N-已酰半胱氨酸增加离体大鼠肠系膜动脉内皮依赖性血管舒张的实验研究
作者：张献辉 杜生命 李文杰 蒋荣成
单位：兰州军区兰州总医院，兰州 730050
关键词：N-已酰半胱氨酸；一氧化氮；内皮细胞；血管舒张
中国急救医学000805 [摘 要] 目的 观察N-已酰半胱氨酸(N-Acetylcysteine，NAC)对离体大鼠肠系膜动脉内皮依赖性血管舒张作用以及通过增加一氧化氮(nitric oxide，NO)的活性达到扩张血管的作用。方法 采用离体大鼠肠系膜动脉血管对化学药物刺激所产生的收缩与舒张变化，用U46619作为收缩后的基础长度值，加入药物后的长度变化与基础长度比较，可以得出舒张百分比，以了解药物的舒张血管作用的强度和程度。结果 加入NAC(浓度5、10、15、20、25、30 mmol/L)，没有直接的血管舒张作用；NAC+ACh(NAC浓度每点均为30 mmol/L，ACh浓度为1、10、100、1000、10000、100000 nmol/L)的血管舒张作用为94%，而单纯加入ACh(浓度同前)的舒张作用仅为64%，统计学分析P<0.01；NAC+A23187(NAC浓度每点为30 mmol/L，A23187浓度为1、10、100、1000、10000、100000 nmol/L)血管舒张作用为92%，而单纯加入A23187(浓度同前)的舒张作用仅为68%，统计学分析P<0.01。结论 NAC没有直接的血管扩张作用，但它可以通过增加内皮依赖性血管扩张剂的作用，激活NO受体，从而达到较强的扩张血管的目的，为临床工作提供了有利的理论基础。
, 百拇医药
[中图分类号] Q 517 [文献标识码] A [文章编号] 1002-1949(2000)08-0455-02
Experimental study of N-Acetylcysteine enhances vasorelaxation of isolated mesenteric artery of endothelium-dependent in rats
ZHANG Xian-hui,DU Sheng-ming, LI Wen-jie
(The General Hospital of Lanzhou Military,Lanzhou 730050,China)
[Abstract] Objective ln order to observe N-Acetylcysteine(NAC) enhances vasorelaxation of isolated mesenteric artery of endothelium-dependent in rats and NAC can enhances vasorelaxation from increase activity of nitric oxide (NO).Methods Isolated mesenteric artery models were made and stimulated by drugs so as to produce contracted and relaxed change,measurement lenght of mesenteric artery.Results Addition of 5～30 mmol/L NAC after ring contraction had no direct vasodilatory;By contrast,after addition of Ach+NAC(NAC 30 mmol/L,Ach 1,10,100,1000,10000,100000 nmol/L) enhance vasorelaxation of ring 94% for control, after addition of Ach (consistency ditto) enhanced vasorelaxation of ring 64% (P<0.01);after addition of NAC+A23187(NAC 30 mmol/L, A231871,10,100,1000,10000,100000 nmol/L) enhanced vasorelaxation of ring 92%, after addition of A23187 (consistency ditto) enhanced vasorelaxation of ring 68%(P<0.01).Conclusion NAC had no direct vasorelaxation,but NAC enhanced endothelium-dependent vasodilation by stimulating NO production and improving microvascular circulation.
, 百拇医药
[Key words] N-Acetylcysteine； Nitric oxide; Endothelium cell； Vasorelaxation
近几年来，关于血管舒张与NO关系的研究越来越受到重视，NO与高血压的发生、发展、调节均有明显关系，有关增加NO活性的药物的研究也受到普遍关注，本文将重点研究N-已酰半胱氨酸作用于离体大鼠肠系膜动脉条增加其内皮依赖性血管扩张的机理以及与NO的关系，现报告如下：
1 材料与方法
1.1 动物标本制备 450～600 g大鼠，雌雄不限，清水喂养一日后置于实验台上，腹腔注射戊巴比妥麻醉后，尽快取肠系膜动脉条并切成3～4 cm的螺旋条，迅速移入装有缓冲液的玻璃器皿中，缓冲液由以下物质组成[(单位：nmol/L)NaCl,118；KC1，4.75；CaCl2.2H2O，2.54；KHPO3，1.19；MgSO4.7H2O，1.19；NaCO3，25；葡萄糖，10]，在缓冲液中清洗肠系膜动脉条上的脂肪及粘连的组织，移入37℃的恒温箱内，上端连接拉力换能记录仪，下端用1 g的拉力平衡20分钟后用U46619(一种血栓烷素A2)收缩动脉条后，测量长度作为基础比较长度，备用。
, 百拇医药
1.2 分组与方法 备用的收缩后的动脉条随机分组，每40条为一组，每浓度点为8条制备好的动脉条的平均值，所得百分比为[(加药后长度-基础长度)/基础长度]，均在加药后平衡5分钟测量动脉条长度值，共分五组，Ⅰ组：直接加入NAC(浓度分别为5、10、15、20、25、30 mmol/L)；Ⅱ组：直接加入ACh(浓度为1、10、100、1000、10000、100000 nmol/L)；Ⅲ组：直接加入A23187(浓度为1、10、100、1000、10000、100000 nmol/L)；Ⅳ组：先加入ACh(浓度同Ⅱ组)，再在每一浓度点加入NAC(浓度为30 nmol/L)；Ⅴ组：先加入A23187(浓度同Ⅲ组)，再在每一浓度点加入NAC(浓度为30 nmol/L)。分别作出Ⅰ组与Ⅱ组、Ⅲ组的血管舒张长度百分比的对照图，Ⅱ组与Ⅳ组以及Ⅲ组与Ⅴ组的对照图。(见图1～3)。
系列1 单独加入NAC；系列2 单独加入ACh；系列3 单独加入A23187
, 百拇医药
图1 NAC、ACh、A23187对肠系膜动脉环的影响
系列1 单独加入ACh；系列2 ACh+NAC
图2 ACh与ACh+NAC对肠系膜动脉环的影响
系列1 单独加入A23187；系列2 A23187+NAC
图3 A23187与A23187+NAC对肠系膜动脉环的影响
2 结果
, 百拇医药 图1所示结果表明，逐渐递增的NAC浓度不能直接引起血管舒张，而逐渐递增的ACh和A23187可以直接引起血管舒张；图2所示结果表明，ACh+NAC与单独加入ACh所引起的血管舒张速度与程度比较，前者优于后者，经过统计学配对t检验分析P<0.01；图3所示结果表明，A23187+NAC与单独加入A23187所引起的血管舒张速度与程度比较，前者优于后者，经过统计学配对t检验分析P<0.01。说明NAC具有增加内皮依赖性血管的舒张作用。
3 讨论
NAC作为APAP过量的拮抗药物，目前已知的机理包括以下几点：①阻止NAPQI(N-acetyl-Pbenzoquinoneimine,APAP的一种主要中间代谢产物)对肝脏的损害[1]；②增加硫酸盐与谷胱甘肽的合成；③直接凝固NAPQI[2]。
, 百拇医药 NAC及A23187已经被证实为一种内皮依赖性血管舒张剂，它们也是激活NO并使其释放的中间依赖性以及非依赖性受体，NO不仅能维持正常的血液流量[3]，在应激时NOS(NO合成酶)被激活，从而释放更多的NO以增加缺血组织的血液灌注[4，5]，而且它能通过阻止血小板的聚集和白细胞的粘附以达到对损伤组织的血液灌注[6，7]。
笔者借助于以上理论基础，试图能探讨出NAC的扩血管原理，通过本实验证实了NAC没有直接的扩血管作用，它是通过增加A23187和ACh(内皮依赖性血管扩张剂)达到扩张血管的目的，因而从另一方面揭示了NAC增加肝脏微循环、增加缺血组织灌注的原理并不是直接的扩张血管的作用，而在于其对内皮细胞的作用，并通过NO的激活来实现其扩张血管的作用。本实验至少可以提出以下三种可能的假设：①NAC可以通过激活或调节NO合成酶以及鸟苷酸环化酶的活性刺激NO的释放；②NAC能够与NO起反应形成S-Nitroso-N-acetylsteine(S-亚硝基-N-已酰半胱氨酸)，它是一种能使NO分离并延长其活性的分子[8]；③已知的NAC的抗氧化作用可以通过清除其氧化活性(否则将灭活NO)从而达到延长NO一半的寿命[9]。
, 百拇医药
本实验证实了NAC所特有的以上假设和特性，同时发现了NAC与ACh、A23187、NO之间的关系，揭示了NAC作为血管扩张剂与内皮细胞之间的依赖关系，并通过NO达到其扩张血管的目的，在临床工作中，含有NAC的制剂将以其对NO代谢的影响以及对内皮细胞的作用而受到越来越多的重视，尤其是更进一步的研究将有待于下一实验的进行。
综上所述，NAC能够增加内皮依赖性血管扩张剂的舒张血管作用，并参与NO的代谢，增加NO的扩张血管的作用，为临床提供了扩张血管的有效制剂成份，因此，NAC作为一种有潜能的制剂将受到越来越多的重视。
[参考文献]
[1]Esterline R,Ray SD. Reveribe and irreversible inhibition of hepatic mitochondrial respiration of acetaminophen and its toxic metabolite,N-acetyl-P-benzoquinonemine(NAPQI)[J].Biochem Phamaco,1989,38:2387-2390.
, 百拇医药
[2]Lauterburg BH,Corcor GB,Mitchell JR.Mechanism of action of N-acetylcysteine in the protection against the hepatotoxicity in rats in vivo[J].J Clin Invest,1983,71:980-991.
[3]Rubanyi GM,Vanhoute PM.Superoxide anions and hyperoxia inactivatve endothelium-derived relaxing factor[J].AM J Physiol,1986,250:H822-H827.
[4]Shiraishi M,Kusano T,Ikeda Y,et al.Protection against hepatic ischemia/reperfusion injury by exogenous L-arginine[J]. Transplant Proc,1996,28:1887-1888.
, http://www.100md.com
[5]Wang Y,Matthews WR,Guido DM,et al.Inhibition of nitric oxide synthesis aggravates reperfusion injury after hepatic ischemia and end otoxemia[J].Shock,1995,4:282-288.
[6]Sun JZ,Kaur H,Halliwell B,et al.Use of aromatic hydroxylation of phenylalanine to measure production of hydroxyl radicals after myocardial ischemia in vivo[J].Ciro Res,1993,73:543-549.
[7]Yue TL,Mckenna PJ,Gu JL,et al.Cavediol,a new antihypertensive agent,prevents lipid peroxidation and oxidatice injury to endoth elial cell[J].Hypertension,1993,22:922-928.
, 百拇医药
[8]Stamler JS.S-Nitrosothilsa and the bioregulatory actions of nitrogen oxides throgh reaction with thiol groups,curr[J]. Top Microbiol Immunol,1995,196:19-36.
[9]Amelie DR,Stamler JS.NO+,NO-,and NO- donation by s-nitrosothiols:Imp lications for regviation of physiological functions by s-Nitrosylation and acceleration of disuifide formation[J].Arch Biochem Biophys,1995,318:279-285.
[收稿：1999-08-15，修回：2000-03-05], 百拇医药
单位：兰州军区兰州总医院，兰州 730050
关键词：N-已酰半胱氨酸；一氧化氮；内皮细胞；血管舒张
中国急救医学000805 [摘 要] 目的 观察N-已酰半胱氨酸(N-Acetylcysteine，NAC)对离体大鼠肠系膜动脉内皮依赖性血管舒张作用以及通过增加一氧化氮(nitric oxide，NO)的活性达到扩张血管的作用。方法 采用离体大鼠肠系膜动脉血管对化学药物刺激所产生的收缩与舒张变化，用U46619作为收缩后的基础长度值，加入药物后的长度变化与基础长度比较，可以得出舒张百分比，以了解药物的舒张血管作用的强度和程度。结果 加入NAC(浓度5、10、15、20、25、30 mmol/L)，没有直接的血管舒张作用；NAC+ACh(NAC浓度每点均为30 mmol/L，ACh浓度为1、10、100、1000、10000、100000 nmol/L)的血管舒张作用为94%，而单纯加入ACh(浓度同前)的舒张作用仅为64%，统计学分析P<0.01；NAC+A23187(NAC浓度每点为30 mmol/L，A23187浓度为1、10、100、1000、10000、100000 nmol/L)血管舒张作用为92%，而单纯加入A23187(浓度同前)的舒张作用仅为68%，统计学分析P<0.01。结论 NAC没有直接的血管扩张作用，但它可以通过增加内皮依赖性血管扩张剂的作用，激活NO受体，从而达到较强的扩张血管的目的，为临床工作提供了有利的理论基础。
, 百拇医药
[中图分类号] Q 517 [文献标识码] A [文章编号] 1002-1949(2000)08-0455-02
Experimental study of N-Acetylcysteine enhances vasorelaxation of isolated mesenteric artery of endothelium-dependent in rats
ZHANG Xian-hui,DU Sheng-ming, LI Wen-jie
(The General Hospital of Lanzhou Military,Lanzhou 730050,China)
[Abstract] Objective ln order to observe N-Acetylcysteine(NAC) enhances vasorelaxation of isolated mesenteric artery of endothelium-dependent in rats and NAC can enhances vasorelaxation from increase activity of nitric oxide (NO).Methods Isolated mesenteric artery models were made and stimulated by drugs so as to produce contracted and relaxed change,measurement lenght of mesenteric artery.Results Addition of 5～30 mmol/L NAC after ring contraction had no direct vasodilatory;By contrast,after addition of Ach+NAC(NAC 30 mmol/L,Ach 1,10,100,1000,10000,100000 nmol/L) enhance vasorelaxation of ring 94% for control, after addition of Ach (consistency ditto) enhanced vasorelaxation of ring 64% (P<0.01);after addition of NAC+A23187(NAC 30 mmol/L, A231871,10,100,1000,10000,100000 nmol/L) enhanced vasorelaxation of ring 92%, after addition of A23187 (consistency ditto) enhanced vasorelaxation of ring 68%(P<0.01).Conclusion NAC had no direct vasorelaxation,but NAC enhanced endothelium-dependent vasodilation by stimulating NO production and improving microvascular circulation.
, 百拇医药
[Key words] N-Acetylcysteine； Nitric oxide; Endothelium cell； Vasorelaxation
近几年来，关于血管舒张与NO关系的研究越来越受到重视，NO与高血压的发生、发展、调节均有明显关系，有关增加NO活性的药物的研究也受到普遍关注，本文将重点研究N-已酰半胱氨酸作用于离体大鼠肠系膜动脉条增加其内皮依赖性血管扩张的机理以及与NO的关系，现报告如下：
1 材料与方法
1.1 动物标本制备 450～600 g大鼠，雌雄不限，清水喂养一日后置于实验台上，腹腔注射戊巴比妥麻醉后，尽快取肠系膜动脉条并切成3～4 cm的螺旋条，迅速移入装有缓冲液的玻璃器皿中，缓冲液由以下物质组成[(单位：nmol/L)NaCl,118；KC1，4.75；CaCl2.2H2O，2.54；KHPO3，1.19；MgSO4.7H2O，1.19；NaCO3，25；葡萄糖，10]，在缓冲液中清洗肠系膜动脉条上的脂肪及粘连的组织，移入37℃的恒温箱内，上端连接拉力换能记录仪，下端用1 g的拉力平衡20分钟后用U46619(一种血栓烷素A2)收缩动脉条后，测量长度作为基础比较长度，备用。
, 百拇医药
1.2 分组与方法 备用的收缩后的动脉条随机分组，每40条为一组，每浓度点为8条制备好的动脉条的平均值，所得百分比为[(加药后长度-基础长度)/基础长度]，均在加药后平衡5分钟测量动脉条长度值，共分五组，Ⅰ组：直接加入NAC(浓度分别为5、10、15、20、25、30 mmol/L)；Ⅱ组：直接加入ACh(浓度为1、10、100、1000、10000、100000 nmol/L)；Ⅲ组：直接加入A23187(浓度为1、10、100、1000、10000、100000 nmol/L)；Ⅳ组：先加入ACh(浓度同Ⅱ组)，再在每一浓度点加入NAC(浓度为30 nmol/L)；Ⅴ组：先加入A23187(浓度同Ⅲ组)，再在每一浓度点加入NAC(浓度为30 nmol/L)。分别作出Ⅰ组与Ⅱ组、Ⅲ组的血管舒张长度百分比的对照图，Ⅱ组与Ⅳ组以及Ⅲ组与Ⅴ组的对照图。(见图1～3)。
系列1 单独加入NAC；系列2 单独加入ACh；系列3 单独加入A23187
, 百拇医药
图1 NAC、ACh、A23187对肠系膜动脉环的影响
系列1 单独加入ACh；系列2 ACh+NAC
图2 ACh与ACh+NAC对肠系膜动脉环的影响
系列1 单独加入A23187；系列2 A23187+NAC
图3 A23187与A23187+NAC对肠系膜动脉环的影响
2 结果
, 百拇医药 图1所示结果表明，逐渐递增的NAC浓度不能直接引起血管舒张，而逐渐递增的ACh和A23187可以直接引起血管舒张；图2所示结果表明，ACh+NAC与单独加入ACh所引起的血管舒张速度与程度比较，前者优于后者，经过统计学配对t检验分析P<0.01；图3所示结果表明，A23187+NAC与单独加入A23187所引起的血管舒张速度与程度比较，前者优于后者，经过统计学配对t检验分析P<0.01。说明NAC具有增加内皮依赖性血管的舒张作用。
3 讨论
NAC作为APAP过量的拮抗药物，目前已知的机理包括以下几点：①阻止NAPQI(N-acetyl-Pbenzoquinoneimine,APAP的一种主要中间代谢产物)对肝脏的损害[1]；②增加硫酸盐与谷胱甘肽的合成；③直接凝固NAPQI[2]。
, 百拇医药 NAC及A23187已经被证实为一种内皮依赖性血管舒张剂，它们也是激活NO并使其释放的中间依赖性以及非依赖性受体，NO不仅能维持正常的血液流量[3]，在应激时NOS(NO合成酶)被激活，从而释放更多的NO以增加缺血组织的血液灌注[4，5]，而且它能通过阻止血小板的聚集和白细胞的粘附以达到对损伤组织的血液灌注[6，7]。
笔者借助于以上理论基础，试图能探讨出NAC的扩血管原理，通过本实验证实了NAC没有直接的扩血管作用，它是通过增加A23187和ACh(内皮依赖性血管扩张剂)达到扩张血管的目的，因而从另一方面揭示了NAC增加肝脏微循环、增加缺血组织灌注的原理并不是直接的扩张血管的作用，而在于其对内皮细胞的作用，并通过NO的激活来实现其扩张血管的作用。本实验至少可以提出以下三种可能的假设：①NAC可以通过激活或调节NO合成酶以及鸟苷酸环化酶的活性刺激NO的释放；②NAC能够与NO起反应形成S-Nitroso-N-acetylsteine(S-亚硝基-N-已酰半胱氨酸)，它是一种能使NO分离并延长其活性的分子[8]；③已知的NAC的抗氧化作用可以通过清除其氧化活性(否则将灭活NO)从而达到延长NO一半的寿命[9]。
, 百拇医药
本实验证实了NAC所特有的以上假设和特性，同时发现了NAC与ACh、A23187、NO之间的关系，揭示了NAC作为血管扩张剂与内皮细胞之间的依赖关系，并通过NO达到其扩张血管的目的，在临床工作中，含有NAC的制剂将以其对NO代谢的影响以及对内皮细胞的作用而受到越来越多的重视，尤其是更进一步的研究将有待于下一实验的进行。
综上所述，NAC能够增加内皮依赖性血管扩张剂的舒张血管作用，并参与NO的代谢，增加NO的扩张血管的作用，为临床提供了扩张血管的有效制剂成份，因此，NAC作为一种有潜能的制剂将受到越来越多的重视。
[参考文献]
[1]Esterline R,Ray SD. Reveribe and irreversible inhibition of hepatic mitochondrial respiration of acetaminophen and its toxic metabolite,N-acetyl-P-benzoquinonemine(NAPQI)[J].Biochem Phamaco,1989,38:2387-2390.
, 百拇医药
[2]Lauterburg BH,Corcor GB,Mitchell JR.Mechanism of action of N-acetylcysteine in the protection against the hepatotoxicity in rats in vivo[J].J Clin Invest,1983,71:980-991.
[3]Rubanyi GM,Vanhoute PM.Superoxide anions and hyperoxia inactivatve endothelium-derived relaxing factor[J].AM J Physiol,1986,250:H822-H827.
[4]Shiraishi M,Kusano T,Ikeda Y,et al.Protection against hepatic ischemia/reperfusion injury by exogenous L-arginine[J]. Transplant Proc,1996,28:1887-1888.
, http://www.100md.com
[5]Wang Y,Matthews WR,Guido DM,et al.Inhibition of nitric oxide synthesis aggravates reperfusion injury after hepatic ischemia and end otoxemia[J].Shock,1995,4:282-288.
[6]Sun JZ,Kaur H,Halliwell B,et al.Use of aromatic hydroxylation of phenylalanine to measure production of hydroxyl radicals after myocardial ischemia in vivo[J].Ciro Res,1993,73:543-549.
[7]Yue TL,Mckenna PJ,Gu JL,et al.Cavediol,a new antihypertensive agent,prevents lipid peroxidation and oxidatice injury to endoth elial cell[J].Hypertension,1993,22:922-928.
, 百拇医药
[8]Stamler JS.S-Nitrosothilsa and the bioregulatory actions of nitrogen oxides throgh reaction with thiol groups,curr[J]. Top Microbiol Immunol,1995,196:19-36.
[9]Amelie DR,Stamler JS.NO+,NO-,and NO- donation by s-nitrosothiols:Imp lications for regviation of physiological functions by s-Nitrosylation and acceleration of disuifide formation[J].Arch Biochem Biophys,1995,318:279-285.
[收稿：1999-08-15，修回：2000-03-05], 百拇医药