《氧化氮及一氧化氮合酶与肝病 》由会员分享，可在线阅读，更多相关《氧化氮及一氧化氮合酶与肝病 （12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1氧化氮及一氧化氮合酶与肝病 一氧化氮(NO) 是普遍存在于脊椎动物各种细胞中的一种生物介质，是细胞间信息传递的重要调节因子，作为第二信使和神经递质起着各种不同的功能。NO 参与机体生理及病理过程，其对疾病发生及发展的影响是近年来研究的热点。现就有关 NO 及一氧化氮合酶(NOS)在肝病中的作用作一综述。 一、NO 及 NOS 在肝脏中的一般介绍 NO 是脂溶性气体物质，由 NOS 催化 L-精氨酸生成。体内半衰期仅 15 秒，可被氧自由基、氢醌、血红蛋白等结合而灭活，于有氧条件下生成稳定的代谢产物硝酸盐和亚硝酸盐。NOS 是 NO生物合成的关键限速酶，肝脏有 2 种类型 NOS，原生型(cN
2、OS)和诱生型(iNOS)，前者分布于内皮细胞和血小板等处，合成 NO 的生物效应以生理状态下细胞间信息传递为主；后者分布于肝细胞、枯否细胞、肝窦内皮细胞等处，可被脂多糖(LPS)、内毒素及多种细胞因子诱导活化,产生大量具有细胞毒性作用的内源性 NO，参与各种肝病的病理过程。肝病中枯否细胞释放肿瘤坏死因子(TNF) 、干扰素(IFN)、白细胞介素 (IL)-1 等细胞因子，作用于肝细胞、枯否细胞导2致 NO 生成增多1 。诱生作用同时可被细胞因子下调，如中性粒细胞的 IL-8、血管平滑肌细胞中的转化生长因子(TGF) 、血小板衍化生长因子(PDGF)及前列腺素 E2(PGE2)等2 。Shef
3、fler 等3认为低浓度 NO(112mol/L)可使巨噬细胞 iNOS 的基因表达提高 2.5倍, 使 NO 升高 ;而高浓度的 NO(200mol/L)可抑制 iNOS 基因表达, 使 NO 水平降低，说明 NO 具有自身反馈调节能力。 酪氨酸激酶(PTK)在 NO 的产生中也起重要作用，LPS 通过激活巨噬细胞 PTK 使 NO 升高，IL-1 经活化 PTK 和核转录因子(NF-B)诱导 NO 生成，PTK 活性抑制物可改善肝硬化门脉高压鼠的高循环状态4 。 各种 NOS 拮抗剂、鸟苷酸环化酶抑制剂美蓝、PTK 抑制物及氟美松对 NO 的生成有抑制作用。S-亚硝基谷胱甘肽和硝普钠可作为
4、 NO 供体。它们已被广泛应用于临床诊断及治疗。 二、NO 及 NOS 在肝病中的变化情况 3急性肝损伤时,肝脏 NO 由 iNOS 基因表达的增多来介导生成。肝病 iNOS mRNA 的表达在各个脏器如肝、脾、肺、肾、心、脑中均有不同程度的升高，而 cNOS mRNA 无明显升高,说明了肝病中iNOS 的显著作用5 。也有人观察到 cNOS 在胆汁性肝硬化中含量降低，iNOS 无升高。Rockey 和 Chung6经动物实验表明，肝脏在 LPS 和( 或)胞质变动的刺激下，iNOS 产生 NO 明显增多，以致肝细胞功能受损害甚至肝脏纤维化。关于 iNOS mRNA 和 NO的细胞来源问题：R
5、ockey 和 Chung6观察到，在四氯化碳作用后的肝脏中仅枯否细胞产生；胆管结扎致肝损害甚至肝纤维化时肝脏所有非实质细胞均产生，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及不同类型损害时，iNOS 表达各异。 三、NO 在肝病中的作用 NO 一方面具有特异性杀伤病毒、细菌、寄生虫等病原体和肝肿瘤细胞的有益作用；另一方面可通过细胞毒作用损伤正常肝组织，造成肝细胞死亡。 4急性肝脏病变时，局部升高的 NO 能扩张小血管调节灌流，降低肝脏酶活性，抑制肝细胞的有氧代谢及低血流下的血小板聚集，与超氧化物结合形成无毒代谢产物 NO-3，从而避免氧自由基损害肝细胞
6、，有助于肝脏渡过应激期,对肝细胞起保护作用7 。Bohlinger 等8在 TNFD- 氨基半乳糖诱发小鼠肝损害时给予NO 供体硝普钠，可见肝细胞损害显著减轻；用 NO 生成抑制剂抑制 NO 生成的同时肝损害程度加重,均说明 NO 的保护作用。肝硬化伴自发性细菌性腹膜炎(SBP)时，腹膜巨噬细胞的 iNOS mRNA 和蛋白合成表达明显增加，产生大量 NO，在 iNOS 抑制剂氨基胍(AG)的作用下，感染症状反而加重，说明巨噬细胞的这一反应是机体对SBP 的保护性应答9 。体外实验证明,黄嘌呤氧化酶可促进肝脏前胶原 I mRNA 表达合成，硝普钠通过抑制黄嘌呤氧化酶间接抑制 I型前胶原的合成，
7、说明 NO 有抗肝纤维化的作用 10 。NO 可被-IFN 诱导生成，并具有广谱抗病毒作用，Shar ara 等11在用-IFN 治疗丙型肝炎的过程中观察到，随血清丙氨酸转氨酶、HCV mRNA 的降低 ,NOS 活性及 NO 含量升高,且呈剂量依赖性，说明NO 依 -IFN 剂量不同产生抗病毒作用不同，这无疑为临床抗病毒治疗提供了新思路。 NO 使血管平滑肌松弛，血管舒张，血压降低，导致肝硬化门脉高压及水钠潴留、腹水形成及功能性肾衰竭；NOS 抑制剂可纠5正高循环状态，提高水钠排泄，有利于治疗。Vogl 等12 发现大结节型肝硬化巨噬细胞数量及嗜酸粒细胞数量明显比小结节型肝硬化增多，在 LP
8、S 刺激下，IL-6 及 TNF- 含量均升高,DNA 合成增多，但两型间差异无显著性，而巨噬细胞产生 NO 的量在大结节型比小结节型显著增多，说明不同类型的肝硬化巨噬细胞产生 NO 的能力不同。局部过多 NO 可使内脏血管舒张，高循环状态进一步恶化13 。体外肝脏枯否细胞与肝癌细胞共同培养时，上清液中 NO水平增高，使用 AG 可有效地抑制 NO 的产生和肝癌细胞的 DNA断裂，iNOS 反义寡核苷酸可阻止凋亡细胞的增加，可见 NO 在此过程中参与介导肝细胞的凋亡14 。Moriyama 等15 认为肝癌患者血清 NO 代谢产物水平与肿瘤的表面积、体积有相关关系 ,监测 NO 有助于动态观察
9、肝癌的病情变化。 四、NO 在肝病中的作用机制 NO 可影响肝细胞蛋白合成和能量代谢，与慢性肝病低蛋白血症、低凝血因子及其他肝功能障碍有密切关系。NO 在肝病中的作用机制大致有以下几点: 61.NO 作用的靶点是细胞内可溶性鸟苷酸环化酶(GC)的亚铁原卟啉上的铁离子，NO 与铁离子结合形成 NO-Heme-GC 复合物，经三维结构变化促进 GTP 生成 cGMP。升高的 cGMP 可影响膜离子通道；激活 cGMP 依赖性蛋白激酶，导致蛋白质磷酸化和去磷酸化；通过激活或抑制磷酸二酯酶，改变 cAMP 含量，从而发挥各种作用。临床可将血、尿 cGMP 作为监测 NO 及其产物的间接指标16 。 2
10、.高浓度 NO 通过与酶的活性中心非血红素硫铁复合物结合，抑制多种与线粒体电荷传递系统及柠檬酸循环有关的酶，如柠檬酸合成酶、乌头酸酶等，使肝细胞因能量溃乏或大量自由基产生而死亡。 3.还原型 NO(NO-)能与超氧阴离子 (O-2)作用形成过氧亚硝酸阴离子(ONOO-) ，后者及其分解产物羟自由基(OH-)能引起组织细胞脂质过氧化和细胞毒性17 。因此， NO 具有损伤正常肝组织和抗肝肿瘤的功能。 4.NO 可使细胞核酸亚硝酰化及 DNA 链降解，使 DNA 断裂7或突变，细胞发生凋亡，此作用可能是使具有致癌性细胞转化的危险因素;NO 体内代谢形成具有致癌作用的亚硝酸盐与肝癌的发生密切相关。
11、5.NO 可通过与细胞因子的相互影响来发挥作用，NO 抑制中性白细胞的应答，增强中性粒细胞的应答，抑制肝细胞蛋白合成以提高肝细胞对 TNF- 的敏感性，NO 可激活环氧化酶,使 PGE2 产生增多，PGE2 反过来通过减少 TNF 使 NO 产生受抑制或通过抑制iNOS 的表达使 NO 产生减少，IL-10 和 TGF- 均可抑制 NO 的产生而干扰 -IFN 对巨噬细胞的活化作用 2 。IL-1 通过依赖内源性 -IFN 合成而介导肝细胞表达 iNOS，从而影响 NO 的产生18 。NO 对肝脏 2 种作用的强弱主要取决于 NO 的浓度和 NO 的细胞来源，浓度在一定范围内以及来源于内皮细胞
12、者对组织器官起保护作用,否则起毒性作用。所以，临床工作中如何把握好这 2 种作用，正确使用 NOS 抑制剂及 NO 供体，对肝病的诊断及治疗有重要意义。 8参考文献 1Vogl S, Petermann H, Dargel R. Oxygen radical formation, proliferative activity and phagocytic capacity of cultivated macrophages from cirrhotic rat livers. Liver, 1996, ;16:313-320. 2Igietseme JU. The molecular mech
13、anism of T-cell control of chlamydia in mice: role of nitric oxide. Immunology , 1996, 87:1-8. 3Sheffler LA, Wink DA, Melillo G ,et al. Exogenous nitric oxide regulates iFN-gamma plus lipopolysaccharide-induced nitric oxide synthase expression in mouse macrophages . J Immunol , 1995, 155:886-894. 4L
14、opez Talavera JC, Levitzki A, Martinez M, et al. Tyrosine kinase inhibition ameliorates : the hyperdynamic 9state and decreases nitric oxide production in cirrhotic rats with portal hypertension and ascites. J Clin invest, 1997, 100:664-670. 5Mizumoto M, Arii S, Furutani M, et al. NO as an indicator
15、 of portal hemodynamics and the role of iNOS in increased NO production in CCl4-induced live cirrhosis. J Surg Res, 1997, 70 :124-133. 6Rockey DC, Chung JJ. Regulation of inducible nitric oxide synthase and nitric oxide hepatic injury and fibrogenesis. Am J Physiol, 1997, 273(1 Pt 1): g124-130. 7Bil
16、liar TR, Curran RD, Stuchr DJ, et al. Evidence that activation of kupffer cells results in production of L-arginine met abolites that release cell-associated iron and inhibit hepatocyte protein synthsis. Surgery, 1989,106:364-372. 108Bohlinger I, Leist M, Brsig J, et al. Interleukin-1 and nitric oxide protect against tumor necrosis factor alpha-induced liver injury through dis
