氧化氮及一氧化氮合酶與肝病

1、氧化氮及一氧化氮合酶與肝病         一氧化氮(NO)是普遍存在于脊椎動物各種細(xì)胞中的一種生物介質(zhì)，是細(xì)胞間信息傳遞的重要調(diào)節(jié)因子，作為第二信使和神經(jīng)遞質(zhì)起著各種不同的功能。NO參與機體生理及病理過程，其對疾病發(fā)生及發(fā)展的影響是近年來研究的熱點?，F(xiàn)就有關(guān)NO及一氧化氮合酶(NOS)在肝病中的作用作一綜述。 一、NO及NOS在肝臟中的一般介紹 NO是脂溶性氣體物質(zhì)，由NOS催化L-精氨酸生成。體內(nèi)半衰期僅15秒，可被氧自由基、氫醌、血紅蛋白等結(jié)合而滅活，于有氧條件下生成穩(wěn)定的代謝產(chǎn)物硝酸鹽和亞硝酸鹽。NOS是N

2、O生物合成的關(guān)鍵限速酶，肝臟有2種類型NOS，原生型(cNOS)和誘生型(iNOS)，前者分布于內(nèi)皮細(xì)胞和血小板等處，合成NO的生物效應(yīng)以生理狀態(tài)下細(xì)胞間信息傳遞為主；后者分布于肝細(xì)胞、枯否細(xì)胞、肝竇內(nèi)皮細(xì)胞等處，可被脂多糖(LPS)、內(nèi)毒素及多種細(xì)胞因子誘導(dǎo)活化,產(chǎn)生大量具有細(xì)胞毒性作用的內(nèi)源性NO，參與各種肝病的病理過程。肝病中枯否細(xì)胞釋放腫瘤壞死因子(TNF)、干擾素(IFN)、白細(xì)胞介素(IL)-1等細(xì)胞因子，作用于肝細(xì)胞、枯否細(xì)胞導(dǎo)致NO生成增多1。誘生作用同時可被細(xì)胞因子下調(diào)，如中性粒細(xì)胞的IL-8、血管平滑肌細(xì)胞中的轉(zhuǎn)化生長因子(TGF)、血小板衍化生長因子(PDGF)及前列腺素

3、E2(PGE2)等2。Sheffler等3認(rèn)為低濃度NO(112mol/L)可使巨噬細(xì)胞iNOS的基因表達(dá)提高2.5倍,使NO升高;而高濃度的NO(200mol/L)可抑制iNOS基因表達(dá),使 NO水平降低，說明NO具有自身反饋調(diào)節(jié)能力。 酪氨酸激酶(PTK)在NO的產(chǎn)生中也起重要作用，LPS通過激活巨噬細(xì)胞PTK使NO升高，IL-1經(jīng)活化PTK和核轉(zhuǎn)錄因子(NF-B)誘導(dǎo)NO生成，PTK活性抑制物可改善肝硬化門脈高壓鼠的高循環(huán)狀態(tài)4。 各種NOS拮抗劑、鳥苷酸環(huán)化酶抑制劑美藍(lán)、PTK抑制物及氟美松對NO的生成有抑制作用。S-亞硝基谷胱甘肽和硝普鈉可作為NO供體。它們已被廣泛應(yīng)用于臨床診斷及治

4、療。 二、NO及NOS在肝病中的變化情況 急性肝損傷時,肝臟NO由iNOS基因表達(dá)的增多來介導(dǎo)生成。肝病iNOS mRNA的表達(dá)在各個臟器如肝、脾、肺、腎、心、腦中均有不同程度的升高，而cNOS mRNA無明顯升高,說明了肝病中iNOS的顯著作用5。也有人觀察到cNOS在膽汁性肝硬化中含量降低，iNOS無升高。Rockey和Chung6經(jīng)動物實驗表明，肝臟在LPS和(或)胞質(zhì)變動的刺激下，iNOS產(chǎn)生NO明顯增多，以致肝細(xì)胞功能受損害甚至肝臟纖維化。關(guān)于iNOS mRNA和NO的細(xì)胞來源問題：Rockey和Chung6觀察到，在四氯化碳作用后的肝臟中僅枯否細(xì)胞產(chǎn)生；膽管結(jié)扎致肝損害甚至肝纖維化

5、時肝臟所有非實質(zhì)細(xì)胞均產(chǎn)生，結(jié)扎24小時，枯否細(xì)胞產(chǎn)生量最高，此后，肝竇內(nèi)皮細(xì)胞占優(yōu)勢。說明肝臟在不同程度及不同類型損害時，iNOS表達(dá)各異。 三、NO在肝病中的作用 NO一方面具有特異性殺傷病毒、細(xì)菌、寄生蟲等病原體和肝腫瘤細(xì)胞的有益作用；另一方面可通過細(xì)胞毒作用損傷正常肝組織，造成肝細(xì)胞死亡。 急性肝臟病變時，局部升高的NO能擴張小血管調(diào)節(jié)灌流，降低肝臟酶活性，抑制肝細(xì)胞的有氧代謝及低血流下的血小板聚集，與超氧化物結(jié)合形成無毒代謝產(chǎn)物NO-3，從而避免氧自由基損害肝細(xì)胞，有助于肝臟渡過應(yīng)激期,對肝細(xì)胞起保護作用7。Bohlinger等8在TNFD-氨基半乳糖誘發(fā)小鼠肝損害時給予NO供體硝普

6、鈉，可見肝細(xì)胞損害顯著減輕；用NO生成抑制劑抑制NO生成的同時肝損害程度加重,均說明NO的保護作用。肝硬化伴自發(fā)性細(xì)菌性腹膜炎(SBP)時，腹膜巨噬細(xì)胞的iNOS mRNA和蛋白合成表達(dá)明顯增加，產(chǎn)生大量NO，在iNOS抑制劑氨基胍(AG)的作用下，感染癥狀反而加重，說明巨噬細(xì)胞的這一反應(yīng)是機體對SBP的保護性應(yīng)答9。體外實驗證明,黃嘌呤氧化酶可促進肝臟前膠原I mRNA表達(dá)合成，硝普鈉通過抑制黃嘌呤氧化酶間接抑制I型前膠原的合成，說明NO有抗肝纖維化的作用10。NO 可被-IFN誘導(dǎo)生成，并具有廣譜抗病毒作用，Shar ara 等11在用-IFN治療丙型肝炎的過程中觀察到，隨血清丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶

7、、HCV mRNA的降低,NOS活性及NO含量升高,且呈劑量依賴性，說明NO依-IFN劑量不同產(chǎn)生抗病毒作用不同，這無疑為臨床抗病毒治療提供了新思路。 NO使血管平滑肌松弛，血管舒張，血壓降低，導(dǎo)致肝硬化門脈高壓及水鈉潴留、腹水形成及功能性腎衰竭；NOS抑制劑可糾正高循環(huán)狀態(tài)，提高水鈉排泄，有利于治療。Vogl等12發(fā)現(xiàn)大結(jié)節(jié)型肝硬化巨噬細(xì)胞數(shù)量及嗜酸粒細(xì)胞數(shù)量明顯比小結(jié)節(jié)型肝硬化增多，在LPS刺激下，IL-6及TNF-含量均升高,DNA合成增多，但兩型間差異無顯著性，而巨噬細(xì)胞產(chǎn)生NO的量在大結(jié)節(jié)型比小結(jié)節(jié)型顯著增多，說明不同類型的肝硬化巨噬細(xì)胞產(chǎn)生NO的能力不同。局部過多NO可使內(nèi)臟血管舒

8、張，高循環(huán)狀態(tài)進一步惡化13。體外肝臟枯否細(xì)胞與肝癌細(xì)胞共同培養(yǎng)時，上清液中NO水平增高，使用AG可有效地抑制NO的產(chǎn)生和肝癌細(xì)胞的DNA斷裂，iNOS反義寡核苷酸可阻止凋亡細(xì)胞的增加，可見NO在此過程中參與介導(dǎo)肝細(xì)胞的凋亡14。Moriyama等15認(rèn)為肝癌患者血清NO代謝產(chǎn)物水平與腫瘤的表面積、體積有相關(guān)關(guān)系,監(jiān)測NO有助于動態(tài)觀察肝癌的病情變化。 四、NO在肝病中的作用機制 NO可影響肝細(xì)胞蛋白合成和能量代謝，與慢性肝病低蛋白血癥、低凝血因子及其他肝功能障礙有密切關(guān)系。NO在肝病中的作用機制大致有以下幾點: 1.NO作用的靶點是細(xì)胞內(nèi)可溶性鳥苷酸環(huán)化酶(GC)的亞鐵原卟啉上的鐵離子，NO

9、與鐵離子結(jié)合形成NO-Heme-GC復(fù)合物，經(jīng)三維結(jié)構(gòu)變化促進GTP生成cGMP。升高的cGMP可影響膜離子通道；激活cGMP依賴性蛋白激酶，導(dǎo)致蛋白質(zhì)磷酸化和去磷酸化；通過激活或抑制磷酸二酯酶，改變cAMP含量，從而發(fā)揮各種作用。臨床可將血、尿cGMP作為監(jiān)測NO及其產(chǎn)物的間接指標(biāo)16。 高濃度NO通過與酶的活性中心非血紅素硫鐵復(fù)合物結(jié)合，抑制多種與線粒體電荷傳遞系統(tǒng)及檸檬酸循環(huán)有關(guān)的酶，如檸檬酸合成酶、烏頭酸酶等，使肝細(xì)胞因能量潰乏或大量自由基產(chǎn)生而死亡。 還原型NO(NO-)能與超氧陰離子(O-2)作用形成過氧亞硝酸陰離子(ONOO-)，后者及其分解產(chǎn)物羥自由基(OH-)能引起組織細(xì)胞脂

10、質(zhì)過氧化和細(xì)胞毒性17。因此，NO具有損傷正常肝組織和抗肝腫瘤的功能。 NO可使細(xì)胞核酸亞硝?；癉NA鏈降解，使DNA斷裂或突變，細(xì)胞發(fā)生凋亡，此作用可能是使具有致癌性細(xì)胞轉(zhuǎn)化的危險因素;NO體內(nèi)代謝形成具有致癌作用的亞硝酸鹽與肝癌的發(fā)生密切相關(guān)。 NO可通過與細(xì)胞因子的相互影響來發(fā)揮作用，NO抑制中性白細(xì)胞的應(yīng)答，增強中性粒細(xì)胞的應(yīng)答，抑制肝細(xì)胞蛋白合成以提高肝細(xì)胞對TNF-的敏感性，NO可激活環(huán)氧化酶,使PGE2產(chǎn)生增多，PGE2反過來通過減少TNF使NO產(chǎn)生受抑制或通過抑制iNOS的表達(dá)使NO產(chǎn)生減少，IL-10和TGF-均可抑制NO的產(chǎn)生而干擾-IFN對巨噬細(xì)胞的活化作用2。IL-1

11、通過依賴內(nèi)源性-IFN合成而介導(dǎo)肝細(xì)胞表達(dá)iNOS，從而影響NO的產(chǎn)生18。 NO對肝臟2種作用的強弱主要取決于NO的濃度和NO的細(xì)胞來源，濃度在一定范圍內(nèi)以及來源于內(nèi)皮細(xì)胞者對組織器官起保護作用,否則起毒性作用。所以，臨床工作中如何把握好這2種作用，正確使用NOS抑制劑及NO供體，對肝病的診斷及治療有重要意義。 參考文獻 1Vogl S, Petermann H, Dargel R. Oxygen radical formation, proliferative activity and phagocytic capacity of cultivated macrophages from c

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