肝硬化时各系统内源性NO变化的研究进展

药罐

国外医学消化系疾病分册1999年第19卷第4期



肝硬化时各系统内源性NO变化的研究进展



兰州医学院第一附属医院传染科 （730000）　关玉娟　高　评（综述）



同济医科大学附属同济医院消化内科（430030） 王家（审校）



　　摘　要　作为终末期肝病的肝硬化常常引起多系统损害。内源性NO是一种具有多种病理生理学效应的活性介质，它对疾病发生发展的影响是近年来的研究热点，本文就肝硬化时各系统内源性NO变化的研究进展作一综述。



　　关健词：肝硬化　一氧化氮　一氧化氮合酶



　　肝硬化常引起多系统受累，以肝功能损害和门脉高压为主，表现为心输出量增多，全身血管阻力降低，组织血液灌流率和门静脉血流增加等高动力循环。一氧化氮（NO）是一种能局部发挥舒血管作用的活性物质，由NO合酶（NOS）催化L-精氨酸（L-Arg）产生。DOS主要有存在于神经元和血管内皮细胞的原生酶（cNOS）和几乎分布于所有组织的诱生酶（iNOS）两种形式，cNOS又可分为内皮型NOS（eNOS）和神经元型NOS（nNOS）。NOS的的广泛分布决定NO合成部位及作用范围较广，而NO可作为评价高动力循环的指征[1]。本文就肝硬化时呼吸、循环、消化、泌尿各系统内源性NO变化情况作一简述。



1　呼吸系统



　　高浓度NO可扩张血管，使毛细血管后微静脉渗出增加，气道粘膜充血水肿。同时，还原型NO与超氧阴离子作用生成具有强毒性的羟自由基，后者导致微循环障碍、气道粘膜损伤、动脉氧合作用异常，是慢性肝病低氧血症的主要原因，肝硬化呼吸系统iNOS mRNA增多导致NO水平升高，Mizumoto等[1]采用免疫组化和Northern印迹法证实在对照组仅支气管上皮细胞有iNOS存在，而肝硬化组除支气管上皮细胞外，间质细胞、组织细胞及肺泡上皮细胞均有iNOS存在。为研究肝硬化时肺病理机制，Soderman等[2]监测13例肝硬化患者与11例健康者呼出气中NO浓度，发现呼出NO浓度与肝硬化程度呈正相关关系，与血清碱性磷酸酶、胆红素、天门冬氨酸转氨酶、谷丙氨酸转氨酶、白蛋白有显著相关性，血循环中内源性NOS抑制物水平与呼出NO量无关，提示呼吸系统内源性NO与肝机能障碍程度关系密切。肺动脉对缩血管药物去氧肾上腺素反应减小，在NOS抑制剂治疗后改善，甚至恢复至正常，说明此变化归因于NO的增多及肝肺综合征的存在[3]。有人认为，肝病患者吸入NO可减轻肺动脉压力。但也有人认为，吸入的NO对肺动脉压力及其他血流动力学参数无影响，这有待于进一步研究。



2　循环系统



　　肝硬化时，细胞因子在激活巨噬细胞和血管平滑肌细胞iNOS的同时，可诱导心室肌细胞iNOS的表达，增多的NO导致心功能改变：心输出量增多、心脏增大。心脏对前后负荷增加的反应有限，心脏的收缩性、冠状动脉压明显降低，应用NOS抑制剂可得到改善。主动脉组织iNOS及cGMP水平升高，且在L-Arg的类似物NG-硝基-L-精氨酸的作用下呈剂量依赖性降低，说明肝硬化主动脉组织NO的升高是由iNOS作用产生的。Sogni等[4]发现，肝硬化胸主动脉在脂多糖作用下iNOS mRNA升高，cNOS mRNA量不增加，但酶活性升高，致使NO过量产生。经内镜结扎曲张静脉后，血清硝酸盐的含量迅速减少，因侧支循环血流减少致心脏前负荷减少，奇静脉血流量、左室舒张末容积和心输出量均降低，血管阻力增加，说明内源性NO有调节系统血液动力学的作用。NO通过激活鸟苷酸环化酶，促进GTP生成cGMP，升高的cGMP使血管平滑肌松驰、血管舒张和平均动脉压降低。大量NO还减弱血管对甲肾上腺素能神经及缩血管因子的反应，而可溶性鸟苷酸环化酶抑制剂美蓝可阻断此现象，使血管系统恢复对血管活性药物的敏感性。



3　消化系统



　　肝硬化时可出现胃肠道淤血水肿、消化吸收障碍以及肠道菌群失调等。NO作为一种新型的胃肠道神经递质，广泛作用于消化道。



3 .1食管、胃



　　生理状态及肝病初期，NO除扩张局部微血管以保证胃粘膜充足血流量外，还有保护血管内皮细胞和胃上皮细胞的功能，尤其在致损伤因子存在时。肝硬化门脉高压时，内源性NO与食管曲张静脉的产生和破裂有关，食管粘膜肌层和粘膜下大静脉内皮明显变薄，静脉血管内皮的NOS mRNS及NOS蛋白表达合成显著增加。胃粘膜静脉及胃粘膜下静脉扩张引起的胃损伤是肝硬化失代偿期出血的潜在危险因素。经内镜检测精氨酸向胍氨酸转变速率来评价胃粘膜NOS活性，同时检测血清硝酸盐、亚硝酸盐含量，发现肝硬化时各指标均升高，证明NO介导肝硬化胃粘膜损伤、充血的发生[5]。肝硬化时NO与前列腺素（PG）协同保护胃粘膜，PGE2通过减少肿瘤坏死因子（TNF）而使NO产生受到抑制或通过抑制iNOS的表达使NO产生减少，NO可激活环氧合酶，使PGE2的生成增多。由于受PG长期保护作用，胃微循环对硝酸钠扩血管作用反应减弱。给正常鼠阿司匹林后此反应与肝硬化鼠相同，因为阿司匹林可抑制胃粘膜合成PG，使NO生成增多[6]。



3.2 肝脏



　　肝脏在内毒素和（或）胞质变动的刺激下，肝细胞功能受损害，甚至发生肝纤维化，iNOS产生NO明显增多。四氯化碳作用后的肝脏中仅枯否细胞产生iNOS。胆管结扎致肝损害甚至纤维化时肝脏所有非实质细胞均产生iNOS，结扎24小时，枯否细胞产生量最高，此后，肝窦内皮细胞占优势，说明肝脏在不同程度不同类型损害时，iNOS表达各异[7]。Gupta[8]认为，肝硬化时肝窦内皮细胞生成NO是使肝脏微循环改变的重要因素。肝硬化时体循环、门静脉、肝静脉NO含量依次升高，奇静脉、肝静脉血中血清硝酸盐明显升高，门脉高压程度与血清硝酸盐水平有相关性。肝硬化时NOS及NO合成在内脏脉管系统增多，尤其在肝组织，可见NO对肝硬化门脉高压的影响。NO可参与调节肝窦微循环，肝硬化时小叶神经支配减少或缺乏，内皮素、NO过量产生，具有内皮素受体的贮脂细胞在内皮素的刺激下收缩，NO通过自主分泌机制来抑制肝星状细胞收缩[9]。但有人用NOS抑制剂处理肝窦后未发现窦内径明显变化，而改用一氧化碳抑制物可诱导肝窦内减少，血管阻力增加，证明在调节肝窦微循环中，内源性NO的作用小于内源性一氧化碳。



3.3 肠系膜



　　内源性NO可调节肠系膜血管床，增加肠系膜血流量，减轻微血管的通透性及肠道的损伤，L-Arg的灌注使肠系膜血流量增加可证实之[10]。Morales-Ruiz等[11]用聚合酶链反应及核糖核酸酶分析方法，检测了16例肝硬化伴腹水大鼠和10例正常对照组大鼠的胸主动脉，腹主动脉及肠系膜动脉血中NOS，发现iNOS mRNA在肠系膜动脉最多，胸部主动脉最少；eNOS mRNA在胸主动脉最多，两者均起重要作用，但腹腔病变的发生仍以iNOS mRNA作用为主。门静脉结扎引起门脉高压的大鼠和CC14肝硬化大鼠，其肠系膜静脉床内皮细胞对肾上腺素能血管加压药物——盐酸甲氧胺的反应都减少，减少的程度与腹水是否存在、腹水量呈正相关关系，摘除肠系膜内皮细胞可纠正此作用，提示NOS来源于内皮细胞，其量与腹水量相关[12]。NO在一定程度上介导肝硬化肠系膜血管床对血管活性药物的敏感性，若血管床对血管活性药物反应无改变，说明肠系膜内源性NO无改变或改变甚微。是否可通过控制肠系膜处NO的含量来控制此反应有待进一步研究。



3.4 腹膜炎



　　肝硬化伴自发性细菌性腹膜炎（SBP）时，腹水TNF-α、白介素（IL）-6明显增多，局部增多的细胞因子又刺激巨噬细胞，产生过多使内脏血管舒张的NO，使高动力循环状态恶化。腹膜巨噬细胞iNOS mRNA及其蛋白合成的表达在感染组明显多于无感染组，被iNOS抑制剂氨基胍抑制后感染反而加重，可见巨噬细胞的这一反应是机体对SBP的保护性应答。检测肝硬化伴腹水患者腹水及血清NO，发现腹水NO的水平在腹水细菌培养阳性组与阴性组间无差异，而在重症患者明显升高，且可反映血清NO水平，认为腹水NO水平有助于肝硬化严重程度的诊断，而对于否伴发SBP的诊断帮助不大[13]。



4　泌尿系统



　　NO与肾小球血管舒张、肾血流量及肾小球滤过率增加、尿钠排泄密切相关。将慢性胆管结扎（BDL）组与开放组比较，BDL组肾iNOS活性升高，eNOS无明显变化。共同培养BDL血浆与正常肾小球系膜细胞，NO产物及巨噬细胞型iNOS增加35%，提示血浆内细胞因子能刺激系膜细胞表达iNOS ，产生大量NO。肾小球内皮细胞、上支细胞及浸润的巨噬细胞均可表达iNOS 。但Bosch-Marce等[14]给肝硬化伴腹水小鼠腹腔灌注L-Arg后发现，cNOS mRNA在肾脏细小动脉的表达明显多于iNOS mRNA的表达，认为cNOS在NO产生时起重要作用。NO具有正反馈作用，可增加系膜细胞经IL-1β刺激后iNOS 的表达。NO升高可介导肾小球损伤，加重血流动力学紊乱，肾血管出现反射性收缩。血浆内皮素也可引起肾皮质动脉收缩，肾灌注减少，肾小球滤过率下降，水钠潴留，而氨基胍可纠正这种状态，可见肾功能损害在一定程度上归因于血清硝酸盐水平的升高。将肝硬化患者肾脏移植入肝脏正常者体内，水钠潴留不再发生，说明肝硬化时肾脏并无器质性损害[15]。有人发现，肝硬化伴少量腹水与无腹者具有相似的硝酸盐水平，硝酸盐水平与α-酸性糖蛋白水平有相关性。硝酸盐水平、肌酐清除率与腹水的有无及含量呈正相关关系，这有助于判断病情变化[16]。由于NO是通过cGMP而发挥生物效应的，故当NO合成及活性增加时，血、尿中cGMP浓度增加，肝硬化组尿cGMP明显高于健康组，且与心输出量、血容量、P物质、心房利钠因子有相关关系。提示尿cGMP与肝硬化高动力循环有关，而且血、尿cGMP可作临床监测NO及其产物的间接指标[17]。肝硬化患者血清、尿中硝酸盐水平也明显升高，且与血清蛋白水平、血小板数量呈负相关，与病程进展呈正相关，故可将NO作为肝硬化的预后指标。



参考文献



1 Mizumoto M et al. J Surg Res,1997;70(2):124～133



2 Soderman C et al. Scand J Gastroenterol,1997:32(6):591～597



3 Chabot F et al.Eur Respir J ,1996;9(3):560～564



4 Sogni P et al .J Hepatol,1997;26(5):1120～1127



5 EI-Newihi HM et al. Am J Gastroenterol,1996;91(3):535～538



6 Geraldo J et al. Hepatology,1996;23(1):123～129



7 Rockey DC et al. Gastroenterology,19