馬壯， 修光輝， 熊偉， 周霞， 孫潔， 凌斌

昆明醫(yī)科大學(xué)第四附屬醫(yī)院重癥醫(yī)學(xué)科(云南昆明 650021)

血管內(nèi)皮糖萼也稱多糖包被，是一層20nm左右的淡藍(lán)色熒光物質(zhì)，由Luft于1966年在電鏡下直接觀察到[1]。目前已有大量的實(shí)驗(yàn)證明，糖萼的脫落與炎癥反應(yīng)、動(dòng)脈粥樣硬化、糖尿病等一系列疾病的病理生理過程有關(guān)，通過研究糖萼的結(jié)構(gòu)、功能及其保護(hù)方法，有助于對(duì)微循環(huán)病理生理改變的理解。

1 糖萼的結(jié)構(gòu)及功能

1.1 糖萼的結(jié)構(gòu) 糖萼層是一個(gè)動(dòng)態(tài)的天然屏障，介于管壁和血液之間。主要由蛋白聚糖、糖胺聚糖、膜糖蛋白及血漿蛋白組成，其中蛋白聚糖和糖胺聚糖是其主要組成部分[2]。

蛋白聚糖包括多配體聚糖-1(Syndecan-1)、磷脂酰肌醇聚糖及唾液酸。其中Syndecan-1作為核心蛋白通過跨膜結(jié)構(gòu)域依附在血管內(nèi)皮上，并與硫酸乙酰肝素(heparin sulfate,HS)和硫酸軟骨素(chondroitin sulfate, CS)相連接[2]，這種結(jié)構(gòu)參與了血管內(nèi)皮剪切力的轉(zhuǎn)導(dǎo)[3]；而磷脂酰肌醇聚糖則是通過糖基化磷脂酰肌醇錨定在內(nèi)皮細(xì)胞上，同時(shí)與HS相連，構(gòu)成了糖萼的“骨架”。

糖胺聚糖(glycosaminoglycans, GAGs)的成分主要包括：HS作為GAGs的主要成分，約占蛋白聚糖總量的50%以上。而CS和HS通常以1∶4的比例存在，因糖萼中GAGs的表達(dá)依賴于各種刺激，如內(nèi)皮細(xì)胞活化或刺激等，可導(dǎo)致這個(gè)比例變化[2]。糖胺聚糖中的透明質(zhì)酸(hyaluronic acid, HA)主要與CD44相連接，在維持血管內(nèi)皮的完整性中起重要作用[4]。

血漿蛋白、糖蛋白這些可溶性分子均鑲嵌在蛋白聚糖和GAGS所構(gòu)成的結(jié)構(gòu)中[5]。

1.2 糖萼的功能 作為血管內(nèi)皮的屏障，糖萼在調(diào)節(jié)血管的通透性、調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)、轉(zhuǎn)導(dǎo)血管機(jī)械剪切力、抗凝等起著重要作用[2]。

1.2.1 調(diào)節(jié)血管通透性 糖萼調(diào)整血管通透性受多種因素影響，Vink等[6]檢測(cè)了內(nèi)皮細(xì)胞表面層(endothelial cell surface layer, ESL)對(duì)不同血漿標(biāo)記分子的通透性，發(fā)現(xiàn)分子量大的中性及陰離子分子不能透過ESL, 同時(shí)分子量小的中性分子比陰離子滲透快，而纖維蛋白原與血漿白蛋白移動(dòng)速率相同，此發(fā)現(xiàn)提示改變糖萼層的電荷密度可能會(huì)對(duì)血管壁的通透性造成直接影響。另有研究，用免疫熒光法標(biāo)記大鼠腸系膜微血管內(nèi)皮細(xì)胞膜和糖萼，再利用成像技術(shù)分析出糖萼的厚度(0.17～3.02 μm)，同時(shí)用神經(jīng)氨酸酶灌注破壞內(nèi)皮糖萼中的唾液酸殘基可降低內(nèi)皮糖萼的厚度并增加白蛋白的滲透性，說明糖萼中的唾液酸也有調(diào)節(jié)血管通透性的作用[5]。

1.2.2 參與力的傳導(dǎo) 內(nèi)皮細(xì)胞能夠在力的作用下可通過細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)生成一氧化氮(nitric oxide, NO)調(diào)節(jié)血管張力，其傳導(dǎo)途徑有多種。據(jù)報(bào)道[2]，糖萼在血管內(nèi)皮中對(duì)力的信號(hào)傳導(dǎo)有重要作用，尤其是對(duì)血管剪切力的影響。Florian等[7]首次通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)當(dāng)硫酸肝素的濃度降到一定程度時(shí)，可完全阻斷剪切力誘導(dǎo)的NO生成，證實(shí)糖萼參與力的傳導(dǎo)。近期研究表明[8]，內(nèi)皮糖萼能夠感應(yīng)并轉(zhuǎn)換垂直機(jī)械力產(chǎn)生NO，這種快速的NO產(chǎn)生依賴于糖萼中HS和HA，因此去除HS或HA可導(dǎo)致NO產(chǎn)生顯著降低，此外，內(nèi)皮細(xì)胞可通過瞬時(shí)受體電位(TRP)通道攝取Ca2+引起NO的釋放。

1.2.3 調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng) 選擇素、白細(xì)胞介素等細(xì)胞因子可協(xié)助白細(xì)胞翻轉(zhuǎn)移位在介導(dǎo)炎癥反應(yīng)中起重要作用。研究表明，GAGS中的HS可作為L(zhǎng)-選擇素的配體[9]，參與白細(xì)胞在血管內(nèi)的白細(xì)胞翻轉(zhuǎn)移位[10]，另外，HS可調(diào)節(jié)趨化因子的濃度梯度從而使內(nèi)皮細(xì)胞和白細(xì)胞緊密黏附。Wang等[11]發(fā)現(xiàn)，將大鼠的HS基因敲除后可減少血管內(nèi)皮趨化因子的聚集及黏附。此外，近期研究發(fā)現(xiàn)[12]，由炎癥引發(fā)的糖萼脫落可進(jìn)一步促進(jìn)單核細(xì)胞黏附和促進(jìn)脂質(zhì)潴留的巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)。

1.2.4 抗凝作用 血管內(nèi)皮糖萼作為重要的內(nèi)皮屏障，生理情況下可避免內(nèi)皮與血細(xì)胞直接接觸，從而避免血栓形成。另外，糖萼還可與抗凝血酶Ⅲ、血栓調(diào)節(jié)素和組織因子途徑抑制物(TFPI)相互作用達(dá)到抗凝作用。其主要機(jī)制包括：(1)抗凝血酶Ⅲ與糖萼上的硫酸乙酰肝素相結(jié)合增強(qiáng)其抗凝作用；(2)血栓調(diào)節(jié)蛋白能與硫酸軟骨素相結(jié)合，能夠轉(zhuǎn)化凝血酶為蛋白C通路的激活劑，從而形成抗凝途徑；(3)TFPI是凝血通路中FⅦa和FⅩa的有效抑制劑，主要是通過硫酸乙酰肝素與糖萼相互作用達(dá)到抗凝作用[13]。

2 糖萼的脫落因素

目前已知糖萼脫落的因素有多種，其中包括動(dòng)脈粥樣硬化、糖尿病、炎癥反應(yīng)、缺血再灌注等，這些因素可導(dǎo)致血液中syndecan-1、HS等糖萼降解的重要標(biāo)志物增多[13-14]，從而導(dǎo)致血管通透性增加、凝血功能異常等病理生理情況。

2.1 動(dòng)脈粥樣硬化 粥樣斑塊的形成與內(nèi)皮細(xì)胞損傷有關(guān)，其中糖萼層的脫落可導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞暴露在各種危險(xiǎn)因素下，促進(jìn)斑塊形成。Van den Berg等[15]在研究脂質(zhì)喂養(yǎng)的小鼠時(shí)，發(fā)現(xiàn)小鼠頸內(nèi)動(dòng)脈(動(dòng)脈粥樣硬化易發(fā)區(qū))的竇區(qū)的內(nèi)皮糖萼層的尺寸顯著小于頸總動(dòng)脈處，提示糖萼的減少及脂質(zhì)的沉積與該處的流體剪切力紊亂有關(guān)。另外，炎癥引發(fā)的糖萼脫落可促進(jìn)單核細(xì)胞黏附和泡沫細(xì)胞浸潤(rùn)，從而促進(jìn)斑塊形成[12]。動(dòng)脈粥樣斑塊的形成已證實(shí)與糖萼脫落有關(guān)，糖萼脫落也成為心血管疾病研究的一大熱點(diǎn)。

2.2 糖尿病 糖尿病相關(guān)的微血管和大血管并發(fā)癥嚴(yán)重影響糖尿病患者的預(yù)后和病死率，良好的血糖控制可降低微血管疾病發(fā)生率。Nieuwdorp等[16]發(fā)現(xiàn)1型糖尿病患者的全身糖萼量明顯減低，伴有微量蛋白尿或處于急性高血糖的患者，血管內(nèi)糖萼下降更明顯。Nieuwdorp等[17]還發(fā)現(xiàn)高血糖可促進(jìn)體內(nèi)透明質(zhì)酸酶的合成，而有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)[18]發(fā)現(xiàn)后者可抑制糖萼HA降解，導(dǎo)致糖萼破壞。

2.3 炎癥反應(yīng) 血管內(nèi)皮糖萼是炎癥反應(yīng)作用于血管最早侵及的部位，在多種炎癥反應(yīng)中已經(jīng)證明了糖萼功能的快速喪失與炎癥有關(guān)[19]。炎性條件下，炎性細(xì)胞釋放大量的酶和反應(yīng)性物質(zhì)，可能導(dǎo)致糖萼損傷。其中，活化的嗜中性粒細(xì)胞可通過產(chǎn)生活性氧和氮類物質(zhì)(ROS / RNSs)介導(dǎo)其儲(chǔ)存顆粒中的蛋白酶釋放導(dǎo)致糖萼損傷[20]，ROS / RNS不僅對(duì)糖萼造成直接損傷，還可通過誘導(dǎo)金屬蛋白酶(MMP)的激活和內(nèi)源性蛋白酶抑制劑的失活而加強(qiáng)糖萼的蛋白水解[19]。此外，肥大細(xì)胞可以直接釋放乙酰肝素酶，具有通過降解HS破壞糖萼結(jié)構(gòu)的潛力。近期研究發(fā)現(xiàn)[21]，登革病毒(DENV)非結(jié)構(gòu)蛋白1(NS1)可破壞人類肺微血管內(nèi)皮細(xì)胞上的EGL，其主要機(jī)制是通過誘導(dǎo)唾液酸酶和乙酰肝素酶的表達(dá)從而引起唾液酸降解和硫酸乙酰肝素的脫落。

2.4 缺血再灌注 研究表明缺血再灌注損傷可導(dǎo)致糖萼脫落，雖然不同組織之間的缺血再灌注損傷程度不同，但共同點(diǎn)是微血管功能障礙。Brueggeretal等[22]通過豚鼠心臟缺血再灌注發(fā)現(xiàn)內(nèi)皮源性血管舒張與內(nèi)皮糖萼破壞相關(guān)。另外，通過阻斷黃嘌呤氧化還原酶可以減弱缺血再灌注對(duì)糖萼的影響，提示氧化應(yīng)激與糖萼脫落相關(guān)[23]。

3 糖萼的保護(hù)因素

3.1 NO NO是血管細(xì)胞的重要信號(hào)分子，低水平的NO可以防止氧化細(xì)胞損傷。Brueggeretal等[22]發(fā)現(xiàn)在沒有酶促反應(yīng)破壞糖萼時(shí)，再灌注期間施用NO對(duì)糖萼具有保護(hù)作用。

3.2 蛋白酶抑制劑 凝血酶等蛋白酶已被證實(shí)參與多配體聚糖胞外域的切割，抑制蛋白酶活性可起到保護(hù)糖萼的作用，所以蛋白酶抑制劑的治療用途具有可能性。研究表明[24]，通過抑制單核細(xì)胞趨化蛋白-1可影響巨噬細(xì)胞組織蛋白酶L分泌，從而減少糖萼降解酶乙酰肝素酶的激活。另外研究表明，抗凝血酶可防止腫瘤壞死因子(TNF)-α和心臟缺血再灌注引起的糖萼的脫落[25]。

3.3 TNF-α信號(hào)抑制劑 TNF-α是炎癥發(fā)展的關(guān)鍵介質(zhì)之一，臨床使用TNF-α信號(hào)傳導(dǎo)抑制劑可顯著減少內(nèi)毒素引起的糖萼成分脫落、凝血激活和功能性血管功能紊亂[26]。

3.4 糖皮質(zhì)激素 有學(xué)者認(rèn)為糖皮質(zhì)激素可抑制糖萼脫落，其糖萼保護(hù)機(jī)制可能與抑制肥大細(xì)胞脫顆粒相關(guān)。氫化可的松對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞有直接保護(hù)作用，還可以抑制免疫效應(yīng)細(xì)胞。研究表明，在孤立的心臟模型中，氫化可的松預(yù)處理可顯著減少缺血再灌注和TNF-α誘導(dǎo)炎癥引起的糖萼脫落[25]。

3.5 揮發(fā)性麻醉藥 七氟醚可通過對(duì)血細(xì)胞及血管內(nèi)皮的抗炎保護(hù)作用預(yù)防缺血再灌注損傷。有實(shí)驗(yàn)表明，七氟醚可直接作用于內(nèi)皮細(xì)胞，通過七氟醚預(yù)處理可保護(hù)血管內(nèi)皮糖萼，降低趨化因子表達(dá)[27]。

3.6 降低高血糖或高膽固醇血癥 合理而有效地控制血糖和血脂可防止糖萼的脫落。有研究發(fā)現(xiàn)，瑞舒伐他汀治療家族性高膽固醇血癥患者后，患者體內(nèi)的糖萼量有所回升[28]。

3.7 其他保護(hù)性藥物 肝素及其衍生物可通過減少HS和syndecan-1的水平達(dá)到保護(hù)糖萼的作用。另外，舒洛地特作為糖萼的補(bǔ)充劑，可補(bǔ)充HS，還具有抗炎作用，可防止糖萼脫落。

4 展望

血管內(nèi)皮糖萼作為血液與內(nèi)皮的天然屏障，在機(jī)體中起著諸如調(diào)節(jié)血管通透性、轉(zhuǎn)導(dǎo)剪切力、抗凝、調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)等重要作用。目前關(guān)于糖萼的研究主要是糖萼的結(jié)構(gòu)、功能，及其損傷、保護(hù)和監(jiān)測(cè)等，其保護(hù)方式局限，往往是對(duì)原發(fā)病的治療。因糖萼的損傷因素復(fù)雜，如炎癥、糖尿病、動(dòng)脈粥樣硬化、缺血再灌注等，也就意味著糖萼的保護(hù)不能通過單一藥物完成，需要從糖萼的補(bǔ)充、防脫以及改善可能導(dǎo)致糖萼脫落的環(huán)境如(高血糖、高血脂)等方面著手進(jìn)行研究，從而找到更多對(duì)糖萼有保護(hù)作用的藥物和方法。