顧媛媛,周曉慧
(承德醫(yī)學(xué)院,河北承德 067000)
綜述講座
腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)與心室重構(gòu)的關(guān)系
顧媛媛,周曉慧
(承德醫(yī)學(xué)院,河北承德 067000)
急性心肌梗死;心室重構(gòu);腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)
隨著我國(guó)社會(huì)的不斷發(fā)展,人們的生活水平得到了不斷的提高,生活節(jié)奏越來(lái)越快,人群的老齡化也越來(lái)越嚴(yán)重,心肌梗死的發(fā)病率逐年升高。急性心肌梗死(acute myocardial infarction,AMI)后,心室隨即發(fā)生進(jìn)行性擴(kuò)張和外型的改變,主要表現(xiàn)在心肌細(xì)胞的代償性肥大、心肌壞死和細(xì)胞凋亡,心肌間質(zhì)成纖維細(xì)胞增生、纖維化,梗死區(qū)心壁變薄,以及心腔逐漸擴(kuò)張等。由于梗死區(qū)瘢痕缺乏舒縮功能,引起心臟內(nèi)各方向壓力的重新分布,使得整個(gè)心室整體擴(kuò)張、變形,致使心功能?chē)?yán)重降低,進(jìn)而導(dǎo)致心功能衰竭。所以,延緩或阻止心室重構(gòu)的發(fā)生和發(fā)展是預(yù)防及治療心梗后心力衰竭的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。急性心肌梗死后,經(jīng)過(guò)一系列復(fù)雜的變化引發(fā)了心室重構(gòu),在這些復(fù)雜的變化當(dāng)中,腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)(Renin-angiotensin-aldosterone system,RAAS)的激活成為了心室重構(gòu)主要促發(fā)因素,在心肌梗死后心室重構(gòu)的發(fā)生和發(fā)展中起到了重要的作用[1]。
AMI后,由于心肌缺血、缺氧導(dǎo)致心臟排出量下降,交感神經(jīng)興奮,加上腎臟血管收縮,血流量下降,導(dǎo)致腎灌注量及灌注壓下降,腎小球旁器細(xì)胞分泌并釋放的腎素量增加,從而引發(fā)了RAAS的激活。
RAAS是一個(gè)通過(guò)維持動(dòng)脈血壓、體液和電解液的平衡來(lái)使人體血流動(dòng)力保持穩(wěn)定,并在其中扮演重要角色的復(fù)雜系統(tǒng)[2],它是由腎素、血管緊張素原(angiotensinogen,AGT)、血管緊張素轉(zhuǎn)化酶(angiotensinconverting enzymes,ACE)、血管緊張素(Ang)、醛固酮(ALD)、血管緊張素受體等組成的,是一個(gè)典型的內(nèi)分泌系統(tǒng)。其中由血管緊張素原轉(zhuǎn)化而形成的寡肽八聚氨基酸的Ang-II[3],在RAAS中發(fā)揮著重要作用,其主要表現(xiàn)在刺激交感神經(jīng),提高醛固酮的生物合成和活性,提高纖維原細(xì)胞內(nèi)I型和III型膠原的合成,誘導(dǎo)纖維化[4],參與動(dòng)脈粥樣硬化和重構(gòu)。
2.1 循環(huán)RAAS與心室重構(gòu) 腎素-血管緊張素-醛同酮系統(tǒng)是由腎臟分泌腎素后產(chǎn)生的一系列激素構(gòu)成。腎臟分泌的腎素作用于肝臟合成的血管緊張素原,經(jīng)一系列轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)變?yōu)锳ng I。Ang I本身并沒(méi)有生物活性,在ACE的作用下轉(zhuǎn)化為Ang-II形式后被激活[5]。心肌梗死后,血流動(dòng)力學(xué)的變化強(qiáng)烈刺激了循環(huán)中RAAS,血漿中Ang-II被明顯激活,Ang-II不僅引起心肌細(xì)胞肥厚、凋亡,間質(zhì)纖維化和心室重構(gòu),同時(shí)還促進(jìn)了去甲腎上腺素(NE)及醛固酮(ALD)的釋放。Ang-II興奮交感神經(jīng),導(dǎo)致去甲腎上腺素(NE)釋放,并阻止交感神經(jīng)末梢對(duì)NE的再攝取,致使血漿中NE含量升高,最終促進(jìn)腎上腺皮質(zhì)球狀帶合成和分泌醛固酮增多,導(dǎo)致心力衰竭患者血漿中ALD含量明顯升高。ALD可上調(diào)利鈉肽素主要組成成分心腦鈉肽(BNP)及血清III型前膠原氨基端肽(PIIINP)水平,促進(jìn)心肌肥大,共同參與心室重構(gòu)。另外,心肌膠原代謝失衡也是心室重構(gòu)的重要環(huán)節(jié),心肌膠原代謝受基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPS)和基質(zhì)金屬蛋白酶組織抑制劑(TIMPs)控制。RAAS的激活致使MMPS/TIMPs比值升高,正常的膠原蛋白被升高的MMPS降解,并被缺乏連接結(jié)構(gòu)的纖維性間質(zhì)取代,從而參與左室重構(gòu)的始終[6]。
2.2 局部組織RAAS與心室重構(gòu) RAAS不僅存在于循環(huán)系統(tǒng)中,還廣泛存在于局部組織中。不同器官,包括心臟、血管和腎臟都含有RAAS系統(tǒng),心臟組織含有RAAS的所有成分。心臟多數(shù)Ang-II是由其本身組織產(chǎn)生,而非循環(huán)中Ang-I轉(zhuǎn)化而來(lái)。研究發(fā)現(xiàn)[7],在心血管病發(fā)生時(shí),心肌受到急性損傷,循環(huán)中的RAAS激活,血漿中的Ang-II濃度增高。但是當(dāng)心臟處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),循環(huán)RAAS活性相對(duì)降低,而心臟組織中的RAAS仍處于激活狀態(tài)。因此,局部組織中RAAS在心肌梗死后心室重構(gòu)方面起著主導(dǎo)作用[8]。ACE是RAAS的核心酶,急性心肌梗死患者心臟局部ACE的量高于非心臟病患者[9]。ACE的酶解產(chǎn)物Ang-II是RAAS中最重要的效應(yīng)因子,心急梗死后,Ang-II分泌增多,致使腎臟中具有強(qiáng)大收縮血管功能的內(nèi)皮素(ET)分泌增多,進(jìn)而激活交感神經(jīng)系統(tǒng)和RAAS,促使心肌細(xì)胞肥大及成纖維細(xì)胞的增生。同時(shí),膠原合成大于分解,I/III型比值變大,增加心臟僵硬度,導(dǎo)致心肌纖維化,促進(jìn)心室重構(gòu)。已知Ang-II促心肌肥厚的作用主要是由II-1型受體(AT1)介導(dǎo)產(chǎn)生的[10],因此,觀察心肌組織AT1 mRNA的表達(dá)及AT1受體蛋白,可以判斷局部心肌組織RAAS是處于激活還是抑制狀態(tài),對(duì)于估計(jì)血管緊張素系統(tǒng)參與心肌肥厚和心肌纖維化形成與發(fā)展中的作用及機(jī)制具有十分重要的理論與實(shí)踐意義[11]。AT1的兩種亞型分別為AT1a和AT1b,前者主要存在于心肌和血管,而后者主要存在于腎上腺和垂體。近幾年,在大鼠等動(dòng)物組織中發(fā)現(xiàn)了一些能夠在某種程度上抑制RAAS激活的物質(zhì)的存在。如內(nèi)源性Ang(1-7),它是RAAS的另一代謝產(chǎn)物,可以抑制心肌成纖維細(xì)增殖與膠原合成,逆轉(zhuǎn)心室重構(gòu),但其作用效果有限,不能完全阻斷Ang-II誘導(dǎo)的心肌纖維細(xì)胞增殖和膠原合成。ACE2、Ang(1-7)及其受體Mas受體共同構(gòu)成了RAAS的一個(gè)新的分支:ACE2-Ang(1-7)-Mas軸,該作用軸是ACE-Ang-II-AT1的反向調(diào)節(jié)軸,能拮抗Ang-II的影響[12]。另外,在心臟局部細(xì)胞培養(yǎng)中顯示腎上腺髓質(zhì)素(Adm)來(lái)源于心肌細(xì)胞及心臟成纖維細(xì)胞[13],在心臟壓力及容量超負(fù)荷刺激下加速釋放,抑制局部心肌RAAS引起的心室重構(gòu)。因此,腎上腺髓質(zhì)素水平對(duì)測(cè)定心室重構(gòu)有一定的預(yù)測(cè)價(jià)值[14]。雖然RAAS可以不依賴于循環(huán)RAAS而獨(dú)立在心臟中發(fā)揮作用[15],但并沒(méi)有與循環(huán)RAAS截然分開(kāi),血漿中外源給予的放射性同位素標(biāo)記的腎素和Ang-II都可以分布到心臟中[16]。
心室重構(gòu)是指心肌損傷后由基因組表達(dá)改變引起的細(xì)胞和間質(zhì)的改變,細(xì)胞的改變包括心肌細(xì)胞的肥大及凋亡、纖維母細(xì)胞的增殖等,間質(zhì)的改變主要表現(xiàn)為間質(zhì)纖維化。AMI后不久,RAAS被激活,起初人們認(rèn)為這是對(duì)血壓和全身血液再灌注的一種補(bǔ)償性和適應(yīng)性反應(yīng),然而,持續(xù)性的RAAS激活表現(xiàn)出的癥狀與所預(yù)料的背道而馳[17]。RAAS的激活,促使心肌梗死后心室重構(gòu),加重了心肌損傷和心功能惡化,與心力衰竭密切相關(guān)[18]。因此,抑制神經(jīng)體液的過(guò)度激活,可以抑制心室重構(gòu)的進(jìn)一步惡化,進(jìn)而抑制或延緩慢性心力衰竭的發(fā)展?,F(xiàn)已證實(shí),阻斷RAAS的激活對(duì)高血壓、急性心肌梗死和具有慢性收縮性心力衰竭障礙的病人有益處。血管緊張素轉(zhuǎn)化酶抑制劑(ACE inhibitors,ACEI)、血管緊張素II受體拮抗劑(ARBs)和醛固酮(Aldosterone,ALD)受體拮抗劑的應(yīng)用,降低了心梗的發(fā)病率和死亡率,提高了心力衰竭和左心室收縮功能不全患者的生活質(zhì)量[19]。
3.1 ACEI ACEI作為許多心血管和腎臟疾病的一線治療藥物有著很高的地位。許多隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)及其系統(tǒng)回顧表明[20],MI后早期和長(zhǎng)期使用ACEI治療可以明顯降低死亡率。RAAS中,Ang-II及其受體起了核心作用[21-22]。ACE作用于無(wú)活性的血管緊張素I,將其轉(zhuǎn)化為血管緊張素II。Ang-II與其受體作用引發(fā)一系列的心血管反應(yīng),包括血管收縮和心肌增生[23]。ACEI通過(guò)抑制Ang-I轉(zhuǎn)化為Ang-II,對(duì)心衰患者神經(jīng)激素的狀態(tài)有著深遠(yuǎn)的影響。盡管Ang-II可以通過(guò)其它非ACE途徑產(chǎn)生,但ACEI降低了通過(guò)AT1 和AT2受體發(fā)揮作用的Ang-II的影響[24]。雖然使用ACEI不會(huì)使RAAS被完全的抑制,引起Ang-II再生和醛固酮逃逸,降低了RAAS阻滯劑的臨床效益,但藥物的局限性是每種藥物的都存在的通病。與ARBs相比,ACEI提升了緩激肽水平和前列環(huán)素含量,這些會(huì)帶來(lái)更大的臨床效益。
3.2 ARBs 臨床試驗(yàn)計(jì)劃上高頻使用ARBs有三個(gè)理由:(1)獨(dú)立于ACE途徑產(chǎn)生Ang-II通路的存在,使ARBs有可能成為一種更為優(yōu)越的RAAS阻滯劑,不過(guò)這種假設(shè)沒(méi)能通過(guò)大量的比較試驗(yàn)得以證實(shí)。HEALL研究表明[25],不能使用ACEI的心衰患者,每天使用150mg的洛沙坦比每天使用50mg的患者明顯降低了死亡率和心衰住院率。其它的很多實(shí)驗(yàn),如VALIANT試驗(yàn)[26]、OPTIMAL試驗(yàn)[27]等都表明,雖然ACEI是治療射血功能降低的心力衰竭的一線藥物,但是,將ARBs作為ACEI的替代品是合理的。(2)ARBs不抑制緩激肽分解,不會(huì)引起咳嗽或血管性水腫,預(yù)期比ACEI具有更好的耐受性,這在CHARM替代試驗(yàn)中得以證實(shí)[28]。因此,對(duì)于不能使用ACEI藥物的患者來(lái)說(shuō),ARBs是很好的替代藥物。(3)在ARBs和ACEI的聯(lián)合應(yīng)用中存在著潛在的協(xié)同作用,但這種假設(shè)在試驗(yàn)中未被證實(shí)。在相關(guān)研究中[29],沒(méi)有發(fā)現(xiàn)其對(duì)梗死后患者的良好改善作用,而是產(chǎn)生了許多負(fù)面的影響。
3.3 醛固酮受體拮抗劑 在ACEI被廣泛應(yīng)用的同時(shí),考慮到醛固酮只能被ACEI短暫壓制,人們將目光轉(zhuǎn)向了能夠阻礙醛固酮逃逸現(xiàn)象發(fā)生的醛固酮阻滯劑。目前,心肌纖維化成為了高血壓、心力衰竭等多種心臟疾病終末階段的共同病理改變[30]。心肌成纖維細(xì)胞(約占正常心肌組織細(xì)胞總數(shù)的60%-70%)的增殖,以及合成細(xì)胞外基質(zhì)的增加,將最終導(dǎo)致心肌纖維化[31]。與此同時(shí),許多實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了醛固酮具有促進(jìn)動(dòng)物模型心肌纖維化形成的作用[32]。兩種主要的促醛固酮分泌素中,一種是Ang-II,一種是鉀,這就可以解釋上述現(xiàn)象發(fā)生的原因。盡管ACEI降低了Ang-II的產(chǎn)生,但同時(shí)也增加了鉀的含量。鉀含量的增加,促進(jìn)了醛固酮的產(chǎn)生,這樣足可以抵消ACEI作用中所降低的醛固酮含量。醛固酮受體拮抗劑的主要作用是它能夠顯著地抑制膠原的合成,減輕心肌的纖維化,這一作用的結(jié)果明顯超越了ACEI及ARBs[33]。EPHESUS實(shí)驗(yàn)[34]指出,ALD受體拮抗劑可在常規(guī)治療的基礎(chǔ)上進(jìn)一步降低病死率和并發(fā)癥。除此之外,大規(guī)模動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中也已經(jīng)證實(shí)[35]:無(wú)論是單獨(dú)使用ALD拮抗劑,還是與ACEI或ARBs聯(lián)合使用,都會(huì)對(duì)MI后心室重構(gòu)產(chǎn)生很好的抑制效應(yīng),包括減少膠原的沉積、去甲腎上腺水平、間質(zhì)纖維化、左心室肥厚和增加左室射血分?jǐn)?shù)。
RAAS系統(tǒng),尤其是局部RAAS系統(tǒng),在心肌梗死后心室重構(gòu)中起到了決定性作用,血管緊張素II則起到了核心作用。早期使用ACEI或ACEI有效替代藥物ARBs,可有效地抑制心肌梗死后心室重構(gòu)過(guò)程,降低死亡率,但長(zhǎng)期單獨(dú)使用ACEI或與ARBs聯(lián)合使用出現(xiàn)了“醛固酮逃逸”現(xiàn)象,此時(shí)應(yīng)用醛固酮受體拮抗劑可協(xié)助ACEI控制醛固酮水平,減少心肌纖維化,改善心室重構(gòu),降低心力衰竭患者死亡率。因此,醛固酮受體拮抗劑成為了一種重要的治療心力衰竭的輔助藥物。在心肌梗死后心室重構(gòu)的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中,RAAS的激活起到了重要作用,因此,研發(fā)能夠阻斷RAAS通路的新藥物是非常必要的。
[1]Xu J,Lu XW,Huang Y,et al.Synergism of simvastatin with losartan prevents angiotensin-II- induced cardiomyocyte apoptosisin vitro[J].J Pharm Pharnacol,2009,61(4):503-501.
[2]Skeggs LT,Dorer FE,Kahn JR,et al.The biochemistry of the rennin-angiotensin system and its role in hypertension[J].Am J Med,1976,60(6):737-748.
[3]Shearer F,Lang CC,Struthers AD.Renin angiotensin aldosterone system inhibitors in heart failure[J].Clin Pharmacol Ther,2013,94(4):459-467.
[4]Brilla CG,Pick R,Tan LB,et al.Remodeling of the rat right and left ventricles in experimental hypertension[J].Cire Res,1990,67(6):1355-1364.
[5]Ma TK,Kam KK,Yan BP,et al.Renin-angiotensin-aldosterone system blockade for cardiovascular diseases:current status[J].Br P harmacol,2010,160(6):1273-1292.
[6]張海燕,李強(qiáng).心肌梗死后心室重構(gòu)病理過(guò)程的研究進(jìn)展[J].實(shí)用老年醫(yī)學(xué),2012,26(3):251-253.
[7]吳同果.血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑治療慢性心力衰竭的評(píng)價(jià)[J].嶺南心血管病雜志,2012,18(2):108-110.
[8]Yamagishi H,Kim S,Nishikimi T,et al.Contribution of cardiac renin-angiotensin system to ventricular remodelling in myocardial-infarcted rats[J].J Mol Cell Cardiol,1993,25(11):1369-1380.
[9]何軍,劉曉方.慢性心力衰竭腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)活性變化變化及臨床意義[J].醫(yī)學(xué)綜述,2003,9(1):15-16.
[10]Billet S,Aguilar F,Baudry C,et al.Role of angiotensin ⅡAT1 receptor activation in cardiovascular diseases[J].Kidney Int,2008,74(11):1379-1384.
[11]趙群燕,李智明,董曉蕾,等.卡托普利對(duì)左心室心肌血管緊張素Ⅱ-1型受體mRNA及其受體蛋白的影響[J].河北醫(yī)藥,2010,32(13):1684-1686.
[12]光翠娥,江波.一個(gè)新的RAS調(diào)節(jié)靶標(biāo)-血管緊張素轉(zhuǎn)化酶2[J].食品科學(xué),2013,34(11):384-351.
[13]韓曉鵬.腎上腺髓質(zhì)素的研究進(jìn)展[J].中山大學(xué)學(xué)報(bào),2009,30(4S):275-279.
[14]李艷.心室重構(gòu)相關(guān)生化標(biāo)志物的研究進(jìn)展[J].醫(yī)學(xué)綜述,2012,18(5):656-658.
[15]Weber KT,Sun Y,Tyagi SC,et al.Collagen network of the myocardium:function,structural remodeling and regulatory mechanisms[J].J Mol Cell Cardiol,1994,26(3):279-292.
[16]任京媛,余振球,楊曉輝,等.老年高血壓患者210例左心室重構(gòu)的影響因素[J].中華高血壓雜志,2011,19(9):867-872.
[17]Isnard R,Pousset F,Trochu J,et al.Prognostic value of neurohormonal activation and cardiopulmonary exercise testing inpatients with chronic heart failure[J].Am J Cardiol,2000,86(4):417-421.
[18]Alves AJ,Eynon N,Oliveira J, et al.RAAS and adrenergic genes in heart failure:Function, predisposition and survival implications[J]. World J Cardiol,2010,2(7):187-197.
[19]Qian Q,Manning DM,Ou N,et al.ACEi/ARB for systolic heart failure:closing the quality gap with a sustainable intervention at an academic medical center[J].J Hosp Med,2011,6(3):156- 160.
[20]Flather MD,Yusuf S,Kober L,et al.Long-term ACE-inhibitor therapy in patients with heart failure or left-ventricular dysfunction:a systematic overview of data from individual patients.ACE-inhibitor Myocardial Infarction Collaborative Group[J].Lancet,2000,355(9215): 1575-1581.
[21]El-Sabban ME,Hassan KA,Birbari AE,et al.Angiotensin II binding and extracellular matrix remodelling in a rat model of myocardial infarction[J].J Renin Angiotensin Aldosterone Syst,2000,1(4):369-378.
[22]Fujisaki H,Ito H,Hirata Y,et al.Natriuretic peptides inhibit angiotensin II-induced proliferation of rat cardiac fibroblasts by blocking endothelin-1 gene expression[J].J Clin Invest,1995,96(2):1059-1364.
[23]Dinh DT,F(xiàn)rauman AG,Johnston CI,et al.Angiotensin receptors:distribution,signalling and function[J].Clin Sci(Lond),2001,100 (5):481-492.
[24]Sawhney JP.Angiotensine converting enzyme inhibitors in acute myocardial infarction-a review[J].Indian Heart J,2011,63(1):71-78.
[25]Konstam MA,Neaton JD,Dickstein K,et al.Effects of high-dose versus low-dose losartan on clinical outcomes in patients with heart failure (HEAAL study):a randomised,double-blind trial[J]. Lancet,2009,374(9704):1840-1848.
[26]Zile MR,Colombo PC,Mehra M,et al.Progressive improvement in cardiac performance with continuous aortic f low augmentation (aortic flow therapy) in patients hospitalized with severe heart failure:results of the Multicenter Trial of the Orqis Medical Cancion System for the Enhanced Treatment of Heart Failure Unresponsive to Medical Therapy (MOMENTUM)[J].J Heart Lung Transplant,2010,29(1):86-92.
[27]Dickstein K,Kjekshus J,OPTIMAAL Steering Committee of the OPTIMAAL Study Group.Effects of losartan and captopril on mortality and morbidity in high-risk patients after acute myocardial infarction:the OPTIMAAL randomised trial.Optimal Trial in Myocardial Infarction with Angiotensin II Antagonist Losartan[J].Lancet,2002,360(9335):752-760.
[28]Granger CB,McMurray JJ,Yusuf S,et al.Effects of candesartan in patients with chronic heart failure and reduced leftventricular systolic function intolerant to angiotensinconverting-enzyme inhibitors:the CHARM-Alternative trial[J]. Lancet,2003,362(9386):772- 776.
[29]Pfeffer MA,Mc Murray JJ,Velazquez EJ,et al.Valsartan,captopril,or both in myocardial infarction complicated by heart failure,left ventricular dysfunction,or both[J].N Engl J Med,2003,349(20):1893-1906.
[30]謝永進(jìn).醛固酮致心肌纖維化及其信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制研究進(jìn)展[J].軍醫(yī)進(jìn)修學(xué)院學(xué)報(bào),2011,32(10):1075-1077.
[31]Meckert PC,Rivello HG,Vigliano C,et al.Endomitosis and polyploidization of myocardial cells in the periphery of human acute myocardial infarction[J].Cardiovasc Res,2005,67(1):116-123.
[32]Brilla CG,Zhou G,Matsubara L,et al.Collagen metabolism in cultured adult rat cardiac f ibroblasts:response to angiotensin II and aldosterone[J].J Mol Cell Cardiol,1994,26(7): 809-820.
[33]張莉芳.醛固酮受體拮抗劑在慢性心力衰竭中的應(yīng)用[J].中國(guó)現(xiàn)代藥物應(yīng)用,2012,6(11):66-67.
[34]Pitt B,Remme W,Zannad F,et al.Eplerenone,a selective aldosterone blocker,in patients with left ventricular dysfunction after myocardial infarction[J].N Engl J Med,2003,348(22):1309-1321.
[35]吳春濤.醛固酮對(duì)急性心肌梗死后左心室重構(gòu)影響的研究進(jìn)展[J].心血管病學(xué)進(jìn)展,2011,32(3):365-367.
R542.2
A
1004-6879(2015)01-0054-04
2014-07-08)