气体信号分子与肺动脉高压的发病机制
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肺动脉高压(Pulmonary Arterial Hypertension,简称PAH)是一种罕见但严重的疾病,其特征为肺动脉内压力升高,可能导致心脏负荷增加,最终引发心衰。
PAH的分子机制是复杂的,涉及多个生物学过程和信号通路的紊乱。
以下是一些与PAH分子机制有关的关键因素:
内皮细胞功能障碍:PAH患者内皮细胞的功能异常可能导致血管扩张功能下降,从而引起肺动脉收缩和高压。
细胞增殖和凋亡不平衡:在PAH患者中,肺动脉壁内平滑肌细胞的异常增殖以及细胞凋亡受损可能导致血管壁的加厚,增加了阻力。
血管内皮生长因子:血管内皮生长因子,如血管内皮生长因子(VEGF)和血小板衍生生长因子(PDGF),在PAH中可能过度表达,导致异常细胞增殖。
炎症因子:炎症反应可能在PAH的发展中扮演角色。
细胞因子的异常释放可能导致炎症反应,进而促进肺动脉血管损伤。
氧化应激:氧化应激可能导致细胞膜和细胞器受损,引发细胞死亡和血管损伤。
神经内分泌因素:前列腺素、血管活性肠肽等神经内分泌因素的不平衡可能导致PAH。
遗传因素:PAH的一部分病例与基因突变有关,如BMPR2基因突变。
免疫系统紊乱:免疫系统异常可能导致炎症反应和细胞增殖。
肺血管重塑:PAH患者肺血管的结构和形态可能发生改变,影响血流动力学。
这只是PAH分子机制中的一些重要因素。
由于PAH的发病机制涉及多个生物学领域的复杂交互作用,研究人员正在深入探索,以寻找更好的治疗方法和干预策略。
肺动脉高压的分子生物学机制研究肺动脉高压是一种罕见却危险的心血管疾病,它通常由于肺动脉内的血管收缩和增厚导致的血压升高而引起,可能导致气短、心悸、胸痛等症状。
虽然已经有一些治疗肺动脉高压的方法,如药物和手术等,但该疾病的具体病因和发病机制仍然不完全清楚。
最近的一些研究表明,肺动脉高压的发生和发展可能与一些特定的分子生物学机制有关。
一、肺动脉高压的分子生物学机制的研究现状肺动脉高压的研究一直以来都是许多科学家的关注焦点。
在分子生物学的角度上,当前的研究主要集中在肺血管细胞功能和病理生理学的改变,以及肺动脉的生长、增值、凋亡和血管活性等方面。
在癌症或动脉粥样硬化等其他疾病研究中,一些先前的研究表明,某些细胞因子可以对细胞凋亡和生长至关重要,这些因子同样也可能参与肺血管细胞功能和肺动脉高压的病理生理改变,并发挥一定的作用。
另外,一些研究还探讨了某些信号通路在肺动脉高压中可能起的作用。
例如,通过在实验室中模拟肺动脉高压的条件,一些研究人员发现,mTOR和NFATc3等蛋白质在该过程中扮演了重要的角色。
同时,研究人员也研究了另一些蛋白质,例如肺血管平滑肌细胞和内皮细胞中的肌动蛋白、RhoA、多肽等等。
二、分子生物学机制的进一步研究作为分子生物学研究的一部分,研究人员希望找到更多的细胞因子或信号通路,以便更好地理解肺动脉高压的病理生理学改变。
例如,一些最近的研究表明,刺激肺动脉平滑肌细胞的ATP在肺动脉高压的形成中起到了重要的作用。
研究人员研究了ATP介导通过钙离子的作用,调节平滑肌功能的分子机制,以在分子层面上评估这种作用。
他们发现,异丙肾上腺素或ATP的单独刺激可以促进肺平滑肌细胞的收缩,但使用相关抗体可以逆转这一过程。
此外,一些研究还发现,其他多肽因子如胰岛素样生长因子(IgF)-II等也会影响肺动脉平滑肌细胞增殖,并可能改变肺血管内皮和平滑肌的状态。
研究还表明,肺动脉高压中的血液黏稠度和红细胞数量也可能参与其中,并对肺血管细胞的生长和变化产生一定的影响。
延伸阅读肺动脉高压发病机制的探究肺动脉高压是一类以肺血管阻力进行性升高,最终导致患者右心衰竭而死亡的临床病理生理综合征,其病理变化包括肺血管收缩、内膜增生和重构、体内血栓形成,发病机制极为复杂,许多环节仍然不明确,有待于深入研究。
且七成多患者是年轻人,通常愈后较差,在西方国家,肺动脉高压已成为逐渐得到重视的一大类心血管疾病。
有关肺动脉高压发病机制的研究也成为了国内外的学术热点。
以往的研究表明,在肺动脉高压形成过程中,以下3种途径起着重要的作用:①花生四烯酸途径:导致前列腺素I2降低,血栓素A2升高,引起血管平滑肌细胞收缩。
②NO途径:NO合成减少,cGMP水平降低,平滑肌细胞收缩。
③内皮素途径:内皮素引起平滑肌细胞收缩。
最近的研究表明,一些细胞因子、信号通路、基因表达、离子通道功能等发生改变后,血管内大量异常增殖反应,导致了不可逆性肺血管的重构、肺动脉高压形成的结局,而且它们之间并不是独立的,有很多的相互作用。
下面就近年来研究较多且热门的机制予以概述。
1、5-羟色胺(5-hydroxytryptamine,serotonin,5-HT)已有研究证实,一些减肥药物,如右芬氟拉明、阿米雷司与其衍生物可以促进5-HT的释放,抑制5-HT再摄取与降解,可提高血浆中游离的5-HT的浓度。
而服用这些药物的人群,发生肺动脉高压的概率较未服用药物的人群大得多。
故而针对5-HT展开了大量的研究。
5-HT是一种在哺乳动物大脑皮质层与神经突触内含量很高的单胺类神经递质。
在外周组织,5-HT 是一种强血管收缩剂。
主要由肠道内肠嗜铬细胞分泌,首先经过肝脏代谢经血流到达肺,最后进入体循环。
正常生理条件下血浆中游离的5-HT浓度较低,约l~2 nmol/L。
当低氧、炎症等刺激时,血小板可大量释放5-HT与受体结合或通过转运体进入细胞内而引发病理反应。
有研究表明,在肺部5-HT主要与肺血管平滑肌细胞(PASMC)上的5-HTIB/1D与5-HT2A受体结合,进而引起肺血管收缩。
一氧化氮治疗肺动脉高压原理肺动脉高压(PAH)是一种罕见但严重的心血管疾病,主要特征是肺动脉压力升高。
一氧化氮(NO)是一种重要的生物活性分子,在治疗PAH中起到了关键的作用。
本文将介绍一氧化氮治疗肺动脉高压的原理。
一氧化氮是由内皮细胞产生的一种气体信号分子,它通过扩张血管、抑制血液凝块形成和抑制血管平滑肌增生等多种机制对血管功能产生调节作用。
在正常情况下,一氧化氮通过内皮细胞合成酶(eNOS)催化L-精氨酸转化为L-瓜氨酸,然后再由L-瓜氨酸酶催化转化为一氧化氮。
一氧化氮通过扩张肺动脉平滑肌细胞中的血管来降低肺动脉压力,从而改善肺动脉高压症状。
在PAH患者中,内皮细胞合成酶的活性降低,导致一氧化氮合成减少。
这会导致肺动脉收缩,肺动脉阻力增加,肺动脉压力升高。
一氧化氮治疗通过增加肺动脉内皮细胞中的一氧化氮合成和释放来纠正这一失衡。
一氧化氮治疗的方式有三种:吸入一氧化氮、内静脉注射一氧化氮和口服一氧化氮。
吸入一氧化氮是最常见的治疗方式,它通过呼吸道直接将一氧化氮送入肺部。
一氧化氮吸入后,迅速扩张肺动脉血管,减少肺动脉阻力,降低肺动脉压力。
内静脉注射一氧化氮是将一氧化氮溶液通过静脉输注给患者,起效快,但需要密切监测一氧化氮浓度,以避免过量引起毒性反应。
口服一氧化氮是通过口服药物来提供一氧化氮,但目前尚处于研究阶段。
一氧化氮治疗的关键是控制给药剂量。
一氧化氮的浓度过高会引起毒性反应,而浓度过低则无法达到治疗效果。
因此,治疗过程中需要密切监测一氧化氮浓度,并根据患者的具体情况进行调整。
此外,一氧化氮治疗通常与其他抗PAH药物联合使用,以提高治疗效果。
尽管一氧化氮治疗在PAH患者中取得了一定的成功,但仍存在一些限制。
首先,一氧化氮具有短半衰期,需要持续给药才能维持治疗效果。
其次,患者对一氧化氮的反应存在个体差异,需要根据患者的具体情况进行个体化治疗。
此外,一氧化氮治疗还存在一些不适应症,如严重低血压、呼吸衰竭等,需要慎重使用。
肺动脉高压症的分子生物学研究肺动脉高压症是一种罕见的难治性疾病,其特征为肺血管的内皮细胞增生和肥大、肺动脉阻力增加、肺动脉压力升高,最终导致心衰。
目前,肺动脉高压症的治疗手段较为有限,因此,对肺动脉高压症病因的深入了解和研究具有重要意义。
本文将从分子生物学的角度,探讨肺动脉高压症的病因与治疗。
一、病因分析1.遗传因素首先,遗传因素是导致肺动脉高压症的重要因素之一。
近年来,研究人员已经成功地鉴定了多个与肺动脉高压症相关的遗传因素,其中包括bone morphogenetic protein receptor 2 (BMPR2)、endothelin receptor type A (EDNRA)、transforming growth factor beta receptor type I (TGFBR1)、solute carrier family 2 member 1(SLC2A1)等等。
这些遗传因素的突变都与肺血管细胞增殖和转化有关,是肺动脉高压症发病的重要原因之一。
2.免疫因素此外,免疫因素在肺动脉高压症的发展中也发挥着重要作用。
多数肺动脉高压症病人血清中,可以检测到与肺血管内皮细胞的核糖体蛋白RNP结合的抗体。
如果抗体浓度高于正常人群,则易引发肺动脉高压。
有一些研究表明,自身免疫反应可能是绝经后肺动脉高压发展的重要因素。
但是,与确诊的自身免疫性肺动脉高压相关的疾病和抗体依然不清楚。
二、治疗研究目前,肺动脉高压的治疗手段较为有限,仅限于缓解症状和血管扩张。
针对肺动脉高压病因的治疗手段还没有取得突破性进展。
以下是目前一些针对肺动脉高压的治疗研究。
1.基于遗传因素的治疗在遗传多样性方面,鉴定导致肺动脉高压的基因变异,并研究相应的分子机制,在药物筛选和个体化治疗方面具有重要意义。
以BMPR2为例,研究人员已经证明,通过激活BMPR2信号通路,可以促进肺血管内皮细胞凋亡和阻塞癌症细胞增殖,进而抑制肺动脉高压的进展。
肺动脉高压的病因是什么肺动脉的压力超出正常数值的时候,这种情况在临床上一般被称为肺动脉高压。
肺动脉高压有一定的生理性质,也是一种病理状态。
肺动脉高压在临床上是有很多类型分类的,人体内很多部位都可能会出现肺动脉高压的情况,对于这种现象患者一定要引起重视,长期如此对人体健康的影响也是很大的,肺动脉高压很可能会诱发很多并发症,甚至影响到人们的生活和工作,在治疗肺动脉高压的时候也要清楚肺动脉高压的病因,对症下药。
★1.左心疾病相关性肺动脉高压约占全部肺动脉高压的78.8%。
高血压、糖尿病、冠心病等疾病的后期经常会并发心功能不全,在中、重度患者中会引起肺循环血流动力学改变和肺血管重构,进一步导致肺动脉高压。
★2.先天性心脏病(先心病)相关性肺动脉高压先心病相关性肺动脉高压主要由心内分流引起。
未经手术治疗的先心病患者合并肺动脉高压的发生率为30%,而经手术治疗的患者合并肺动脉高压的发生率约为15%。
★3.结缔组织疾病相关的肺动脉高压包括各种风湿、类风湿性疾病。
如干燥综合征、系统性红斑狼疮、硬皮病、血管炎、类风湿性关节炎等都可以引起肺动脉高压,在我国发病人数很多。
这一类疾病并发肺动脉高压比例很高,且能显著影响预后,而原发病的识别与处理至关重要。
★4.缺氧性肺动脉高压我国是烟草大国,由此导致慢性支气管炎、肺气肿、慢性阻塞性肺疾病(C0PD)等慢性肺部疾病高发;支气管扩张、肺结核等这些疾病最后也会导致肺动脉高压,引起右心衰竭。
睡眠呼吸障碍患者也会发生肺血管阻力增加,引起肺动脉高压,因此慢性阻塞性肺疾病导致的缺氧性是一个值得关注的问题;另一方面高原性肺动脉高压是国外少有而我国常见的一种疾病。
这些患者,由于肺泡缺氧,继而发生低氧性肺血管收缩,肺动脉压升高。
★5.慢性血栓栓塞性肺动脉高压深静脉血栓形成和肺栓塞在临床工作中经常遇到,发病率、致死率、致残率都很高,由此而诱发的慢性血栓栓塞性肺动脉高压也有很高的发生率,临床上也很常见。
肺动脉高压症的病理生理学和分子机制研究肺动脉高压症是一种危险的疾病,它会导致肺部的动脉血管受到过度的压力,最终可能导致心脏负荷过重,心力衰竭甚至死亡。
尽管已经有许多治疗肺动脉高压症的方法,但该疾病的病理生理学和分子机制仍然存在一定的不确定性。
因此,本文将探讨肺动脉高压症的病理生理学和分子机制的研究进展。
一、基本概述肺动脉高压症是由于肺动脉的血压升高超过了正常范围,导致心脏负荷过重,从而影响肺部的血液循环和氧气供应。
肺动脉高压症最常见的原因是肺血管内皮细胞功能障碍和血流动力学异常。
此外,肺动脉高压症还可能与肺栓塞、先天性心脏病及风湿性心脏病等疾病有所关联。
二、病理生理学病理生理学是肺动脉高压症的重要研究领域之一,它的主要研究对象是疾病产生的生理、病理变化以及与其相关的生物学和化学过程。
在肺动脉高压症的病理生理学研究中,研究人员发现,这种疾病主要通过影响肺动脉和肺毛细血管的结构和功能来影响心脏的血流。
特别是在肺小动脉的内皮细胞和平滑肌细胞中,有许多生物分子和信号通路与肺动脉高压症的发生和发展等重要生理过程有关。
三、分子机制分子机制是指肺动脉高压症发生和发展的基本分子级别机制。
现代医学研究发现,许多信号通路、转录调控机制和神经调节网络在肺动脉高压症的发生和发展过程中起着至关重要的作用。
其中包括:1. 慢性缺氧慢性缺氧是肺动脉高压症发生的常见因素之一。
研究发现,慢性缺氧可能导致白细胞和炎性细胞聚集在肺部的细小动脉和毛细血管中,从而引起血管内皮细胞的损伤和不完整性,反过来会影响肺部的血液循环和氧气供应。
2. 血管紧张素-Ⅱ血管紧张素-Ⅱ是影响生理和病理过程的重要分子。
它通过肺动脉肌层平滑肌细胞和内皮细胞的受体与细胞内信号通路相互作用,从而调节肺动脉的收缩和松弛。
研究发现,血管紧张素-Ⅱ在肺动脉高压症的发生和发展过程中起着重要的作用。
3. 转录调控因子转录调控因子是在肺动脉高压症中起着至关重要的作用的分子。
肺动脉高压一氧化氮治疗原理
肺动脉高压(PAH)是一种罕见的持续性肺血管病,其特征是肺动脉血压升高,导致肺血管阻力增加,最终导致右心衰竭。
肺血管扩张剂是PAH治疗中的核心药物类别,其中应用最广泛的一类是一氧化氮(NO)剂。
肺动脉高压的病理生理过程非常复杂,包括血管损伤、肺毛细血管内皮细胞和平滑肌细胞增生、局部炎症反应、纤维化和血栓形成等多种机制。
其中一个重要的机制是缺乏一氧化氮。
一氧化氮是一种生物活性气体,是内皮细胞合成的一种重要的信号分子,具有广泛的生理和病理生理作用,如血管扩张、抑制血小板活化、白细胞粘附和释放神经递质等作用。
在肺血管疾病中,一氧化氮在肺血管的调节中起着重要的作用,可通过作用于平滑肌细胞,促进松弛和扩张肺动脉内皮细胞,增强血管的通透性来调节肺血管的收缩和扩张。
在PAH治疗中,一氧化氮剂主要作用于肺循环,减轻血管收缩,促进血管扩张,并且提升氧输送,从而减轻肺动脉高压或血压,缓解病情,改善预后。
根据临床研究的结果,在PAH的治疗中,一氧化氮裂解酶抑制剂主要是通过提高循环一氧化氮水平,改善通气/血流比容与气体交换,从而改善肺循环的功能。
一氧化氮的局部的生物活性和短半衰期使得它对肺血管中的血压及阻力会产生快速而时效的调节作用,这使一氧化氮颇得肺血管疾病的治疗者们青睐。
总之,一氧化氮在PAH的治疗中有重要的作用,可以减轻血管收缩,改善血流,增强氧输送,优化肺循环功能,从而治疗和改善PAH的症状和预后。
在应用肺血管扩张剂的同时,应进一步探究一氧化氮治疗的机制,以期不断推动肺动脉高压治疗理念的发展和更新。
肺动脉高压的五种病因肺动脉高压是以肺血管阻力进行性升高为主要特征,进而右心室肥厚扩张的一类心脏血管性疾病,那么肺动脉高压是怎么原因呢?接下来带大家了解一下吧。
肺动脉高压的五种病因 1.左心疾病相关性肺动脉高压约占全部肺动脉高压的78.8% 。
高血压、糖尿病、冠心病等疾病的后期经常会并发心功能不全,在中、重度患者中会引起肺循环血流动力学改变和肺血管重构,进一步导致肺动脉高压。
2.先天性心脏病 (先心病 )相关性肺动脉高压先心病相关性肺动脉高压主要由心内分流引起。
未经手术治疗的先心病患者合并肺动脉高压的发生率为 30% ,而经手术治疗的患者合并肺动脉高压的发生率约为 15% 。
3.结缔组织疾病相关的肺动脉高压包括各种风湿、类风湿性疾病。
如干燥综合征、系统性红斑狼疮、硬皮病、血管炎、类风湿性关节炎等都可以引起肺动脉高压,在我国发病人数很多。
这一类疾病并发肺动脉高压比例很高,且能显著影响预后,而原发病的识别与处理至关重要。
4.缺氧性肺动脉高压我国是烟草大国,由此导致慢性支气管炎、肺气肿、慢性阻塞性肺疾病 (C0PD) 等慢性肺部疾病高发 ;支气管扩张、肺结核等这些疾病最后也会导致肺动脉高压,引起右心衰竭。
睡眠呼吸障碍患者也会发生肺血管阻力增加,引起肺动脉高压,因此慢性阻塞性肺疾病导致的缺氧性是一个值得关注的问题;另一方面高原性肺动脉高压是国外少有而我国常见的一种疾病。
这些患者,由于肺泡缺氧,继而发生低氧性肺血管收缩,肺动脉压升高。
5.慢性血栓栓塞性肺动脉高压深静脉血栓形成和肺栓塞在临床工作中经常遇到,发病率、致死率、致残率都很高,由此而诱发的慢性血栓栓塞性肺动脉高压也有很高的发生率,临床上也很常见。
肺动脉高压的检查事项 1.心电图肺动脉高压特征性心电图改变有:1) 电轴右偏 ;2)Ⅰ导联出现s波;3)右心室肥厚高电压,右胸导联可出现 ST-T 波低平或倒置。
如果没有上述心电图特征,也不能排除肺动脉高压的诊断和严重的血流动力学的改变。
・综述・收稿日期:2009-05-22。
作者简介:丁 晶,女,博士生,研究方向为心血管疾病。
通讯作者:曾超美,女,主任医师,教授,硕士学位,硕士生导师,研究方向为心血管疾病。
气体信号分子与肺动脉高压的发病机制丁 晶1,曾超美1,杜军保2(1.北京大学人民医院儿科,北京100044;2.北京大学第一医院儿科,北京100034) 摘要:4种气体信号分子一氧化氮、一氧化碳、硫化氢和二氧化硫在心血管系统中发挥重要的病理生理作用。
随着肺动脉高压(PAH )发病机制的阐明,气体信号分子及其相互作用成为该领域研究的热点。
现对气体信号分子在PAH 形成过程中的作用机制进行总结,旨在明确PAH 发病过程中气体信号分子间以网络式调节方式发挥的作用,对深入了解PAH 的病理生理变化具有重要意义。
实用儿科临床杂志,2009,24(13):1026-1029关键词:肺动脉高压;气体信号分子;发病机制;相互作用;一氧化氮;一氧化碳;硫化氢;二氧化硫中图分类号:R725.4 文献标志码:A 文章编号:1003-515X (2009)13-1026-04Ga seous S i gna l M olecules and Pa thogenesis of Pul m onary Artery Hyperten sionD ING J ing 1,ZENG Chao -m ei 1,DU Jun -bao2(1.Depart ment of Pediatrics,Peking University Peop le ′s Hos p ital,Beijing 100044,China;2.Depart m ent of Pediatrics,Peking University First Hosp ital,Beijing 100034,China )Abstract:The 4kinds of gaseous signal molecules ———nitric oxide,carbon monoxide,hydr ogen sulfide and sulfur dioxide,which were discovered by peop le consecutively,all p layed significant pathophysiological r oles in the cardiovascular system.W ith the pathogenesis of pul 2monary artery hypertension (PAH )being illum inated uninterrup tedly,gaseous trans m itters and the interaction bet w een them become the hot is 2sue in the domain .This article summarized the mechanis m of gaseous signal molecules in the for mati on p r ocess of PAH,in order to identify that during the morbidity p rocess of PAH gaseous trans m itters t ook effect in net work regulating model .It als o possessed great significance t o com 2p rehend the pathophysiol ogical variation of PAH p r of oundly .J Appl C li n Ped i a tr,2009,24(13):1026-1029Key words:pul m onary artery hypertensi on;gaseous signal molecules;pathogenesis;interaction;nitric oxide;carbon monoxide;hydrogen sulfide;sulfur di oxide 肺动脉高压(PAH )是临床众多心肺血管疾病发生发展过程中重要的病理生理环节,严重影响疾病的进展与预后。
肺血管收缩反应异常是P AH 的始动环节和主要病理过程,后期则以肺血管结构重建为主要病理生理改变。
肺血管收缩反应异常和重构导致肺血管阻力进行性增高,最终可引起右心室功能衰竭和死亡。
众多因素参与PAH 的形成,内源性气体信号分子以其具有的持续产生、传播迅速、作用广泛的特点,对肺循环具有特殊作用。
1 一氧化氮(N O )对PAH 的调节作用及其机制NO 是体内发现的第一个气体信号分子,由L 2精氨酸(L 2A rg )在一氧化氮合酶(NOS )催化下生成。
NOS 分为3种,即内皮型NOS (eNOS )、神经型NOS (nNOS )和诱生型NOS (i NOS )[1]。
NO 主要通过激活细胞内可溶性腺苷酸环化酶(sGC ),升高细胞环磷酸鸟苷(cG MP )水平,发挥舒张血管、抑制细胞增殖等多种生物学效应,参与心血管功能及结构的调节[2]。
NO 与低氧性P AH 的形成关系密切,研究认为低氧性P AH 形成时肺动脉内皮细胞NOS 基因和蛋白表达水平下调,NOS 水平降低,活性丧失,NO 生成减少[3]。
低氧刺激可直接抑制eNOS 活性,抑制大鼠肺动脉组织eNOS 基因和蛋白表达,使NOS 水平降低并活性丧失,且eNOS 表达的下调与肺动脉压力升高呈负相关。
肺血管的定位研究表明低氧性PAH 大鼠远端肺动脉eNOS 基因表达下调更严重,说明肺NO 系统损伤是其节段依赖性肺血管结构重建发病的重要病理学基础。
但也有学者认为在PAH 形成过程中NO 体系上调,起代偿性调节作用,这可能与NO 对细胞凋亡根据细胞的类型、细胞内氧化还原环境、NO 产生的速度及局部NO 水平不同而表现出促凋亡或抗凋亡的双重效应有关。
NO 调节低氧性肺血管结构重建的形成可能通过以下几条途径:(1)NO 对肺动脉平滑肌细胞(PAS MC )增殖有直接抑制作用,表现为对丝裂原等增殖指标的下调和对内皮素、血小板源性生长因子和尾加压素(U Ⅱ)等促进细胞增殖因子的抑制作用[4];(2)促进P AS MC 凋亡,主要表现为P AS MC 凋亡相关基因Fas 和细胞凋亡蛋白酶3(Cas pase 23)表达上调;(3)抑制细胞外基质堆积,降低肺间质胶原合成,缓解低氧性肺血管结构重建的形成;(4)NO 可通过升高cG MP 水平舒张肺血管,抑制肺血管结构重建;(5)NO 可防止低氧引起的肺血管内皮损伤,保护内皮细胞屏障作用,抑制平滑肌细胞及其前体细胞的增殖和前体细胞向平滑肌细胞的转化,防止低氧性肺血管结构重建的形成;(6)与其他气体信号分子如一氧化碳(CO )等相互作用。
高肺血流所致P AH 是左向右分流型先天性心脏病常见的并发症,严重影响患者外科矫治的时机、成功率及术后生存质量。
NO 对高肺血流性P AH 的调节亦是通过PAS MC 增殖的抑制作用、对PAS MC 凋亡起促进作用、降低细胞外胶原合成及促进细胞外胶原降解而实现的。
2 CO对PAH的调节作用及其机制CO是继NO之后发现的第二种气体信号分子,主要由血红素加氧酶(HO)催化血红素内源性生成。
CO与NO很多生物学效应均很相似,主要通过激活sGC/cG MP 信号转导通路发挥生物学效应,但CO激活sGC的能力仅为NO的1/20。
研究发现CO可缓解肺血管结构重建和PAH形成,HO/CO系统在P AH形成中具有重要调节作用[5]。
HO21抑制剂锌原卟啉(ZnPP)使低氧大鼠肺动脉压力增高,肺动脉显微和超微结构改变加重;而外源性CO使低氧大鼠肺动脉压力降低,肺动脉压力降低,肺动脉结构改变缓解。
CO体系对肺血管结构重建和PAH的调节机制可能有以下途径:(1)内源性CO可通过旁分泌方式抑制ET21和P DGF2B的合成释放,以G0/G1期为靶点,调节细胞周期循环,从而抑制血管平滑肌细胞的分裂和增殖;(2)内源性CO对离体和在体平滑肌细胞的增殖均有明显的抑制作用,其主要是通过抑制转录因子E2F21作用于G1/S期实现的;(3)CO对低氧大鼠P AS MC有抑制增殖和促进凋亡的作用,这可能参与CO体系对低氧性肺血管结构重建的调节机制,核因子2κB(NF2κB)及Cas pase23可能分别涉及CO调节P AS MC增殖与凋亡的调控途径,该效应细胞信号转导机制为干预丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)途径中的细胞外信号调节的蛋白激酶(ERK)通路;(4)CO可明显抑制低氧大鼠肺动脉细胞外基质胶原蛋白堆积。
应用ZnPP后,低氧处理大鼠的肺动脉Pr o2α1(Ⅲ)胶原mRNA表达进一步增强[6];(5)对肺动脉的直接扩张作用:CO扩血管的机制除可通过激活sGC,增加细胞内cG MP水平,从而发挥扩血管效应外,研究表明大电导钙激活钾通道(BKCa)通道,ATP敏感型钾通道(KATP),花生四烯酸代谢物介导的血管活性等也具有重要的调节作用[7];(6)与其他气体信号分子如NO等的相互作用[5]。
3 硫化氢(H2S)对PAH的调节作用及其机制H2S是体内发现的第三种气体信号分子。
在心血管组织主要以L2半胱氨酸(L2Cys)为底物,经胱硫醚2γ2裂解酶(CSE)催化内源性生成。
在心血管系统,H2S具有舒张血管、抑制血管平滑肌细胞增殖及促进其凋亡和负性心脏变力作用等广泛效应。
H2S具有与NO和CO相似但不同的生物学效应,H2S是由中膜平滑肌细胞产生,而不是由血管内皮细胞产生;与NO和CO不同,H2S的心血管效应不通过第二信使cG MP,而是通过开放KA TP通道而介导。
相关研究表明低氧性PAH模型大鼠血浆H2S 水平明显减少,予CSE的抑制剂炔丙基甘氨酸(PPG)后,伴随体内H2S水平的下降,肺动脉压力会进一步升高。
外源性予H2S后,明显降低PAH和右心室肥大。
CSE/H2S体系在低氧性PAH形成中显著下调,H2S供体硫氢化钠(NaHS)可拮抗低氧性PAH形成,并缓解肺动脉血管结构重建,PPG加重PAH的程度。
H2S的作用机制包括:(1)H2S抑制PAS MC增殖,可使低氧性肺中小型动脉的增殖指数下降至正常水平,增殖相关分子UⅡ蛋白表达显著降低[8]。
(2)诱导低氧性P AS MC凋亡,凋亡相关基因Bcl22蛋白表达显著降低,Fas和Cas pase23蛋白表达显著增高,提示Bcl22、Fas和Caspase23参与H2S诱导PAS MC凋亡的信号转导。