。

2　溶血性贫血(HA)

　　顾风英等[2]测定11例HA患者血清ΒMG水平(4.14122±0.807)Λg󰃗ml高于正常人(P<0.05)。作者认为,溶血时大量红细胞的破坏,尤其是未成熟红细胞破坏后释放入血中的ΒMG量增多。22

3　纯红细胞再生障碍性贫血(PRCA)

　　生世超等(1990)测定PRCA患者血清ΒMG为(6.20±22

2.60)mg󰃗L,显著高于正常对照(2.05±0.47)mg󰃗L。3例行

　　生世超等[4]报道慢性粒细胞白血病(CML)患者ΒMG22

正常或略高。CML慢性期患者(6例)ΒMG(3.10±0.94)22mg󰃗L略高于正常对照,而CML急变者(7例)ΒMG(5.12±22

0.99)mg󰃗L则显著升高(P<0.01)。丁现超等[5]报道8例CML慢性期患者ΒMG(3.16±0.86)mg󰃗L略高于正常对22

照组(P>0.05),而急性变的5例患者Β22MG显著升高,达(4.92±0.75)mg󰃗L,与慢性期及正常对照比较均有显著性差异(P<0.01)。对CML患者作动态ΒMG测定,有利于预测22CML急变的发生。

胸腺切除术者,2例ΒMG降至正常,血红蛋白明显升高,病22情好转。

4　阵发性睡眠性血红蛋白尿(PNH)

2

　　蔺竹亭等[3]报道PNH患者血清Β.26±0.68)2MG(1mg󰃗L明显低于正常对照(1.74±0.66)mg󰃗L,(P<0.01)。轻度、中度、重度溶血患者ΒMG含量依次降低,且相邻两者比22

较相差均有显著性(P<0.05),说明其降低的程度与溶血轻

　　有报道,末端脱氧核苷酸转移酶阳性的急性T细胞白血病患者ΒMG明显升高。急慢性单核细胞白血病和慢性淋巴22

细胞白血病(CLL)ΒMG>6.0mg󰃗L,且CLL患者ΒMG含2222量与病情严重程度密切相关,󰂫、󰂬期病例ΒMG较高。生世22超等[4]报道7例CLL患者ΒMG(7.30±1.66)mg󰃗L亦明显22升高。因此,ΒMG检测有助于白血病的鉴别诊断。22　　另外,ΒMG动态检测对判断白血病的缓解程度及预后亦22

有积极意义。治疗前ΒMG增高者,随病情完全缓解明显降低,22而治疗无效者持续升高。生世超等[4]报道5例急性淋巴细胞白血病(ALL)患者治疗前Β22MG为(7.73±2.51)mg󰃗L,治疗缓解后降至(2.97±0.69)mg󰃗L(P<0.05),接近正常人水平,其中

重有关,溶血程度越重,ΒMG降低越明显。ΒMG测定对2222

估计病情及溶血程度均有一定意义。PNH的诊断、

5　骨髓增生异常综合征(MDS)

　　测定ΒMG对判断MDS的预后有意义。生世超等[4]报22

道76例MDS患者血清Β22MG为(3.07±0.94)mg󰃗L,高于