高血壓與淋巴細胞鉀通道

高血壓與淋巴細胞鉀通道1．立題依據(jù)及研究意義原發(fā)性高血壓(essentialhypertension,EH)是最常見的心血管疾病之一,是許多心腦血管疾病發(fā)生的主要危險因素之一。高血壓疾病嚴重威脅著人類的健康,高血壓的病因至今尚未完全明確。過去10年已顯示在血管生物學方面炎癥及其介質關系日趨密切;在動脈硬化形成過程中炎癥的作用是熱點討論問題,已證實先天性和獲得性免疫可能參與動脈粥樣硬化形成、發(fā)展和并發(fā)癥的發(fā)生[1]。目前，EH與炎癥的關系也備受關注。研究發(fā)現(xiàn)[2]EH病人白介素-6(IL-6)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)等炎癥因子明顯升高，呈高度相關。多個實驗證實EH是一個慢性低度炎癥狀態(tài)性疾病[2-4]。高血壓與炎癥間的聯(lián)系是全新的研究領域,這有助于進一步明確高血壓的病因，對高血壓的預防和治療提供了新的研究方向。近來研究提出[5]炎性細胞激活參與了高血壓病的發(fā)生發(fā)展。既往研究發(fā)現(xiàn)[6]自發(fā)性高血壓大鼠存在著大量炎性細胞的激活,且成年大鼠的炎癥細胞激活較幼年大鼠更加明顯；在高血壓患者體內也發(fā)現(xiàn)其外周血存在炎性細胞激活[7]。炎性細胞是指在炎癥過程中起重要作用的細胞總稱,包括淋巴細胞、單核細胞/巨噬細胞、肥大細胞、成纖維細胞等。高血壓這個慢性炎癥疾病主要是淋巴細胞和單核-巨噬細胞被激活。激活的炎性細胞釋放大量細胞因子（IL1-12，INF-γ,TNF-α等）參與細胞生長、分化、修復和免疫過程。細胞因子可以刺激內皮平滑肌細胞和成纖維細胞的增生，造成單核-巨噬細胞內皮下的浸潤，促進動脈內膜增厚,促進動脈粥樣硬化的形成、發(fā)展，導致血管重構，循環(huán)阻力增加，血壓升高。SchiffrinEL[8]提出T淋巴細胞在高血壓和血管重構的病因和發(fā)生發(fā)展中扮演重要角色，并指出T淋巴細胞，包括T輔助細胞（Th1,Th2,Th17）、細胞毒性T細胞（包括調節(jié)性T細胞）表達的轉錄因子Foxp3在血管緊張素II（AngII）生成過程中起關鍵作用，而AngII又在EH的發(fā)生發(fā)展中起關鍵作用。近來有學者提出[9]獲得性免疫促成高血壓的發(fā)生發(fā)展，指出T淋巴細胞在血管壁堆積（尤其在血管周圍脂肪組織中堆積）并激活可能是高血壓發(fā)生、發(fā)展的重要因素之一。淋巴細胞鉀通道主要有電壓門控鉀通道Kv1.3和鈣激活依賴的鉀通道KCa3.1(也稱IKCal,KCNN4,hKCa4)。Kv1.3的開放適應膜的去極化和維持膜的靜息電位,而KCa3.1開放則增加胞質鈣和使膜電位超極化。Kv1.3和KCa3.1為持續(xù)的鈣內流提供必需的陽離子流出平衡。Kv1.3是人類靜息T細胞鈣信號的基本調節(jié)器。鉀通道在T淋巴細胞的活化中起重要作用,T淋巴細胞活化的關鍵磷酸酶是鈣依賴的神經(jīng)鈣蛋白磷酸酶。開放鉀通道增加跨膜電位負值,增加鈣內流,導致鈣依賴的神經(jīng)鈣蛋白磷酸酶活化,使得T淋巴細胞活化。表達增加的鉀通道能明顯使活化的T淋巴細胞超極化,加速的鈣內流保證了高水平的胞內鈣離子,后者是T淋巴細胞充分活化和產(chǎn)生細胞因子所必須的。相應的,鉀通道阻滯劑使T淋巴細胞保持負性膜電位和長效鈣信號的能力降低。PanyiG[10]等研究表明淋巴細胞上的鉀通道在參與調節(jié)淋巴細胞激活、增殖、分化和細胞因子的分泌等生理功能其重要作用。國內學者研究表明[11]：急性冠脈綜合征患者外周血淋巴細胞中Kv1.3通道蛋白表達明顯增高，從淋巴細胞鉀通道水平進一步證實冠心病是一種炎癥性疾病。目前國內外研究還沒有從淋巴細胞鉀離子通道水平證實高血壓病可能是一種慢性炎癥性疾病。若能進一步研究淋巴細胞鉀通道與高血壓之間的關系，可以進一步探討和完善高血壓可能的發(fā)病機制—炎癥學說，還可以從細胞離子通道水平為高血壓病的防治提供新靶點。2．國內外研究現(xiàn)狀及趨勢2.1高血壓和炎癥相關性的研究現(xiàn)狀及趨勢StumpfC研究顯示[12],炎癥標記物的血漿水平包括如CRP、細胞因子〔如腫瘤壞死因子α(TNF-α)和IL-6〕、化學增活素〔如單核細胞趨化蛋白(MCP-1)〕以及黏附分子(如P選擇蛋白和sICAM-1)與正常血壓人比較,在原發(fā)性高血壓病人中這些指標是增加的。Sesso等[13]研究指出:在未經(jīng)治療的收縮壓≥140mmHg(1mmHg=0.133kPa)或舒張壓≥90mmHg的女性高血壓人群中,去除其它心血管危險因素后,CRP水平較正常上界3.5mg/L有明顯升高,認為CRP可預測高血壓病的發(fā)生，提示炎癥參與了高血壓病的發(fā)生發(fā)展。Niskanen等[14]在隨訪11年期間已證實hs-CRP水平>3.0mg/L與hs-CRP水平<1.0mg/L相比發(fā)生高血壓的風險增加。基質金屬蛋白酶-9(MMP-9)是一種炎癥標志物，MMP-9是一種糖蛋白,可由中性粒細胞、單核細胞、血管內皮細胞、平滑肌細胞、星形膠質細胞、小膠質細胞等多種細胞分泌。多項研究表明MMP-9參與了高血壓的形成[15-17]和心血管重塑。炎癥與高血壓相互影響,互為因果,高血壓通過增加諸如AngⅡ、ET-1、TNF-α、細胞黏附因子、趨化因子、生長因子、心臟休克蛋白等因子的表達而引起前炎癥狀態(tài)激活,而這種前炎癥反應亦促進高血壓進展,加劇高血壓心肌纖維化及高血壓血管重構,增加動脈粥樣硬化的風險[18]。血管緊張素II（AngⅡ）在EH的發(fā)生發(fā)展中起著關鍵作用。AngⅡ作為腎素血管緊張素醛固酮系統(tǒng)(RAAS)的主要活性肽,在心血管疾病的發(fā)生發(fā)展中起重要作用。SchiffrinEL[8]提出T淋巴細胞激活后，AngⅡ生成增多。研究表明[19-20]AngⅡ能誘導動脈血管內皮細胞和血管平滑肌細胞，產(chǎn)生氧化自由基，他們可增加動脈血管平滑肌細胞表達細胞因子，如白介素-6（IL-6），單核細胞趨化因子-1(MCP-1)，增加血管內皮細胞表達細胞間粘附分子-1(ICAM-1)、血管細胞粘附分子(VCAM-1)和E-選擇素（E-seletin），刺激MCP-1、IL-6、TNF-α的產(chǎn)生，降解一氧化氮合成酶（NOS）的表達及生物學效應，直接參與炎癥過程。ChengZJ[21]提出:AngII是一種多功能肽，調節(jié)血管收縮、生長、纖維化，被認為是一種前炎癥狀態(tài)的介質，AngII可增加血管通透性，促進炎癥介質進入組織，直接激活浸潤的免疫細胞，更進一步促進炎癥的發(fā)生。Engstrom等[22]在1796例的健康人群中,觀察到纖維蛋白原、α1-抗胰蛋白酶、結合珠蛋白、α-酸性粘蛋白、血漿銅藍蛋白等血漿炎性蛋白水平升高的人群發(fā)生高血壓的風險增加。Thomas等[23]在1456例無高血壓的健康人群中,研究9種生物標志物〔CRP、纖維蛋白原、纖溶酶原活化因子抑制劑1(PAI-1)、醛固酮、腎素、B型利鈉肽、N-末端前心房利鈉肽、高半胱氨酸和尿蛋白/肌酐之比(UACR)〕參與高血壓發(fā)病機制的主要生物學途徑,其中3種生物標志物與高血壓發(fā)生的風險有高度相關性,即CRP、PAI-1和UACR。近來一些研究表明炎性介質在高血壓患者中是增高的，并且它們的水平可預測高血壓病的發(fā)生。研究顯示，在高血壓中存在炎癥反應，主要以細胞因子（如IL-6,IL-1,TNF-a）、單核細胞趨化因子-1(MCP-1)、細胞間粘附分子-1(ICAM-1)、血管細胞粘附分子(VCAM-1)的表達為特征，同時與核因子-κB（NF-κB）的激活有關[24-26]。TNF-α、IL-1和IL-6等促炎性細胞因子的主要生物學功能就是激活炎性細胞、促進炎癥細胞的聚集并增加其它炎性因子的表達，參與炎性反應和免疫應答。在心血管系統(tǒng)，促炎性細胞因子可導致血管內皮功能不全、誘導趨化因子在心血管系統(tǒng)的表達，進而引起單核細胞和淋巴細胞的聚集和浸潤，導致炎性損傷。是炎癥促成高血壓，還是高血壓促成炎癥目前仍有爭論。近來觀察到在原發(fā)性高血壓發(fā)生前機體即存在全身低水平炎癥狀態(tài)。Costas等[27]發(fā)現(xiàn)低水平炎癥與低脂聯(lián)素血癥存在顯著相關性,促進了主動脈硬化形成,加速了動脈硬化進程。一些資料[28]表明CRP本身能誘導內皮功能異常,減少NO生物利用度,增加對血管壁的不良影響。而且,CRP能和脂蛋白相互作用,促使單核細胞、VSMC和內皮細胞的炎癥激活,CRP可能是直接的促炎因子,作用于動脈粥樣硬化開始和進展的各個階段。CRP生物學特點可能影響血管疾病的進展。這些作用包括激活和化學趨化循環(huán)中的單核細胞,使內皮細胞失活,誘導凝血酶的激活,增加細胞因子的釋放,激活補體系統(tǒng),導致細胞基質重塑[29]。這些資料顯示炎癥可能誘導動脈管壁的結構和功能改變而導致高血壓的發(fā)生。NilssonJ[30]對這種觀點持反對態(tài)度。結合目前研究情況，高血壓和炎癥的發(fā)生發(fā)展是相互作用、相互促進的。2.2高血壓和淋巴細胞鉀通道相關性的研究現(xiàn)狀及趨勢2.2.1淋巴細胞鉀通道相關性的研究現(xiàn)狀淋巴細胞上的鉀通道主要是選擇性地允許K+通過，K+的平衡電位是淋巴細胞靜息電位(大約為-60mV)產(chǎn)生的離子基礎。在安靜時鉀通道是開放的，K+可以順濃度梯度流向細胞外。淋巴細胞的靜息膜電位,膜內是負性的,對膜外Ca2+通過鈣通道進入胞內具有促進作用，如果鉀通道的開放受阻(阻斷K+通道),靜息電位降低(去極化),膜內負值減少,可以抑制Ca2+進入胞內,從而抑制細胞的活化和功能；相反,如果K+外流作用加強,細胞膜兩側的電位梯度加大,形成超極化,可以促進Ca2+內流,增加胞內的Ca2+濃度,激活淋巴細胞。因此,淋巴細胞膜上的鉀通道可以通過對Ca2+的作用,影響淋巴細胞的激活和功能[31]。輔助性T淋巴細胞(Th)根據(jù)分泌細胞因子不同可分為1型和2型,即Th1和Th2兩種類型。Methe[32]研究表明Th1細胞的激活可能導致了病變的不穩(wěn)定,繼而引發(fā)無先兆心肌梗塞和急性冠脈綜合癥。Adler[33]研究了不穩(wěn)定心絞痛（UAP）和穩(wěn)定性心絞痛（SAP）患者外周血Th1和Th2水平,以Th1細胞因子IFN-γ代表Th1細胞,Th2細胞因子IL-10代表Th2細胞。結果顯示UAP患者存在Th1細胞活性明顯增加,Th2細胞活性在兩組患者間無區(qū)別。我國學者李大主和曾秋棠[34]對54例UAP患者進行分析,也觀察到了Th1/Th2細胞因子的分泌失衡。SchultheissHP研究[35]表明擴張性心肌病T淋巴細胞的失衡同樣存在,雖然Thl和Th2的百分含量均有增高,但以Th2更明顯,Thl/Ih2比值也顯著低于對照組,表現(xiàn)為Th2的亢進。Beeton研究表明[36]活化后的CD4+和CD8+T淋巴細胞變成效應T細胞進入組織炎癥部位,產(chǎn)生大量致炎性細胞因子,且CD8+TEM產(chǎn)生大量穿孔素導致組織破壞，所以，淋巴細胞不僅能活化炎癥細胞，而且能直接損傷血管內皮細胞。有資料研究表明[37]激活的CD3+CD4+為效應記憶T淋巴細胞,Kv1.3通道高表達。國內學者黃深[38]等研究表明急性冠脈綜合癥（ACS）患者CD4+CD28NULLT淋巴細胞明顯增多，CD4+CD28NULLT淋巴細胞Kv1.3鉀通道數(shù)量明顯增多，CD4+CD28NULLT淋巴細胞的功能與Kv1.3鉀通道數(shù)量增多有關。2.2.2高血壓和淋巴細胞鉀通道相關性的研究現(xiàn)狀TomaszJ.Guzik[39]研究顯示淋巴細胞激活后可產(chǎn)生腫瘤壞死因子-α（TNF-α）等細胞因子，參與高血壓病的發(fā)生發(fā)展。HarrisonDG[40]提出淋巴細胞激活參與了高血壓病的發(fā)生發(fā)展，淋巴細胞活化后釋放各種細胞因子，使血管收縮，鈉水潴留，最終導致血壓升高。MazzolaiL等[41]他們選用高膽固醇血癥、高血壓的ApoE-/-小鼠模型進行研究,觀察到了Th1淋巴細胞的亢進、Th1/Th2失衡。此外,AngⅡ水平高的小鼠IFN-γ水平亦高,IL-4和IL-10的分泌則無區(qū)別,并證實AngⅡ可直接引起IFN-γ的分泌。國內學者羅健，張源明[42]通過實時熒光定量PCR和Westernblot技術檢測自發(fā)性高血壓大鼠(sponstaneouslyhypertensiverat,SHR)淋巴細胞KCa3.1基因和蛋白表達的水平,研究結果顯示,與對照組相比,SHR組外周血淋巴細胞上KCa3.1的基因和蛋白表達水平上調,推測淋巴細胞KCa3.1的表達可能參與了SHR淋巴細胞激活和高血壓的發(fā)生發(fā)展。盡管在轉錄水平和翻譯水平顯示了SHR淋巴細胞KCa3.1通道含量的變化,但KCa3.1通道在高血壓病發(fā)生發(fā)展及其介導淋巴細胞激活的機制還有待進一步研究。3．發(fā)展方向和啟示高血壓病的發(fā)生機制是一個復雜的病理過程。其中,全身動脈血管炎癥反應參與高血壓的病理生理過程,它是多種炎癥細胞、遞質、細胞因子共同作用的結果。高血壓的發(fā)病機制還未完全清楚。高血壓與動脈粥樣硬化相似,在其發(fā)生發(fā)展過程中,也有多種炎性細胞及炎性細胞因子參與。目前需要進一步研究炎癥在高血壓的發(fā)生發(fā)展中的作用，這其中要進一步研究炎性細胞（淋巴細胞，單核-巨噬細胞等）、炎性因子、淋巴細胞鉀通道在高血壓病發(fā)生發(fā)展中的作用和機制及鉀通道介導淋巴細胞激活的機制。若明確了高血壓的發(fā)病機制，是否可以進一步預防高血壓，減少發(fā)病率，甚至治愈高血壓。Shao[43]則在高血壓小鼠模型研究中看到,腎臟損傷時伴有AngⅡ水平的升高和Th1淋巴細胞的亢進。分別給予AngⅡ受體拮抗劑(ARB)奧美沙坦和肼屈嗪治療,奧美沙坦組改善了病情和T淋巴細胞的失衡,肼屈嗪則只降低了血壓。所以，服用降壓藥物除降低血壓外，要注意藥物的抗炎作用，減少動脈硬化等并發(fā)癥，改善預后。將來從離子通道的水平選擇降壓藥物，將是一個新方法，可能會掀開降壓治療的嶄新一頁。3參考文獻[1]HanssonGK,Inflammation,atherosclerosis,andcoronaryarterydisease[J],NEng.JMed,2005;352:1685–1695.[2]ChrysohoouC,PitsavosC,PanagiotakosDB,etal.Associationbetweenprehypertensionstatusandinflammatorymarkersrelatedtoatheroscleroticdisease:theATTICAStudy[J].AmJhypertension,2004,17(7):568-573.[3]PaoloPauletto,MarcelloRattazzi.Inflammationandhypertension:thesearchforalink[J].NephrolDialTransplant,2006,21(4):850-853.[4]PietriP,VyssoulisG,VlachopoulosC,etal.Relationshipbetweenlow-gradeinflammationandarterialstiffnessinpatientswithessentialhypertension[J].Hypertens,2006,24(11):2231-8.[5]SavoiaC,SchiffrinEL.Inflammationinhypertension[J].CurrOpinNephrolHypertens,2006,15(3):152-8.[6]Schmid-SchonbeinGW,SeiffgeD,DelanoFA,etal.Leukocytecountsandact-ivationinspontaneouslyhypertensiveandnormotensiverats[J].Hypertension,1991,17:323-330.[7]DorffelY,LatschC,StuhlmullerB,etal.Preactivationperipheralbloodmon-ocytesinpatientswithessentialhypertension[J].Hypertension,1999,34:113-117.[8]SchiffrinEL.Tlymphocytes:aroleinhypertension[J].CurrOpinNephrolHy-pertens.2010.19(2):181-6.ADDINKyMedRef2008REF:DOC[9]HarrisonDG,VinhA,LobH,MadhurMS.Roleoftheadaptiveimmunesyst-eminhypertension[J].CurrOpinPharmacol.2010.10(2):203-7.[10]PanyiG,VargaZ,GasparR,etal.Ionchannelsandlymphocyteactivation[J].ImmunolLett,2004，92:55-66.[11]GuoLF,ZhangCT,WuJ,LiuN,SunLP,LiuJ,etal.TlymphocytevoltagedependentK+channelisupregulatedinpatientswithacutecornarysymdro-me[J].ChinJCardiol,2007,35(9):818-821.[12]StumpfC,JohnS,JukicJetal.EnhancedlevelsofplateletP-selectinandcirc-ulatingcytokinesinyoungpatientswithmildarterialhypertension[J].Hypert-ens,2005;23:995–1000.[13]SessoD,BuringE,NaderRifai,etal.C-ReactiveProteinandtheRiskofDevelopingHypertension[J].JAMA,2003,290:2945-2951.[14]NiskanenL,LaaksonenDE,NyyssonenKetal.Inflammation,abdominalobesity,andsmokingaspredictorsofhypertension[J].Hypertension,2004;44:859–865[15]DhingraR,PencinaMJ,SchraderP,etal,Relationsofmatrixremodelingbiomarkerstobloodpressureprogressionandincidenceofhypertensioninthecommunity[J].Circulation,2009,119(8):1101-1107.[16]SoliniA,SantiniE,PassaroA,etal,Familyhistoryofhypertension,anthro-pometricparametersandmarkersofearlyatherosclerosisinyounghealthyindividuals[J].HumHypertens,2009,2(4):151-157.[17]PaleiAC,SandrimVC,CavalliRC,etal,Comparativeassessmentofmatrixmetall-oproteinase(MMP)-2andMMP-9,andtheirinhibitors,tissueinhi-bitorsofmetalloproteinase(TIMP)-1andTIMP-2inpreeclampsiaandgestationalhypertension[J],ClinBiochem,2008,41(10-11):875-880.[18]SuematsuM,SuzukiH,DelanoFA,etal.Theinflammatoryaspectofthemicrocirculationinhypertension:oxidativestress,leukocytes/endothelialinteraction,apoptosis[J].Microcirculation,2002,9:259-276[19]FliserD,BuchholzK,HallerHetal.AntiinflammatoryeffectsofangiotensinIIsubtype1receptorblockadeinhypertensivepatientswithmicroinflammat-ion[J].Circulation,2004,110:1103-1107.[20]SchiefferB,BunteC,WitteJ,etal.ComparativeeffectsofAT1-antagonismandangiotensin-convertingenzymeinhibitiononmarkersofinflammationandplateletaggregationinpatientswithcoronaryarterydisease[J].JAmCollCardiol,2004,44:362-368.[21]ChengZJ,VapaataloH,MervaalaE,etal.AngiotensinIIandvascularinflam-mation[J].MedSciMonit,2005,11:RA194-RA205.[22]EngstromG,LindP,HedbladBetal.Long-termeffectsofinflammation-sensitiveplasmaproteinsandsystolicbloodpressureonincidenceofstroke[J].Stroke,2002;33:2744–2749[23]WangTJ,PhilimonG,MartinGetal1Multiplebiomarkesandtheriskofincidenthypertension[J].Hypertension,2007;49:432–438[24]Sanz-RosaD,OubinaMP,CedielE,etal.EffectofAT1receptorantagonismonvascularandcirculatinginflammatorymediatorsinSHR:roleofNF-kapp-aB/IkappaBsystem[J].AmJPhysiolHeartCircPhysiol,2005,288:H111-H115.[25]CapersQt,AlexanderRW,LouP,etal.Monocytechemoattractantprotein-1expressioninaortictissuesofhypertensiverats[J].Hypertension,1997,30:1397-1402.[26]LuvaraG,PueyoME,PhilippeM,etal.ChronicblockadeofNOsynthaseactivityinducesaproinflammatoryphenotype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