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・
82・ 国外医学儿科学分册2o02年3月
第29卷第2期
Tram'plant,1996 17(5】:917-
[I C ̄ins P,WattsM,Blx ̄.1dcsbyM. al Sugce ̄rul e“gIa曲men【of
J皿幽 engIic 栅c ̄.1l transplnta for familial hae ̄ophagocytic
IpmphobJstiocysis ng both bone maⅡow and peripheral blood ste ̄n
infection in child ̄ r allo ̄c stem o=11 transplantation may hl
diferent diRica}o ∞frb四Blood,2000,96(9):3286—3289
fl司Pas ̄eg JR,KUhne L Gr. ̄or M, a1 Increased stem cell dose,
0b【ajned tNng CmTently available t ̄r.hnology,may not be stlt ̄dent
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【h outcome after hematopoietic s bem cell transplantation
f14]Goldman FD.Rumdlmrt SL.Ala ̄on P,et .Poor olltcorr ̄in
 ̄dldnm with refractory/ ̄lapsed leuk ̄undergoing boneⅡ目ⅡDw
transplantation with family D ⅡI dono ̄Ill Bone Marrow
genoidcntical,lmploidcmical o1"umv.1ated dort ̄A single—center
studyin dli]dr ̄nmostly affected byibefaited dise ̄J1.Iten ̄tolCell
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【1 E T.PfixL,Ja}mG,eL .Drug-r ̄istent hurmn cytcqmgalo ̄ims
【本文编辑:高飞】
心脏卢一All信号转导系统的变化及其在SIRS时的临床意义
粱丽综述刘春峰审校
(ae国医科大学第二临床学院儿科,辽宁沈阳 110004)
摘要:本文从分子水平上探讨全身炎症反应综合征时心脏舒缩功能障碍,心肌细胞膜口肾上腺素能受
体及其信号转导系统中口受体、G蛋白、腺苷酸环化酶的变化及其可能机制,提出全身炎症反应综合
征时保护该系统、防止口受体下调、从基因水平上调控G蛋白及其开发作用于G蛋白的药物防治0
肌受损的可能性。
关键词:受体,肾上腺素能 G蛋白质类;腺苷酸环化酶; 血管疾病
中图分类号:Q577 文献标识码:A 文章编号:1001-3512(2002)02—00跎一03
全身炎症反应综合征(systermc inflammatory response 有三类:(1)位于细胞膜表面的受体结合部分(即
F.AR),它能特异地识别神经递质(如儿茶酚胺)等细胞
外信号,并与之发生反应;(2)位于细胞膜上具有转
syndrome.sIRS)是因感染或创伤、烧伤、缺氧、再灌注
损伤等非感染因素作用于机体而引起的一种全身性过
度炎症反应临床综合征[】1。SIRS的发生机制有多种学 导、连接和放大上述信息的鸟苷酸结合蛋白(GTP binding
说,目前较为一致的观点认为它是一种 介质病 ,是
由于炎症介质的失控性释放,产生级联性瀑布效应,
对机体的多种器官、组织造成损伤。循环系统是最易
受损害的系统之一。在早期心脏表现为 高排低阻 ,
如不积极干预,中断炎症介质的损害作用,将逐步进
展为“低排高阻 以至心功能衰竭 。心功能不全或衰
竭是重症SIRS预后不良的重要因素。目前研究阿认
为,口肾上腺素能受体 .AR)介导的细胞信号转导系
统在心脏的舒缩功能中起着重要的调节作用。本文就
SIRS时心脏舒缩功能障碍,口.AR及其信号转导
系统的改变及其可能机制进行综述,以期对SIRS
时心脏损伤的防治提供新的途径。
proteins,G蛋白);(3)位于细胞膜胞浆面的受体效应
酶,即腺苷酸环化酶(AC),它可催化产生或影响细胞
内第二信使,从而将细胞外信号转化成细胞内信息。
在口.AR信号转导系统中,G蛋白的作用十分重要,
它在细胞内外信息传递中起着重要的偶联作用。
1.2 G蛋白的基本结构及其生理功能
在哺乳动物组织细胞内已发现数十种G蛋白,心
肌细胞中最重要的是刺激性G蛋白( )和抑制性G蛋
白(Gi)。它们的分子结构相似,都由 、口、 三个亚基组
成,其中不同类型G蛋白的 亚基结构相似,因而
各种G蛋白结构和功能的差异主要体现在口亚基
上。 亚基含有三磷酸鸟苷(GTP)和二磷酸鸟苷
l 正常心脏口.All信号转导系统及其生理功能
1.1 组成
(GDP)结合部位,并具有GTP酶活性。基础状态下,
GDP与 亚基结合,形成G—GDP复合物,使G蛋白
处于非活性状态i当激动剂作用于受体,受体的活比使G
参与心肌细胞口.AR信号转导的细胞膜成分主要
收稿日粥:2001一O1一町,修回日期:2002—01-10
蛋白对GDP的亲和力下降,而对GrIP亲和力增大,
进而GTP置换GDP形成受体、G 一GTP和G 三部
作者简介:粱丽{I969~),女.辽宁人 硕士研究生在读 讲师.
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国外医学儿科学分册24)02年3月第29卷第2期 ・83・
分,其中的Ga-GTP是G蛋白的活性形式。由于G蛋
白 亚基具有GTP酶活性,可水解GTP重新形成
过程中亦相当重要 在心肌受到损害的情况下,常常
可以发现直接刺激G蛋白所引起的cAMP的生成低
于正常心肌,这种结果提示G蛋白功能受损 。口.AR
是通过G蛋白与AC催化亚基相偶联,心肌舒缩功能
G-GDP复合物,从而使G蛋白失活,恢复基础状态
Gi的 亚基分为三个亚型all、:d2 :d3,心肌以:d2为
重 当心肌口.AR受到激动剂的刺激,口.AR将作用于
Gs蛋白,从而使AC活化,在AC的作用下,ATP转化
为第二信使环磷酸腺苷(cAMP)。cAMP进一步作
用于cAMP依赖性蛋白激酶,此酶活化后引起细胞内
一
障碍时还存在着G蛋白信息转导障碍 此时,心肌细
胞Gs蛋白减少,功能降低,而Gi蛋白含量增加。但对
心肌舒缩功能障碍时,Gs和d的变化,目前报道尚不
完全一致l1I-131oMatsuda等lq研究脓血症兔心脏口.AR
系列蛋白质磷酸化 。如肌钙蛋白磷酸化可诱发肌
系统的改变,结果发现与对照组相比,脓血症休克兔
心肌Gs含量下降5O%,而Gi含量无明显改变。Ⅵ)shida
等” 也报道大鼠心衰时Gs含量下降,Gi含量无明显
改变 Bohm等“ 发现脓血症休克病人心肌Gj含量较
丝滑行,肌细胞收缩等,从而引起心肌细胞收蝌 与Gs
相反,当Gi受到刺激后将降低cAMP的生成,从而降
低心肌收缩力,由此可见,G蛋白在心肌抑制与兴奋传
导通路中起着十分重要的作用,Gs与 平衡是维持
心肌正常收缩的基础 当Gs与Gi平衡失调时,常常
对照组升高62%,并由此得出结论,Gi含量的升高在
脓血症休克时儿茶酚胺的不反应性中起着重要的药理
会导致心肌收缩的异常。它们对细胞膜AC活性以及
细胞内cAMP的影响,取决于两者活化效应的总和。
作用。之所以出现这样的差别,可能与引起心功能障
碍的诱因不同及观察的时间早晚有关 目前一般认
为,G蛋白的这种变化,是心肌细胞在基因表达水平
2 SIRS时口.AR下调及其可能机制
2.1 SIRS时口.AR下调
对 Ii,脏超负荷刺激的一种适应性改变。Matsuda[ ̄研究
脓血症兔模型心脏的G蛋白及其基因表达发现,Gs
含量降低50%的同时,Gs mRNA的表达也降低了
50% 因此,S碌S时,由于炎症介质等各种损害因素的
作用,G蛋白在基因调控水平发生改变,导致Gs合成
心肌口.AR下调即受体与某些激动剂、药物或激
索作用一定时同后,对其反应性减弱 主要表现为心
肌细胞膜 .AR密度减低 Brisiow等1982年首先报
道心衰患者左心室 .AR.密度降低,且其对激动剂的
反应性亦减弱,这种下调和脱敏与心肌收缩力减弱及
障碍,Gi生成增多,从而使心脏的舒缩功能发生障碍
另外,Gs含量下降的另一原因可能是其破坏加强所致。
3.2 AC变化
心衰的严重程度具有明显的相关性。此后的许多研究n
均发现,心功能障碍时,心肌对正性肌力药物儿茶酚
胺的反应性减弱,口.AR转导系统受到损害 而这时普 心脏舒缩功能障碍时,由于口.AR密度下调,G
蛋白含量与功能障碍,导致AC活性下降 cAMP生成
减少,此时可通过测定c vIP的含量了解G蛋白的功
能 此时基础的和异丙肾上腺素、氟化钠刺激产生的
cAMP均减少,而法司可林(forskolin)刺激产生的cAMP
遍存在口.AR密度减低。Bernadin惘研究发现,与健康
对照组相比,重症非脓血症与脓血症及并发休克病人
血清中儿茶酚胺浓度明显升高,且两者口-AR密度均
下调40%。提示口.AR对儿茶酚胺引起的正性肌力和
频率变化起着重要的调控作用
2.2口.AR下调的可能机制
口.AR下调的原因可能与血清中高水平儿茶酚胺
的作用使受体降解加快、合成减少有关,细胞内受体
mRNA稳态水平降低是这种改变的依据 受体磷酸
化是导致下调的重要机制,蛋白激酶A.蛋白激酶C
无明显变化 】 异丙肾上腺索是口.AR激动剂,氟化钠
的特点是其能够绕过口.AR直接刺激G蛋白,法司可林
直接作用于AC催化亚单位,激活AC。由此提示AC活
性降低与口.AR下调和G蛋白偶联AC催化亚基的
功能障碍有关。
均可加速口.AR磷酸化过程 也有人 认为口.AR内
移导致细胞膜表面受体数目减少,从而对儿茶酚胺的
反应性减弱 此时,给予小剂量口-AR阻滞剂,可能会
诱导 .AR上调,达到治疗目的。
4口.AR信号转导系统变化的临床意义
4 1 为明确sⅡ 时| 功能障碍的发生机制提供新的依据
对SIRS引起的心功能障碍发生机制的研究,
以往多停留在器官.组织、细胞水平上 因此,对心脏
口.AR信号转导系统变化的深入研究,使人们从分
子水平上认识到心功能障碍的本质是心肌细胞基因异
常表达的结果。心肌在各种病理因素刺激下细胞内一
系列基因发生异常表达,造成细胞膜上受体、细胞内
3 sms时G蛋白和AC的变化
3 1 G蛋白的变化及其可能机制
虽然口.AR下调似乎可以解释心脏舒缩功能障
碍时心肌细胞对口.AR激动剂反应性降低现象,然
而,进一步的研究 表明,此时G蛋白的改变在上述
转导系统等发生改变,从而出现以心肌收缩、舒张功
能不全为特征的综合征,最终造成心肌储备力耗竭
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84・ 国外医学儿科学分册 2002年3月 第29卷第2期
42 为SIRS时心功能障碍的防治提供指导
临床实践中早已观察到,心功能障碍时,心肌对正
性肌力药物儿茶酚胺的敏感性下降,使用该类药物不但
destruction:integrating the multiple ravchanisms of TⅡ帅aL j dysfunc ̄
tion during辩 s[Jl Cfit Care M耐.2OOO.28(8):31I1・3ll2
Wong TM,Shah J Modulation of sympathetic actions on the heart
by opioid receptor stimulation[1].J Biora ̄sci,2001, 4):299.306
阎Akhter SA,Lutte.t ̄LM,Rlckman H el:al Targeting the|唧tor.
C-q interface to inhibit in r0 Dr u o erbadmyocaxdil hyperatrophy
不能挽救生命,相反甚至会导致病情恶化。从心脏自
我保护的角度来看口.AR失敏是对交感神经系统
(SNS)长期兴奋刺激的适应性变化。因此,治疗的目的
[-q Sciertce.1998,280(5363):574.
旧Rem.Domiano S,Hamm HE Structural and functiohal retatio11i-
在于降低因s 持久性兴奋对心脏的直接毒性效
应,恢复口.AR途径的传递能力。从理论上分析,口-AR
阻滞剂可以达到抑制sNS兴奋的作用。20余项大型临
床试验及3项荟萃分析,包括比索洛尔、美托尔以及肾
上腺素能全面阻滞剂卡维地洛的试验均证实, -AR
阻滞剂能改善轻 中度慢性心衰病人的症状,减少心
衰的住院率,延缓 0衰的进展[】q 在急性心衰时,卢-阻
ships of hetemtdnmic G・proteins[-q.FASEB J,1995,9(I1):
l059-1066.
们Silvsmmn HI,Pcnaranda R,0rem JB,n la lmpm ̄d beta一 m c
r雠pc0r stiedad0n of日d adenosine monophosphate In hm'nan
septic shock:association th myocardiac hypomspoI 自
to∞te h n刚.Oit Cazed M吐1993,21(1):31・强
旧BemardJn G,St ̄bcrg A1),Bernard 髓al卢一 衄删c re ̄ptor-
dependent and・independent stimulation of adeaylate d
impai ̄during蚍m sepm iD hurm ̄l Intensi ̄Cam M .1998.
24(1 21:1315-1322
删Matsuda N Hattofi Akaishi Y,eE a1.Impairment of cardiac ・
滞剂是否有相同的治疗作用,有待于进一步研究证
实。同时,考虑到G蛋白在卢-AR信号转导系统中的
重要作用,而心功能障碍时又存在G蛋白的含量的变
化与功能障碍,并且G蛋白的表达障碍是在基因水平
上进行调控的,虽然目前尚未见如何针对G蛋白进行
治疗的报道,但是,如何在基因水平上对G蛋白进行
调控以及开发作用于G蛋白的药物将是未来研究的
着眼点之一。
adrvnoceptor cellular signaling时decreased cxpm ̄ion of q到山)in
septic rabbits .Ar ̄tbcsiology,2000
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after myocardialⅫ on叽.Am J Ph o1.1995,269(3 Pt 2]
Hla73-H1a7
【]21 Ma Z,Mi删。 L瞳SS.Rote of 【 beIa-adleno ̄ptor 印
综上所述,对心脏口.AR信号转导系统的深人研
究,对SIRS时心功能障碍的防治具有重要的临床指
导意义。但由于对Gs、Gi的变化目前观点尚不一致,
有待于进一步研究阐明。
【l
mmsduaion in the pathogmcsis Of dntaotic camiomyopathy in rats
[-q Gas ̄oenterology,1996,110(4):1191-119&
JM,YuXC,FungML,n hnpalr ̄l G0)alpha al】d adeII
c a辨口u啦beta-aditmoc*ptor山 cr画ti ioⅡin ch ̄nically hypoxic
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MetoptoIo1 CP4XL tandomisscl intetwentlon uial iit∞ng哑i heart
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_3]Gitoir BP.¥trom ̄rg D M Idial depm ̄on’髓;噔myocardial
failum 0Merit-HF)[-q.Lancet,1 35 l卿:200I_2OO7
(本文编辑;程晓戢)
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