一氧化氮防止动脉粥样硬化探讨

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【摘要】一氧化氮(N O )为无色无臭气体,能溶于水、醇和硫酸。在大气中很容易与氧发生反应生成二氧化氮。近来发现一氧化氮广泛分布于生物体内各组织中,特别是神经组织中。NO是一种极不稳定的生物自由基,分子小,结构简单,常温下为气体,微溶于水,具有脂溶性,可快速透过生物膜扩散,生物半衰期只有3 ~5 s,其生成依赖于一氧化化氮合成酶并在心、脑血管调节、神经、免疫调节等方面有着十分重要的生物学作用。血管内皮细胞合成释放的NO具有扩张血管、降低血压的作用,本文从NO的代谢、N O 的生物效应、N O 与动脉硬化几方面浅谈预防动脉硬化(A S )的原理。
【关键词】一氧化氮;动脉硬化;探讨
        1 NO的代谢
        血管内皮细胞是合成与释放NO的主要场所,人体其它许多组织细胞也成合成NO。体内NO的生成是以L-精氨酸和O2为原料,由NO合成酶(NOS催化,逐步生成瓜氨酸和和NO。根据调节方式和生物活性的不同,NOS可分为结构型(cNOS))和诱导型(iNOS),我们称它们为原生物酶和诱生酶。cNOS存在于内皮细胞和神经细胞,内皮细胞Ca2+浓度升高时才能有活性,激活cNOS合成NO[1]。iNOS在正常肝细胞和巨噬细胞中不被表达,这些细胞被特殊细胞激素激活时,才能进行转录表达,生成iNOS,进而合成NO。
        NO在生物体液内半衰期为3~5秒,内源性NO经过氧化还原反应生成NO2-T和NO3-,它们在血浆、尿液和唾液中可被检出,可以间接反应机体内NO的水平。
        2 NO的生物效应
        一氧化氮是一种主要由人体血管内皮细胞生成的微小气体分子,分子量小,且具有亲脂性,可以穿透任何细胞,到达任何组织,是唯一有资格同时作为细胞内和细胞外分子的“使者”。它可以穿行于人体的各个组织和器官,及时修复被破坏的血管内皮细胞,使血管舒张,为细胞输送氧气和养分,避免血管内出现血流速度变缓的现象,保持血管清洁、畅通,维持正常血压,使身体机能保持正常运转。能够舒张血管、松弛血管平滑肌、并能促进血液循环,在调节血压、调节血脂、改善心脑血管性疾病方面作用明显。
        2.1 具有舒张血管的作用 血管内皮细胞或神经细胞释放的NO是体内主要的舒张血管物质,能平衡交感神经系统和肾素血管紧张素系统引起的血管张力。NO具有高度亲脂性,可自由通过细胞膜,作为信息分子传递生理信息[2]。能激活Na+-K+泵,细胞内增加K+而Na+减少,使细胞膜处于超极化状态,平滑肌兴奋性减少;激活钙泵,使细胞内Ca2+减少,平滑肌舒张。还可激活细胞内受磷蛋白,受磷蛋白又可激活肌浆网上钙泵,细胞Ca2+内下降,平滑肌兴奋性降低。
        2.2 防止血小板在血管内粘聚 在血管内皮细胞受损的情况下,内膜下层胶原组织便暴露于血流之中,血小板粘附集聚于局部,释放血清素、血小板生长因子等物质,促使平滑肌细胞增生,动脉硬化的发生[3]。此时血管内皮细胞释放的NO却能抑制血管损伤后血小板的集聚,防止血小板粘附于血管壁。NO可使血小板内cGMP增多,增多的cGMP进一步使血小板内的Ca2+外流,从而抑制其粘附和集聚。 
        2.3 阻止白细胞的粘附 细胞粘附是动脉硬化形成的早期主要因素,NO能影响细胞粘附分子CDu、CD18的活性,抑制其的表达,从而抑制白细胞粘附于血管内皮,维持血流的通畅,所以能防止动脉硬化的形成[4]。       2.4 抑制平滑肌的增生 研究证明,NO可通过cGMP诱导机制,抑制血管平滑肌细胞的有丝分裂,抑制其增生和迁移,进而减少其胶原纤维、弹力纤维的产生,防止动脉粥样硬化的形成和发展[5]。无论是刺激内皮细胞、血管平滑肌细胞合成释放NO,还是外源性NO供体,对多种生长因子和机械损伤内皮细胞引进的血管平滑肌细胞丧生,都有较为明显的抑制作用。
        3 NO与动脉硬化
        AS的主要病理改变是内皮细胞受损,VSMCs增殖及脂质沉积,引起管腔狭窄及内皮舒张因子产生减少,血管张力增加[6]。经研究表明,血管内皮不仅有NO依赖性血管舒张作用,还有NO非依赖性血管舒张途径,内源性CO就是NO非依赖性血管舒张因子,在维持血管正常生理功能方面,两者具有互补或也可能是等同的生理作用。在AS形成中,HO1诱导性表达,CO产生增加,一方面,可抑制iNOS的活性及产生,减少组织损伤[7]。CO产生增加能增高cGMP水平,舒张血管,代偿内皮源性cNOS产生NO的功能不足,这在病理状态下cNOS表达或活性下降时具有重要意义。LDL水平增高是AS的主要危险因素,氧化成ox LDL后能直接降解和灭活NO,中断NO的受体后信号传导,引起局部血管收缩、VSMCs增殖、血小板黏附聚集、内皮功能障碍,促进动脉血栓形成,导致管腔狭窄[8]。本研究显示,高胆固醇饮食诱导的AS家兔主动脉NO生成量显著减少,cNOS活性显著降低,这可能与LDL及ox LDL的显著升高有关,口服L-精氨酸增高了cNOS活性[9],增加了主动脉NO的生成量,从而抑制了AS进展。AS的主动脉cNOS活性显著降低,NO生成量显著减少,同时HO活性升高,CO生成量增加,主动脉斑块面积明显小于卟锌组,表明AS时NOS/NO系统严重受损,HO/CO系统具有代偿性保护作用。NOS抑制剂亚硝基L-精氨酸甲酯使NOS活性、NO生成量显著低于其他组,而HO活性、CO生成量显著增加[10]。 NOS/NO、HO/CO两系统在AS进程中具有相互调节及互补作用,HO/CO系统通过对NOS及NO的调节和代偿作用抑制AS进展。
参考文献
[1] 郭国庆,查彩慧,一氧化氮与动脉粥样硬化的关系[J]心血管病学进展,2001,3:178-180.
[2] 王宗保,尹卫东,刘毅,NO-1886调节糖代谢和脂代谢的作用及机制[J]医学研究杂志,2006,5:44-45.
[3] 傅蕾,李良晨等, -一氧化氮和抗氧化酶活性与动脉粥样硬化关系的研究[J]河南医学研究,2001,4:301-305.
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