秘勇建，陳　琴，梅正福，江　漁，張　濤，周紅梅綜述，劉　蘭，劉　靜審校

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雌激素孕酮對(duì)實(shí)驗(yàn)性大鼠急性腦缺血保護(hù)機(jī)制的研究

秘勇建1，陳琴2，梅正福1，江漁1，張濤1，周紅梅1綜述，劉蘭1，劉靜1審校

流行病學(xué)研究顯示，女性在絕經(jīng)前，心腦血管系統(tǒng)疾病發(fā)病率明顯較男性少，而在絕經(jīng)之后，其發(fā)病率與男性相比基本類似。有學(xué)者認(rèn)為，雌性激素在其中起到重要作用，由此開(kāi)啟的后續(xù)相關(guān)臨床及基礎(chǔ)研究中發(fā)現(xiàn)，雌性激素有促進(jìn)血栓形成、誘發(fā)乳腺癌等副作用。伴隨更進(jìn)一步的研究，相關(guān)學(xué)者一致認(rèn)為，孕酮對(duì)于腦血管疾病的保護(hù)作用意義重大，并在未來(lái)有著廣泛臨床應(yīng)用前景。本文結(jié)合相關(guān)研究，現(xiàn)綜述如下。

1　孕酮的代謝及作用途徑

孕酮可由卵巢、胎盤(pán)、腎上腺分泌,經(jīng)血液循環(huán)作用至子宮、乳腺、神經(jīng)系統(tǒng)等靶器官。哺乳類動(dòng)物神經(jīng)系統(tǒng)也可合成孕酮,其前體孕烯諾龍可由膽固醇經(jīng)細(xì)胞色素P450側(cè)鏈裂解酶作用轉(zhuǎn)變而成,然后在3-羥基固醇脫氫酶作用下生成孕酮[1]。 在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中，神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)元細(xì)胞通過(guò)3β-羥類固醇脫氫酶合成孕酮。孕酮分化有5a-還原酶及3β-類激素羥化酶兩條催化路徑。孕酮在5a-還原酶作用下分解成5a-二氫孕酮，在3a-羥基固醇氧化還原酶或者3β-羥基固醇氧化還原酶作用下分解成3a,5a-四氫孕酮[2]。 孕酮受體廣泛存在神經(jīng)元及膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi)，有PR-A和PR-B兩個(gè)類型。孕酮與其特異性受體結(jié)合調(diào)節(jié)相應(yīng)基因轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)合成，從而影響靶細(xì)胞的行為功能被稱為孕酮的基因效應(yīng)。以上兩類受體均來(lái)自于同一基因，只是PR-B的N末端比PR-A多164為氨基酸片段；而PR-A 和PR-B的表達(dá)調(diào)節(jié)受性別、激素水平、年齡、營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)等影響[3]。除了特異的孕酮受體之外，細(xì)胞膜上還有一些神經(jīng)遞質(zhì)受體也是孕酮及代謝產(chǎn)物的作用靶點(diǎn)，如煙堿型乙酰膽堿受體、γ-氨基丁酸受體等[4]。孕酮及其代謝產(chǎn)物與神經(jīng)遞質(zhì)受體或膜型受體結(jié)合，改變神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞的興奮性，影響相關(guān)神經(jīng)遞質(zhì)的釋放，調(diào)節(jié)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，從而影響靶細(xì)胞的行為表達(dá)，此即孕酮的非基因效應(yīng)[5]。

2　孕酮對(duì)急性缺血性腦損傷的保護(hù)作用機(jī)制

孕酮對(duì)急性缺血性腦損傷有明顯的神經(jīng)保護(hù)作用。急性缺血后腦損傷主要表現(xiàn)為缺血缺氧后腦組織水腫帶的形成、死亡細(xì)胞代謝性毒物的產(chǎn)生以及神經(jīng)元細(xì)胞凋亡程序的啟動(dòng)。有研究發(fā)現(xiàn)，孕酮可以通過(guò)減少興奮性氨基酸的產(chǎn)生從而減輕腦水腫的程度及減少損失范圍神經(jīng)元的死亡和凋亡細(xì)胞數(shù)目，并有助于神經(jīng)元生物功能活性的恢復(fù)及神經(jīng)元細(xì)胞的再生。這個(gè)也印證了雌性大鼠腦水腫程度較雄性大鼠在腦損傷后腦水腫程度及神經(jīng)功能損害減輕、認(rèn)知功能恢復(fù)速度快的原因[6]。孕酮除了保護(hù)腦損傷后的神經(jīng)損害，還可以明顯營(yíng)養(yǎng)神經(jīng)， 促進(jìn)神經(jīng)功能恢復(fù)或者減小神經(jīng)損害程度。Ishrat等通過(guò)制作局灶性腦缺血模型發(fā)現(xiàn)孕酮可以明顯減輕腦水腫、運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的恢復(fù)也明顯，孕酮可以恢復(fù)膽堿乙?；D(zhuǎn)移酶和Na-K-ATP酶至正常水平的下限，并且可見(jiàn)生長(zhǎng)蛋白mRNA的表達(dá)，由此可見(jiàn)孕酮在神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)機(jī)制及相關(guān)蛋白的表達(dá)中發(fā)揮作用[7]。

2.1減少神經(jīng)興奮性毒性作用神經(jīng)興奮性物質(zhì)谷氨酸鹽可維持神經(jīng)傳導(dǎo)的興奮性。在急性腦缺血或者腦外傷后，大量谷氨酸鹽的過(guò)量形成可使相應(yīng)神經(jīng)傳導(dǎo)過(guò)度興奮、甚至衰竭，從而對(duì)神經(jīng)元細(xì)胞產(chǎn)生毒性作用。Ogata T等人在體外培養(yǎng)的脊髓神經(jīng)元細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)，谷氨酸鹽的毒性作用在使用孕酮的實(shí)驗(yàn)組中明顯有減輕[8]。 哺乳類動(dòng)物的腦組織中，海馬區(qū)神經(jīng)元對(duì)缺血缺氧異常敏感，急性腦缺血后可見(jiàn)大量神經(jīng)元死亡及凋亡[6]。王建平等研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)比于正常海馬區(qū)，急性缺血性腦損傷后海馬區(qū)神經(jīng)元凋亡數(shù)目很大，但在使用孕酮治療組中可見(jiàn)仍有神經(jīng)元存活，從而說(shuō)明孕酮對(duì)海馬區(qū)神經(jīng)元有明顯保護(hù)作用[9]。Ciriza I等通過(guò)構(gòu)建海馬區(qū)興奮性毒性神經(jīng)元的去勢(shì)雌性大鼠模型，通過(guò)使用卡英酸(kainic acid)作為誘導(dǎo)劑，研究發(fā)現(xiàn)低劑量的孕酮代謝產(chǎn)物5a-二氫睪丸酮可減緩海馬區(qū)神經(jīng)元的興奮性毒性死亡及減輕反應(yīng)性星形膠質(zhì)細(xì)胞彈性蛋白的表達(dá)，而彈性蛋白正是神經(jīng)元破壞的標(biāo)志[10]。除了以上代謝產(chǎn)物之外，也有學(xué)者認(rèn)為孕烯醇酮，孕酮的另外的一種代謝產(chǎn)物，可增強(qiáng)GABAa受體活性從而發(fā)揮保護(hù)神經(jīng)元的作用[11]。

2.2孕酮對(duì)NO的調(diào)節(jié)作用NO是一種特殊的神經(jīng)遞質(zhì)，其特殊性在于它不需要借助任何中介機(jī)制而快速擴(kuò)散通過(guò)生物膜，將一個(gè)細(xì)胞信息傳遞到它周圍的細(xì)胞中去[12]。中樞神經(jīng)系統(tǒng)NO的合成按以下途徑進(jìn)行：(1)突觸前釋放的興奮性氨基酸激活突觸后谷氨酸受體，引起Ca2+內(nèi)流；(2)通過(guò)Ca2+結(jié)合鈣調(diào)蛋白，激活一氧化氮合成酶，催化L-精氨酸氧化而產(chǎn)生NO和胍氨酸。正常情況下神經(jīng)細(xì)胞合成并釋放適量NO，不產(chǎn)生毒性作用，但在谷氨酸鹽過(guò)量剩余時(shí)就會(huì)產(chǎn)生過(guò)多的NO，從而損傷周圍神經(jīng)細(xì)胞。神經(jīng)元的NO主要分為兩部分：一部分由腦和脊髓神經(jīng)元產(chǎn)生;另一部分由血管周圍的神經(jīng)纖維產(chǎn)生，支配腦血管。在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中除神經(jīng)元外，還有神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞，其中的星型膠質(zhì)細(xì)胞含有大L-精氨酸，這是為合成NO提供原材料的儲(chǔ)庫(kù)。星型膠質(zhì)細(xì)胞在受到Ca2+、緩激肽、谷氨酸和去甲腎上腺素等物質(zhì)刺激時(shí)，可引起NO釋放，導(dǎo)致血管擴(kuò)張。NOs可分兩種形式：內(nèi)皮細(xì)胞型NOS(eNOS)和誘導(dǎo)型NOS(iNOS)。eNOS存在于腦和內(nèi)皮細(xì)胞；iNOS存在于巨噬細(xì)胞、血管平滑肌細(xì)胞、激活的中性粒細(xì)胞及內(nèi)皮細(xì)胞，為Ca非依賴型；其中eNOs對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)有保護(hù)作用，而iNOs有相反的氧化毒性作用。Valera S等研究認(rèn)為，eNOs的表達(dá)和雌激素、孕酮受體的密度成正相關(guān)性[13]；Coughlan T等使用腦外傷模型檢測(cè)孕酮治療后iNOs mRNA在培養(yǎng)的星形膠質(zhì)細(xì)胞的表達(dá)情況，發(fā)現(xiàn)孕酮可通過(guò)孕酮反應(yīng)因子誘導(dǎo)iNOs抑制基因的表達(dá)，從而產(chǎn)生神經(jīng)保護(hù)作用[12]。

2.3孕酮抑制炎癥應(yīng)答反應(yīng)Pettus EH等萃取腦損傷后48 h大鼠額葉皮質(zhì)蛋白樣本實(shí)驗(yàn)證明，孕酮能夠減輕腦損傷后炎癥因子的瀑布效應(yīng)；并應(yīng)用Western blot densitometry技術(shù)測(cè)得炎癥因子補(bǔ)體C3、p6水平明顯下降[14]。炎癥反應(yīng)參與了腦損傷后的腦組織損害過(guò)程。孕酮可通過(guò)調(diào)控部分炎癥因子的產(chǎn)生及活性，從而減輕炎癥反應(yīng)。在急性缺血性腦損傷過(guò)程中，孕酮不但可以穩(wěn)定細(xì)胞骨架，還能抑制IL-1、MIF-1、CDs-10、CF-3等炎癥因子釋放。Gibson CL等利用局灶性大腦中動(dòng)脈缺血模型(MCAO)研究發(fā)現(xiàn)，孕酮可減輕損傷周圍腦組織水腫；并應(yīng)用PCR技術(shù)發(fā)現(xiàn)損傷腦組織中IL-1、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β2、誘導(dǎo)性一氧化碳合酶的上調(diào)均被抑制，這正說(shuō)明孕酮可通過(guò)抑制炎癥因子來(lái)減輕腦組織損害[15]。

2.4孕酮對(duì)細(xì)胞凋亡的調(diào)節(jié)孕酮調(diào)節(jié)腦缺血后神經(jīng)元的凋亡。在基因水平，NF-κB涉及炎癥反應(yīng)和凋亡的啟動(dòng)；在轉(zhuǎn)錄水平，孕酮可減少NF-κB在細(xì)胞核的濃度及靶基因的表達(dá)[16]。孕酮也可以通過(guò)凋亡抑制蛋白，如bcl-2和ERK,孕酮可上調(diào)bcl-2，同時(shí)bcl-2阻滯細(xì)胞色素C從線粒體膜的釋放，從而阻滯caspase-3的激活達(dá)到抗神經(jīng)元凋亡[17]。Yao等給腦損傷的大鼠靜脈孕酮，發(fā)現(xiàn)孕酮可上調(diào)bcl-2的表達(dá)，同時(shí)下調(diào)凋亡促進(jìn)蛋白如bax和bad,研究員也發(fā)現(xiàn)未治療的組可見(jiàn)ERK蛋白減少[18]。

2.5孕酮對(duì)髓鞘的修復(fù)作用在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中，在少突膠質(zhì)細(xì)胞及星形膠質(zhì)細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)孕酮受體，而孕酮通過(guò)孕酮受體可促進(jìn)膠質(zhì)細(xì)胞的生長(zhǎng)及分化，增加少突膠質(zhì)細(xì)胞髓鞘磷脂堿性蛋白的表達(dá)[19]。Cerghet等對(duì)比男性和女性海馬區(qū)、脊髓等處少突膠質(zhì)細(xì)胞的密度發(fā)現(xiàn)，男性上述區(qū)域相對(duì)來(lái)說(shuō)少突膠質(zhì)細(xì)胞明顯增多，而少突膠質(zhì)細(xì)胞是髓鞘合成的前體，從而可以發(fā)現(xiàn)腦缺血、脊髓損害、多發(fā)性硬化等的脫髓鞘后，男性相對(duì)來(lái)說(shuō)恢復(fù)快的原因[20]。而Ghourmari AM等通過(guò)制作腦缺血模型指出孕酮的促髓鞘形成作用來(lái)自于孕酮對(duì)少突膠質(zhì)細(xì)胞前體增殖有作用，進(jìn)而使其向合成髓鞘的成熟少突膠質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)變[21]。

2.6孕酮與神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子神經(jīng)細(xì)胞的功能的恢復(fù)離不開(kāi)神經(jīng)生長(zhǎng)因子的營(yíng)養(yǎng)作用，孕酮還可以促進(jìn)腦源性神經(jīng)因子的形成。Gonzalez S等在脊髓損傷模型中發(fā)現(xiàn)，孕酮治療組的脊髓前角運(yùn)動(dòng)細(xì)胞腦源性神經(jīng)因子及其mRNA的水平較對(duì)照組有明顯增高50%，同時(shí)用Nissl染色發(fā)現(xiàn)孕酮可降低損傷介導(dǎo)的脊髓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元染色質(zhì)的退行性變；孕酮正是通過(guò)增強(qiáng)內(nèi)源性神經(jīng)性BDNF的表達(dá)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)神經(jīng)的保護(hù)作用[22]。

3　討　論

研究發(fā)現(xiàn)，在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭惺褂玫蛣┝看萍に?，不管是否處于妊娠期，都能延緩疾病活?dòng)或抑制疾病進(jìn)展[23]。雌激素可減少炎性因子的滲入，促炎性因子如TNF-α、IL-4 、IL-10的產(chǎn)生，這些促炎性因子大部分來(lái)自活化的脾臟、中樞神經(jīng)的單核細(xì)胞。發(fā)現(xiàn)最小有效劑量產(chǎn)生的抑制效果在不同的鼠群有不同的結(jié)果，由此看出由于個(gè)體不同而帶來(lái)的雌激素受體敏感性的差異對(duì)疾病嚴(yán)重程度有很大影響。 孕酮作為在神經(jīng)系統(tǒng)中能夠合成的神經(jīng)活性甾體，已有研究表明孕酮能夠明顯改變各種腦損傷的預(yù)后。孕酮在各種腦損傷后的神經(jīng)保護(hù)作用日益受到關(guān)注，流行病學(xué)調(diào)查、動(dòng)物基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)以及臨床研究顯示:孕酮可減輕腦損傷后出現(xiàn)的腦水腫、減小腦梗死體積、減輕實(shí)驗(yàn)性腦缺血損傷后神經(jīng)功能；孕酮對(duì)腦血管疾病的保護(hù)機(jī)制主要為減輕脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)、減少自由基生成、穩(wěn)定細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)、保護(hù)血腦屏障;孕酮還具有調(diào)節(jié)一氧化氮生成、抗神經(jīng)興奮性毒性、抗細(xì)胞調(diào)亡、調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)和神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)等作用。

[1]Su TP,London ED,Jaffe JH.Steroid binding at sigma receptors suggests a link between endocrine nervous and immune systems[J].Science,1988,240(4849):219-221.

[2]Schumacher M,Guennoun R,Robert F,et al.Local synthesis and dual actions of progesterone in the nervous system: neuroprotection and myelination[J].Growth Horm IGF Res,2004,14(1):18-33.

[3]McNeill AM,Zhang C,Stanczyk FZ,et al.Estrogen increases endothelial nitric oxide synthase via estrogen receptors in rat cerebral blood vessels:effect preserved after concurrent treatment with medroxyprogesterone acetate or progesterone[J].Stroke,2002,33(6):1685-1691.

[4]Labombarda F,Merffre D,Delespierre B,et al.Membrane progesterone receptors localization in the mouse spinal cord[J].Neuroscience,2010,166(1):94-106.

[5]Liu M,Dziennis S,Hurn PD,et al.Mechanisms of gender-linked ischemic brain injury [J].Restor Neurol Neurosci,2009,27(3):163-179.

[6]Cervantes M,Gonzalez-Vidal MD,Ruelas R,et al.Neuroprotective effects of progesterone on damage elicited by acute global cerebral ischemia in neurons of the caudate nucleus[J].Arch Med Res,2002,33(1):6-14.

[7]Ishrat T,Sayeed I,Atif F,et al.Effects of progesterone administration on infarct volume and functional deficits following permanent focal cerebral ischemia in rats[J].Brain Res,2009,1257:94-101.

[8]Ogata T,Nakamura Y,Tsuji K,et al.Steroid hormones protect spinal cord neurons from glutamate toxicity[J].Neuroscience,1993,55(2):445-449.

[9]Wang J,Jiang C,Liu C,et al.Neuroprotective effects of progesterone following stroke in aged rats[J].Behav Brain Res,2010,209(1):119-122.

[10]Ciriza I,Azcoitia I,Garcia-Segura LM.Reduced progesterone metabolites protect rat hippocampal neurones from kainic acid excitotoxicity in vivo[J].J Neuroendocrinol,2004,16(1):58-63.

[11]Reddy DS,Apanites LA.Anesthetic effects of progesterone are undiminished in progesterone receptor knockout mice[J].Brain Res,2005,1033(1):96-101.

[12]Coughlan T,Gibson C,Murphy S.Modulatory effects of progesterone on inducible nitric oxide synthase expression in vivo and in vitro[J].J Neurochem,2005,93(4):932-942.

[13]Valera S,Ballivet M,Bertrand D.Progesterone modulates a neuronal nicotinic acetylcholine receptor[J].Proc Natl Acad Sci USA,1992,89(20):9949-9953.

[14]Pettus Eh,Wright DW,Stein DG,et al.Progesterone treatment inhibits the inflammatory agents that accompany traumatic brain injury[J].Brain Res,2005,1049(1):112-119.

[15]Gibson CL,Constantin D,Prior MJ,et al.Progesterone suppresses the inflammatory response and nitric oxide synthase-2 expression following cerebral ischemia[J].Exp Neurol,2005,193(2):522-530.

[16]Brinton RT,Thompson RF,Foy MR,et al.Progesterone receptors:Form function in brain[J].Front Neuroendocrinol,2008,29(2):313-339.

[17]Ghoumari AM,Baulieu EE,Schumacher M.Progesterone increases oligodendroglial cell proliferation in rat cerebellar slice cultures[J].Neuroscience,2005,135(1):47-58.

[18]Yao XL,Liu J,Lee E,et al.Progesterone differentially regulates pro-and anti-apoptotic gene expression in cerebral cortex following traumatic brain injury in rats[J].J Neurotrauma,2005,22(6):656-668.

[19]De Nicola AF,Labormbarda F,Gonzalez Deniselle MC,et al.Progesterone neuroprotection in traumatic CNS injury and motoneuron degeneration[J].Front Neuroendocrinol,2009,30(2):173-187.

[20]Cerghet M,Skoff RP,Bessert D,et al.Proliferation and death of oligodendrocytes and myelin proteins are differentially regulated in male and female rodents[J].J Neuroscience,2006,26(5):1439-1447.

[21]Ghoumari AM,Ibanez C,EI-Etr M,et al.Progesterone and its metabolites increase myelin basic protein expression in organotypic slice cultures of rat cerebellum[J].J Neurochem,2003,86(4):848-859.

[22]Gonzalez SI,Labormbarda F,Gonzalez Deniselle MC,et al.Progesterone neuroprotection in spinal cord trauma involves up-regulation of brain-derived neurotrophic factor in motoneurons[J].J Steroid Biochem Mol Biol,2005,94(1～2):143-149.

[23]Astrup J,Siesjo BK,Symon L.Thresholds in cerebral ischemia-the ischemic penumbra[J].Stroke,1981,12(6):723-725.

1003-2754(2016)02-0189-02

R743.3

2015-12-16；

2016-01-30

(1.重慶市綦江區(qū)人民醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，重慶 綦江 401420；2.重慶市綦江區(qū)人民醫(yī)院泌尿外科，重慶 綦江 401420)

劉蘭，E-mail：274096236@qq.com；劉靜，E-mail：792484264@qq.com