重视内源性抗休克物质在休克中的作用研究

作者：凌亦凌，黄新莉    作者单位：河北医科大学病理生理教研室，河北 石家庄 050017

 【摘要】  内毒素休克是临床常见的危重病症，在休克状态下，机体可产生许多内源性抗休克物质。我们在深入研究休克发病机制的同时，应该重视内源性抗休克物质的作用，这将为休克的防治提供新的思路和对策。

【关键词】  休克 抗休克物质

　　AImportance of the role of endogenous antishock material in shock　　LING Yiling,HUANG Xinli　　（Department of Pathophysiology,Hebei Medical University,Shijiazhuang  050017,China）　　Abstract:  Endotoxic shock is a common and severe pathological process in clinical practice.The body can produce many endogenous antishock materials during shock.We should attach importance to the role of endogenous antishock material in shock during our study of the pathogenesis of shock,which will provide new idea and measures for prevention and treatment of shock.

　　Key words：shock;antishock materials

　　自1743年法国医师LeDran第1个在论文中描述休克（choc）以来，经过260多年的研究，对休克的认识已从一组严重临床状态的判定和救治，深入到它的本质。然而，进入21世纪的今天，在采用各种抗休克措施以后，有部分重症患者仍然摆脱不了灭顶之灾。若干疑问一直困扰着医学界，例如，为什么重症休克时采用各种血管活性药物和抗休克措施后血压仍持续下降？为什么感染性休克和其它晚期休克病死率居高不下？有什么办法可同时调节或拮抗近来发现的越来越多的细胞因子？又有什么办法能恢复休克时呈现“无复流（noreflow）”的微血管血流等等。以往的研究偏重于致休克因子引起机体的损伤，以及如何用外源性的抗休克药物来抵御休克的发展。最近的一些研究发现，许多内源性抗休克物质通过调节血管反应性、免疫功能和炎症因子的释放，具有重要的抗休克作用，值得高度重视。

　　1  内源性抗休克物质

　　1.1  细胞因子类内源性抗休克物质

　　研究证实人体内存在数十种以上的细胞因子，它们可以在信号诱导、受体调节和生物学效应等多个水平上发生协同或拮抗性质的相互作用，从而构成一个内容丰富且关系复杂的网络系统，即“细胞因子网络”。研究证实，休克是机体全身和局部多因子、多种递质参与的进行性发展的复杂过程，除已知的儿茶酚胺、血管紧张素、乙酰胆碱、组胺、缓激肽、血栓素、前列腺素等体液递质外，近年来，发现很多炎性递质与休克的发展有关。细胞因子可分为促炎性细胞因子和抗炎性细胞因子两种类型。抗炎性细胞因子主要包括：白介素4（IL4）、白介素10（IL10）、白介素1受体拮抗剂（IL1ra）、肿瘤坏死因子结合蛋白（TNFBP）、可溶性肿瘤坏死因子受体（TNFsr）、生长素（ghrelin）等。它们与促炎性细胞因子如肿瘤坏死因子（TNF）、白介素1（IL1）、白介素6（IL6）、白介素8（IL8）等之间相互影响、相互作用，形成了机体内一种重要的平衡机制，即“细胞因子平衡”。无论在何种情况下，都必须保持体内这两类细胞因子的有效平衡，以利于维持机体的内稳态。

　　1.2  生物活性肽及血管活性物质类内源性抗休克物质

　　1.2.1  八肽胆囊收缩素（cholecystokininoctapeptide，CCK8）

　　Mutt和Jorpes于1971年首先从猪小肠上段分离纯化了CCK，并阐明它是由33个氨基酸残基组成的多肽（CCK33）。Ondetti的研究表明，CCK的生物活性所必需的结构是A羧基酰胺化的C末端四肽，而C端第7位酪氨酸(Tyr)残基磷酸化的CCK八肽（CCK8）具有天然CCK的全部生物学活性。其后的研究表明：CCK存在着多种分子形式，它们均含有生物活性的C端四肽，区别在于N端不同长度的延伸。CCK8由羧基末端8个氨基酸组成，是具有CCK全部生物活性的最小单位。其他CCK片段包括CCK58、CCK39、CCK33、CCK25、CCK7、CCK6等。

以往对CCK的研究多偏重于其在消化系统、神经系统及内分泌活动中的调节作用。近年来发现，CCK在全身其它器官（肺、心血管、肾脏等）也有分布。1986年，Bertolin报道CCK8具有抗失血性休克的作用；凌亦凌等［1］证实，CCK8具有抗内毒素休克（endotoxicshock，ES）的作用。ES是一种危重病症，平均动脉压（MAP）降低而肺动脉压（PAP）增高是其早期发病的特征性病理变化，晚期常出现多器官组织的损伤，引起多器官功能障碍综合征（multiple organ dysfunction syndrome，MODS）。研究发现ES动物血浆中CCK8的含量升高，这与休克时肺对CCK8的清除率降低，以及内源性CCK8浓度升高有关。研究证实静脉注入CCK8可部分逆ES大鼠的MAP降低，完全拮抗ES早期的PAP增高；可减轻肺、肝脏、脾脏、肾脏间质水肿及白细胞浸润等炎性病理损伤，以及心、脑等多种器官的病理变化；可使ES动物24小时死亡率由50%降至16.7%。应用CCK8的受体拮抗剂丙谷胺后，ES动物的上述损伤加重，动物24小时死亡率上升为90%［2］。

　　1.2.2  血管活性肠肽（vasoactivintestinalpeptide，VIP）和垂体腺苷酸环化酶激肽（pituitary adenylate cyclaseactivating polypeptide，PACAP）

　　VIP和PACAP分别由28和38个氨基酸组成，结构上有65%的同源性，同属于胰高血糖素/促胰液素家族。VIP最初从小肠中分离得到，后来又在中枢和周围神经系统及各种淋巴组织中也发现了它的存在，因此它是一种广泛存在于各种器官和组织中、作为神经递质或神经调节因子起作用的神经肽。PACAP最初从绵羊的下丘脑提取物中分离得到，后来发现同VIP一样分布广泛，而且结构和作用相似。近期的一些研究发现， VIP和PACAP通过调节免疫和炎症因子的释放，具有重要的抗感染性休克作用［3］。

　　1.2.3  肾上腺髓质素（adrenomedulin，AM）

　　1993年研究发现人肾上腺嗜铬细胞瘤组织抽提物中，有能够显著提高大鼠血小板cAMP含量的活性成分，从这些活性成分中分离出一种多肽，该多肽具有显著降低大鼠血压的作用，其氨基酸序列与现有已知多肽的系列均不相同，将其命名为肾上腺髓质素（AM）。人AM前体含有185个氨基酸残基，其N端含有由21个氨基酸残基组成的信号肽。AM前体中的第95～146位氨基酸残基水解出来即是成熟AM。因此，成熟AM由52个氨基酸残基组成，其分子内含有1个二硫键，借此形成1个含有6个氨基酸残基的环状结构。AM的C端酪氨酸发生酰胺化，N端的环状结构及C端的酰胺化是维持AM生物活性所必需。Ueda等［4］研究表明，休克状态下实验动物血浆AM水平明显高于正常对照组，且与休克的程度相关。在休克状态下，血浆AM浓度增高是机体维持内环境稳定的一种反应，增加了细胞的有效灌注。AM可通过其强大的舒血管效应降低总的血管阻力，并通过排钠利尿而减轻心脏的前后负荷。还有研究发现AM可以通过抑制氧化应激来保护休克动物的脏器免受损伤。

　　1.2.4  内皮素（Endothelin，ET）

　　ET主要由内皮细胞合成释放，是迄今所知作用极强、持续时效又长的缩血管活性多肽，资料表明ET紊乱与休克等心血管疾病发生有关。在创伤性休克、肠系膜上动脉闭塞性休克（SMAO）及脓毒症休克患者和实验动物休克模型，血浆ET增加2～6倍，说明ET直接参与了休克的发生与发展。在休克过程中，ET可能作为机体内源性致损伤因子参与了休克发病。由于ET作用持久，并难以被一般药物所对抗，因而一旦ET大量释放，其致病作用将难以逆转。提示血浆ET大量升高可作为临床危重状态的一个重要指标。然而，它也具有保护因子的作用，在休克代偿期，机体动员其防御和抗病能力，以建立新的内稳态；此时，ET分泌增加具有一定的抗损伤作用，如调节血管和心肌收缩，增加回心血量，升高血压等［5］。但随着休克的发展，代偿因素之间的协调破坏，机体难以克服损伤反应，此时ET持续分泌，可能进一步破坏相互间的稳态平衡形成恶性循环，导致休克不可逆。

1.2.5  心钠素（Atrialnatriureticpeptide，ANP）  　　ANP通过特异性受体介导可舒张血管、降低血压，但无血管内皮依赖性。Shackford等［6］报道内毒素休克及失血休克、急性呼吸窘迫综合征（ARDS）的动物和人血中ANP显著升高。休克时ANP与加压素、肾素-血管紧张素等相互制约，调节水盐平衡及肺血管反应性，缓解肺动脉高压，可能有助于防止ARDS的发展。休克时ANP升高可以阻止去甲肾上腺素（NA）、ET引起的细胞内高钙负荷，对细胞有保护作用，并能促进加压素释放。

　　1.2.6  神经肽Y（NeuropeptideY，NPY）  　　NPY于1982年首次从猪脑中分离纯化而得，为36肽，以羧基端的A-酪氨酰胺为特征。有研究报道，内毒素性、失血性休克大鼠循环NPY明显增加，外源性NPY可以逆转内毒素所致的大鼠低血压，并使内毒素休克时血管的低反应性恢复。

　　1.2.7  一氧化氮（Nitricoxide，NO）

　　NO是内皮舒张因子（EDRF）的活性形式，随着对NO研究的不断深入及扩展，逐渐发现了NO的“双面刃”作用，即其细胞保护作用和细胞毒性作用。目前倾向于认为，NO的作用与休克状态下NO产生量的多少有直接关系。由血管内皮细胞中的固有型一氧化氮合酶（cNOS）和诱生型一氧化氮合酶（iNOS）均可催化产生内源性NO，只是iNOS被激活后其催化产生的NO的量和持续时间都远远超过cNOS的作用，而且由iNOS产生的大量NO具有抑制cNOS的作用，使内皮源性NO生成减少。在休克代偿期，在致休克因素如内毒素，尤其是LPS和炎症介质，如IL1、γ干扰素及TNF等作用下，由cNOS催化产生、内皮细胞分泌的小量的NO可以通过抑制中性粒细胞聚集、清除氧自由基、降低血管通透性和扩张血管以维持器官血流灌注等作用，从而减轻休克时组织氧化应激损伤，如果抑制内源性NO的产生，则会加重此时的组织损伤；另一方面研究表明，由iNOS产生的大量NO具有细胞毒性，且会导致血管进一步舒张，参与了休克过程中的低血压进程［7］。

　　1.3  热休克蛋白（heat shock protein，HSP）

　　HSP又称应激蛋白，是普遍存在于所有生物细胞中一组结构和功能具有广泛同源性的蛋白质。HSP是一组糖蛋白，根据分子量的大小可分为大分子HSP家族（分子量：100～110）、HSP90家族、HSP70家族、HSP60家族、小分子HSP家族及泛素等家族；其中研究较多的具有抗休克作用的主要有HSP70和HSP32。

　　Hauser等［8］在感染性休克模型中显示，诱导HSP可以通过抑制血管内皮细胞iNOS的合成，逆转血管对去甲肾上腺素的低反应性，减轻低血压。在内毒素血症时，HSP基因缺乏鼠的死亡率及血中促炎细胞因子水平明显高于正常鼠。给大鼠先后静注谷氨酰胺（Glu）和脂多糖（LPS），发现Glu明显促进大鼠心脏、肺和结肠等组织细胞表达HSP70，减轻内毒素对心、肺、结肠的损害，并显著降低动物的死亡率。已有研究表明HSP表达在脓毒症中具有细胞保护作用，但其保护作用是属于预防性的。给大鼠静脉注射LPS诱导脓毒性休克后，即对大鼠施行热应激处理，结果在脓毒血症诱发后12小时，处理组生存率明显高于对照组，提示机体受内毒素损害后再诱导HSP也有保护作用。

　　热休克蛋白家族中的一个成员HSP32，即血红素加氧酶（hemeoxygenase，HO）是一种最广泛存在的抗氧化防御酶，。以往的研究表明，HO存在3种不同的亚型，分别由不同基因编码，他们在基本结构、表达调节和组织分布中有很大差异。其中HO1为诱导型，多种伤害性刺激（包括缺氧、热休克、内毒素、细胞因子和NO等）均可诱导HO1高水平的表达。HO1具有抗炎、抗氧化等效应，在休克时发挥细胞保护作用。

　　2  内源性抗休克物质的相互作用

　　每种内源性抗休克物质发挥其抗休克作用的机制不尽相同，而且在休克的不同时期（如早期、中期、危重期等）其作用也可能不同，甚至是发挥相反的作用；更有意义的是，一种抗休克因子和另外的抗休克物质之间可能存在协同作用，甚或拮抗作用；再者，抗休克物质与致损伤的休克因子之间的相互作用也是错综复杂的。

　如我们的研究发现，CCK8的抗休克作用并不是孤立的，该作用与其可以调控血管活性物质从而调节体/肺循环血管反应性、抗氧化、抗炎及免疫调节作用等有关：我室研究证实，CCK8通过抑制iNOS/NO体系逆转ES时的肺动脉内皮依赖性舒张反应的受抑，减轻胸主动脉收缩反应降低的作用，从而升高MAP而降低PAP；CCK8可通过上调抗氧化物质如HO1表达，减少致炎性信号分子体系如胱硫醚γ裂解酶/硫化氢（CSE/ H2S）的产生发挥抗ES时的氧化应激损伤作用［9］；CCK8可显著抑制LPS诱导的血清和肺组织TNFα、IL1β和IL6的增加，上调抗炎因子IL10的表达，从而发挥减轻ES时的炎症损伤和免疫调节作用。我室进一步的研究发现，p38 MAPK/NFκB、JNK/AP1、JAK/STAT3及cAMPPKA、DAGPKC等信号转导通路参与了CCK8上述作用的发挥，且上述信号转导通路之间还存在“交叉对话”（crosstalking）［10］。

　　另有研究证实，VIP/PACAP可通过抑制巨噬细胞促炎因子分泌和促进抗炎因子产生而在感染性休克中起细胞保护作用。最近几年体内和体外实验均证实，VIP/PACAP对激活型巨噬细胞所分泌的促炎因子TNFα、IL1β、2、6、12起抑制作用，但促进抗炎因子IL10的产生，在感染性休克和多功能脏器损害中起重要的保护作用。给BALB/c大鼠应用致死量LPS(400μg)和VIP/PACAP 96小时后其存活率仍达56%，而对照组存活率为0，而且死亡BALB/c大鼠的存活时间也比对照组长1倍；对该组大鼠血清和腹膜液进行分析，其中TNFα、IL1β、2、6、12水平明显下降，IL10水平升高。体外实验发现，VIP/PACAP对激活型巨噬细胞的作用呈时间和剂量依赖模式，一般在5～15分钟潜伏期后就可达到最大作用，一般持续2～3小时后明显下降。但对IL10分泌的促进作用可持续12小时，起效浓度范围很大，在10-6～10-10mol/L之间，但在10-8mol/L时作用最大，这与其其它免疫调节作用的浓度一致。

　　还有研究证实，AM转基因鼠的一个脓毒症休克的模型表明，AM在脓毒症休克后能保护肝脏功能，而此作用可因阻断NO合成而消失。肾脏的缺血性损害在AM转基因鼠中减轻，在AM基因敲除鼠中加重。也是这个模型，在阻断了NO的合成后AM的作用消失。故我们推测AM是通过增加NO的合成来维持血流从而保护脏器。在大鼠主动脉中抑制鸟苷酸环化酶减轻了AM的血管扩张作用。阻断NO合成可减轻AM诱导的肾血流增加皆支持上述推断。

　　3  结语

　　综上所述，休克是涉及多种细胞、由多种因子参与的复杂病理过程。我们在深入研究休克发病机制的同时，应该重视内源性抗休克物质的作用，较准确地分析和了解休克每个阶段中致休克物质与抗休克物质网络间的复杂关系，充分调动休克某阶段的那些内源性抗休克物质的功能，这将为休克的防治提供新的思路和对策。

【参考文献】  　　［1］凌亦凌,黄善生,王乐丰,等.八肽胆囊收缩素抗内毒素休克的实验研究［J］.生理学报,1996,48(4):390-394.

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　　［3］Pozo D.VIP and PACAP mediated immunomodulation as prospective therapeutic tools［J］.Trends Mol Med,2003,9(5):211-217.

　　［4］Ueda S,Nishio K,Minamino N,et al.Increased plasma levels of adrenomedullin in patients with systemic inflammatory response syndrom［J］.Am J Respir Crit Care Med,1999,160(1):132-136.

　　［5］汤健,唐朝枢,杨军,等.内皮素［M］.北京:北京医科大学中国协和医科大学联合出版社,1994.79-172.

　　［6］Shackford SR,Norton CH,Ziegler MG,et al.The effect of hemorrhage and resuscitation on serum levels of immunoreactive atrial natriuretic factor［J］.Ann Surg,1988,207(2):195-200.

［7］Cobb JP,Danner RL.Nitric oxide and septic shock［J］.JAMA,1996,275(15):1192-1196.

　　［8］Hauser GJ,Wasserloos K,Dayao EK,et al.Effect of sodium arsenite on iNOS expression and vascular hyporeactivity associated with cecal ligation and puncture in the rat［J］.Shock,2001,15(1):73-76.

　　［9］田凤军,凌亦凌,黄新莉,等.内源性H2S在CCK8减轻脂多糖所致急性肺损伤中的作用［J］.中国病理生理杂志,2007,23(4):761-766.

　　［10］高维娟,许顺江,丛斌,等.CCK8对大鼠肺间质巨噬细胞cAMPPKA信号通路的激活作用［J］.中国药理学通报,2007,23(3):321-326.