段文卓,王一鵬,宮海民
(濰坊醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)部,山東 濰坊 261042)
既往研究大多把硫化氫(H2S)作為一種毒性氣體研究其對機(jī)體神經(jīng)系統(tǒng)及呼吸系統(tǒng)的毒性作用。近年來發(fā)現(xiàn)含硫氨基酸(胱氨酸、半胱氨酸等)在胱硫醚β合成酶(CBS)、胱硫醚γ裂解酶(CSE)催化下產(chǎn)生的H2S是與一氧化氮(NO)、一氧化碳(CO)相似的氣體信號分子,具有多種生理功能[1]。目前對H2S的研究主要集中于其作為神經(jīng)調(diào)節(jié)因子及對心血管系統(tǒng)的作用,還沒有研究涉及到H2S對凝血相關(guān)系統(tǒng)的調(diào)控。
血小板的L-Arg/NO系統(tǒng)可將L-Arg轉(zhuǎn)運(yùn)入血小板后在一氧化氮合酶(NOS)的作用下生成NO。血小板源性NO具有降低血小板活性、聚集性的作用,可以減少動(dòng)靜脈血栓、及某些心血管疾病的發(fā)生危險(xiǎn)。對血小板L-Arg轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)的研究有助于解釋血栓疾病及心血管急性事件的相關(guān)機(jī)制及致病機(jī)理。
健康SD大鼠 30只,雄性,體重(220±15)g,由濰坊醫(yī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供。L-[2,3,4-3H]Arginine、L-Arginine為 SIGMA公司產(chǎn)品;其余試劑為市售分析純試劑。
自大鼠腹主動(dòng)脈取血15 ml,加入3.8%枸櫞酸鈉抗凝(血與抗凝劑體積比9∶1)。離心(200g,15 min)制備富血小板血漿(PRP),存于4℃,待用時(shí)將PRP置37℃孵育90min。將制備好的PRP分為3組(n=10),分別為A組:對PRP進(jìn)行不同濃度條件下血小板L-Arg轉(zhuǎn)運(yùn)測定;B組:對PRP進(jìn)行不同孵育時(shí)間條件下血小板L-Arg轉(zhuǎn)運(yùn)測定;C組:對PRP進(jìn)行L-Arg酶轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)力學(xué)測定。
A組PRP用H2S終濃度分別為0、6.25、12.5、25、50、100μmol/L的Hepes液 37℃孵育 15 min;B 組PRP用H2S終濃度 50μmol/L 的Hepes液37℃分別孵育 1、5、15、30、60min;C 組 PRP 用H2S 終濃度50μmol/L的Hepes液37℃孵育15 min。A、B、C組PRP洗滌1次后將血小板用Hepes液調(diào)整血小板(pt)數(shù)為2×108pt/ml,進(jìn)行L-Arg轉(zhuǎn)運(yùn)測定。
A、B組 PRP分別加入終濃度 50μmol/L3H-LArg37℃孵育5 min;C組PRP分別加入不同濃度3HL-Arg(7.8125 、15.625 、2.5 、31.25 、62.5 、125 、250、500和1000μmol/L)37℃孵育 5 min。A、B 、C 組PRP 分別微孔抽濾裝置過0.45μm孔徑微孔濾膜抽濾,用HEPES液4 ml沖洗3次,晾干濾膜,置于閃爍瓶中,加入閃爍液,同時(shí)設(shè)立不加樣本的非特異平行對照管,以液閃儀測定放射活性。
H2S表現(xiàn)出對血小板L-Arg轉(zhuǎn)運(yùn)的明顯抑制作用。H2S濃度為0時(shí)L-Arg轉(zhuǎn)運(yùn)速率為(11.25±0.8776)pmol/(2.0×108plts?min)。H2S濃度12.5μmol/L(H2S 血清生理濃度 50μmol/L)時(shí)抑制作用即具統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(7.868±0.8885 pmol/(2.0×108plts?min),P<0.05),這一效應(yīng)與H2S生理濃度的抑制效應(yīng)相似(P>0.05,圖1)。由于更高濃度H2S對細(xì)胞將表現(xiàn)出毒性作用,因此可以認(rèn)為H2S的抑制效應(yīng)并不隨濃度的增加而改變。
Fig.1 Effect of H2S incubation concentration on platelet L-Arg transport(ˉx ± s)
生理濃度H2S對血小板L-Arg轉(zhuǎn)運(yùn)的影響與孵育時(shí)間關(guān)系不大,從1 min到60min各組表現(xiàn)的抑制作用相似(P>0.05,圖2)。
Fig.2 Effect of 50μmol/L H2S incubation time on platelet L-Arg transport()
相對于 control組 ,生理濃度(50μmol/L)H2S 可以顯著降低血小板L-Arg轉(zhuǎn)運(yùn)的Vmax(H2S 33.40±2.548 pmol/(2.0×108plts?min);control(61.20±4.454)pmol/(2.0×108plts?min),P <0.05),但對米氏常數(shù)(Km)無明顯影響(H2S 303.8±56.29μmol/L;control(325.4±56.31)μmol/L,P >0.05,圖3),提示H2S對L-Arg轉(zhuǎn)運(yùn)存在非競爭性抑制。
Fig.3 Effect of 50μmol/L H2S on platelet L-Arg transport curve(ˉx ± s)
血小板的L-Arg/NO系統(tǒng)的主要作用是將血漿L-Arg轉(zhuǎn)運(yùn)入血小板,在一氧化氮合酶(NOS)的作用下生成NO。血小板源性NO,通過激活血小板鳥苷酸環(huán)化酶,使血小板內(nèi)cGMP含量升高,從而抑制了血小板的粘附與聚集功能[2]。冠心病、中風(fēng)、動(dòng)靜脈血栓等疾病的發(fā)病在很大程度上與體內(nèi)血小板狀態(tài)有關(guān)。當(dāng)血小板源性NO不能及時(shí)生成時(shí),缺乏自身調(diào)節(jié)能力的血小板將很容易出現(xiàn)功能障礙。已知多種心血管疾病危險(xiǎn)因素可抑制血小板L-Arg轉(zhuǎn)運(yùn)及NOS活性,造成血小板源性NO生成不足,并繼而引起心腦血管疾病的發(fā)病。
H2S主要來源于含硫氨基酸(胱氨酸、半胱氨酸等)在CBS、CSE催化下產(chǎn)生,在體內(nèi)主要有兩種存在形式:氣體分子H2S形式占1/3;硫氫化鈉(NaHS)形式占2/3?,F(xiàn)有研究表明生理濃度的H2S對神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)等具有生理調(diào)節(jié)功能,其功能包括調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)與記憶[3]、降低組織與細(xì)胞有氧氧化水平[4]、激活血管平滑肌KATP通道造成血管舒張[5]等。另有研究表明H2S與NO的關(guān)系密切,在心血管系統(tǒng)H2S與NO之間互相存在負(fù)反饋調(diào)節(jié)作用[6],但在凝血/抗凝系統(tǒng)二者關(guān)系尚不清楚。
大鼠血清的H2S生理濃度為(45.6±14.2)μmol/L,本次研究使用與生理濃度相近的H2S氣體溶液對血小板L-Arg轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)的影響評價(jià)H2S對血小板的生理調(diào)節(jié)作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明H2S可以快速的抑制血小板L-Arg轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng),這一抑制作用在較低濃度下即可實(shí)現(xiàn),而轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)力學(xué)結(jié)果提示H2S對L-Arg在血小板的轉(zhuǎn)運(yùn)具有非特異性競爭作用。這種效應(yīng)可以迅速的造成血小板內(nèi) L-Arg的儲(chǔ)備降低,生理情況下這一改變或許對機(jī)體凝血抗凝平衡的改變并不明顯,但在某些病理狀況下造成血小板源性NO生成不足從而加重疾病表現(xiàn)甚至引發(fā)新的病變。
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