激肽与心肌缺血预适应
作者：施圣兵 刘志勇
单位：(南京铁道医学院附属医院心胸外科，江苏南京 210009)
关键词：激肽；心肌保护；缺血预适应
铁道医学000252 [摘要]心脏具有独立的激肽系统，在缺血期间释放激肽。激肽具有保护心肌的功能，是缺血预适应的重要介质。激肽作用的可能途径主要有一氧化氮途径和蛋白激酶C(PKC)途径。
[中图分类号]R542.2 [文献标识码]A [文章编号]1001-0912(2000)02-0135-03
1986年，Murry[1]等首次观察到短暂的缺血可以明显减轻随后更长时间的缺血/再灌注对心肌的损伤作用，这种现象称作心肌缺血预适应(Ischemic Preconditioning, IP)。随后的研究表明，不同种类的动物，甚至人体均明显存在这种现象；而且除了缺血这种刺激外，热应激、快速心室起搏、缺氧、缺钙等亦可产生预适应的心肌保护作用。这种保护作用紧随在预刺激之后，可持续1～2h。1993年Marber[2]和Kuzuya[3]分别发现除了这一经典的心肌保护─—称作第一相或早期相外，24h以后还有一个迟发的心肌保护时相─—称作第二相或迟发相。迟发相一般在48～72h达到最高效应，4d才消失。IP效应的机制尚不很清楚。现在的研究认为IP的保护作用是由于内源性的介质的释放，进而通过一系列复杂的信号传递和级联反应产生保护性蛋白，从而产生抗缺血/再灌注损伤的作用。目前认为激肽是心肌缺血预适应的重要介质，作者就激肽及其心肌保护的可能机制作一综述。
, 百拇医药
1 激肽系统
激肽(kinin)包括缓激肽(bradykinin,BK)和赖氨酰缓激肽(lys-BK)。激肽的前体是激肽原(kininogen)，激肽原在激肽释放酶(kallikrein)作用下生成激肽。激肽生成后很快被组织或血浆中的激肽酶(kininase)降解失活。所以激肽主要在组织的局部起作用。激肽分布广泛，赖氨酰缓激肽和缓激肽的生物学作用相同，具有许多重要的生理功能。激肽的受体主要有B1和B2受体，不同的组织器官具有不同的受体分布，在心血管系统中主要的是B2受体。
2 心脏的激肽系统
Müller-Esterl[4]发现培养的内皮细胞含有大量的激肽原，细胞表面有激肽原结合位点。大鼠心肌组织中激肽浓度是循环浓度的10倍。Nolly[5]等观测到，大鼠心肌切片能释放激肽释放酶和激肽原到心肌的孵育基质中，而心肌切片中的激肽释放酶和激肽原的含量并未减少。如预先给予蛋白质合成阻剂Puromycin于基质中，则激肽释放酶和激肽原的释放明显减少，表明心脏具有独立的激肽系统。
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3 心脏激肽的释放
Baumgarten[6]检测离体鼠心冠脉血流的激肽浓度，发现缺血期间的激肽浓度比正常情况下高出8倍以上。麻醉状态的狗、大鼠的冠状静脉窦内血流的激肽浓度，在冠状动脉梗阻后也明显上升。心肌梗死后的病人激肽水平明显上升。1996年Ahmad观测到，体外循环手术病人冠状静脉窦血中的BK浓度明显上升[7]。这些现象说明缺血期间心肌持续产生内源性的激肽，而且缺血是心肌激肽释放的一个激发因素。
4 激肽的心肌保护作用
Linz[8]发现外源性BK能明显改善离体鼠心的血流动力学和心肌代谢：左心室压(LVP)、左室最大压力微分(LVdp/dt max)、冠状静脉流量(CF)均升高；静脉回流液中乳酸脱氢酶(LDH)、肌酸激酶(CK)、乳酸均下降；心肌组织中ATP、磷酸肌酸(CP)、糖原均上升。外源性激肽还能缩小心梗面积、减少室性心律失常的发生率及持续时间。Leesar在PTCA前冠脉内注入小剂量BK，可使患者心电图ST段的改变显著减少[9]。
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缺少激肽系统的Brown Norway大鼠，体内不能合成激肽原和激肽释放酶的前体物质。因缺乏内源性激肽，这种大鼠抗缺血/再灌注损伤的能力明显下降[10]。
血管紧张素转化酶(ACE)即为激肽酶Ⅱ，血管紧张素转化酶抑制剂(ACEi)能抑制激肽酶Ⅱ，减少激肽的降解。使用ACEi，如卡托普利、依那普利等，在实验动物的冠状静脉窦的血流中可以检测到激肽含量的明显增高[6]，而且可以产生同样明显的心肌保护作用。
外源性或内源性激肽所产生的各方面的心肌保护作用，均可以被选择性B2受体阻滞剂icatibant所消除[11]。
5 激肽是预适应的重要介质
缺血可以引起心脏内源性激肽的释放，激肽的心肌保护作用与预适应的保护作用极其相似，显然激肽可能参与了预适应的心肌保护作用。在预适应前使用B2受体阻滞剂，可以明显加重心肌缺血/再灌注损害，预适应的心肌保护作用被消除；而单用icatibant并不能加重心肌的损害[12]。故认为激肽与B2受体相结合，从而发挥其IP介质作用。
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6 激肽的作用机制
激肽参与预适应保护心肌的机制目前还不十分清楚，其中最重要的假说是一氧化氮途径和PKC途径。
6.1 NO途径 Vegh[13]用麻醉状态下的狗作实验，发现使用L-精氨酸-NO途径的抑制剂L-NAME可以消除外源性激肽或IP所致的抗心律失常作用，而且非选择性的可溶性鸟苷酸环化酶的阻滞剂(methylene blue)也可以消除这种心肌保护作用。目前认为激肽与内皮细胞膜表面B2受体结合后使细胞内Ca2+短暂增加，并激活L-精氨酸-NO途径，NO随后作用于心肌细胞，激活胞浆中可溶性鸟苷酸环化酶使cGMP增加，cGMP激活磷酸二酯酶使cAMP减少，进而通过L型钙通道阻止Ca2+内流，抑制心肌的收缩力。
6.2 PKC途径 Brew[14]发现PKC的抑制剂chelerythrine可以消除激肽对离体鼠心的保护作用，心脏的舒缩功能和冠脉流量都明显下降了，用放射免疫荧光染色法可以看到3种PKC(δ、ε、ζ)在细胞内的明显易位。目前认为激肽与B2受体结合，激活与受体相耦联的G蛋白，G蛋白激活磷酯酶C(PLC)，PLC分解细胞膜的二磷酸磷酯酰肌醇(PIP2)产生二酰基甘油(DAG)和三磷酸肌醇(IP3),DAG和Ca2+使得PKC在胞内移位。部分PKC向胞膜移位，磷酸化一种或数种蛋白质，产生效应蛋白，表现为心肌保护的第一时相。此外，还有一种或数种亚型的PKC向细胞核内移位，磷酸化一系列的转录因子和其他基因转录过程中所需要的蛋白质，使细胞合成一系列应激蛋白和内源性抗氧化蛋白质，从而产生心肌保护的第二时相。
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[作者简介]施圣兵(1970-)，男，江苏如东人，南京铁道医学院在读硕士研究生，主治医师。
[参考文献]
[1] Murry C E,Jennings R B,Reimer K A.Preconditioning with ischemia:a delay of lethal cell injury in ischemic myocardium[J].Circulation,1986,74:1124-36.
[2] Marber M S,Latchman D S,Walker J M,et al.Cardiac stress protein elevation 24 hours following brief ischemia or heart stress is associated with resistance to myocardial infarction[J].Circulation,1993,88:1264-72.
, 百拇医药
[3] Kuzuya T,Hoshida S,Yamashita N,et al.Delayed effects of sublethal ischemia on the acquisition of tolerance to ischemia[J].Circ Res,1993,72:1293-99.
[4] Müller-Esterl W.Kininogens,kinins,and kinships[J].J Cardiovasc Phar～macol, 1990,15 (Suppl.6):1-6.
[5] Nolly H,Carbini L A,Scicli G,et al. A local kallikrein -kinin system is present in rat hearts[J].Hypertension,1994,23 (6 Pt 2):919-23.
, 百拇医药 [6] Baumgarten C R,Linz W,Kunkel G,et al.Ramiprilat increases bradykinin outflow from isolated rat hearts[J].Br J Pharmacol, 1993,108:293-5.
[7] Ahmad M,Zeitlin U,Parratt J R,et al.Changes in bradykinin levels in the blood of patients undergoing cardiopulmonary bypass(CPB)[J].J Physiol,1996,494:116P-117P.
[8] Linz W,Schi lkens B A.Influence of local converting enzyme inhibition on angiotensin and bradykinin effects in ischemic rat hearts[J].J Cardiovasc Pharmacol,1987,10 (Suppl.7):S75-S82.
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[9] Leesar M A,Stoddard M F,Manchikalapudi S,et al.Bradykinin-induced preconditioning in patients undergoing coronary angioplasty[J].J Am Coll Cardiol,1999,34:639-50.
[10] Damas J,Adam A.Congenital deficiency in plasma kallikrein and kini～nogen on the Brown Norway rat[J].Experientia,1980,36:586-7.
[11] Vegh A,Papp J G,Parratt J R.Attenuation of the anti-arrhythmic effects of ischaemic preconditioning by blockade of bradykinin B2 receptors[J].Br J Pharmacol,1994,113 :1167-72.
, 百拇医药
[12] Linz W,Wiemer G,Scholkens B A.Beneficial effects of bradykinin on myocardial energy metabolism and infarct size[J].Am J Cardiol,1997,80 (3A):118A-123A.
[13] Vegh A,Papp J G,Szekeres L, et al.Prevention by an inhibitor of the L-arginine nitric oxide pathway of the antiarrhythmic effects of bradykinin in anaesthetised dogs[J].Br J Pharmacol,1993,110:18-9.
[14] Brew E C,Mitchell M B,Rehring T F,et al.Role of bradykinin in cardiac functional protection after global ischemia-reperfusion in rat heart[J].Am J Physiol,1995,269:H1370-8.
[收稿日期]1999.10.13, 百拇医药
单位：(南京铁道医学院附属医院心胸外科，江苏南京 210009)
关键词：激肽；心肌保护；缺血预适应
铁道医学000252 [摘要]心脏具有独立的激肽系统，在缺血期间释放激肽。激肽具有保护心肌的功能，是缺血预适应的重要介质。激肽作用的可能途径主要有一氧化氮途径和蛋白激酶C(PKC)途径。
[中图分类号]R542.2 [文献标识码]A [文章编号]1001-0912(2000)02-0135-03
1986年，Murry[1]等首次观察到短暂的缺血可以明显减轻随后更长时间的缺血/再灌注对心肌的损伤作用，这种现象称作心肌缺血预适应(Ischemic Preconditioning, IP)。随后的研究表明，不同种类的动物，甚至人体均明显存在这种现象；而且除了缺血这种刺激外，热应激、快速心室起搏、缺氧、缺钙等亦可产生预适应的心肌保护作用。这种保护作用紧随在预刺激之后，可持续1～2h。1993年Marber[2]和Kuzuya[3]分别发现除了这一经典的心肌保护─—称作第一相或早期相外，24h以后还有一个迟发的心肌保护时相─—称作第二相或迟发相。迟发相一般在48～72h达到最高效应，4d才消失。IP效应的机制尚不很清楚。现在的研究认为IP的保护作用是由于内源性的介质的释放，进而通过一系列复杂的信号传递和级联反应产生保护性蛋白，从而产生抗缺血/再灌注损伤的作用。目前认为激肽是心肌缺血预适应的重要介质，作者就激肽及其心肌保护的可能机制作一综述。
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1 激肽系统
激肽(kinin)包括缓激肽(bradykinin,BK)和赖氨酰缓激肽(lys-BK)。激肽的前体是激肽原(kininogen)，激肽原在激肽释放酶(kallikrein)作用下生成激肽。激肽生成后很快被组织或血浆中的激肽酶(kininase)降解失活。所以激肽主要在组织的局部起作用。激肽分布广泛，赖氨酰缓激肽和缓激肽的生物学作用相同，具有许多重要的生理功能。激肽的受体主要有B1和B2受体，不同的组织器官具有不同的受体分布，在心血管系统中主要的是B2受体。
2 心脏的激肽系统
Müller-Esterl[4]发现培养的内皮细胞含有大量的激肽原，细胞表面有激肽原结合位点。大鼠心肌组织中激肽浓度是循环浓度的10倍。Nolly[5]等观测到，大鼠心肌切片能释放激肽释放酶和激肽原到心肌的孵育基质中，而心肌切片中的激肽释放酶和激肽原的含量并未减少。如预先给予蛋白质合成阻剂Puromycin于基质中，则激肽释放酶和激肽原的释放明显减少，表明心脏具有独立的激肽系统。
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3 心脏激肽的释放
Baumgarten[6]检测离体鼠心冠脉血流的激肽浓度，发现缺血期间的激肽浓度比正常情况下高出8倍以上。麻醉状态的狗、大鼠的冠状静脉窦内血流的激肽浓度，在冠状动脉梗阻后也明显上升。心肌梗死后的病人激肽水平明显上升。1996年Ahmad观测到，体外循环手术病人冠状静脉窦血中的BK浓度明显上升[7]。这些现象说明缺血期间心肌持续产生内源性的激肽，而且缺血是心肌激肽释放的一个激发因素。
4 激肽的心肌保护作用
Linz[8]发现外源性BK能明显改善离体鼠心的血流动力学和心肌代谢：左心室压(LVP)、左室最大压力微分(LVdp/dt max)、冠状静脉流量(CF)均升高；静脉回流液中乳酸脱氢酶(LDH)、肌酸激酶(CK)、乳酸均下降；心肌组织中ATP、磷酸肌酸(CP)、糖原均上升。外源性激肽还能缩小心梗面积、减少室性心律失常的发生率及持续时间。Leesar在PTCA前冠脉内注入小剂量BK，可使患者心电图ST段的改变显著减少[9]。
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缺少激肽系统的Brown Norway大鼠，体内不能合成激肽原和激肽释放酶的前体物质。因缺乏内源性激肽，这种大鼠抗缺血/再灌注损伤的能力明显下降[10]。
血管紧张素转化酶(ACE)即为激肽酶Ⅱ，血管紧张素转化酶抑制剂(ACEi)能抑制激肽酶Ⅱ，减少激肽的降解。使用ACEi，如卡托普利、依那普利等，在实验动物的冠状静脉窦的血流中可以检测到激肽含量的明显增高[6]，而且可以产生同样明显的心肌保护作用。
外源性或内源性激肽所产生的各方面的心肌保护作用，均可以被选择性B2受体阻滞剂icatibant所消除[11]。
5 激肽是预适应的重要介质
缺血可以引起心脏内源性激肽的释放，激肽的心肌保护作用与预适应的保护作用极其相似，显然激肽可能参与了预适应的心肌保护作用。在预适应前使用B2受体阻滞剂，可以明显加重心肌缺血/再灌注损害，预适应的心肌保护作用被消除；而单用icatibant并不能加重心肌的损害[12]。故认为激肽与B2受体相结合，从而发挥其IP介质作用。
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6 激肽的作用机制
激肽参与预适应保护心肌的机制目前还不十分清楚，其中最重要的假说是一氧化氮途径和PKC途径。
6.1 NO途径 Vegh[13]用麻醉状态下的狗作实验，发现使用L-精氨酸-NO途径的抑制剂L-NAME可以消除外源性激肽或IP所致的抗心律失常作用，而且非选择性的可溶性鸟苷酸环化酶的阻滞剂(methylene blue)也可以消除这种心肌保护作用。目前认为激肽与内皮细胞膜表面B2受体结合后使细胞内Ca2+短暂增加，并激活L-精氨酸-NO途径，NO随后作用于心肌细胞，激活胞浆中可溶性鸟苷酸环化酶使cGMP增加，cGMP激活磷酸二酯酶使cAMP减少，进而通过L型钙通道阻止Ca2+内流，抑制心肌的收缩力。
6.2 PKC途径 Brew[14]发现PKC的抑制剂chelerythrine可以消除激肽对离体鼠心的保护作用，心脏的舒缩功能和冠脉流量都明显下降了，用放射免疫荧光染色法可以看到3种PKC(δ、ε、ζ)在细胞内的明显易位。目前认为激肽与B2受体结合，激活与受体相耦联的G蛋白，G蛋白激活磷酯酶C(PLC)，PLC分解细胞膜的二磷酸磷酯酰肌醇(PIP2)产生二酰基甘油(DAG)和三磷酸肌醇(IP3),DAG和Ca2+使得PKC在胞内移位。部分PKC向胞膜移位，磷酸化一种或数种蛋白质，产生效应蛋白，表现为心肌保护的第一时相。此外，还有一种或数种亚型的PKC向细胞核内移位，磷酸化一系列的转录因子和其他基因转录过程中所需要的蛋白质，使细胞合成一系列应激蛋白和内源性抗氧化蛋白质，从而产生心肌保护的第二时相。
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[作者简介]施圣兵(1970-)，男，江苏如东人，南京铁道医学院在读硕士研究生，主治医师。
[参考文献]
[1] Murry C E,Jennings R B,Reimer K A.Preconditioning with ischemia:a delay of lethal cell injury in ischemic myocardium[J].Circulation,1986,74:1124-36.
[2] Marber M S,Latchman D S,Walker J M,et al.Cardiac stress protein elevation 24 hours following brief ischemia or heart stress is associated with resistance to myocardial infarction[J].Circulation,1993,88:1264-72.
, 百拇医药
[3] Kuzuya T,Hoshida S,Yamashita N,et al.Delayed effects of sublethal ischemia on the acquisition of tolerance to ischemia[J].Circ Res,1993,72:1293-99.
[4] Müller-Esterl W.Kininogens,kinins,and kinships[J].J Cardiovasc Phar～macol, 1990,15 (Suppl.6):1-6.
[5] Nolly H,Carbini L A,Scicli G,et al. A local kallikrein -kinin system is present in rat hearts[J].Hypertension,1994,23 (6 Pt 2):919-23.
, 百拇医药 [6] Baumgarten C R,Linz W,Kunkel G,et al.Ramiprilat increases bradykinin outflow from isolated rat hearts[J].Br J Pharmacol, 1993,108:293-5.
[7] Ahmad M,Zeitlin U,Parratt J R,et al.Changes in bradykinin levels in the blood of patients undergoing cardiopulmonary bypass(CPB)[J].J Physiol,1996,494:116P-117P.
[8] Linz W,Schi lkens B A.Influence of local converting enzyme inhibition on angiotensin and bradykinin effects in ischemic rat hearts[J].J Cardiovasc Pharmacol,1987,10 (Suppl.7):S75-S82.
, http://www.100md.com
[9] Leesar M A,Stoddard M F,Manchikalapudi S,et al.Bradykinin-induced preconditioning in patients undergoing coronary angioplasty[J].J Am Coll Cardiol,1999,34:639-50.
[10] Damas J,Adam A.Congenital deficiency in plasma kallikrein and kini～nogen on the Brown Norway rat[J].Experientia,1980,36:586-7.
[11] Vegh A,Papp J G,Parratt J R.Attenuation of the anti-arrhythmic effects of ischaemic preconditioning by blockade of bradykinin B2 receptors[J].Br J Pharmacol,1994,113 :1167-72.
, 百拇医药
[12] Linz W,Wiemer G,Scholkens B A.Beneficial effects of bradykinin on myocardial energy metabolism and infarct size[J].Am J Cardiol,1997,80 (3A):118A-123A.
[13] Vegh A,Papp J G,Szekeres L, et al.Prevention by an inhibitor of the L-arginine nitric oxide pathway of the antiarrhythmic effects of bradykinin in anaesthetised dogs[J].Br J Pharmacol,1993,110:18-9.
[14] Brew E C,Mitchell M B,Rehring T F,et al.Role of bradykinin in cardiac functional protection after global ischemia-reperfusion in rat heart[J].Am J Physiol,1995,269:H1370-8.
[收稿日期]1999.10.13, 百拇医药