朱穎竑,劉乃豐
(東南大學(xué)附屬中大醫(yī)院心血管內(nèi)科,江蘇南京 210009)
隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展及人們生活水平的逐漸提 高,心血管疾病的發(fā)病率及病死率正逐年上升,已成為嚴(yán)重影響人們生活質(zhì)量的疾病之一。動(dòng)脈粥樣硬化(atherosclerosis,AS)是動(dòng)脈硬化血管病中常見的最重要的一種,以累及全身大、中型彈力型動(dòng)脈為主,其中以主動(dòng)脈、冠狀動(dòng)脈和腦動(dòng)脈最為多見。近年來,各種細(xì)胞因子、信號(hào)傳導(dǎo)因子及活性肽與AS的關(guān)系受到了愈來愈多的重視,在AS的發(fā)生與發(fā)展中發(fā)揮著相應(yīng)的生物學(xué)作用。Ghrelin是一種于1999年由日本學(xué)者Kojima在大鼠胃黏膜中分離純化得到的肽類激素,含28個(gè)氨基酸殘基,通過與其受體——生長(zhǎng)激素促分泌物受體(growthhormone secrelagogue-receptor,GHSR)相結(jié)合而發(fā)揮多種生物學(xué)作用[1],在AS的發(fā)生、發(fā)展中可能具有重要的保護(hù)作用。
Ghrelin在體內(nèi)有兩種存在形式:酰基化形式,位于氨基端的第3位絲氨酸被修飾而?;环Q為?;痝hrelin;非?;问?,即去?;痝hrelin。位于人染色體3p25-26上的基因編碼ghrelin的前體[2],通過一系列的剪切、加工以及ghrelin酰基轉(zhuǎn)移酶(ghrelin O-acyltransferase,GOAT)的催化形成成?;?ghrelin[3]。Ghrelin的受體GHS-R是一種G蛋白偶聯(lián)受體,含有7個(gè)跨膜區(qū)域[4],至今已研究發(fā)現(xiàn)其存在兩種亞型,即1a型和1b型[5],它們不僅在下丘腦及垂體表達(dá),亦廣泛存在于主動(dòng)脈弓、左心房、左心室等組織[6]。研究發(fā)現(xiàn),多數(shù)ghrelin的作用是通過?;痝hrelin與GHS-R1a結(jié)合介導(dǎo)的,通過激活磷脂酶C(phospholipaseC,PLC)、三磷酸肌醇(inositobtriphosphate,IP3)及蛋白激酶 C(protein kinaseC,PKC)介導(dǎo)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)[7-9],而 GHS-R1b是否為其功能性受體仍有爭(zhēng)議。Ghrelin的產(chǎn)生和釋放受多種因素影響,如禁食、饑餓、低蛋白飲食等能量的負(fù)平衡狀態(tài)可導(dǎo)致血漿中g(shù)hrelin濃度升高,而肥胖、飽食、體重增加則可使血漿ghrelin水平降低[10]。
Mager等[11]發(fā)現(xiàn)高血壓患者的血漿 ghrelin水平顯著降低,且其基因多態(tài)性也與血壓密切相關(guān)。其機(jī)制可能與ghrelin能夠增加血管內(nèi)皮細(xì)胞一氧化氮的釋放,改善血管內(nèi)皮功能,擴(kuò)張外周血管有關(guān)[12]。同時(shí),?;痝hrelin可以通過作用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)降低交感神經(jīng)興奮性[13],從而降低血壓。而去酰基化ghrelin的調(diào)節(jié)血壓作用主要通過激活血管內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)的鉀離子通道,從而發(fā)揮內(nèi)皮依賴的血管舒張效應(yīng)[14]。
Ghrelin與糖尿病,尤其是2型糖尿病的發(fā)病及胰島素抵抗密切相關(guān)。臨床研究發(fā)現(xiàn),2型糖尿病患者的血漿ghrelin水平明顯低于正常對(duì)照組,且ghrelin水平與胰島素抵抗指數(shù)呈負(fù)相關(guān)[15]。在血糖控制不佳的1型糖尿病患者中,給予胰島素治療可以改善由于ghrelin水平上升導(dǎo)致的攝食過量癥狀[16]。目前有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明,外源性的ghrelin可以預(yù)防糖尿病的發(fā)生[17]。?;痝hrelin在胰島A細(xì)胞及B細(xì)胞中均有表達(dá)[18]。去?;痝hrelin的受體雖尚不明確,但在糖代謝中仍發(fā)揮著不可忽視的作用,如促進(jìn)胰島B細(xì)胞分泌胰島素[19]、調(diào)節(jié)血糖及影響胰島素敏感性[20]等。目前認(rèn)為?;痝hrelin與去酰基化ghrelin均參與了血糖代謝的調(diào)節(jié),且這兩種血漿ghrelin的平衡與胰島素抵抗存在顯著相關(guān)性,說明去?;痝hrelin可能在某些方面存在著拮抗?;痝hrelin的作用,降低兩者的比值即A/D ratio可提高胰島素的作用[21]。
最近有證據(jù)顯示ghrelin可能直接參與了脂質(zhì)的代謝,Barazzoni等[22]在小鼠的肝臟組織中發(fā)現(xiàn)ghrelin可以誘導(dǎo)與脂肪及葡萄糖合成有關(guān)的基因表達(dá)上調(diào),增加甘油三酯的濃度,同時(shí)降低脂肪酸的氧化磷酸化。國(guó)外的一些臨床研究表明,在排除胰島素抵抗及體重指數(shù)的干擾下,?;痝hrelin與去?;痝hrelin水平都與HDL-C濃度存在相關(guān)性:酰基化ghrelin水平與HDL-C濃度呈正相關(guān),而去酰基化ghrelin則與其正好相反[21,23]。
肥胖是心血管疾病的重要危險(xiǎn)因素之一,血漿ghrelin水平在肥胖人群中較正常人群明顯降低,且與腹圍、體重指數(shù)(body mass index,BMI)呈負(fù)相關(guān)[21]。酰基化ghrelin具有促進(jìn)攝食和調(diào)節(jié)能量正平衡的重要作用,此作用主要通過?;痝hrelin刺激磷酸腺苷(adenosine monophosphate,AMP)激活的蛋白激酶(AMP-activatedproteinkinases,AMPK),誘導(dǎo)下丘腦弓狀核釋放神經(jīng)肽,刺激食欲,增加食物攝入[2,10]。另外,?;痝hrelin與脂肪細(xì)胞上的GSH-R結(jié)合,能夠促進(jìn)脂肪細(xì)胞增殖與分化,降低脂肪分解,抑制脂聯(lián)素表達(dá)[24],通過抑制細(xì)胞凋亡的途徑使脂肪細(xì)胞數(shù)量增加而引起肥胖。盡管去酰基化ghrelin的研究尚不明確,但Cederberg等[25]發(fā)現(xiàn)其與青年男性的體重及脂肪分布有一定關(guān)系。
人體的血管內(nèi)皮細(xì)胞具有分泌血管舒張因子、抗凝因子及抑制血小板聚集等重要作用,維持血管內(nèi)皮結(jié)構(gòu)與功能的完整性可以有效抑制AS的發(fā)生,因此其對(duì)于維持血管的正常生理作用至關(guān)重要。在AS的早期,即可出現(xiàn)血管內(nèi)皮細(xì)胞的功能異常。頸動(dòng)脈內(nèi)膜中層厚度(carotid intima-media thickness,cIMT)的增厚是AS早期的病理改變,一些研究發(fā)現(xiàn)血漿ghrelin濃度與cIMT成明顯的負(fù)相關(guān),提示血漿ghrelin水平的降低與AS的發(fā)生有明顯的相關(guān)性。
?;痝hrelin與血管內(nèi)皮細(xì)胞上的GHS-R1a受體結(jié)合后,通過磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)途徑,激活內(nèi)皮細(xì)胞一氧化氮(NO)合酶,促進(jìn)NO的合成,以舒張血管保護(hù)血管內(nèi)皮細(xì)胞[12]。Tigno等[26]發(fā)現(xiàn),盡管作用較其他血管活性因子弱,ghrelin也能增加動(dòng)脈血流速度,防止血管內(nèi)皮細(xì)胞的損傷。
單核-巨噬細(xì)胞進(jìn)一步遷移至血管內(nèi)膜,吞噬脂質(zhì)形成泡沫細(xì)胞,是形成AS的重要條件。?;痝hrelin通過抑制巨噬細(xì)胞對(duì)低密度脂蛋白膽固醇(low density lipoprotein cholesterol,LDL-C)的吞噬,減少了泡沫細(xì)胞的產(chǎn)生,從而減少脂質(zhì)斑塊的形成[27]。Hu等[28]進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)ghrelin可阻止血管細(xì)胞黏附分子-1(vascular cell adhesion molecule-1,VCAM-1)介導(dǎo)的泡沫細(xì)胞黏附于血管內(nèi)皮,故其可延緩AS的病程。而去酰基化ghrelin尚未見此方面的報(bào)道。
AS是一種慢性炎癥性疾病,免疫細(xì)胞和炎癥因子參與AS發(fā)生發(fā)展的全過程。血漿?;痝hrelin通過其受體特異性抑制炎癥因子如白細(xì)胞介素-1β(interleukin,IL-1β)、IL-6、腫瘤壞死因子 α(tumor necrosis factor,TNF-α)的表達(dá)[29],當(dāng)?;?ghrelin 水平下降時(shí),IL-8、TNF-α的表達(dá)明顯升高,說明其具有潛在的抗炎效應(yīng)。另一方面,去酰基化ghrelin在炎癥中也發(fā)揮了重要作用。在人內(nèi)皮細(xì)胞中,去?;痝hrelin通過抑制TNF-α的產(chǎn)生、單核細(xì)胞的聚集以及核因子kappa B的激活來保護(hù)血管內(nèi)皮細(xì)胞,并且可以抑制內(nèi)毒素介導(dǎo)的細(xì)胞因子的產(chǎn)生[13],說明酰基化與去?;痝hrelin可能通過其抗炎效應(yīng),抑制與延緩粥樣硬化的發(fā)展。
Ghrelin是一種肽類激素,也是與心血管疾病密切相關(guān)的細(xì)胞因子。Ghrelin作為一種小分子多肽,具有潛在的臨床應(yīng)用價(jià)值。目前研究發(fā)現(xiàn),在參與抑制或延緩AS發(fā)生與發(fā)展的因素中,兩種血漿ghrelin的作用各不相同,其相互作用也尚未完全清楚。隨著研究的進(jìn)一步深入,調(diào)節(jié)這兩種ghrelin的濃度可能成為動(dòng)脈粥樣硬化預(yù)防與治療的新靶點(diǎn)。
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東南大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版)2012年5期