降鈣素基因相關(guān)肽與心肌缺血預(yù)適應(yīng)

1、降鈣素基因相關(guān)肽與心肌缺血預(yù)適應(yīng)    文章編號：1004-3934(1999)05-0285-02中圖分類號：Q516；R541.4文獻標(biāo)識碼：ACalcitonin Gene-related Peptide andPreconditioning of Ischemic MyocardiumXIAO Jun,LI Yuan-jian(Department of Pharmacology in Hunan Medical University,Hunan Changsha 410078)心肌缺血預(yù)適應(yīng)(Ischemic Preconditioning)是

2、指心臟遭受短暫缺血后能耐受隨后較長時間的缺血損傷。1986年，Murry等首次報道結(jié)扎犬冠狀動脈5分鐘，再灌10分鐘，重復(fù)進行四次，可減輕隨后45分鐘缺血所致的心肌損傷1。這一現(xiàn)象在不同種屬的動物(兔、豬、大鼠)和臨床病人中被證實。缺血預(yù)適應(yīng)表現(xiàn)為早期保護(Early protection)和延遲保護(Delayedprotection)，前者短暫缺血即刻出現(xiàn)心肌保護作用，作用持續(xù)2小時左右后消失；后者24小時重現(xiàn)心肌保護(第二窗口效應(yīng))，可持續(xù)23天2。缺血預(yù)適應(yīng)的保護作用表現(xiàn)為縮小心肌梗塞面積，降低心律失常發(fā)生率，改善心功能，減少心肌酶(如肌酸磷酸激酶CPK)的釋放等3。然而，缺血預(yù)適應(yīng)的

3、心肌保護作用機制目前尚不清楚。最近的研究證明降鈣素基因相關(guān)肽(CGRP)在缺血預(yù)適應(yīng)的心肌保護作用中起重要作用。本文就CGRP與心肌缺血預(yù)適應(yīng)的研究進展綜述如下。1CGRP的生物學(xué)特性CGRP是第一個通過分子遺傳學(xué)方法發(fā)現(xiàn)4，并在機體得到證實的多肽物質(zhì)。CGRP與降鈣素來自共同基因，在人該基因位于11號染色體短臂上，由6 500個堿基組成，有6個外顯子和5個內(nèi)含子。降鈣素/CGRP基因轉(zhuǎn)錄的mRNA前體通過選擇性剪接在不同組織中翻譯出不同的多肽物質(zhì)，如在甲狀腺翻譯為降鈣素，而在神經(jīng)系統(tǒng)則生成由37個氨基酸組成的CGRP。CGRP的基因包含，兩種形式，在大鼠這兩種基因編碼的CGRP存在1個氨基酸

4、不同，而人的兩種CGRP則相差3個氨基酸。CGRP是感覺神經(jīng)的主要遞質(zhì)，辣椒素能選擇性促進CGRP的釋放，去甲腎上腺素、緩激肽、短暫缺血等也能影響其釋放。CGRP的神經(jīng)纖維廣泛分布于心血管系統(tǒng)。在血管以動脈分布較靜脈密集。在心臟中，心房的CGRP纖維密度高于心室。CGRP的神經(jīng)纖維與冠脈及其分支走向平行，形成血管叢延伸至心肌，并在肌纖維周圍特別是乳頭肌周圍形成神經(jīng)網(wǎng)。CGRP還分布于心臟特殊傳導(dǎo)系統(tǒng)，影響心律和心率。CGRP與其特異性受體相互作用產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)，現(xiàn)已證明該受體存在兩種亞型，即CGRP1和CGRP2。CGRP是調(diào)節(jié)心血管活動的重要神經(jīng)遞質(zhì)，表現(xiàn)廣泛而復(fù)雜的心血管作用。CGRP通過

5、調(diào)節(jié)局部血管張力維持全身循環(huán)的穩(wěn)定。在原發(fā)性高血壓患者和自發(fā)性高血壓動物，CGRP含量與釋放減少，可能是高血壓病發(fā)生的重要因素5。CGRP是目前發(fā)現(xiàn)的最強的舒血管物質(zhì)，靜脈給予CGRP能引起平均動脈壓及外周阻力顯著下降，并呈劑量依賴性。CGRP的舒血管作用可能與升高血管內(nèi)皮細胞中環(huán)磷酸鳥苷(cGMP)含量，激活蛋白激酶C，開放KATP通道，使細胞內(nèi)鈣離子減少有關(guān)。CGRP還具有心肌變時、變力作用，加快心率與增強心肌收縮力作用分別強于去甲腎上腺素10倍和60倍。CGRP正性肌力作用不被-腎上腺素受體、組胺受體、M型膽堿受體拮抗劑及前列腺素合酶抑制劑所阻斷，說明CGRP可能通過其它途徑發(fā)揮作用。此

6、外，CGRP對缺血心肌和內(nèi)皮細胞具有保護作用，并能抑制血管平滑肌細胞增殖。2CGRP與缺血預(yù)適應(yīng)缺血預(yù)適應(yīng)是短暫缺血刺激心臟釋放內(nèi)源性活性物質(zhì)而發(fā)揮心肌保護作用。自1990年Vegh等6發(fā)現(xiàn)內(nèi)源性前列腺素與缺血預(yù)適應(yīng)心臟保護有關(guān)以來，現(xiàn)已報道腺苷、緩激肽、一氧化氮等多種內(nèi)源性活性物質(zhì)可能參與缺血預(yù)適應(yīng)3。然而，在不同種屬動物研究的結(jié)果是矛盾的。如腺苷介導(dǎo)缺血預(yù)適應(yīng)的現(xiàn)象見于兔、豬、狗，而在大鼠腺苷則不參與缺血預(yù)適應(yīng)的心臟保護作用7；在大鼠雖然-受體激動劑誘導(dǎo)出缺血預(yù)適應(yīng)樣作用，但預(yù)先用利血平耗竭去甲腎上腺素并不能阻斷缺血預(yù)適應(yīng)的保護作用8；鳥苷酸環(huán)化酶抑制劑亞甲藍能阻斷缺血預(yù)適應(yīng)的抗心律失常作

7、用，而在大鼠內(nèi)源性一氧化氮卻與缺血預(yù)適應(yīng)無關(guān)9。這些研究提示不同種屬介導(dǎo)缺血預(yù)適應(yīng)的內(nèi)源性活性物質(zhì)存在差異，故促使人們尋找新的內(nèi)源性活性物質(zhì)。CGRP存在于心臟，短暫缺血即能促進其釋放10，CGRP對缺血心肌具有保護作用，以及CGRP能激活心血管組織蛋白激酶C(PK-C)并開放KATP通道(PK-C與KATP通道是缺血預(yù)適應(yīng)心肌保護的重要信號傳導(dǎo)途徑)，因而推測CGRP可能參與缺血預(yù)適應(yīng)。我們在離體大鼠心臟缺血/再灌損傷模型證明，缺血預(yù)適應(yīng)的心肌保護作用(改善再灌時心肌收縮功能，降低心律失常發(fā)生率和減少心肌細胞肌酸磷酸激酶釋放)可被CGRP選擇性拮抗劑CGRP8-37取消11。其他學(xué)者在在體心

8、臟研究證明預(yù)先用辣椒素耗竭內(nèi)源性CGRP能取消快速起搏(缺血)誘導(dǎo)預(yù)適應(yīng)的心肌保護作用12。給予辣椒素(促內(nèi)源性CGRP釋放)或外源性CGRP短暫處理(5分鐘)均能模擬缺血預(yù)適應(yīng)的心肌保護作用13。這些研究結(jié)果表明CGRP在缺血預(yù)適應(yīng)的心肌保護中起重要作用。預(yù)適應(yīng)的重要研究進展之一是將缺血預(yù)適應(yīng)擴展至藥理性預(yù)適應(yīng)，即藥物能替代缺血誘導(dǎo)預(yù)適應(yīng)產(chǎn)生心臟保護。CGRP誘導(dǎo)預(yù)適應(yīng)不僅對缺血心肌損傷具有保護作用，還能減輕內(nèi)皮素、溶血性磷脂酰膽堿、氧自由基和阿霉素所致心肌損傷14-17。預(yù)先短暫灌注CGRP也能增強心停搏液對缺血心肌的保護，并能延長離體心臟保存時間18。這些發(fā)現(xiàn)進一步擴展了藥理性預(yù)適應(yīng)的用

9、途。缺血預(yù)適應(yīng)與藥理性預(yù)適應(yīng)不僅能保護心肌細胞，也能保護內(nèi)皮細胞。新近的研究發(fā)現(xiàn)缺血預(yù)適應(yīng)的心肌保護與其保護冠脈內(nèi)皮密切相關(guān)，并推測缺血預(yù)適應(yīng)的心肌保護可能是繼發(fā)于冠脈內(nèi)皮的保護作用19。我們在離體血管證明CGRP誘導(dǎo)預(yù)適應(yīng)能減輕溶血卵磷脂(LPC)引起的內(nèi)皮依賴性舒張功能損傷20。在另一組實驗研究中，當(dāng)動物預(yù)先用辣椒素(促進內(nèi)源性CGRP釋放)處理后，LPC所致離體血管內(nèi)皮依賴性舒張功能的抑制作用顯著減輕，而反復(fù)應(yīng)用辣椒素(耗竭內(nèi)源性CGRP)后，這種內(nèi)源性CGRP對血管內(nèi)皮功能的保護作用則被取消21。我們在大鼠后肢缺血損傷實驗證明，缺血預(yù)適應(yīng)對缺血所致血管內(nèi)皮損傷的保護作用也能被辣椒素所取

10、消22，這提示缺血預(yù)適應(yīng)的血管內(nèi)皮保護亦是通過CGRP所介導(dǎo)。CGRP對心肌保護的機理尚未完全清楚。近年關(guān)于缺血預(yù)適應(yīng)心臟保護的機理的研究結(jié)果表明，短暫缺血刺激心臟釋放的內(nèi)源性心血管活性物質(zhì)與其相應(yīng)受體結(jié)合，并與G蛋白耦聯(lián)，激活細胞膜磷脂酶C，生成二?；视?DAG)和三磷酸肌醇(IP3)，DAG激活PK-C使多種蛋白質(zhì)(酶、受體、離子通道)磷酸化產(chǎn)生心臟保護作用。以前研究證明，CGRP能升高成年大鼠心肌細胞PK-C的活性23。我們在離體心臟與離體血管證明，CGRP誘導(dǎo)預(yù)適應(yīng)對缺血心肌與血管內(nèi)皮的保護作用可被PK-C抑制劑(5-磺?；愢?2-甲基哌嗪)所取消，提示CGRP誘導(dǎo)預(yù)適應(yīng)也是通過

11、激活PK-C這一共同途徑而發(fā)揮保護作用14，21。3結(jié)語尋找與研究介導(dǎo)缺血預(yù)適應(yīng)的內(nèi)源性活性物質(zhì)是闡明其作用機理的關(guān)鍵。雖然已報道腺苷、兒茶酚胺、CGRP等多種內(nèi)源性活性物質(zhì)能參與缺血預(yù)適應(yīng)，但很可能僅僅是那些被稱為“內(nèi)源性心肌保護物質(zhì)”的調(diào)節(jié)物才起重要作用。內(nèi)源性心肌保護物質(zhì)必須具備的條件是：(1)這些物質(zhì)或其前體必須存在于心臟；(2)短暫缺血能引起足量釋放；(3)外源性應(yīng)用能模擬缺血預(yù)適應(yīng)效應(yīng)；(4)促進該物質(zhì)釋放的藥物能產(chǎn)生與預(yù)適應(yīng)同樣的心肌保護作用；(5)該物質(zhì)的選擇性拮抗劑能取消缺血預(yù)適應(yīng)的心肌保護作用24。CGRP符合上述條件，提示在大鼠CGRP是一種內(nèi)源性心肌保護物質(zhì)，并在心肌缺

12、血預(yù)適應(yīng)中發(fā)揮重要的調(diào)節(jié)作用。然而，CGRP是否介導(dǎo)大鼠外其它種屬動物的缺血預(yù)適應(yīng)，CGRP與其他內(nèi)源性活性物質(zhì)是否存在相互作用，以及其作用的分子機理均有待于進一步研究。作者單位：肖李元建(湖南醫(yī)科大學(xué)藥理教研室，湖南長沙410078)參考文獻1Murry CE,Jennings RB,Reimer KA.Preconditioning with ischemia:a delay of lethal cell injury in ischemic myocardiumJ.Circulation,1986,74:11242Marber MS,Latchman DS,Walker JM,et al

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