張永田，官清華，嚴(yán)思敏，丁啟龍

（中國藥科大學(xué)藥學(xué)醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，江蘇南京211198）

內(nèi)皮素與氧化應(yīng)激

張永田，官清華，嚴(yán)思敏，丁啟龍

（中國藥科大學(xué)藥學(xué)醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，江蘇南京211198）

氧化應(yīng)激貫穿于高血壓、動(dòng)脈粥樣硬化等多種心血管疾病的病理過程。內(nèi)皮素是一種收縮血管的多肽，在心血管疾病的發(fā)生、發(fā)展過程中發(fā)揮著重要作用。本文現(xiàn)總結(jié)氧化應(yīng)激和內(nèi)皮素主要在高血壓中的作用，旨在為后續(xù)的研究提供系統(tǒng)性文獻(xiàn)基礎(chǔ)的同時(shí)也為探索相關(guān)疾病的治療和病理機(jī)制以及新藥開發(fā)提供新的思路。

氧化應(yīng)激；內(nèi)皮素；過氧化物；高血壓

心血管領(lǐng)域中內(nèi)皮素和氧化應(yīng)激的研究一直是熱門話題，但兩者之間的確切關(guān)系所知甚少。研究表明內(nèi)皮素通過激活還原型輔酶Ⅱ（NADPH）氧化酶刺激過氧化物產(chǎn)生，同時(shí)活性氧也能刺激內(nèi)皮素產(chǎn)生，這些變化如何參與血管功能障礙的發(fā)病機(jī)制過程還不清楚。本綜述將重點(diǎn)關(guān)注內(nèi)皮素與高血壓和其他心血管疾病中的氧化應(yīng)激關(guān)系。

1 內(nèi)皮素

內(nèi)皮素（Endothelin，ET）是1998年Yanagisawa及其同事從豬主動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞培養(yǎng)液中分離到的一種由21個(gè)氨基酸組成的血管活性多肽，是迄今為止所知的最強(qiáng)的血管收縮物質(zhì)［1］。內(nèi)皮素家族由3種血管活性多肽（ET－1，ET－2和ET－3）構(gòu)成，它們對(duì)血管功能起到重要作用，其中ET－1最為重要并且得到廣泛的研究，成熟的內(nèi)皮素亞型構(gòu)成兩種細(xì)胞表面受體（ETA和ETB）的配體，這兩種受體都屬于G蛋白偶聯(lián)受體超家族［2，3］。盡管一些類型的細(xì)胞包括心肌細(xì)胞，平滑肌細(xì)胞，纖維母細(xì)胞或者上皮細(xì)胞能夠合成和釋放ET－1到細(xì)胞外基質(zhì)中，但是最重要的生物來源是來自于內(nèi)皮細(xì)胞［1，4］。研究表明，ET－1參與心肌缺血／再灌注病理生理過程［5，6］。另外，血漿游離ET－1水平和肺動(dòng)脈高壓嚴(yán)重程度密切相關(guān)［7］已有波生坦、安立生坦等用于肺動(dòng)脈高壓的臨床治療并取得了一定療效。

2 氧化應(yīng)激

活性氧是具有未成對(duì)的電子自由基包括羥自由基、過氧化氫、過氧硝酸鹽、次氯酸甚至一氧化氮，能氧化蛋白質(zhì)和脂質(zhì)從而改變其功能。氧化應(yīng)激是指機(jī)體遭受內(nèi)源性或者外源性有害刺激時(shí)，打破了活性氧的產(chǎn)生和清除的動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)導(dǎo)致體內(nèi)活性氧產(chǎn)生過剩、抗氧化能力減弱，造成脂質(zhì)、核酸和蛋白質(zhì)等生物大分子發(fā)生功能性變化而形成的一種嚴(yán)重影響機(jī)體正常生命活動(dòng)的應(yīng)激狀態(tài)。氧化應(yīng)激也就是氧化劑和抗氧化劑之間的失衡，在許多心血管疾病包括高血壓的發(fā)病機(jī)制中起到重要作用。

3 內(nèi)皮素與氧化應(yīng)激的關(guān)系

研究表明，內(nèi)皮素收縮血管的作用取決于超氧陰離子的產(chǎn)生［8，9］。關(guān)于具體內(nèi)皮素受體亞型對(duì)過氧化物產(chǎn)生的作用的信息非常少。大多數(shù)內(nèi)皮素通過血管平滑肌上的ETA受體調(diào)節(jié)收縮血管作用，而位于血管內(nèi)皮細(xì)胞上的ETB受體通過刺激釋放內(nèi)皮依賴的舒張血管物質(zhì)如一氧化氮來抵消這些作用［10］。Wedgwood等［8］報(bào)道表明，在培養(yǎng)肺動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞中內(nèi)皮素能依賴于ETA受體刺激過氧化物產(chǎn)生。離體大鼠主動(dòng)脈中內(nèi)皮素能刺激過氧化物形成，但是需要拮抗ETA和ETB兩種受體才能完全抑制這種效應(yīng)［11］。ETB受體的確已被證實(shí)能刺激人類臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞和交感神經(jīng)元中活性氧產(chǎn)生［12，13］。ETA受體和ETB受體似乎都促進(jìn)去氧皮質(zhì)酮（DOCA）食鹽高血壓模型中過氧化物產(chǎn)生增加［12，14］。然而越來越多證據(jù)表明，內(nèi)皮誘導(dǎo)的過氧化物產(chǎn)生增加受NADPH氧化酶調(diào)節(jié)［13］，主動(dòng)脈環(huán)中內(nèi)皮素依賴的增加過氧化物能被一氧化氮合酶和NADPH氧化酶抑制劑所抑制，這表明內(nèi)皮素導(dǎo)致一氧化氮合酶解偶聯(lián)［15］。

相關(guān)證據(jù)表明，內(nèi)皮素似乎能增加氧化應(yīng)激，但是這些作用本身并不是內(nèi)皮素導(dǎo)致高血壓的主要原因。Amiri等［16］的研究開發(fā)了一個(gè)靶向血管內(nèi)皮細(xì)胞過表達(dá)的老鼠來確定對(duì)血壓，血管形態(tài)和氧化應(yīng)激的影響。這些老鼠血壓正常是由于抗氧化劑治療能恢復(fù)內(nèi)皮依賴性的血管舒張損傷。維持正常動(dòng)脈壓是通過增加ETB受體活化作用。氧化應(yīng)激的影響可能是由于觀察到的NADPH氧化酶表達(dá)增加。Sedeek等［17］使用了內(nèi)皮素慢性輸液的模型導(dǎo)致動(dòng)脈壓升高和氧化應(yīng)激。另外一組老鼠同時(shí)服用超氧化物歧化酶（SOD）模擬物、Tempol、內(nèi)皮素，內(nèi)皮素沒有產(chǎn)生高血壓或者提高氧化應(yīng)激這表明內(nèi)皮依賴的高血壓依賴于過氧化物產(chǎn)生。與此相反，Elmarakby等［18］使用相同的內(nèi)皮素輸液模型，盡管Tempol能降低氧化應(yīng)激，但是沒有觀察到任何對(duì)動(dòng)脈壓升高的影響。因?yàn)閮山M都用類似的方案和內(nèi)皮素注入的劑量以及類似的老鼠，這些矛盾的觀察結(jié)果的原因還不清楚。

內(nèi)皮或者腎小管不表達(dá)ETB受體的老鼠高鹽飲食會(huì)導(dǎo)致高血壓［19］。這個(gè)新高血壓模型與血漿中內(nèi)皮素水平升高和血管氧化應(yīng)激增加有關(guān)聯(lián)［20］。內(nèi)皮素升高被認(rèn)為是由于通過ETB受體去除循環(huán)中的內(nèi)皮素降低，所以導(dǎo)致ETA受體受到內(nèi)皮素更大的刺激。事實(shí)上，在ETB受體缺陷的大鼠中，阻斷內(nèi)皮素ETA受體能阻止鹽誘導(dǎo)的高血壓的發(fā)展同時(shí)也能阻止血管氧化應(yīng)激的增加［20］。這些研究結(jié)果與內(nèi)皮素誘導(dǎo)氧化應(yīng)激導(dǎo)致高血壓這一假設(shè)是一致的。然而氧化應(yīng)激的降低是由于去除ETA受體活性還是直接降低血管壓力還不清楚。

使用藥理學(xué)的慢性阻斷ETB受體模型的研究產(chǎn)生不同的結(jié)果。與ETB受體缺陷的基因模型類似，慢性ETB受體阻斷導(dǎo)致鹽依賴性的高血壓，該過程能被ETA拮抗劑阻斷［21］，該高血壓也與氧化應(yīng)激增加有關(guān)聯(lián)［22］。高鹽飲食的動(dòng)物服用SOD模擬物，Tempol阻止慢性阻斷ETB受體誘導(dǎo)的高血壓的發(fā)展，但是5天后，Tempol的抗高血壓效果不再明顯。正常鹽飲食，Tempol對(duì)ETB拮抗劑導(dǎo)致高血壓中的動(dòng)脈血壓升高沒有影響。在高鹽飲食動(dòng)物中這個(gè)Tempol的“逃脫”抗高血壓作用的機(jī)制可能與該模型中產(chǎn)生過氧化氫有關(guān)。高鹽飲食動(dòng)物中不阻斷ETB受體過氧化物似乎也會(huì)產(chǎn)生。去除ETB受體功能只是增強(qiáng)了這種效果。Tempol處理動(dòng)物，過氧化物被清除，同時(shí)過氧化氫產(chǎn)生。隨著時(shí)間的推移，過氧化氫繼續(xù)增加直到腎臟排泄鹽的能力受損。目前關(guān)于過氧化氫合成地點(diǎn)尚不清楚，但是尿過氧化氫被認(rèn)為能反應(yīng)腎臟或者至少腎髓質(zhì)中的水平。Makino等［23］最近研究表明，長期注射過氧化氫到大鼠腎髓質(zhì)導(dǎo)致高血壓。

在不同動(dòng)物模型中內(nèi)皮素經(jīng)常隨著過氧化物增加而升高。Ortiz等［24］顯示慢性血管緊張素Ⅱ誘導(dǎo)的高血壓模型中非選擇性內(nèi)皮素受體拮抗劑波生坦降低脂質(zhì)氧化。此外，該組調(diào)查者還發(fā)現(xiàn)使用抗氧化劑能降低血管緊張素Ⅱ誘導(dǎo)的內(nèi)皮素生成改變，這表明內(nèi)皮素和過氧化物之間存在惡性循環(huán)［25］。一些報(bào)道表明，內(nèi)皮細(xì)胞和血管平滑肌細(xì)胞中的活性氧增加內(nèi)皮素生成［26～29］。在培養(yǎng)的內(nèi)皮細(xì)胞中，過氧化物和過氧化氫都能增加內(nèi)皮素合成［26］。然而Saito等人報(bào)道出矛盾的結(jié)果，過氧化氫能降低內(nèi)皮素mRNA和蛋白合成［30］。顯然這些結(jié)果沒能清楚理解內(nèi)皮素如何控制ROS產(chǎn)生，反之亦然。

4 結(jié)論

我們對(duì)于內(nèi)皮素和氧化應(yīng)激之間的關(guān)系還處于起步階段。收集迄今已經(jīng)發(fā)表的研究，很明顯得出內(nèi)皮素刺激過氧化物產(chǎn)生以及增加氧化應(yīng)激。同時(shí)氧化應(yīng)激也影響內(nèi)皮素的合成與分泌。導(dǎo)致內(nèi)皮素的高血壓效應(yīng)的氧化應(yīng)激增加程度還不太清楚。盡管內(nèi)皮素誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激似乎對(duì)高血壓的影響很小，但是它還是會(huì)影響鹽水平衡和血管功能。所以內(nèi)皮素誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激如何影響其他形式的血管功能障礙可能更加重要。內(nèi)皮素誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激在動(dòng)脈粥樣硬化或者對(duì)環(huán)境壓力的反應(yīng)中作用的關(guān)注甚少。

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Endothelin and oxidative sress

ZHANG Yong-tian，GUAN Qing-hua，YAN Si-min，DING Qi-long
（Experimental Teaching Center of Basic Medical Pharmacy，China Pharmaceutical University，Nanjing 211198，China）

Oxidative sress plays an important role in pathological process ofmany cardiovascular diseases，including hypertension and atherosclerosis.Endothelin，a vasoconstrictor peptide，plays an important role in the occurrence and development of cardiovascular disease.This paper summarized the role of oxidative stress and endothelin in hypertension，intending to provide the basis for the subsequentsystematic literature research and also to explore the treatmentof pathologicalmechanisms and development of new drugs and related diseases provide new ideas.

Oxidative sress；Endothelin；Superoxide；Hypertension

R393

A

2095－5375（2015）07－0417－003

張永田，女，研究方向：心血管藥理，E－mail：yongtianxuehua＠163.com

丁啟龍，男，副教授，研究方向：心血管藥理，Tel：025－86185309，E－mail：g637cpu＠163.com