肝细胞损伤与细胞凋亡及肝细胞保护
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半胱氨酸代谢途径在肝病中的相关研究肝脏是人体最重要的代谢器官之一,不仅仅承担了我们身体内很多物质的生产、转化、分解等许多重要功能,还与新陈代谢、免疫、凝血等多个生理过程密切相关。
然而,随着社会经济的不断发展和生活方式的改变,肝疾病已成为严重的全球性公共卫生问题。
而半胱氨酸代谢途径作为组氨酸代谢途径的一个重要组成部分,在肝病的相关研究中开始受到越来越多的关注。
半胱氨酸代谢途径简介半胱氨酸代谢途径是指含有半胱氨酸(cysteine)的生物合成和降解过程。
半胱氨酸作为一种非必需氨基酸,通过多种代谢途径在人体内产生。
其中的一个重要代谢途径是:蛋氨酸被同型半胱氨酸合成酶(PTS)催化的反应转化成半胱氨酸,然后再转化为半胱氨酸酸(Cysteine Sulfonic Acid)和硫酸乙醇。
半胱氨酸被还原为半胱氨酸后,能发挥非常重要的生物学作用。
它是人体内重要淋巴细胞的合成和凋亡过程的调节因子,同时还在抗氧化剂的生成、蛋白酶抑制因子的生成等方面起着重要作用。
在肝脏必需氨基酸的新陈代谢过程中,半胱氨酸代谢途径也发挥着重要作用。
肝病是指由多种原因引起的肝脏功能衰竭及组织结构改变的一类疾病,以肝细胞损伤和肝细胞死亡为主要表现。
由于肝脏作为人体最重要的代谢器官,肝病患者的氨基酸代谢往往失调,半胱氨酸代谢途径异常也是常见情况。
近几年来,国内外的相关研究表明,半胱氨酸代谢途径在肝病中发挥了重要作用。
1.半胱氨酸代谢途径在肝病进展中的作用半胱氨酸代谢途径在肝脏疾病的代谢调节方面发挥着重要的作用。
例如,在早期的慢性肝病中,半胱氨酸水平增加表明了体内损伤的存在。
而在慢性肝病的晚期,半胱氨酸代谢途径则可能与肝病进展相关。
此时,肝功能严重受损,所以导致半胱氨酸代谢也相应变化,从而在肝病进展中发挥重要作用。
2.半胱氨酸代谢途径的调节在肝病防治中的应用半胱氨酸代谢途径的调节在肝病防治中也展现出重要作用。
例如,存在肝源性卒中的患者血清中半胱氨酸浓度较高,通过维生素B6的补充,可以明显降低血清中半胱氨酸的含量,从而减少卒中的发生率。
肝损伤的细胞生物学与治疗肝脏是最大的器官之一,其主要功能包括贮存和分解营养物质、消化代谢毒素以及合成蛋白质等。
但由于其重要的代谢功能,肝细胞往往会受到各种各样的损伤,如炎症、感染、药物和酒精等。
这些因素均可引起肝细胞的死亡和损伤,进而导致肝功能的衰竭和各种慢性肝病的发生。
因此,了解肝损伤的细胞生物学机制和治疗策略成为了当今生物医学研究的热点之一。
肝细胞的死亡和损伤无论是急性或慢性的肝损伤,最终都会导致肝细胞的死亡和损伤。
针对这一重要的细胞生物学事件,科学家们已经对其产生的机制进行了深入的研究。
其中,肝细胞死亡主要分为凋亡、坏死和坏死凋亡混合型。
近年来,研究者们发现,在肝损伤和脂肪肝等疾病中,坏死凋亡混合型死亡方式的比例似乎越来越高。
据研究表明,坏死凋亡混合型死亡是由多因素作用所致。
例如,在肝纤维化和炎症过程中,产生的多种炎症介质如细胞因子、氧化应激和线粒体损伤等都会诱导基因表达和蛋白质分解的改变,从而影响细胞命运并引起细胞死亡。
肝损伤的治疗针对肝细胞的死亡和损伤,许多治疗方法已经应用于临床实践中。
例如,早期干预、肝移植、药物治疗和营养支持等。
其中,药物治疗是一种最常用的方法,包括抗炎和抗氧化剂等,以遏制肝炎和脂肪肝等疾病的发生和发展。
在这方面,如今一些已有的药物是通过调节肝细胞的代谢、减轻炎症反应、改善肝损伤的病理过程来发挥其治疗作用的。
例如,有多种保肝减肥药物和食品补品,可改善脂肪堆积并减轻肝脏负担。
另外,在肝病的治疗中,营养支持也非常重要。
不同的饮食、营养素组合、包括支持肝脏合成和清除功能的诊断治疗,都能够在一定程度上改善肝损伤。
但是,值得注意的是,由于药物的不同、剂量、不良反应和动态变化等因素,治疗肝损伤的药物剂量尚未得到明确的标准化操作指南。
因此,在治疗肝损伤时,应根据每位患者不同的病情和病史来定制具体的治疗方案。
未来展望尽管有许多已知的治疗方法,但要充分了解肝损伤的病理生理机制,以制定更有效和个性化的治疗方案仍面临不少挑战。
细胞凋亡对肝细胞纤维化的影响研究肝细胞纤维化是肝细胞受到慢性损伤和炎症刺激后的一种代偿性反应,常常是肝硬化的先兆。
研究表明,细胞凋亡是导致肝细胞纤维化的一个重要因素之一。
那么,细胞凋亡对肝细胞纤维化的影响具体是什么呢?一、细胞凋亡与肝细胞纤维化的关系细胞凋亡是一种正常的细胞死亡过程,它在维持机体稳态、清除有害细胞和调节细胞数量等方面具有重要作用。
然而,在慢性肝损伤的过程中,肝细胞凋亡增加,导致机体对肝细胞死亡的反应增强,进而诱导肝细胞向纤维化的方向发展。
具体来说,细胞凋亡与肝细胞纤维化的关系,主要表现在以下三个方面:1. 细胞凋亡可导致肝细胞数量减少,为肝细胞纤维化提供空间。
一般来说,肝纤维化与肝细胞数量的减少有很大关系。
在肝细胞凋亡的过程中,受损细胞逐步死亡,机体对损伤细胞的反应会导致肝细胞数量的减少,从而为肝纤维化的发生提供空间。
2. 细胞凋亡在肝纤维化的炎症环境中具有诱导作用。
细胞凋亡对机体免疫反应的调节有着重要作用。
在肝纤维化的炎症环境中,细胞凋亡产生的相关信号会引起机体的免疫反应,迅速启动肝纤维化的发生过程。
3. 细胞凋亡可以诱导基质细胞向胶原纤维化。
在肝细胞凋亡的过程中,受损的细胞会释放一些生物活性物质,如TGF-β、PDGF等,这些信号分子会诱导基质细胞向胶原纤维化的方向发展,从而促进了肝纤维化的发生。
二、细胞凋亡在肝纤维化治疗中的应用由于细胞凋亡对肝纤维化的发生有着重要的作用,因此在肝纤维化的治疗中,也有一些研究借鉴了细胞凋亡的相关理论。
1. 物理性治疗。
物理性治疗是通过机械或光照作用来诱导肝细胞凋亡,从而达到减少肝细胞数量、抑制肝纤维化的目的。
目前,常用的物理性治疗方法包括冷冻治疗、微波治疗、光动力学治疗等。
2. 药物性治疗。
药物性治疗是通过药物诱导肝细胞凋亡,以达到抑制肝纤维化的目的。
研究表明,利用一些药物如三氧化二砷、顺鉴定、多黄酮和白藜芦醇等可以诱导肝细胞凋亡,并在一定程度上抑制肝纤维化的发生。
肝脏细胞再生与肝癌发病关系的研究肝脏是人体中最重要的器官之一,其主要功能包括排毒、能量代谢、合成和分解物质等。
随着现代生活方式的改变和环境污染的日益严重,肝脏疾病的发病率越来越高,其中肝癌是一种严重的威胁人类健康的疾病。
许多研究表明,肝脏细胞再生与肝癌发病之间存在密切的关系。
肝脏细胞再生是肝脏发挥其功能的重要基础,它使得肝脏在受到损伤时能够迅速恢复正常。
肝脏细胞再生主要分为两种类型:生理性再生和病理性再生。
生理性再生是指在正常情况下,肝脏细胞定期自我更新的过程,可通过纤维蛋白原激活剂(HGF)、表皮生长因子(EGF)等多种因素调控。
而病理性再生则指在肝脏发生损伤后的细胞再生,其主要由细胞增殖调节蛋白(Cyclin)等参与。
然而,长期的肝脏病变和异常刺激会导致肝脏细胞再生的过度,引起肝纤维化、肝硬化、甚至肝癌等疾病的发生。
肝癌作为肝脏肿瘤的一种,其发生也与肝脏细胞再生密切相关。
研究表明,肝癌细胞与肝脏再生细胞有相似的基因表达模式和分化状态。
肝癌细胞不但具有不良的增殖、侵袭能力,而且还表现出与肝脏再生细胞类似的分化程度。
因此,肝脏细胞再生与肝癌发病之间存在着一个微妙的平衡。
通过研究这一平衡的调控机制,可以更好地理解肝癌发生的机制,提高肝癌的早期诊断率和治疗效果。
一些研究表明,肝脏细胞再生和肝癌发病之间的平衡主要由多种因素控制。
其中包括细胞增殖调节蛋白、细胞凋亡、DNA损伤和肝活性氧等。
细胞凋亡是一种细胞主动死亡的过程,在肝脏细胞再生和肝癌发病中也扮演着重要的角色。
细胞凋亡能够消除引起DNA损伤的细胞,同时也能够抑制肝脏的异常细胞增殖,从而维持肝脏细胞再生和肝癌发病的平衡状态。
此外,肝活性氧能够诱导肝脏细胞死亡,同时也促进肝脏细胞再生。
这一过程如果得不到适当的调节,就容易进一步发展成肝癌。
除了内源性因素,外源性因素也对肝脏细胞再生和肝癌发病之间的平衡产生重要的影响。
例如食品中的亚硝酸盐和亚硝胺等化学物质能够损伤肝脏细胞,进而导致肝细胞再生和肝癌的发生。
肝硬化失代偿及再代偿研究进展肝硬化是一种严重的肝脏疾病,其主要特征是肝脏组织结构的重塑和功能的丧失。
当肝硬化失代偿时,肝脏已经受到了严重的组织结构改变,失去了一部分或全部功能。
而当肝硬化再代偿时,肝脏尽可能地重新建立功能,以应对机体的需求。
近年来,对于肝硬化失代偿及再代偿的研究取得了重要的进展。
首先,对于肝硬化失代偿的研究,主要集中在发病机制、诊断和治疗等方面。
研究发现,肝硬化失代偿主要与长期的炎症和纤维化过程,以及肝细胞损伤和细胞凋亡等因素有关。
通过分子生物学和基因组学的研究,科学家们发现了一系列与肝硬化失代偿相关的基因和信号通路。
这些研究为肝硬化失代偿的早期诊断和治疗提供了理论依据。
其次,对于肝硬化再代偿的研究,主要侧重于肝细胞再生和功能恢复方面。
科学家们发现,在肝硬化再代偿过程中,肝脏中的干细胞和肝细胞能够迅速增殖并分化,以重新建立肝脏的结构和功能。
通过研究肝脏再生机制和肝细胞的生物学特性,科学家们寻找到了一些具有促进肝细胞再生和功能恢复的关键分子和治疗靶点。
例如,研究发现干细胞因子和细胞因子可以促进肝细胞的增殖和分化,而一些小分子化合物可以抑制纤维化和凋亡,以保护肝脏并促进再生过程。
此外,另一个重要的研究领域是肝硬化失代偿和再代偿的转化研究。
研究人员发现,有一部分肝硬化失代偿患者,在接受适当的治疗后,能够逐渐恢复肝脏的结构和功能,进而表现出肝硬化再代偿的特点。
这些转化研究的结果表明,肝脏具备很强的再生潜能,有望为肝硬化的治疗提供新的思路和方向。
总结起来,肝硬化失代偿及再代偿的研究进展主要包括对发病机制、诊断和治疗的深入研究,以及对肝细胞再生和功能恢复的探索。
这些研究为肝硬化的早期诊断和治疗提供了新的思路和方法,并为进一步研究肝脏再生机制和基础功能提供了基础。
然而,目前关于肝硬化失代偿及再代偿的研究还存在一定的局限性,需要进一步深化研究以提高诊断和治疗的效果。
细胞凋亡在肝脏疾病中的作用及机制研究近年来,肝脏疾病发病率不断上升,成为全球健康领域的重要问题。
肝脏凋亡作为一种重要的细胞死亡方式,对于肝脏疾病的发生和发展起着至关重要的作用。
本文将着重探讨细胞凋亡在肝脏疾病中的作用及机制研究。
一、细胞凋亡在肝脏疾病中的作用细胞凋亡是一种正常的细胞死亡方式,其是通过程序性的分子机制实现,是一个高度有序的过程。
与细胞坏死不同,细胞凋亡具有高度特异性、不会引起炎症反应、对周围细胞不会造成损害等特点。
而在肝脏疾病中,细胞凋亡则发挥着另一种作用。
肝细胞凋亡在多种肝脏疾病中起着重要作用,如肝炎、肝硬化和肝癌等。
在肝炎和肝硬化中,细胞凋亡被认为是一种保护性反应,可以消除已感染或受损肝细胞,防止病原体进一步繁殖和扩散。
而在肝癌中,则正好相反,肝细胞凋亡会被恶性肿瘤细胞“利用”,以提供适宜的微环境条件,帮助癌细胞更好地进行生存和生长。
二、细胞凋亡的机制研究1. 内质网应激途径内质网应激是指细胞内累积过多的未折叠或错折蛋白,从而引发一系列的信号传导途径。
研究表明,在肝脏疾病中,内质网应激途径可以通过影响蛋白合成和蛋白质降解等多方面机制,导致肝细胞凋亡。
2. 氧化应激途径氧化应激是指机体内活性氧过多,使得细胞受到氧化损伤的现象。
氧化应激可以诱导肝细胞凋亡,而肝细胞凋亡则可以进一步加重氧化应激,形成一种恶性循环。
3. 细胞周期调节途径细胞周期调节途径包括有丝分裂和有丝分裂过程,涵盖了细胞分裂及其相关的一系列分子机制。
研究表明,这两种途径在肝脏疾病中也可以影响肝细胞凋亡。
三、细胞凋亡在肝脏疾病中的治疗意义细胞凋亡在肝脏疾病中的作用十分重要,而其在临床治疗中的应用也逐渐受到了广泛关注。
1. 细胞凋亡诱导治疗在治疗肝癌时,一种被称为“细胞凋亡诱导治疗”的新型治疗方式,通过诱导癌细胞凋亡,从而实现癌细胞消灭的效果。
这种治疗方式不仅可以避免传统的手术切除对心脏、肝脏和其他重要器官造成的影响,而且能更彻底地消灭癌细胞,更有效地防止癌细胞重生。
【关键词】牛磺酸;肝细胞损伤;细胞保护;肝硬化牛磺酸又名2-氨基乙磺酸,是一种由含硫氨基酸转化而来的β-氨基酸,游离存在于人体内各种组织,是动物体内含量最为丰富的自由氨基酸。
牛磺酸作为名贵中药“牛黄”的有效成分,它具有清热、镇痛、镇静、抗惊厥、抗血小板聚集,抗心率失常、降血压、降血糖、增加免疫力、补胆、保肝解毒、调节血管张力、矫正体内氨基酸失衡等多种药理作用。
越来越多的证据表明牛磺酸具有广泛的生物学作用,血液、免疫、生殖系统、视觉功能都需要牛磺酸,它还作为中枢抑制性神经递质调节中枢神经系统。
研究发现牛磺酸是通过调节细胞钙稳定、清除氧自由基、抑制膜脂质过氧化、维持细胞渗透压、稳定细胞膜等多种机理发挥作用[1,2]。
肝脏是合成牛磺酸的主要场所,也是牛磺酸作用的重要靶器官,牛磺酸对肝脏损伤的保护作用已成为研究热点之一。
笔者现就近几年来牛磺酸对肝脏损伤保护作用方面的研究作一综述。
1 牛磺酸对肝脏脂质过氧化损伤的保护作用肝脏脂质过氧化是肝脏损伤的重要机理,有害物质通过攻击肝组织脂质细胞膜,造成脂质过氧化损伤,从而形成脂质过氧化物,其中较为重要的是丙二醛(mda)。
脂质过氧化不仅把活性氧转化成活性化学剂,而且通过链式或支链反应加大活性氧的作用,引起细胞代谢及功能障碍,甚至引起细胞死亡。
脂质过氧化同时消耗超氧化物歧化酶(sod)和谷胱甘肽(gsh)。
sod对机体的氧化与抗氧化损伤之间的平衡起至关重要作用,与gsh共同抑制组织氧化损伤。
胡锦东[3]等研究发现牛磺酸可拮抗铅引起大鼠肝脂质过氧化损伤,牛磺酸能明显降低染铅大鼠的mda和gsh含量,而明显恢复sod和谷胱甘肽过氧化物酶(gsh-px)的活力。
gsh是动物体内的抗过氧化物剂,但在本实验中染铅大鼠gsh含量明显升高,其原因可能是像金属硫蛋白升高一样,是对铅暴露的一种适应调节或应激性增高,也可能是铅抑制了gsh向蛋白质转化,而牛磺酸能使染铅大鼠gsh 含量降低到正常对照组水平,体现了牛磺酸的保护作用。
人体肝脏细胞的功能研究肝脏是人体内最大的器官之一,它具有很多关键的生理功能,包括与代谢物质的转换与储存、消化酶的分泌、排泄功能、免疫功能等。
这些功能都是由肝细胞来完成的,因此我们对肝脏细胞的研究十分重要。
肝细胞是肝脏中占主导地位的细胞类型,其数量占整个肝脏细胞总数的70%以上,因此其代谢功能同样是整个肝脏最为重要的功能之一。
肝细胞不仅可以将我们所摄入的食物分解出各种物质,还能够将药物代谢,并参与到体内脂肪和碳水化合物的代谢过程中。
肝细胞在人体内承担的重要功能包括:1. 消化功能:肝细胞是胆汁分泌的主要来源之一,胆汁的主要成分是胆红素、胆盐、胆固醇等,它们可以帮助胃肠道消化脂肪,保持身体健康。
2. 代谢功能:肝细胞可以代谢葡萄糖、脂肪、蛋白质等,同时还可以参与到货币制造、能量转移、维生素和矿物质的吸收代谢等过程中。
3. 解毒功能:肝细胞可以将乙醇、药物、化学物质等有毒物质代谢,防止他们对身体带来伤害。
4. 生物合成功能:肝细胞不仅可以合成胆汁成分,还可以合成人体必需的生化物质如大肠杆菌素、球蛋白等。
5. 能量储备功能:肝细胞可以储存和释放葡萄糖,它们可以在食物短缺的情况下提供身体必需的能量,同时也可以帮助调节体内血糖的水平。
肝细胞的发生和生长肝细胞主要由肝细胞和胆管细胞组成,它们都来源于位于胚胎期的胚盘上皮。
这些细胞会经历一系列的分化和增殖过程,形成肝脏腺泡和肝细胞。
在出生后,肝细胞数目会经历迅速增加的过程,这可能与生长激素和胰岛素等生长因子的刺激有关。
肝细胞的细胞衰老肝脏在老化过程中,肝细胞会经历一系列的变化。
比如,肝细胞的DNA损伤会引起细胞凋亡,并可能导致肝癌等肝脏疾病的发生。
此外,肝脏生长因子的水平下降也会使肝细胞的增长或再生能力下降,进而导致肝脏代谢功能的降低。
肝细胞在疾病中的作用肝细胞在很多肝脏疾病中都会起到关键作用。
例如,在肝硬化、肝炎等疾病中,肝细胞的数量和生物合成功能均会受到影响。
肝细胞损伤与细胞凋亡及肝细胞保护提要细胞凋亡是细胞死亡的形式之一,多数研究显示,在各种肝疾病中,肝细胞损伤的结果可导致肝细胞凋亡,抑制细胞凋亡可达到保护肝细胞损伤的目的,凋亡抑制剂的运用将为临床上防治各种肝损伤提供新的途径。
细胞凋亡(apoptosis)是细胞死亡形式之一,它以细胞DNA 发生特异性的降解,形态上表现为核固缩、胞膜发泡和凋亡小体形成为特征,是由特定的基因调控,无明显细胞溶解的自杀过程。
诸多生理及病理过程均有凋亡参与调节。
近来大量的研究表明,细胞凋亡在肝细胞损伤过程中发挥重要作用。
1.细胞凋亡与肝疾病1.1细胞凋亡与药物性肝炎1.1.1常见的肝毒性药物二甲基亚硝胺、放线菌酮、硫代乙酰胺等均为常见的肝毒性药物。
体内及体外试验均发现它们可诱导肝细胞发生凋亡(1)。
给鼠喂饲四氯化碳可产生经典的急性肝损伤动物模型,既往认为这种肝损伤的结果是坏死,近来Shi等(2)的研究向这一观点发出挑战,经运用流式细胞仪、透射电镜、电泳及原位末端标记等技术均检测到这种肝损伤动物模型的肝脏存在细胞凋亡。
扑热息痛(醋氨酚,acetaminophen)过量使用可对机体产生严重的肝损害,甚至死亡,其肝损伤机制近年来研究较多,有报道其与凋亡有关(3)。
1.1.2抗肿瘤药物现在普遍认为,抗肿瘤药的抗癌机理之一为抗肿瘤药诱导肿瘤细胞发生凋亡。
也有文献报道抗肿瘤药也可诱导正常肝细胞凋亡,如Tsuki-date等(4)发现,经秋水仙碱与长春新碱处理后的体外培养的肝细胞,出现细胞凋亡所具有的典型的生化学特征,即梯状DNA电泳图谱。
联系到许多抗肿瘤药的肝毒性,不难推测其与细胞凋亡有联系。
1.2细胞凋亡与病毒性肝炎1.2.1暴发性病毒性肝炎有研究间接认为暴发性肝炎的发生与细胞凋亡有关,因为暴发性肝炎患者血液中可溶性Fas配体(sFas l)含量明显高于正常人,并与血液中ALT、AST并行升高,呈明显的正相关(5)。
Fas抗体可诱导鼠发生暴发性肝功衰,蛋白水解酶抑制剂可抑制肝细胞凋亡,减轻Fas抗体引起的肝损伤程度(6)。
1.2.2慢性病毒性肝炎有研究报道,慢性乙肝与丙肝患者肝活检标本中,肝细胞凋亡率明显高于正常人,前者在平均6‰左右,后者在1‰以下,两组在统计学上有显著差异。
慢性病毒性肝炎病检中常见嗜酸性小体,局灶性死亡,现在认为均是调亡的典型表现,而且,经IFN-α治疗后,肝脏的凋亡情况明显改善,肝功能发生好转(7)。
这些都提示细胞凋亡与慢性病毒性肝炎有关。
1.3细胞凋亡与酒精性肝病给大鼠长期喂饲酒精,鼠肝细胞凋亡的比例会明显增加。
Kawahara等为研究人酒精性肝病的凋亡情况,通过运用对Lewis抗原及断裂的DNA(两者均为凋亡之表现)的检测,发现除脂肪肝外,处于临床各期的酒精性肝病患者活检标本均发现有凋亡的表现,而且有意义的是凋亡多者转氨酶活动增强(8)。
1.4细胞凋亡与胆源性肝损伤胆道梗阻引起肝细胞分泌及排泄胆汁发生障碍,肝细胞内外胆汁浓度升高。
体外实验表现,胆汁中的胆红素与胆汁酸可使培养的鼠肝细胞发生凋亡,表现典型的凋亡时的形态学及生化学变化,且呈浓度依赖与时间依赖效应,浓度越高凋亡越多,作用时间越长,凋亡亦增加(1)。
由此可知,肝细胞凋亡亦可能参与了胆源性肝损伤的病理机制。
1.5细胞凋亡与脓毒血症引起的肝损伤Haendeler等(9)利用猪内毒休克动物模型观察了肝细胞凋亡的情况,假手术组凋亡率有轻度的升高为对照组的166%±14%,但脓毒血症组升高更明显,达到295%±11%,而且在脓毒血症组肝细胞电泳时出现了梯状DNA带。
1.6细胞凋亡与肝缺血再灌注损伤缺血再灌注可引起肝损伤。
Sasaki等(10)在研究肝缺血再灌注损伤的动物实验发现,缺血再灌注损伤可引起鼠肝细胞凋亡,而且凋亡多发生在再灌注后早期。
Kuo等(11)观察了35例临床同种异体肝移植术后肝活检标本的凋亡情况,将缺血再灌注损伤的程度分级,随损伤程度的加重,凋亡的细胞数目增多,轻度损伤者凋亡率为0.3%±0.1%,而中度与重度损伤分别达1.7%±0.3%与6 .7%±1.6%,而且凋亡的程度与缺血再灌注损伤的生化学与病理学参数平行,呈正相关(11)。
以上研究均提示细胞凋亡与肝缺血再灌注损伤密切相关。
1.7细胞凋亡与肝移植物排异反应有人对鼠肝移植标本行组织学检查,不仅凋亡信号阳性,而且细胞凋亡比例随排异反应的演进而增加,随排异反应的消退而减少,细胞凋亡反映了排异反应的严重程度(12)。
也有研究显示同种异体肝移植鼠动物模型的早期(2~7天),肝酶学指标升高与凋亡指数升高呈平行状态,第2天、3天、4天、7天的凋亡指数分别为0.25%、0.38%、0.47%及1.58%,而GST的含量依次为74ng/ml、86ng/ml、255ng/ml与1710ng/ml,而且包括肝实质细胞在内,胆管细胞也发生凋亡。
这些也说明细胞凋亡与肝移植引起的排异反应有关(13)。
2.细胞凋亡信号的传导在肝细胞受到损伤时,有些被称为死亡因子的细胞因子被激活,如Fas l/Fas抗体,TNFα、TGFβ1、INFγ等,通过与靶细胞上的受体结合,引起凋亡的发生。
2.1 Fas/Apo-1传导途径Fas/Apo-1抗原也称CD95,是效应细胞表面的一种膜受体,属于神经生长因子一肿瘤坏死因子受体家族。
携带突变的Fas基因的转基因大鼠体可抵抗由Fas抗体对肝细胞凋亡的诱导。
肝细胞表面存在Fas受体,体内与体外实验均证实Fas 抗体或Fas配基可通过与Fas接合诱导肝细胞凋亡,血清转氨酶增加,引起暴发性肝功衰。
大量的研究显示Fas介导的细胞凋亡与病毒性肝炎、酒精性肝病、感染性休克、脓毒血症及全身炎性反应综合征引起的肝损害有密切关系(5)。
2.2 TNFα及其受体传导途径TNFα是具有多种生物学效应的细胞因子,对肝脏的生长、炎性反应及细胞毒性均有调节作用。
体内及体外实验均发现,TNFα可诱导肝细胞凋亡,这是因为:(1)TNF α不仅诱导肝细胞死亡,而且能介导Kupffer氏细胞及肝窦内皮细胞发生凋亡;(2)在活体内经予大量的放线菌素D导致肝组织内TNFαmRNA表达增加,凋亡增多,而若经抗TNFα的血清处理后肝细胞损伤受到抑制(16);(3)直接注射TNFα到活体肝脏内,有凋亡典型的DNA 梯带出现(17)。
TNFα效应通过2类细胞表面受体介导,即TNFα-R1与TNFα-R2。
TNF引发的凋亡活动主要与TNFα-R1有关。
这提示TNF α及其受体在肝毒性药物、脓毒血症等引起的肝损伤方面会起着重要的作用。
2.3TGFβ1及其受体途径TGFβ1是抑制上皮细胞生长的多肽家庭族中的一员,是强有力的人或鼠肝细胞DNA合成抑制剂。
有丝分裂原诱导的发生凋亡的肝脏组织内,TGFβ1前体表达明显增加,外源性的TGFβ1可诱导培养的肝细胞发生凋亡,慢性病毒性肝炎及酒精性肝病患者的肝脏TGFβ1持续增加(1),这些均提示TGFβ1在肝损伤引起的细胞凋亡中起作用。
以前认为肝脏只有非实质细胞分泌TGF β1,现在研究发现肝实质细胞与肝外组织均可分泌TGFβ1,这样TGF β1可通过自分泌、旁分泌、远距分泌等方式对肝细胞引发凋亡活动。
TGFβ1是通过TGFβ1受体起作用的,其受体有TGFβ1-R1、TGFβ1-R2与TGFβ1-R3三种,肝细胞均表达这三种受体,在肝细胞受到损伤时,这三种受体的表达发生上调(18)。
这些研究也表明TGFβ1及其受体途径在肝细胞凋亡中发挥的重要作用。
2.4INF-γ途径INF-γ是激活的T细胞及NK细胞分解的一种细胞因子,其生物学作用主要是诱导主要组织相容性抗原(Ⅰ型与Ⅱ型)的表达,刺激TNF的产生,促进机体对病原微生物的清除。
在调节机体的宿主反应、炎症及自体免疫方面起重要作用。
由cancanaval-in a(Con-A)诱导的急性肝损伤动物的肝组织内凋亡率明显增高的同时,INF-γ也增加,抗INF-γ血清不仅能降低肝损伤的程度,亦能改善肝细胞凋亡的情况(19)。
在带有INF-γ缺陷基因的转基因鼠体内由Con A诱导的肝损伤活动受到抑制,在免疫性肝炎、病毒性肝炎、肝移植排异性反应病人发生肝损伤时,INF-γ明显较正常人增高(20)。
这都说明INF-γ与肝损伤、肝细胞凋亡间有密切关系。
2.5颗粒-排粒途径T细胞被激活后,释放含穿孔素与颗粒酶的颗粒,在Ca2 +的借助下,颗粒在靶细胞膜上穿孔,进而颗粒酶(granzyme)进入靶细胞内,引起靶细胞DNA降解活动。
对这种颗粒酶的研究也较多,已从人及鼠体内提取了10余种酶,目前认为起主要作用的是granzyme a 与granzyme B(12)。
无论是受体介导的传导,还是通过颗粒-排粒途径,细胞凋亡时,在引起DNA降解之前几乎都存在一个共同的通路,即靶细胞内的蛋白水解酶(Caspase)的激活,尤其是蛋白水解酶3的激活最为重要(22)。
3.抑制细胞凋亡,保护肝细胞近年来,随着研究的深入,相继发现及研制了多种凋亡抑制剂,运用凋亡抑制剂可达到保护肝细胞的目的,但对它们研究仍处于体外实验与动物实验水平。
3.1蛋白水解酶抑制剂与肝细胞保护如前所述,蛋白水解酶激活,是凋亡细胞DNA降解的前提,尤其是蛋白水解酶3的激活可以说是必经之路,那么抑制这些蛋白水解酶的激活也会达到抑制凋亡的目的,有研究亦证实这一假说,如Kunstle等(23)运用蛋白酶抑制剂7-VAD-fluoromethylketone(FMK)可以保护鼠肝脏免受Fas l 或TNF-α诱导急性肝损伤,并呈浓度效应关系。
3.2外源性cAMP与肝细胞保护外源性的cAMP使肝细胞凋亡发生抑制,同对照组相比,明显改善鼠肝损伤的情况。
将CP-cAMP (cAMP之供体)直接作用于培养的鼠肝细胞,可抑制胆酸诱发的肝细胞凋亡活动,保护肝细胞,减轻其损伤程度(24)。
3.3一氧化氮(NO)与肝细胞保护体内及体外试验表明,NO在肝细胞凋亡中起重要作用,如将携带有含NO的药物,这种药物在肝脏代谢后,释放出NO使肝脏局部达到高浓度NO,结果这种方法能有效地保护肝细胞受TNFα及放射菌素D所诱导的凋亡,而几乎不影响体循环血流动力学(25)。
最近,还有学者利用携带有NO合成酶基因的腺病毒处理体外培养的肝细胞,以便使肝细胞内NO合成酶表达增加,以致NO的合成增加,结果发现肝细胞能较好地抵抗TNFα与放线菌素D对其诱导的凋亡活动(26)。
精氨酸是NO的供体,在一个肝缺血再灌注损伤的动物实验中,给猪提供外源性精氨酸(540 mg/kg,iv)后发现,同对照组相比,实验组动物的凋亡指数明显降低,动物存活时间延长,循环血中肝功能指标明显得到改善(27)。