高婷 牛國忠★
長期以來,腦梗死是一種嚴(yán)重威脅人類健康的疾病,也是老年人最常見的腦血管病之一。隨著人們生活水平的提高,腦梗死的發(fā)病率﹑復(fù)發(fā)率近來呈逐年上升的趨勢,病死率和致殘率亦常年居高不下。隨著我國老齡化的進(jìn)程,有數(shù)據(jù)顯示,至2030年我國>60歲的人群中將有>3億人罹患腦卒中。而甲狀腺激素作為診斷內(nèi)分泌系統(tǒng)疾病的重要生化指標(biāo)已經(jīng)得到廣泛認(rèn)同,隨著近年來人們對腦梗死深入研究,發(fā)現(xiàn)甲狀腺激素(TH)在腦缺血缺氧時具有一定的神經(jīng)保護(hù)作用,尤以血清三碘甲腺原氨酸作用最為突出,以下就甲狀腺激素生化特征及其對腦梗死的相關(guān)作用進(jìn)行闡述。
由甲狀腺濾泡分泌至循環(huán)血中具有生物活性的TH有四碘甲腺原氨酸(T4)和三碘甲腺原氨酸(T3),為胺類激素,分別約占分泌總量的93%和7%,但T3生物活性卻高于T4,約為后者的5倍,且引起生物效應(yīng)所需要的潛伏期短。TH為親脂性激素,其絕大多數(shù)生物效應(yīng)由靶細(xì)胞核內(nèi)的TH受體介導(dǎo),當(dāng)TH進(jìn)入核內(nèi)與TR結(jié)合后,可形成同二聚體或異二聚體,喚醒沉默基因的表達(dá),并經(jīng)一定時間后產(chǎn)生一系列生物效應(yīng)。
2.1 促進(jìn)生長發(fā)育 TH是胎兒和新生兒腦發(fā)育的關(guān)鍵激素。在胚胎期,TH能促進(jìn)神經(jīng)元的增殖和分化以及突起和突觸的形成;促進(jìn)膠質(zhì)細(xì)胞的生長和髓鞘的形成,誘導(dǎo)神經(jīng)生長因子和某些酶的合成,促進(jìn)神經(jīng)元骨架的發(fā)育等。而近年來研究發(fā)現(xiàn),TH不僅是胎兒和新生兒腦發(fā)育的關(guān)鍵激素,同時對成年甚至老年期中樞神經(jīng)系統(tǒng)亦有至關(guān)重要的作用[1]。
2.2 調(diào)節(jié)新陳代謝 TH能使線粒體增大,數(shù)量增加,線粒體呼吸過程加速,氧化磷酸化加強。TH對很多器官系統(tǒng)的作用常繼發(fā)于其產(chǎn)熱﹑耗氧效應(yīng)。TH能促進(jìn)腸黏膜吸收葡萄糖﹑外周組織利用糖以及糖原的合成與分解,因而可提高糖的代謝速率。甲狀腺能促進(jìn)脂肪的合成與分解,因而可加速脂肪代謝速率。對于膽固醇代謝,TH能加強膽固醇合成,也促進(jìn)膽固醇轉(zhuǎn)化為膽酸等,同時也增加低密度脂蛋白受體的可利用性,有助于膽固醇從血中清除。TH能促進(jìn)DNA轉(zhuǎn)錄過程和mRNA形成,促使結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)和功能蛋白質(zhì)的合成,有利于機體的生長發(fā)育及各種功能活動,表現(xiàn)正氮平衡。
腦梗死是指腦部血液循環(huán)障礙,缺血﹑缺氧所致的局限性腦組織的缺血性壞死或軟化。腦組織缺血缺氧后不僅會引起腦神經(jīng)功能損害,還會引起內(nèi)分泌和新陳代謝的紊亂,TH水平的變化也是其中一種。而且近年來,一些國內(nèi)外研究報道指出,TH水平,不僅可以反應(yīng)急性腦血管病患者的腦功能受損程度,對急性腦血管病的預(yù)后評估有一定的指導(dǎo)意義。M.Alevizaki等[2]連續(xù)從1995年1月至2004年12月收集首次發(fā)生急性腦梗死的患者737例,并用斯堪的納維亞卒中量(SSS)評估患者入院時的神經(jīng)損傷程度,在入院后第2天抽取患者血液檢驗患者的甲狀腺功能,并使用改良Rankin評分對患者出院后1個月和出院后12個月的情況進(jìn)行隨訪評估,發(fā)現(xiàn)417例(56%)患者T3值≤78ng/dl,320例患者T3值正常。低T3患者的1年病死率為27.34%,T3為正常的患者病死率為19.37%(P=0.006)。由此分析出血清低T3是腦梗死患者不良預(yù)后的預(yù)測值。Lena M. O’Keefe等[3]通過收集129例急性腦梗死患者的血液,并測量發(fā)病后24h內(nèi)的TSH﹑游離T3和游離T4的血清水平,隨訪他們在出院時﹑3個月和12個月的中風(fēng)結(jié)局,研究出:(1)較低的TSH患者的住院病死率顯著升高,而醫(yī)院病死率與FT3或FT4無關(guān)。然而,出院時存活患者的FT3水平明顯高于死亡患者。(2)3個月時死亡患者的TSH值比存活患者低。通過改良的Barthel指數(shù)(mBI)>15的測量,更高的FT3水平預(yù)示3個月的結(jié)果更良好。(3)同樣FT3較高的患者發(fā)病12個月后的神經(jīng)功能恢復(fù)更好;Satoshi Suda等[4]回顧性分析了2010年7月至2012年4月間接受日本國立醫(yī)學(xué)院卒中中心入選的398例缺血性卒中患者,評估了急性缺血性卒中患者血清TSH﹑FT3和FT4值與臨床表現(xiàn)和功能結(jié)局的關(guān)系。發(fā)現(xiàn)FT3值與出院后的功能性結(jié)果相關(guān),并且在調(diào)整危險因素和并發(fā)癥后仍然顯著。此外,F(xiàn)T3值對結(jié)果的有害影響隨著FT3值的下降而增加。相比之下,F(xiàn)T4和TSH水平與入院時的卒中嚴(yán)重程度或出院后的功能結(jié)局無關(guān)。Ambrosius W等[5]對387例急性腦梗死患者(排除既往有甲狀腺疾病的患者)進(jìn)行前瞻性研究,檢測患者血清TH,評估患者入院時的NIHSS評分以及出院后30d和360d的mRS評分,從而根據(jù)患者30d和360d的mRS評分顯示,低FT3患者比高FT3患者神經(jīng)功能障礙更為嚴(yán)重,說明在急性中風(fēng)患者中,較低的FT3水平是與不良結(jié)局(即嚴(yán)重殘疾和死亡)相關(guān)的重要原因。Sabbaghziarani等[6]通過評估外源性T3使用后對室下區(qū)神經(jīng)標(biāo)志物改變的影響,證實三碘甲狀腺原氨酸(T3)的量減少與中風(fēng)的嚴(yán)重程度呈正相關(guān)。實驗將大腦中動脈閉塞導(dǎo)致腦缺血的雄鼠分為4個組:假手術(shù)組﹑缺血組﹑常規(guī)服藥組﹑T3治療組[腦缺血24h的大鼠注入T3(25μg/kg,IV注射)]。研究分析缺血后第4天,治療組血清T3和TH(T4)水平較高,促TH(TSH),腫瘤壞死因子-α和白細(xì)胞介素-6(P<0.05)水平低于缺血組。缺血后第7天,通過比較四組大鼠的腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子,發(fā)現(xiàn)治療組巢蛋白和SoX2的表達(dá)高于其余三組(且P<0.05)。此項研究結(jié)果揭示外源T3應(yīng)用能有效改善腦缺血后神經(jīng)功能恢復(fù)程度,因此三碘甲狀腺原氨酸(T3)量的減少與中風(fēng)的嚴(yán)重程度呈正相關(guān)。
第一個可能的解釋是中風(fēng)后繼發(fā)性腦損傷。腦損傷后的細(xì)胞凋亡較大程度上取決于谷氨酸過度釋放造成的胞膜過度去極化,胞內(nèi)鈣超載,線粒體及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)功能障礙等因素[7],Mendes-de-Aguiar等[8]通過研究發(fā)現(xiàn)谷氨酸對培養(yǎng)的小腦星形膠質(zhì)細(xì)胞的膠質(zhì)毒性作用被T3治療的星形膠質(zhì)細(xì)胞所消除。而且,在T3處理的星形膠質(zhì)細(xì)胞上,抗谷氨酸攻擊的神經(jīng)元活力增強。另外,TH可促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞攝取谷氨酸,維持胞膜離子通道等的活性,保證胞膜穩(wěn)定性,使神經(jīng)元免于毒性作用,維持細(xì)胞的正常功能,從而減少細(xì)胞凋亡。說明TH對神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞中的谷氨酸毒性具有保護(hù)作用。
另一些實驗研究表明,腦水腫是許多神經(jīng)系統(tǒng)疾?。òㄖ酗L(fēng))的最終共同途徑,而水通道蛋白是促進(jìn)水通過許多類型細(xì)胞的質(zhì)膜,在脈絡(luò)叢上皮細(xì)胞上檢測到水通道蛋白-1(AQP1),而AQP4﹑AQP5和AQP9位于星形膠質(zhì)細(xì)胞和室管膜細(xì)胞上。在嚙齒動物腦中,AQP4存在于與腦血管接觸的星形膠質(zhì)細(xì)胞末端,并且在星形細(xì)胞過程和細(xì)胞體上發(fā)現(xiàn)AQP9。在基礎(chǔ)生理條件下,AQP4和AQP9似乎與腦內(nèi)穩(wěn)態(tài)和中樞血漿滲透壓調(diào)節(jié)有關(guān),但AQP4也可能在病理生理條件中起作用,如實驗小鼠中將AQP4敲除后的局灶性腦缺血的模型可以觀察到它們的水腫形成減少,而T3的給藥通過抑制微血管周圍星形細(xì)胞末梢血中AQP4的表達(dá),減少了局灶性缺血模型中的梗死和相關(guān)性水腫[9]。因此,作者推測,缺血性卒中后,低FT3患者可能會減少神經(jīng)保護(hù)和繼發(fā)性腦損傷,導(dǎo)致結(jié)果較差。
第二個可能的解釋是中風(fēng)后內(nèi)源性腦修復(fù)機制的下調(diào)。腦梗死是由腦部血液循環(huán)障礙引起,那么腦梗后及時恢復(fù)腦組織血液供應(yīng)是修復(fù)腦組織損傷的最佳辦法,但缺血后血流再通又可能導(dǎo)致缺血再灌注損傷,因此,減輕再灌注損傷對于腦缺血后神經(jīng)功能恢復(fù)極為重要。一系列研究發(fā)現(xiàn),腦缺血后,神經(jīng)生長因子(NGF)和腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(BDNF)水平增加,通過激活不同的信號系統(tǒng),促進(jìn)受損神經(jīng)元再生及分化,改善神經(jīng)元的病理狀態(tài)[10]。例如,Li等[11]發(fā)現(xiàn),局灶性腦缺血后,BDNF通過調(diào)節(jié)TrkB相關(guān)信號,抑制神經(jīng)細(xì)胞凋亡,促進(jìn)神經(jīng)元再生。NGF可作用于NMDA受體,降低細(xì)胞內(nèi)的Ca2+超載,加速自由基清除﹑減輕興奮性氨基酸毒性,從而保護(hù)神經(jīng)元[12]。而THT3可通過增加腦組織中NGF和BDNF表達(dá)水平[13],促進(jìn)神經(jīng)元再生﹑修復(fù)受損神經(jīng)細(xì)胞﹑減輕腦梗死體積,從而對缺血再灌注大鼠起到神經(jīng)保護(hù)作用。因此,作者推測,在缺血性卒中后,患者的低FT3可能經(jīng)歷內(nèi)源性腦修復(fù)系統(tǒng)的抑制,因此功能結(jié)果較差。
腦梗死的治療目標(biāo)是挽救缺血半暗帶的神經(jīng)元,而TH在腦缺血缺氧中的神經(jīng)保護(hù)作用這一發(fā)現(xiàn),不僅有望為腦梗死的臨床治療提供新的思路,并且能夠?qū)δX梗死的新型藥物研究提供新的方向,從而使腦梗死患者得到更好治療和預(yù)后,進(jìn)一步降低腦梗死的復(fù)發(fā)率﹑病死率和致殘率。
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