阿魏酸钠对受损血管内皮细胞保护作用的研究进展

作者：王增春（综述）， 陈良万（审校）   

作者单位：福建医科大学附属协和医院心外科，福建省胸心外科研究所,福州 350001

【关键词】  阿魏酸钠； 内皮，血管； 内皮细胞

　　阿魏酸钠(sodium ferulate，SF)是我国自行研发的一类新的非肽类内皮素受体拮抗剂，作用广泛，具有多种生理功能，可拮抗内皮素引起的血管收缩、升高血压及血管平滑肌细胞增殖；增加NO的合成，松弛血管平滑肌；抑制血小板聚集、抗凝血；抑制胆固醇合成，降低血脂，清除自由基，防治脂质过氧化损伤；抗炎及抗细胞凋亡等作用。血管内皮细胞(vascular endothelial cell，VEC)位于血液和组织之间，直接和血液接触，很容易受到血液中病理生理变化的影响，具有易损伤的功能性界面，凡接受损伤刺激和心血管危险因素，均首先作用于血管内皮，导致内皮细胞功能障碍。内皮细胞功能障碍主要表现为舒张和收缩因子、促凝和抗凝物质、生长抑制和生长促进物质的生成释放不平衡，引起生理系统多方面的变化，是多种血管性疾病的关键环节[1]。研究表明，吸烟、缺乏运动、年龄增加、雌激素减少、动脉硬化、高血压、糖尿病、血脂异常、冠心病、心力衰竭、血管外科与介入治疗等多种因素，均可造成内皮细胞损伤[2]。而SF在保护VEC、防治和减轻疾病发生发展过程中所造成的VEC损伤有明显效果。

　　1  VEC功能    　　VEC具有复杂的功能，其主要功能包括:(1)屏障保护功能:完整的血管内皮能保障血液循环顺利进行，保持内环境稳定，防止出血和血细胞与内皮下的平滑肌细胞及其他组织接触而引起血小板聚集、凝血与血栓形成等[3]；(2)选择通透性:VEC通过舒张和收缩运动改变毛细血管通透性，调节血液循环和血管内外物质交换；(3)增殖修复功能:VEC合成和分泌多种结缔组织成分，具有增殖和修复功能，维持血管壁的完整性[4]；(4)分泌调节功能:内皮细胞合成和分泌一氧化氮(NO)、前列环素(PGI2)、VEC超极化因子(EDHF)、血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)、内皮素(ET)、血栓素A2 (TXA2 )、VEC收缩因子(EDCF)、凝血因子Ⅷ相关抗原和黏附分子等一系列活性物质，还能产生活性氧如超氧阴离子(O－·)等[37]。其中分泌调节功能是VEC最复杂的功能。血管内皮可通过自分泌和旁分泌产生多种活性物质，调节自身及相关组织的构建和功能。

　　2  血管内皮功能障碍的发生机制    　　血管内皮功能障碍又称为血管内皮功能紊乱、血管内皮功能失常和血管内皮功能失调等。目前评价内皮功能障碍（endothelial dysfunction，EDF）的金标准仍是内皮细胞依赖性血管舒张功能障碍[8]。换言之，EDF最特征性的表现即是内皮依赖的血管舒张功能障碍。现已清楚，多数心血管系统疾病、糖尿病、妊娠高血压综合征、长期吸烟、器官移植、缺血再灌流损伤和氧化应激等都伴有或轻或重的EDF。EDF已成为有关疾病或损害发生的始发因素、病理生理改变或发病机制，两者互为因果形成恶性循环，明显影响疾病的发展、转归与治疗效果，是目前医药科学研究最活跃的领域之一。目前对EDF发生的精确机制仍不清楚，不同的疾病及其状态、不同的引发因素所致的EDF，其发生机制也有所不同。

　　2.1  内皮细胞产生的活性物质异常导致EDF  内皮细胞自分泌或旁分泌的活性物质可分为作用相反而又相互联系的两大类，其共同调节、维持血液循环内环境的平衡与稳定。一旦内皮细胞产生的活性物质异常，这种平衡受到破坏便可能引起EDF。如NO和ET、PGI2和TXA2等就是这样一些作用相反的生物活性物质,它们的分泌如果异常就可能引起EDF。实际上，很多有关EDF的研究就是把这些活性物质作为观测指标，如妊娠高血压综合征患者在出现VEC及血管壁损害时，血浆中ET1、TXA2和凝血因子Ⅷ相关抗原水平升高，而NO和PGI2水平降低[9]。这表明内皮细胞所分泌的活性物质异常是引起EDF的重要因素。

　2.2  氧化应激活性氧产物增加导致EDF  目前有比较充分的资料说明，细胞内的氧化还原状态是影响内皮细胞内环境的决定性因素，而NO是调节内皮功能的关键分子。研究表明，内环境中NO与活性氧类(reactive oxygen species，ROS)两者之间的平衡是调节内皮细胞正常氧化还原状态和维持正常内皮功能所必需的。EDF时血管失去原有的舒张能力，其原因至少部分是由于氧化应激使O－·等ROS产物增加引起NO氧化灭活所致[3]。因为NO的灭活还会引起平滑肌细胞增殖与迁移，促进核转录因子NFκB和致炎分子的表达，从而促进炎症，诱发血栓形成。已经明确的心血管危险因素如血脂紊乱、血压升高、糖尿病和吸烟等，都可使血管壁产生氧化应激，O－·增加导致EDF。而且若多种危险因素同时存在，还能产生协同效应从而进一步恶化血管内皮功能。据报道，内皮细胞中的一氧化氮合酶(NOS)、环氧酶、脂氧酶、黄嘌呤氧化酶、NAD(P)H氧化酶、CYP氧化酶类等,都可参与氧化应激产生ROS[1013]。研究发现，冠脉内皮细胞内CYPC9在生理状态下就能产生ROS参与调节血管紧张度和内环境[14]。由于NO本身就是反应性自由基,当ROS产物如O－·、H2O2和脂类过氧化物自由基增多时,NO会与之反应从而将其清除。NOO－·反应速率极快，比O－·与超氧化物歧化酶(SOD)的反应快3倍[1516]。生理状态下ROS主要由SOD、过氧化氢酶等酶促清除，但当ROS异常增多或酶促清除能力不足时，NO首当其冲，在清除ROS的同时，自身也被氧化灭活，从而导致EDF。

　　3  SF对VEC的保护作用

　　3.1  SF对VEC内分泌的平衡的影响  近十余年来，随着心钠素(atrial natriuretic peptide，ANP)、内皮素(endothelin，ET)的相继发现，人们对心脏、血管、内皮细胞功能的传统认识有了根本的改变。心脏不再是单一的血液循环动力器官，血管也不仅仅是血流管道，内皮细胞除了是血液和组织间代谢交换的屏障外，它与心脏、血管一样，均具有重要的内分泌功能。它们可以产生和分泌多种生物活性物质，在调节血压和体液平衡中起重要作用；在各种高血压、心、脑血管以及其他多种疾病的发病机制中具有重要的病理生理学意义；在正常的生理状况下，它们维持血管的紧张度和局部血流的稳定；而在疾病状态下，它们分泌或代谢的异常影响疾病的发生和发展。王峰等研究发现SF是一种新的非肽类ET拮抗剂，可拮抗ET1与其受体结合，还能降低血浆ET1的浓度[17]。研究显示，经皮冠状动脉内成形术（PTCA）后，ET1水平明显增加，且局部浓度增加更多[18]。术后应用SF，可能在受体水平阻滞ET1的作用，增加NO水平，从而抑制内膜的增生，为预防术后再狭窄提供了一个新的治疗手段[19]。ET1通过激活ETA受体抑制NO释放和分泌，SF能阻断这一过程，从而增加NO合成和释放[19]。SF通过拮抗ET的作用可明显使冠心病心绞痛病人血浆ET下降，NO上升，具有扩张血管、改善心肌缺氧缺血作用[20]。ET和NO生成异常在缺血再灌注损伤中具有重要作用，拮抗ET的作用或促进NO的生成均可减轻器官的缺血再灌注损伤。SF对兔缺血再灌注损伤心肌ET和NO生成的影响研究发现，与单纯的缺血再灌注损伤组相比，SF治疗组血浆ET水平明显下降，血清NO水平明显升高[21]。由于血小板聚集受TXA2和PGI2平衡的调控，TXA2可使血小板聚集，PGI2则抑制血小板聚集，因此SF抗血小板聚集、抗血栓形成等作用可能与调节TXA2和PGI2平衡有密切关系。研究表明，SF和阿司匹林合用可显著降低脑血栓患者血浆中TXA2与PGI2的比值，对预防脑血栓形成有一定效果[22]。TXA2和PGI2在体内不稳定，分别迅速转变为稳定而无生物活性的血栓素B2(TXB2)和6酮前列腺素F1α(6ketoPGF1α)，通常以测定TXB2和6ketoPGF1α来反映TXA2和PGI2的生成量。王烨等发现SF能抑制缺氧性肺动脉高血压大鼠血小板聚集，降低血浆TXB2及6ketoPGF1α含量，即给予治疗组大鼠SF 200 mg·kg1·d1共2周，可使治疗组大鼠血小板聚集率、血浆TXB2、6ketoPGF1α较缺氧组有显著下降[23]。李友清等报道SF能明显降低脑组织中TXB2及6ketoPGF1α的含量，与其抑制犬心脏停跳复苏后脑组织花生四烯酸的代谢有关[24]。

　3.2  清除自由基，防治脂质过氧化损伤  内皮细胞的损伤不仅受外界因素的影响，而且自身也参与损伤过程。生物体内产生氧自由基的途径很多，可由内皮细胞产生，也可由中性粒细胞或巨噬细胞的呼吸爆发产生。如内皮细胞受损后，黏附分子的表达增多造成白细胞、血小板在血管壁的黏附、聚积、释放，白细胞的激活可以释放多种细胞因子进一步损伤内皮细胞。体内产生的自由基极易损害细胞脂质中的不饱和脂肪酸，引起脂质过氧化反应。过氧化脂质的代谢产物丙二醛（MDA）通过蛋白质一级氨基集团反应与蛋白质交联，造成细胞功能的破坏。正常状态下，体内存在一套完整的清除自由基的系统，使自由基的产生和清除保持动态平衡。体内清除自由基的反应可分为酶促清除和非酶促清除两种:前者通过SOD、过氧化物和谷胱甘肽酶系，将自由基转化为无毒性的水；后者是指维生素E、维生素C、还原型谷胱甘肽、尿酸、胡萝卜素、血浆铜蓝蛋白等非酶性抗氧化剂对自由基的清除，从而阻止了脂质过氧化物(LPO)的形成[25]。研究表明:SF可明显增加SOD活性，减低LPO含量，清除氧自由基，抑制脂质过氧化损伤；SF对－·、羟自由基和过氧化氢有直接清除作用，亦能与膜磷脂酸乙醇胺结合，阻止膜脂质被自由基侵袭，从而发挥抗脂质过氧化作用[26]。杨艳秋等证实，SF可明显增加SOD活性，减低过氧化脂质含量[27]。SOD含量明显升高，说明SF是一种很强的天然抗氧化剂，能缓解自由基对组织的损伤反应。

　　3.3  调节代谢  甘油三酯（TG）是公认的动脉粥样硬化（AS）独立危险因素，已知TG致AS的机制主要有:促使氧自由基产生，加速低密度脂蛋白(LDL)氧化及对内皮细胞的损伤；促进黏附分子表达，使血中单核细胞更多地黏附于内皮表面及促进泡沫细胞形成[46]。实验研究发现，SF抑制家兔主动脉粥样斑块形成的同时还降低血清TG，但对TCh、HDLch、LDLch无影响。研究证实了高脂饮食可引起高脂血症，而高脂血症是AS的主要原因[28]。因此，SF具有抗AS作用，其作用机制可能与降低血中TG脂的含量、抗氧化、抗凋亡，减轻内皮细胞的损伤有关[29]。以上进一步证实SF可以通过降脂，对代谢异常的调节，阻止其对VEC的进一步损害。

　　3.4  抗炎及抗细胞凋亡等作用  内皮细胞是机体一类重要的细胞群,在血管通透性屏障、免疫防御及炎症反应中起着极其重要的作用[3031]。SF能够减轻由炎性介质——组胺引起的大鼠脑表面跨毛细血管电阻下降，说明它对组胺造成的脑毛细血管通透性增加具有改善作用，因而能够促进炎症的改善[32]。SF抗凋亡作用可能是通过削弱了TNFα生物毒性作用，保护了线粒体膜，提高了bcl2表达，降低了bax表达，形成异源二聚体bcl2/bax抑制细胞凋亡；也可能是封闭了TNFα的作用位点，使其不能发挥致凋亡效应或者降低TNFα导致的VEC中iNOS mRNA表达增加，逆转TNFα导致的细胞间黏附分子1（ICAM1）重排，从而发挥抗凋亡作用[3334]。

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