一氧化氮与炎症性关节疾病
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抑制一氧化氮合成酶的抗炎机制1. 引言1.1 一氧化氮合成酶的功能及作用一氧化氮合成酶(NO合成酶)是一种负责合成一氧化氮(NO)的酶类蛋白质,它在人体内发挥着多种重要的生理作用。
NO合成酶主要分为三种亚型:内皮型NO合成酶(eNOS)、神经型NO合成酶(nNOS)和诱导型NO合成酶(iNOS)。
这三种NO合成酶经过活化后会以不同的途径合成一氧化氮。
在正常情况下,NO合成酶会调节一氧化氮的产生,维持机体的正常生理平衡。
一氧化氮合成酶在机体内的功能及作用是多方面的,它不仅参与了细胞信号传导、血管紧张调节、氧化应激反应等生理过程,还在炎症反应中发挥着重要的调节作用。
对一氧化氮合成酶的研究有助于深入了解炎症反应的机制,为相关疾病的治疗提供新的思路和方法。
【字数:297】1.2 炎症反应和一氧化氮的关系炎症反应是机体对外界刺激做出的一种生理反应,包括局部的血管扩张、渗出、循环系统的改变以及机体的免疫细胞参与等多种生理过程。
在炎症反应中,一氧化氮(NO)被认为是一个重要的调节因子。
研究表明,一氧化氮在炎症反应中扮演着重要的双重角色。
在炎症反应中,一氧化氮的产生主要是受一氧化氮合成酶(NOS)的调节。
通过抑制一氧化氮合成酶的活性,可以达到抑制炎症反应的效果。
这也是当前研究中关注抑制一氧化氮合成酶作为抗炎疗法的重要原因之一。
抑制一氧化氮合成酶的药物作用机制和临床应用也备受关注,为探索新的抗炎疗法提供了新的思路和方法。
2. 正文2.1 抑制一氧化氮合成酶的抗炎机制抑制一氧化氮合成酶的抗炎机制是针对一氧化氮合成酶在炎症反应中的作用进行干预,以达到治疗炎症和相关疾病的效果。
一氧化氮合成酶是一种催化一氧化氮合成的关键酶,其过度活化会导致一氧化氮的过量生成,引发炎症反应,造成组织损伤和疾病发生。
抑制一氧化氮合成酶的活性可以有效降低一氧化氮水平,减轻炎症反应。
抑制一氧化氮合成酶的抗炎机制主要包括以下几个方面:通过抑制一氧化氮合成酶的活性减少一氧化氮的合成量,降低炎症介质的释放,从而减轻组织炎症反应。
一氧化氮在骨与关节疾病中的作用
徐宏光
【期刊名称】《骨与关节损伤杂志》
【年(卷),期】1997(12)5
【摘要】自80年代末期有关一氧化氮(Nitrogen Monoxide NO)的生理机制首次报道以来,NO的研究已引起了世界医学界的普遍关注。
其研究领域已涉及生理学、生物化学、分子生物学、分子遗传学等多种学科,证明NO在循环、呼吸、神经、
免疫、内分泌等多系统中发挥重要作用。
本文就NO在骨与关节疾病中的作用文
献综述如下: 1 NO的特征通过近年的研究,目前认为NO是一种正常存在的重要生命物质,许多观点与传统观念不同。
在生理状态下,NO几乎全部处于非气体状态,具有高度的弥散性,可作用于除鸟苷酸环化酶外的细胞核内许多含有过渡态金属(特别是铁)、巯基的分子靶及某些含氮物质,与其加合物扮演细胞介质信使或调节质的角色,其释放不足或过多均可引起多种病理改变。
【总页数】2页(P317-318)
【关键词】骨疾病;关节疾病;一氧化氮
【作者】徐宏光
【作者单位】安徽皖南医学院弋矶山医院骨科
【正文语种】中文
【中图分类】R681;R684
【相关文献】
1.骨性关节炎发病中一氧化氮的作用及中医药干预的研究 [J], 赵俊峰;苏友新
2.一氧化氮在骨关节炎发病中的作用机制 [J], 赵东升
3.一氧化氮在糖皮质激素性骨质疏松发病中的作用和辛伐他汀对骨代谢的影响 [J], 李月白;胡新永;王卫东;王义生
4.骨内静脉瘀滞,骨内高压在骨性关节炎发病中的作用...:家兔?.. [J], 孙刚;王永惕
5.一氧化氮在骨关节炎发病中的作用 [J], 杨林;郭艾
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收稿日期:2019G11G20基金项目:国家自然科学基金(81660751,81660151,82060661);江西省自然科学基金(20171B A B 205085);南昌大学研究生专项基金(C X 2018189)作者简介:刘雅珺(1995 ),女,硕士研究生,主要从事病理学与病理生理学的研究.通信作者:杨树龙,教授,E Gm a i l :734190326@q q.c o m .类风湿性关节炎与一氧化氮及其合成酶的相关研究进展刘雅珺,杨树龙(南昌大学基础医学院生理教研室,南昌330006)摘要:类风湿性关节炎(r h e u m a t o i da r t h r i t i s ,R A )是一种慢性炎症性自身免疫性疾病,其特征在于反复发作的关节滑膜炎症导致关节和软骨发生不可逆性损伤.一氧化氮(n i t r i co x i d e ,N O )是人体内一种气体小分子,由一氧化氮合成酶(n i t r i c o x i d e s y n t h a s e s ,N O S )催化L G精氨酸产生.在R A 的发病机制中,浓度过高的N O 在炎症关节介导许多不同的细胞功能,包括影响免疫细胞及其炎性细胞因子和炎症关节软骨损伤,其合成酶也在其中起重要作用.使用N O S 抑制剂可逆转红斑和血管渗漏等典型的炎症症状,还可以降低炎症关节中浓度过高的N O ,最终起到治疗R A 的作用.关键词:类风湿性关节炎;一氧化氮;一氧化氮合成酶中图分类号:R 392.5;R 593.22㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀文章编号:2095G4727(2020)06-0066-05D O I :10.13764/j.c n k i .n c d m.2020.06.015R e s e a r c hP r o g r e s s o fN i t r i cO x i d e a n dN i t r i cO x i d e S y n t h e t a s e i nP a t h o ge n e s i s o fR h e u m a t o i dA r t h r i t i s L I UY a Gj u n ,Y A N GS h u Gl o n g(D e p a r t m e n t o f P h y s i o l o g y ,S c h o o l o f B a s i cM e d i c a lS c i e n c e s ,N a n c h a n gU n i v e r s i t y ,N a n c h a n g 330006,C h i n a )A B S T R A C T :R h e u m a t o i d a r t h r i t i s (R A )i s a c h r o n i c i n f l a mm a t o r y au t o i mm u n e d i s e a s e c h a r a c t e r Gi z e db y i r r e v e r s i b l e d a m a g e t o j o i n t s a n d c a r t i l a g e c a u s e d b y r e c u r r e n t e p i s o d e s o f s yn o v i a l i n f l a m Gm a t i o n .N i t r i c o x i d e (N O ),a s m a l l g a sm o l e c u l e i nh u m a nb o d y ,i s g e n e r a t e db y n i t r i co x i d e s y n Gt h a s e (N O S )t h a t c a t a l y z e t h e f o r m a t i o n o fN Of r o mL Ga r g i n i n e .I n t h e p a t h o g e n e s i s o fR A ,e x c e s Gs i v eN Oa n dN O S a f f e c t i mm u n e c e l l s a n d t h e i r i n f l a mm a t o r y c y t o k i n e s a n dm e d i a t e a r t i c u l a r c a r Gt i l a g e d a m a g e i n i n f l a mm a t o r y j o i n t s .N O S i n h i b i t o r s c a n r e v e r s e t y p i c a l i n f l a mm a t o r y s y m pt o m s s u c ha s e r y t h e m aa n dv a s c u l a r l e a k a g e ,r e d u c e t h ee x c e s s i v e p r o d u c t i o no fN Oi n i n f l a mm a t o r y j o i n t s ,a n du l t i m a t e l yp l a y a ro l e i n t h e t r e a t m e n t o fR A.K E Y W O R D S :r h e u m a t o i d a r t h r i t i s ;n i t r i c o x i d e ;n i t r i c o x i d e s y n t h a s e ㊀㊀类风湿性关节炎(r h e u m a t o i da r t h r i t i s ,R A )是一种慢性炎症性自身免疫性疾病,其特征在于反复发作的关节滑膜炎症导致关节和软骨发生不可逆性损伤甚至残疾,并最终引起心血管和肺部疾病等一系列全身并发症.一份流行病学报告数据显示,R A的全球患病率为0.24%[1],而在中国,其发病率为0.19%~0.41%,女性患R A 的可能性是男性的4倍[2].目前有关R A 的文献中,该病发病机制通常为遗传易感性和环境因素之间复杂的相互作用;机体固有免疫和适应性免疫系统被反复激活,破坏了66南昌大学学报(医学版)2020年第60卷第6期㊀J o u r n a l o fN a n c h a n g U n i v e r s i t y(M e d i c a l S c i e n c e s )2020,V o l .60N o .6其免疫耐受性;自身抗原呈递和抗原特异性T细胞和B细胞活化失常,由此引发关节滑膜增生和骨质破坏,进一步导致关节肿胀㊁畸形以及全身性炎症[3].R A的发病机制及疾病进展复杂且尚未明确,众多研究表明N O及其合成酶参与其中.本文就R A与一氧化氮(n i t r i co x i d e,N O)㊁一氧化氮合成酶(n i t r i c o x i d e s y n t h a s e s,N O S)的相关研究进展作详细综述.1㊀N O及N O S㊀㊀N O是人体内一种不稳定的自由基气体小分子,由N O S催化LG精氨酸(LGa r g i n i n e,LGA r g)产生,在维持机体多个系统的生理功能中起重要作用[4].关节内软骨组织是合成N O以及N O S的主要部位,其次是滑膜组织[5].各项研究发现N O对机体的利弊影响取决于其浓度,浓度过高的N O在R A患者的炎症关节介导许多不同的细胞功能,包括细胞因子产生,线粒体功能和炎症关节软骨损伤等.迄今为止已知N O S有不同基因编码的3种同工酶,即神经型(n e u r o n a ln i t r i co x i d es y n t h a s e, n N O S)㊁内皮型(e n d o t h e l i a ln i t r i co x i d es y n t h a s e, e N O S)和诱导型(i n d u c i b l en i t r i co x i d es y n t h a s e, i N O S).n N O S和e N O S又称为组成型(c o n s t i t uGt i v en i t r i co x i d es y n t h a s e,c N O S),是神经元㊁平滑肌和内皮细胞中正常存在的一种催化酶,其活性依赖于钙离子.当钙离子浓度升高时,瞬间产生少量的N O,发挥神经传递㊁血管舒张㊁瞬时血压调节等作用.i N O S存在于巨噬细胞㊁淋巴细胞和内皮细胞等,通常是在炎症和免疫刺激下表达,不依赖于钙离子的浓度,能够快速催化产生高浓度的N O且维持时间较长,发挥其免疫调节㊁炎症以及毒性作用.2㊀R A与N O的相关研究进展㊀㊀各项研究表明,R A患者的血液和滑液中N O 含量明显增高且滑液含量远高于血液,活动期远高于非活动期和正常情况.2.1㊀N O与免疫细胞N O是最重要的先天免疫系统成分之一.人体内的N O除血管内皮细胞外,可由多种免疫细胞如树突细胞,N K细胞,巨噬细胞,肥大细胞,嗜酸性粒细胞和中性粒细胞产生,同时绝大部分免疫细胞参与并介导了R A.N O在R A的发病机制中起核心作用,尤其是N O介导的免疫功能障碍[6].2.1.1㊀N O与T淋巴细胞R A是T淋巴细胞介导的系统性自身免疫疾病,诸多证据表示N O在正常情况下可调节T细胞的生理作用,而R A患者体内N O的过量产生则会导致T细胞功能障碍.据目前的研究推测活动性R A可能由T h1/T h2㊁T h17/T r e g细胞比例失衡导致.N O可调节人T细胞中的线粒体膜电位和人淋巴细胞中的线粒体生成,N O通过调节线粒体活化T细胞后,各种炎性细胞因子和趋化因子的分泌增多,T h1/T h17细胞上调[7],这意味着T h1/T h2㊁T h17/T r e g细胞平衡被打破.其中T h1/T h2失衡在慢性炎症性疾病必不可少,T hG2细胞表达广泛的抗炎细胞因子的能力,具有保护作用,而N O会选择性加强T h1细胞的增殖.而T h17细胞上调会介导T细胞激活,其参与了R A发病的起始和关节骨组织破坏两个阶段[8].T r e g s细胞具有保护作用,其标志性细胞因子白介素10(I n t e r l e u k i n1,I LG10)的升高可以抑制T h1细胞增殖并且下调其活性[9].B R A HMAC H A R I等[10]指出R A中T r e g细胞衰减可能受N O的调控.R A动物模型即C I A模型小鼠体内缺乏T r e g细胞已被证明可增加细胞和体液免疫反应和小鼠患病严重程度[11].2.1.2㊀N O与巨噬细胞N O在自我保护的炎症和免疫反应中起重要作用,而过量产生N O可能导致组织损伤.在R A中,活化的巨噬细胞会产生过量的N O[12].N O大量产生,诱导滑膜血管生成和增生,促进滑膜病变,这也可表明持续感染可能是部分动物模型发生滑膜炎和关节炎的原因.巨噬细胞可产生N O参与免疫防御系统以抵御病原体和微生物,经鼠腹腔或静脉注射脂多糖(l i p o p o l y s a c c h a r i d e s,L P S)可使关节局部N O浓度显著增高,最终诱发大鼠关节炎.L P S㊁肿瘤坏死因子Gα(t u m o rn e c r o s i s f a c t o rα,T N FGα)等还可诱导巨噬细胞合成环加氧酶G2(c y c l o o x y g e nGa s eG2,C O XG2)和i N O S,另外如I LG4,I LG10和转化生长因子Gβ(t r a n s f o r m i n g g r o w t h f a c t o r b e t a,T G FGβ),可以下调巨噬细胞中N O S的合成[13].2.2㊀N O与细胞因子网络细胞因子常处于相对平衡而并非是某个绝对浓度,细胞因子比例可能影响最终所起的促炎与抗炎作用.调节促炎细胞因子可有效控制R A,表明维持细胞因子平衡可作为全身免疫抑制的治疗策略.有研究[14]表明,N O明显抑制I LG1刺激内皮细胞所76刘雅珺等:类风湿性关节炎与一氧化氮及其合成酶的相关研究进展表达的V C AMG1和选择素(EGs e l e c t i n),抑制白细胞贴壁和渗出,可推测在炎症最早期N O可能主要起保护作用,但在炎症后期,由于滑液中多种炎性细胞因子浓度显著提高,诱导合成大量的N O,直接加重滑膜的损伤.根据对N O作用方向可分为两类:一类可上调N O合成,如T N FGα㊁I LG1等;另一类可下调N O合成,如I LG4㊁I LG10等.I LG17是一种促炎性T细胞细胞因子,诱导成纤维细胞,软骨细胞,成骨细胞,滑膜细胞,巨噬细胞分泌促炎细胞因子如T N FGα,I LG6,I LG1β,其被证明参与关节炎的多种过程,包括血管增殖,破骨细胞生成,白细胞聚集和炎症发生[15].I LG17在R A关节中大量表达,在R A中发挥主要的病理作用,诱导促炎细胞因子以及前列腺素㊁MM P s的产生,研究表明中和I LG17可防止关节炎的发展[16].除此之外还独立作用或与其他细胞因子共同作为i N O S的有效激活剂[17].T N FGα是R A病理过程后期的关键介质并被认为是影响R A严重程度的因素之一,而I LG1β与R A发病率增加有关[18G19],二者均可上调软骨细胞和骨关节炎滑膜细胞中的N O.R A患者的滑膜组织中发现T N FGα㊁I LG1β均处于高水平,其通过上调C O XG2和N O S的表达,从而增加炎症介质如前列腺素和N O的产生[20],加重局部炎症反应.I LG10具有强大的抗炎功能,可抑制T hG1细胞增殖,减少炎性细胞浸润[21].I LG10主要作为转换因子将I g M转化为I g G或I g A减少C I A大鼠关节中促炎细胞因子的产生和软骨退化[22].有研究表明I LG10在体外和体内产生的抗炎和抗关节炎作用很大[23].I LG4具有抗炎作用,可抑制巨噬细胞的功能,同时还可以抑制滑膜细胞增殖[24].I LG4是诱发驱动T h2细胞的主要细胞因子,其抗炎作用部分是通过抑制N O来介导的[25],但其多种功能的动态平衡决定了其对特定免疫应答的总体影响.2.3㊀N O与软骨损伤R A的一个关键特征是关节软骨丢失.软骨细胞凋亡和软骨细胞外基质降解由促炎细胞因子(如I LG1),炎症介质和MM P s等的复杂相互作用介导[26],而N O不仅在疾病活动中起作用,也是关节炎中涉及软骨功能障碍的介质之一,在关节损伤中同样有重要作用[27].MM PG13也可能是R A发病机制的一个原因,除了其直接的组织降解作用外,它在MM P激活级联中具有中心位置[28],且能够加剧血管增殖.MM PG13被炎性细胞因子如I LG1㊁I LG6㊁T N F和I LG17上调,N O可间接增加MM PG13的表达和活性.滑膜细胞和软骨细胞能够在细胞因子刺激后产生高水平的N O[29],这表明N O可能参与R A的炎症过程与关节破坏.滑膜细胞侵袭和增生血管的内皮细胞产生的N O会影响骨重建㊁软骨基质的产生和软骨代谢,引起骨和软骨的损害[30].如前所述, N O可增强细胞因子诱导的骨吸收,同时其高水平也可抑制骨形成.因此,R A发炎关节内产生的N O 可能导致关节周围骨质流失.3㊀R A与N O S的相关研究进展㊀㊀N O是由N O S在氧分子的参与下催化LGA r g 产生的,参与哺乳动物的多种生理病理过程,其合成酶N O S也涉及多种疾病.n N O S过量产生N O,将有可能引发包括急性(脑卒中)和慢性(精神分裂症,阿尔茨海默症,帕金森症)神经退行性疾病,抽搐和疼痛;i N O S过量产生N O已经证明涉及各种病理过程,包括感染性休克,炎症导致的组织损伤和类风湿性关节炎[31].3.1㊀i N O S与R A通常情况下i N O S的表达由细胞因子,微生物或肿瘤细胞产物引发,且主要发生在免疫反应期间, i N O S在L P S㊁I F N等各种刺激下,催化LGA r g生成N O[32].MA R T I N等[33]认为,R A患者滑膜中的滑膜衬里细胞和间质细胞均可高表达e N O S和i NGO S,i N O S的表达可能参与关节炎的诱导,该文献通过西班牙西北R A患者与对照组之间i N O S启动子多态性基因型频率的显著差异表明i N O S启动子多态性在R A易感性中具有潜在作用.同时体外实验[34]表明,滑膜细胞和软骨细胞的凋亡和i N O S表达有关,这意味着i N O S活化可通过抑制骨形成和促进成骨细胞凋亡而促成炎症诱导的骨质疏松症.3.2㊀e N O S与R AR A的临床病理进程和遗传因素之间的联系值得研究,探讨与之相关的基因可能是一个方向.e N O S由位于染色体7q35G36上的基因编码,该基因具有3种常见的多态性:启动子区域的TG786C, e N O S第7外显子894G和e N O S基因4内含子中27b p,它们可能与许多疾病的发展相关[35].e N O S 基因多态性成为了影响R A易感性的一个因素. V A Z G I O U R A K I S等[36]研究e N O S基因第4内含子V N T R多态性对居住在克里特岛的患者R A易感性的影响,其结果表明e N O S基因a/b多态性可能是R A的易感基因.86南昌大学学报(医学版)2020年12月,第60卷第6期A N等[37]研究显示,e N O S基因的几种遗传多态性与R A的发病机制有关.其研究目的是研究e N O S基因的两个TG786C和G894T S N P的等位基因是否与中国北方人群的类风湿性关节炎风险相关,其结果表明具有TG786C C基因型的个体可能患类风湿性关节炎的风险增加.B U N J E V AC K I 等[38]研究显示,e N O S基因多态性影响了疾病活动,原因可能是786T T/786C T和786C C基因型在所有3个参数方面存在统计学显著差异,从而得出T T和C T基因型可能导致R A更严重的临床表现的结论.为了检查e N O S基因的启动子区域的TG786C 与R A易感性和临床表现之间的内在联系,有人对西班牙与欧洲后代患者进行研究,该研究还以南巴西欧洲后裔群体进行病例作为对照[39],其结果并未证实TG786C多态性与R A之间存在任何关联.这可能反映了e N O S多态性频率的种族间差异,可能背景因素(遗传和其他)分化群体可以改变基因的表达.B R E N O L等[40]在研究中发现,e N O S基因的TG786C多态性与R A的关节外表现之间存在关联,然而该研究结果并未对e N O S基因TG786C在R A 易感性中的主要作用提供支持.现有证据的基础上,难以确定不同e N O S多态性在R A中的真正作用.另一方面,e N O S对血管稳态至关重要,可参与多种疾病内皮功能障碍的发病机制.有研究表明e N O S基因编码可能影响N O在血液中的含量[41].3.3㊀n N O S与R A在神经元细胞中,N O控制神经递质的释放,并参与突触发生,突触可塑性,记忆功能和神经内分泌分泌.有研究[42]发现,关节炎诱导的肌肉无力是因为减少肌原纤维力的产生,这可能是肌动蛋白亚硝化应激水平升高的结果,而其原因可能是n N O S和钙离子的增加.另一篇文献[43]对C I A小鼠也做了研究,结果显示小鼠肌收缩功能受损,n N O S表达显著增加而i N O S或e N O S表达没有显著增加. n N O S在R A的疾病表现中可能起到部分作用.4㊀结语㊀㊀R A作为一种临床上致残率较高的慢性自身免疫性疾病,其病理表现为滑膜增生㊁新生血管生成㊁软骨破坏等,并涉及其他多个系统.N O在滑膜炎症部位介导许多不同的细胞功能,包括炎性细胞因子产生,线粒体功能和炎症关节软骨损伤.N O以及N O S在炎症组织中的过度表达提示抑制过量的N O合成和使用N O S抑制剂可作为治疗R A的方法,且N O S抑制剂可逆转几种典型的炎症症状(红斑和血管渗漏).但N O及其合成酶N O S在R A病理进程中的具体作用以及如何抑制N O合成㊁N O 对炎性关节各细胞如何作用等仍需进行更深入的探索.参考文献:[1]㊀S M I T H E,HO Y D G,C R O S S M,e t a l.T h e g l o b a l b u r d e no f o t h e r m u s c u l o s k e l e t a ld i s o r d e r s:e s t i m a t e sf r o m t h e G l o b a lB u r d e no fD i s e a s e2010s t u d y[J].A n n R h e u m D i s,2014,73(8):1462G1469.[2]㊀F R I S E L L T,S A E V A R S D O T T I RS,A S K L I N GJ.F a m i l y h i sGt o r y o f r h e u m a t o i d a r t h r i t i s:a no l d c o n c e p tw i t hn e wd e v e l o pGm e n t s[J].N a tR e vR h e u m a t o l,2016,12(6):335G343.[3]㊀P I C E R N O V,F E R R O F,A D I N O L F IA,e t a l.O n e y e a r i nr eGv i e w:t h e p a t h o g e n e s i so fr h e u m a t o i da r t h r i t i s[J].C l i n E x p R h e u m a t 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血清氧化应激水平在评估类风湿性关节炎疾病活动度的价值研究目的探讨丙二醛(MDA)、一氧化氮(NO)及超氧化物歧化酶(SOD)三项氧化应激指标在类风湿性关节炎(rheumatoid arthritis,RA)疾病活动度中的临床价值。
方法随機选取RA患者为试验组,其他自身免疫性疾病患者为疾病对照组,同期健康体检者为健康对照组。
对比检测患者血清中MDA、NO、SOD 的水平并分析三个指标与RA不同疾病活动度组的关系。
结果试验组与健康对照组相较,MDA、NO水平升高,SOD水平降低,差异均有统计学意义(P<0.01);活动组与缓解组相较,SOD水平降低,差异有统计学意义(P<0.05);SOD水平随疾病活动度升高呈下降趋势,且与DAS28评分负相关(P<0.05)。
结论氧化应激参与疾病进程,RA疾病活动度越高,氧化应激状态越严重。
通过检测SOD 水平联合现有指标可以共同评价疾病活动度,监测RA病情。
标签:丙二醛;一氧化氮;超氧化物歧化酶;类风湿性关节炎;疾病活动度RA是一种慢性自身免疫性疾病,可造成多个小关节进行性损坏、功能逐步丧失并伴有多种并发症,影响患者生活质量,严重时导致患者死亡[1-2]。
疾病处在活动期,病情进展迅速,关节破坏进一步加重。
因此,监测疾病活动度对缓解病情,改善预后起至关重要的作用。
目前,临床上多监测红细胞沉降率(ESR)及C-反应蛋白(CRP)评估疾病活动度,但有研究显示,部分活动期RA患者ESR和CRP值并未升高,单纯检测这两项指标容易忽视该患者人群的治疗。
因此,找寻疾病活动期指标有助于联合现有指标共同评估病情。
大量研究发现,氧化应激参与RA发病及疾病进程。
多由于机体处在低氧、炎症的刺激下,氧化作用与抗氧化作用失衡,氧化产物蓄积过多,造成氧化损伤。
RA关节滑膜组织增生不仅加剧关节腔低氧并释放大量炎性因子,加重氧化应激状态,氧化应激状态又促使炎性因子释放增多,加剧软骨破坏,形成恶性循环,造成RA疾病进程加快[3-5]。
一氧化氮(NO) 是人体内的一种生物调节因子, 生理条件下在体内发挥宿主防御、调节纤毛运动、抗炎、舒张气道和血管平滑肌、信使分子等作用。
气道内NO主要包括上气道和下气道产生的NO, 上气道NO主要由鼻窦和鼻黏膜产生(以鼻窦为主) , 可检测鼻腔NO ( nNO) ;下气道NO主要由支气管及肺泡产生(以支气管为主) , 可检测口呼出气NO (FeNO) , 正常人上气道NO浓度远远高于下气道NO[1]。
正常人的气道NO具有微弱的舒张平滑肌作用, 可以抑制气道高反应, 但过高浓度NO会引起组织损伤,作为炎症介质使个体容易发生气道高反应, 因此在过敏性鼻炎慢性炎症阶段及哮喘等炎症性疾病中, NO主要促进疾病的进展[2,3]。
气道NO主要反映嗜酸细胞性炎症, 当气道炎症反应使嗜酸性粒细胞活化时可诱导iNOS合成增多, 从而使NO产生增多, 因此FeNO已被广泛应用于哮喘的诊断及治疗效果的评估中。
ICAM-1对变应性炎症中嗜酸细胞的聚集有重要的作用, 嗜酸粒细胞表面的LFA-1受到刺激后迅速上调, 与内皮细胞表达的ICAM-1相互作用, 有助于嗜酸粒细胞黏附, 在嗜酸粒细胞通过内皮细胞间隙时起关键作用。
在嗜酸粒细胞通过内皮细胞间隙时起关键作用。
在上皮细胞层, 嗜酸粒细胞的黏附与转移亦受LFA-1与ICAM-1的调节。
ES是黏附分子选择素家族重要成员之一,只表达于损伤部位的内皮细胞上,参与白细胞的黏附和聚集,在炎症、免疫损伤中发挥着重要作用[12]。
小剂量抑制细胞免疫,大剂量抑制b细胞转变为浆细胞的过程。
组胺、五羟色胺、缓激肽等物质。
一氧化氮的临床应用一氧化氮的临床应用1、引言1.1 背景介绍在医学领域,一氧化氮(NO)被广泛研究和应用于各种临床场景中。
作为一种重要的生物信号分子,一氧化氮在调节血管张力、抗菌和抗炎等方面具有广泛的生理作用。
1.2 目的本文旨在介绍一氧化氮的临床应用,包括其在心脏病、呼吸系统疾病、神经系统疾病和免疫系统疾病中的应用。
2、一氧化氮治疗心脏病2.1 冠心病描述一氧化氮作为一种血管扩张剂在冠心病治疗中的应用,以及其对冠状动脉旁路移植术后的效果。
2.2 心力衰竭讨论一氧化氮在心力衰竭治疗中的应用,包括其对血液动力学参数的改善和心脏功能的恢复作用。
2.3 其他心脏病类型讨论一氧化氮在其他心脏病类型中的应用,如高血压、心绞痛等,以及相关研究进展。
3、一氧化氮治疗呼吸系统疾病3.1 阻塞性睡眠呼吸暂停综合征描述一氧化氮在治疗阻塞性睡眠呼吸暂停综合征中的作用,以及其对呼吸功能和睡眠质量的改善。
3.2 慢性阻塞性肺疾病讨论一氧化氮治疗慢性阻塞性肺疾病的疗效和安全性,并与传统治疗方法进行比较。
3.3 其他呼吸系统疾病概述一氧化氮在其他呼吸系统疾病(如支气管哮喘、肺动脉高压等)中的应用情况。
4、一氧化氮治疗神经系统疾病4.1 中风描述一氧化氮在中风治疗中的应用,包括其对脑缺血再灌注损伤的保护作用。
4.2 神经退行性疾病讨论一氧化氮在神经退行性疾病(如帕金森病、阿尔茨海默病等)治疗中的作用,以及其对神经再生和保护的潜在机制。
4.3 其他神经系统疾病提及一氧化氮在其他神经系统疾病(如脑损伤、脊髓损伤等)治疗中的研究和应用情况。
5、一氧化氮治疗免疫系统疾病5.1 自身免疫病讨论一氧化氮在自身免疫病(如类风湿性关节炎、炎症性肠病等)治疗中的应用,以及其对免疫系统调节的作用。
5.2 移植免疫抑制描述一氧化氮在移植免疫抑制中的应用,以及其对器官移植排斥的防治效果。
5.3 其他免疫系统疾病简要介绍一氧化氮在其他免疫系统疾病(如过敏性疾病、感染性疾病等)治疗中的潜在应用。
一氧化氮信号通路在炎症中的作用炎症是一种生物反应,通常是机体受到外界刺激后的一种防御性反应,它通常表现为红肿、热、痛和功能衰退等,这是机体防御性反应的体现。
炎症反应是一种复杂的生物学过程,成百上千种细胞和化学因子相互作用,在炎症反应过程中扮演着关键的角色。
氮氧化物在炎症反应中扮演了重要的角色,其中一种氮氧化物——一氧化氮——是炎症反应中的关键性分子。
一氧化氮的合成依赖于二氧化氮合酶(NOS)的催化反应,NOS存在于许多细胞中,主要由内皮细胞NOS、神经元NOS以及诱导NOS三种类型。
一氧化氮的生物学特性使其可以扮演调节多种生物学过程的角色,例如细胞凋亡、细胞生长、免疫系统、血管舒张和神经传递等等,但我们将主要关注一氧化氮在炎症反应中的作用。
一氧化氮生产与应用在炎症反应中,一些病理状态(如感染、缺血和再灌注性损伤等)会诱导诱导型NOS(iNOS)的表达,并且iNOS的诱导可以导致极大量的一氧化氮产生,这样就可以进一步调节免疫细胞的功能、增加血管通透性、并引起对神经系统的损害。
氮氧化物的生理功能是多种多样的,包括抗菌、免疫反应、细胞凋亡、细胞凋亡及成纤维细胞增殖,细胞凋亡还可能通过一氧化氮与超氧反应生成更多的物质来增强这一过程的影响。
一氧化氮作为一个介质,它在炎症反应中的作用方式主要取决于两个因素:其对肿瘤坏死因子TNFα产生的负反馈作用和它对某些炎症分子的反应能力(例如脂质、蛋白质磷酸和转录因子激素)等。
炎症反应通常会伴随着肿瘤坏死因子(TNFα)的产生,而一氧化氮可以发挥负反馈作用,减弱TNFα的生物学效应,这主要是通过下调TNFR1的表达来实现的。
此外,与TNFR2的亲和力增加有关,一氧化氮也可增强TNFα的另一个反应途径,这可能是与细胞类型和分泌状态有关的。
一氧化氮对TN Fα的反应也与其对某些炎症分子的反应能力有关,例如脂质、蛋白质磷酸和转录因子激素等,其中最主要的是下调转录因子NFκB和AP-1的活性,这些转录因子可以促进多种炎症分子如IL-1β、IL-6、TNFα等的产生,而一氧化氮可通过多种途径下调转录因子的活性,从而降低这些炎症分子的产生。
呼出气一氧化氮检测及其在常见气道炎症性疾病的临床应用气道炎症性疾病是一类常见的慢性疾病,如慢性阻塞性肺疾病、支气管哮喘、慢性咳嗽等,这类疾病患病人数多,造成了严重的社会经济负担,随着病情进展更严重影响患者的生活质量、活动能力,甚至危及生命。
而这类疾病的核心便是气道炎症,不同气道炎症类型治疗手段及对药物的反应也不尽相同,因此辨别气道炎症的类型及评估气道炎症严重程度对疾病早期诊断、鉴别诊断、治疗药物的应用、评估治疗效果及预后判断等具有重大意义。
近年来大量研究及试验证明呼出气一氧化氮(fractional exhaled nitric oxide,FeNO)与气道炎症尤其是嗜酸性粒细胞性炎症有明显相关性,其浓度高低更与炎症严重程度直接相关,且由于其操作简单、可重复性、无创伤等优点,推荐广泛应用于临床。
本文将重点对呼出气一氧化氮的来源、检测方法以及其在常见气道炎症性疾病的临床意义等做进行阐述。
1.FeNO的来源NO是体内一种具有多种生物活性的物质,内源性NO主要来源于内皮细胞、血管平滑肌细胞及巨噬细胞产生的左旋精氨基酸与氧分子在一氧化氮合成酶(NOS)催化下生成,一般分为两型,固有型(cNOS)以及诱导型(iNOS);前者又分为神经元型(nNOS)及内皮细胞型(eNOS)。
不同类型的NOS起着不同的病理生理作用,呼吸道内执行生理作用的少量NO主要由cNOS产生,而iNOS主要作用是炎症介质刺激后产生大量的病理性的NO,气道发生炎症反应时,在炎症因子(如γ-干扰素、白细胞介素、肿瘤坏死因子等)的刺激下,引起iNOS产生,从而引起NO浓度的持续升高,而正常人中,NO升高不如前者明显[1],且NO浓度与炎症严重程度呈正相关[2]。
人类气道的各个部位均能生成NO,其浓度可在气道及肺泡内NO混合的呼出气体中测得;FeNO一般来源于呼吸道上皮细胞、气道与血管内皮间质细胞等,正常人上呼吸道的NO浓度高于下呼吸道,大约是下呼吸道的10倍以上[3],而气管与主气管中NO水平相似,因此临床上主要通过检测下呼吸道NO来反应气道炎症程度。
一氧化氮的作用和功能主治一、作用1.血管扩张:一氧化氮作为一种重要的信号分子,可以通过调节血管的舒缩来影响血管的扩张和收缩,从而调节血压和血流。
它可以通过激活血管内皮细胞中的鸟苷酸环化酶,产生cGMP,进而导致血管平滑肌细胞松弛,血管扩张。
2.抗炎作用:一氧化氮可以抑制炎症反应的发生。
它能够抑制炎症因子的生成和释放,如肿瘤坏死因子α、白细胞介素等,从而减少炎症反应的程度。
3.神经传递调节:一氧化氮在神经系统中扮演着重要的角色。
它可以作为一种神经递质,参与神经元之间的信息传递。
此外,一氧化氮还可以改变神经元的兴奋性和突触可塑性。
4.抗菌作用:一氧化氮可以直接杀死多种细菌和病毒,对于一些感染性疾病具有辅助治疗的作用。
二、功能主治1.降低高血压:一氧化氮通过促进血管扩张,可以降低血管阻力,从而降低血压。
这对于患有高血压的患者具有重要的治疗意义。
2.预防动脉粥样硬化:一氧化氮可以抑制炎症反应的发生,减少血管内皮的损伤,从而减少动脉粥样硬化的发生。
3.改善勃起功能:一氧化氮在勃起过程中扮演着重要的角色。
它可以通过促进血管扩张,增加海绵体的血流,从而改善勃起功能。
4.促进运动性能:一氧化氮可以增加肌肉的血流量,提供更多氧气和营养物质,从而提高运动性能。
5.辅助治疗呼吸系统疾病:一氧化氮可以通过抑制炎症反应、杀菌作用等,对呼吸系统疾病如支气管炎、哮喘等具有一定的辅助治疗作用。
6.改善认知功能:一氧化氮可以改变神经元的兴奋性和突触可塑性,从而对认知功能具有一定的改善作用。
7.辅助治疗肿瘤:一氧化氮可以通过抑制肿瘤细胞的增殖和促进肿瘤细胞的凋亡,对肿瘤具有辅助治疗作用。
总之,一氧化氮作为一种重要的信号分子,在人体内具有多种作用和功能。
它不仅能够调节血管的舒缩,降低血压,预防动脉粥样硬化,改善勃起功能,促进运动性能,还可以抑制炎症反应、杀菌作用等,具有一定的辅助治疗作用。
但需要注意的是,一氧化氮的浓度和平衡十分重要,过高或过低的浓度都可能对身体造成不良影响,因此在使用相关药物或治疗时,应在医生的指导下进行。
一氧化氮与炎症性关节疾病关键词:一氧化氮(NO) 关节疾病炎症一氧化氮(nitric oxide,NO)是由L-精氨酸(L-arginine,L-Arg)胍基氮经NO 合酶(NO synthase,NOS)的催化发生氧化而形成。
NO既兼有第二信使和神经递质的功能,又是效应分子,介导和调节多种生理和病理过程〔1,2〕。
Stadler等〔3〕于1991年用白介素1(interleukin 1,IL-1)或内毒素诱导软骨细胞合成NO,提供了软骨代谢涉及NO的最早证据。
1992年Farrell等〔4〕发现在类风湿关节炎(rheumatoid arthritis,RA)和骨关节炎(osteoarthritis,OA)病人的滑膜液和血清中可检测到大量NO代谢产物亚硝酸盐(nitrite,NO-2),推测NO可能参与这二种疾病关节炎症的病理过程。
以后诸多学者〔5,6〕使用NOS抑制剂等工具药对多种关节炎动物模型进行了研究,证实NO是这些关节炎发病过程中的一种重要炎症介质,由此推动了NO与炎症性关节疾病关系的深入研究。
本文就NO涉及炎症性关节疾病以及有关药物治疗方面的进展作一综述。
1 NO参与炎症性关节疾病的发病过程1.1 关节炎病人:RA和OA滑膜液或血清中NO-2含量以及尿中硝酸盐(nitrate,NO-3)或NO-2/NO-3排出量均高于正常人〔4,7~9〕。
强的松龙0.5 mg/kg口服,连续2~4周,不但降低RA患者C反应蛋白、血沉、晨僵时间与关节疼痛指数,而且还明显减少尿中NO-3排出。
给活动期RA患者甲基强的松龙冲击治疗,1 g/d,连续3天,第4天患者滑膜液中S-亚硝基蛋白(S-nitrosoproteins,S-NP)含量明显减少,且与患者症状、体征以及实验室指标改善呈明显正相关,表明NO可能参与炎症性关节疾病的发病过程。
1.2 关节炎动物模型:NOS抑制剂NG-硝基-L-精氨酸甲酯(NG-nitro-L-arginine,L-NAME)或NG-单甲基-L-精氨酸(NG-monomethyl-L-arginine,L-NMMA),不仅降低佐剂性关节炎(adjuvant arthritis,AA)大鼠不同时期尿中NO-2/NO-3含量,而且减轻相应时间的足肿胀度、踝关节滑膜炎和软骨损伤等病理变化〔6〕。
Cannon等〔10〕动态比较了AA大鼠和胶原性关节炎(collagen-induced arthritis,CIA)大鼠的发病程度与体内NO-3排出量的关系,发现两者的高峰时间不同,且后者均先于前者。
在关节炎发病的不同阶段,AA大鼠尿中NO-3含量均明显高于CIA大鼠,其关节、肝和脾脏中诱导型NOS(iNOS)mRNA表达水平明显高于CIA大鼠,表明NO在两种关节炎模型中所起的作用存在差异。
其他关节炎模型,如MRL-lpr/lpr小鼠可自发形成关节炎,其尿中NO-2/NO-3排出以及腹腔巨噬细胞iNOS mRNA表达均明显增多〔5〕。
iNOS基因敲除(knock-out)小鼠对角叉菜胶诱导炎症反应的敏感度降低〔11〕。
给大鼠膝关节腔注射NO供体药亚硝基铁氰化钠(sodium nitroprusside,SNP),不但引起膝关节肿胀,还可引起滑膜炎等病理变化,进一步证实了NO作为一种炎症介质直接参与了炎症反应和关节损伤过程〔12〕。
2 NO参与炎症关节损伤的作用机制生理条件下,NO通过激活鸟苷酸环化酶催化GTP产生cGMP发挥作用〔2〕。
NO参与炎症反应和关节损伤是通过以下途径实现的。
2.1 NO促进其他炎症介质的释放2.1.1 前列腺素E2(PGE2):Salvemini等〔13〕报道,NO可通过激活环氧酶促进PGE2产生。
体外实验结果〔14〕表明,L-NMMA可浓度依赖性拮抗IL-1,抑制软骨细胞增殖反应和促进PGE2产生,而SNP可诱导软骨细胞产生PGE2并抑制其增殖反应,提示IL-1的上述作用是通过NO介导的。
相反,IL-1体外主要促进滑膜成纤维细胞增殖反应,这是由于IL-1诱导滑膜成纤维细胞产生NO明显低于软骨细胞,从而对滑膜成纤维细胞PGE2的产生无明显促进作用〔15〕,这有助于解释RA 滑膜成纤维细胞高度增殖形成血管翳以及关节软骨的破坏作用。
2.1.2 炎性细胞因子:RA滑膜液中NO-2与TNF-α等细胞因子含量明显增高。
NO供体药S-亚硝基乙酰青霉胺(S-nitroso-acethylpenicillamine,SNAP)可浓度依赖性促进RA滑膜细胞产生TNF-α〔16〕。
另一NO供体药S-亚硝基谷胱甘肽(S-nitroso-glutathione,S-NO-GSH)亦可明显促进INF-γ和脂多糖诱导小鼠腹腔巨噬细胞产生TNF-α和IL-1α〔17〕。
提示,NO对RA关节损伤作用可能与其促进TNF-α和IL-1α产生有关。
2.2 增强金属蛋白酶活性IL-1β、TNF-α和内毒素联合应用能分别诱导人或牛软骨细胞产生NO和增强金属蛋白酶活性。
L-NAME可抑制其NO产生及金属蛋白酶活性。
SNAP可浓度依赖性诱导软骨细胞金属蛋白酶活性增强,表明NO可增强金属蛋白酶活性〔18〕。
金属蛋白酶激活可引起软骨基质降解。
IL-1诱导软骨释放NO并促进软骨基质蛋白多糖的降解可能与此途径有关。
2.3 与过氧亚硝酸根离子(ONOO-)有直接毒性作用,可使含酪氨酸的蛋白硝基化,生成硝基化酪氨酸,使抗氧化酶失活。
RA滑膜液和血清以及角叉菜胶诱导大鼠足肿胀模型的炎症关节局部均可检测出硝基化酪氨酸〔19〕。
ONOO还可分解为作用更强的羟自由基,引起关节局部组织脂质过氧化,从而加重炎症关节损伤〔5〕。
2.4 抑制滑膜的T细胞浸润免疫组化结果表明,RA滑膜组织浸润的T细胞明显少于单核细胞〔16〕。
我们结果表明AA大鼠脾细胞增殖反应降低是由于激活的巨噬细胞产生大量NO抑制T 细胞增殖反应所致〔20〕。
RA患者滑膜细胞高度激活产生NO,由此抑制关节局部T细胞的浸润、增殖和分泌功能,从而减少了Th2细胞分泌IL-10、IL-4等其负反馈调节作用的细胞因子〔16〕。
此外,NO还可引起人软骨细胞凋亡,从而削弱了机体对软骨损伤的修复能力。
3 药物对NO产生的调控作用3.1 NOS抑制剂:根据NOS抑制剂的作用类型可分为〔2〕:①主要抑制结构型NOS(cNOS),如L-硝基精氨酸(N-nitro-L-arginine,L-NNA)。
②主要抑制iNOS,如L-N6-(1-亚胺乙基)-赖氨酸〔L-N6-(1-iminoethyl)-lysine,L-NIL〕、氨基胍(aminoguanidine,AG)。
③非选择性抑制cNOS和iNOS,如L-NMMA、L-NAME。
连续使用L-NMMA 20天后,少数AA大鼠有蛋白尿,表明肾功能降低可能与其抑制cNOS的作用有关〔6〕。
但亦有相反的报道〔19〕,L-NMMA或L-NAME可抑制不同时期大鼠角叉菜胶诱导炎性足肿胀,而L-NIL或AG均不抑制早期足肿胀,仅抑制炎症后期足肿胀,提示早期炎症和后期炎症反应分别由cNOS和iNOS催化生成NO介导的。
因此,只有弄清cNOS催化生成NO在炎症性关节疾病中所起的作用后,才能在临床上合理使用选择性还是非选择性iNOS抑制剂,或同时使用NO供体药减轻非选择性NOS抑制剂引起的不良反应。
3.2 甾类消炎药:甾类消炎药为iNOS抑制剂〔5〕。
甾类消炎药对RA患者的治疗作用与其降低体内NO生成有关〔7〕。
但亦有资料报道,地塞米松或氢化可的松对IL-1诱导人或兔软骨细胞产生NO的抑制作用轻微,对OA患者软骨细胞产生NO无明显抑制作用〔21〕,提示此类药物对软骨损伤无保护作用。
3.3 非甾类消炎药:治疗浓度的乙酰水杨酸可抑制脂多糖(LPS)诱导小鼠巨噬细胞iNOS蛋白表达和NO-2产生,但不影响iNOS mRNA表达;乙酰水杨酸对从巨噬细胞提取的iNOS蛋白的催化活性也有明显抑制作用。
而治疗浓度的水杨酸钠或吲哚美辛对上述作用均无影响。
乙酰咪唑亦具有与乙酰水杨酸类似作用,而咪唑却无作用。
乙酰水杨酸体外亦可抑制OA软骨组织产生NO〔22〕。
因此,开发这类具有乙酰化基团的新型非甾类消炎药治疗炎症性关节疾病将有重要意义。
3.4 改善病情药物:Kwon等〔23〕检测小鼠巨噬细胞iNOS蛋白的催化活性时,发现甲氨蝶呤(methotrexate,MTX)可完全抑制二氢生物蝶呤,促进L-Arg转化生成NO。
环孢菌素A(cyclosporin A,CsA)体外可浓度依赖性抑制脂多糖诱导小鼠巨噬细胞产生NO,表明MTX和CsA的抗关节炎作用可能与其抑制NOS的催化活性有关〔5〕。
金诺芬虽不能抑制兔和大鼠体内NO的产生,但可降低血管以及组织对NO的敏感性,这一作用是否与治疗作用有关,有待进一步证实〔5〕。
此外,四环素类药物多西环素和米诺环素的药理剂量可明显抑制iNOS mRNA的表达,降低OA患者软骨细胞以及小鼠巨噬细胞iNOSR的催化活性〔24〕,从而说明了四环素类药物治疗RA与其降低过高的NO生成有关。
3.5 生物制剂:Miesel〔25〕等报道,IL-1受体拮抗剂(IL-1 receptor antagonist,IL-lra)不仅抑制过氧铬酸钾足跖皮下注射引起小鼠关节炎症反应,而且降低体内NO生成。
IL-lra体外抑制IL-1诱导兔滑膜细胞胶原酶增高的活性与其降低NO产生有关。
由于这类生物制剂选择性高,并可明显抑制iNOS蛋白以及iNOS mRNA表达等作用,预计这类药物对RA等炎症性关节疾病将有较好的应用前景。
3.6 中药:白芍总甙(TGP)为抗炎免疫调节药。
动物实验结果表明,TGP对AA 大鼠抗关节炎作用与其抑制巨噬细胞过高分泌NO、TNF等有关〔26〕,提示TGP治疗RA可能与抑制体内NO生成有关。
雷公藤多甙在抑制AA大鼠继发炎症反应的同时,亦降低大鼠血清中NO-2/NO-3含量。
尽管这些中药有效成分抗关节炎作用机制与抑制NO产生有关,但它们治疗RA等慢性炎症疾病与NO的关系尚待研究。
4 问题与展望4.1 体内检测NO:由于NO半衰期仅有几秒钟,很快代谢或转化为其他产物。
因此,能反映体内NO代谢情况的检测指标受到广泛的关注。
人体通常只能从尿液、血液或滑膜液中检测NO水平。
NO-2是内源性NO产生的主要标志性代谢物,但很快氧化生成NO-3,体内后者含量比前者高出100倍左右。
因此,检测体液中NO-2+NO-3(即NO-2/NO-3)量才可代表NO代谢产物〔2〕。
NO-2和NO-3尤其后者易受食物组成的影响。
Grabowski等〔8〕认为,患者检测前一天晚上禁食,其晨尿中NO-3与肌酐比率可排除食物的干扰。
除检测NO代谢产物外,对其体内转化产物的检测亦受到重视。