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编号:10250155
交感-肾上腺素系统在心力衰竭中的作用
http://www.100md.com 《中国急救医学》 1999年第12期
     作者:李为民 修春红(综述) 檀 桥(审校)

    单位:李为民 修春红(综述) 檀 桥(审校) 哈尔滨医科大学第一临床医院心内科,150001

    关键词:

    中国急救医学991262 心力衰竭(heart failure,HF)是许多心血管疾病的终末转归,如冠心病、心肌病、高血压、瓣膜病等。近几年来,随着心血管疾病的发生率逐年增高,心衰病人已经成为临床病人的主要来源,因此解决心力衰竭已经成为心血管医生所面临的重大难题。要为每个病人选择恰当的治疗方案就必须对心衰机制有深入的了解。虽然不同疾病导致的心衰,机制不尽相同,但仍有一些共同之处,其中交感-肾上腺素系统在心衰的发生发展过程中均发挥了重要的作用。

    1 肾上腺素能受体在心血管中的分布

    1.1 心肌的肾上腺素能受体分布
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    人的心脏存在α和β两大肾上腺素受体家族(adrenegic recptor,AR)。

    αAR分为α1和α2两种AR受体,这两种类型又各分为三种亚型,其中α1受体的亚型是α1A、α1B、α1C。最近,Abranham WT和Bristow[1]指出人心肌内有α1、β1、β2、β3受体,似乎没有α2受体。人心肌中α1受体很丰富,αAR与G蛋白家族中的Gq与Gh结合,通过其后的第二信使三磷酸肌醇(IP3)和二乙酰甘油(DAG)发挥作用。人体资料证实α受体对维持左室心肌收缩并不起作用,但刺激心肌的α受体能显示出增强收缩效应[2]

    人心肌上的β受体也同样分为三种亚型,包括β1、β2、β3受体。但β3受体与机体代谢和糖尿病关系密切,与心肌功能和心衰特别相关的是β1和β2受体。此外在心脏传导系统中的窦房结、交界区和束支都有β1和α2AR的分布。
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    1.2 血管平滑肌的肾上腺素受体分布

    人的血管平滑肌中存在肾上腺素能受体。静脉系统中主要分布有α1和β2受体,小动脉中则分布有α1、α2和β受体。在皮肤、肾脏、胃肠道等器官的血管平滑肌中α肾上腺素受体在数量上占优势;而在冠状动脉、骨骼肌和肝脏血管中,β肾上腺素受体占优势。α受体兴奋表现为缩血管作用,β受体兴奋则相反。交感神经兴奋时,皮肤、肾脏、胃肠道等器官的血管表现为以收缩为主,而冠状动脉、骨骼肌和肝脏血管以舒张为主,以保证重要脏器的供血,利于机体应付某些应激状况,对人体在生理及病理状况下的血液动力学调节发挥重要作用。

    2 心衰时交感-肾上腺素系统变化及意义

    心力衰竭时交感-肾上腺素系统被激活,血中儿茶酚胺释放增加,即使在轻度和中度心衰患者中也是如此,但此时主要是去甲肾上腺素(NE)增高,肾上腺素(E)并不增高。临床左室功能不全大范围研究(SOLVD)的资料表明,无症状左心功能不全病人血浆NE比健康者高35%[3]。交感中枢和节前分泌增加,但心肌对NE摄取下降。其中,NE选择性激动β1受体的作用比β2大60倍,比α受体高10倍[4]。E是非选择性受体激动剂。血管紧张素II(AgII)加速交感节前释放NE,与肾上腺素活动之间存在正反馈调节。心衰时血管紧张素激活比肾上腺素早,既而才共同被激活。因此临床用血管转换酶抑制剂(ACEI)不仅抑制肾素-血管紧张素系统,也抑制交感肾上腺素系统,从而保护心肌。现在多数人认为心衰是以神经激素的激活为特征的综合征[5]。通过测量血中NE发现交感神经系统的激活与心衰患者的不良预后有关。血浆NE的水平不仅可以反映心衰的严重程度,而且也可用于推测心衰患者的预后和生存率[6,7]。此外,心衰时交感兴奋在机体各部分并不是均匀分布的,表现为心脏的交感兴奋最强[8,9]。Rundquist等[10]也证明即使是轻度心衰,心脏交感神经传出纤维活动也是增加的,且早于全身的交感系统激活。
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    3 α受体在心衰中的机制

    3.1 心肌机制

    心力衰竭时血中儿茶酚胺浓度增加,刺激心肌,激活磷脂酰肌醇酶C(PLC),催化和分解二磷酸磷酸化肌醇(PIP2),生成三磷酸肌醇(IP3)和二乙酰甘油(DAG)、IP 3促进心肌横管系统,如肌浆网、线粒体内储存的Ca离子释放,同时对细胞膜钙泵有调节作用,导致细胞外钙离子内流,增加细胞内游离钙,增强心肌收缩力;DAG激活蛋白激酶C(PKC),PKC除了可使β1、β2受体磷酸化外、还激活L-钙通道,抑制钾通道,增加细胞内慢性钙负荷;PKC刺激原癌基因增加,还涉及到Raf,p21,Gq,MAP Kinese活性通路,上述因素促进蛋白质的合成和结缔组织增殖。因此,受体激活是心肌细胞肥厚和心室重构的始动因素,后者又是心衰的发病机制。

    有资料显示,肾上腺素能受体结合到腺苷酸环化酶(AC)和PKC后出现交叉调节或交叉对话现象,刺激β2AR或受体后AC激活引起α1AR的mRNA上调性表达[11]。Tor等人[12]比较了心衰时在NE刺激下α1AR和βAR介导的正性肌力作用的比例。该研究表明在心衰时,α1AR和βAR对NE刺激表现出的正性肌力作用相当。可见心衰时心肌内β1AR下调,α1和β2AR可占到肾上腺素能效应的50%,甚至占主要地位。这一发现和认识有很重要的临床意义,为指导正确使用受体激动和拮抗药物提供依据。
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    3.2 血管机制

    心衰时,交感-肾上腺素系统激活,大量儿茶酚胺入血,其中主要以NE为主。该物质主要与血管平滑肌α受体结合,引起缩血管反应:小动脉收缩可增加心脏后负荷,静脉系统收缩则导致回心血量增加,增加心脏前负荷,从而增加心肌耗氧量,使衰竭的心脏进一步恶化,形成恶性循环。

    3.3 α受体阻滞剂的临床应用

    鉴于在CHF的发病机制中,α受体(尤其是α1受体)是影响阻力血管(小动脉)及容量血管(静脉系统)收缩与舒张的一个非常重要环节,因此通过应用α1受体阻滞剂减少心脏前、后负荷应当是治疗CHF的一个不可忽略的环节[13]

    目前在临床上应用的α受体阻滞剂可分为两大类:

    (1)非选择性的α受体阻滞剂:其代表药物为酚妥拉明。虽然该药降压作用明显,但容易引起反射性心动过速,增加心肌耗氧量。此外,由于突触出前的α2受体阻断,可增加NE的释放,引起心率加快,目前主要用于治疗嗜铬细胞瘤所致的高血压。
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    (2)选择性的α1受体阻滞剂:包括喹唑啉类和尿嘧啶类。前者以哌唑嗪为代表;后者以乌拉地尔为代表。但是哌唑嗪治疗心衰效果不显著,反而引起循环血中NE升高。而乌拉地尔对急性心衰,尤其是对高血压急性左心衰、肺水肿的治疗效果好,既降压同时纠正左心衰,又抑制心率。

    4 β受体在心衰中的机制

    4.1 心肌机制

    心衰时心肌的β受体在儿茶酚胺的刺激下与G蛋白结合,激活AC,细胞内cAMP增加,使cAMP依赖型蛋白激酶(PKA)激活,促进蛋白质磷酸化。其中L-型钙通道α、β、M-膜受体、核蛋白转录因子、调节蛋白均被磷酸化,使心脏发生快速而强有力的应答。然而慢性长期的刺激对心脏有毒性作用[14]。Douglas等[15]研究了儿茶酚胺介导的细胞毒性作用机理。实验发现NE对心肌的毒性作用是通过增加细胞内cAMP含量,导致细胞内钙超载,而抑制细胞合成活动所致的,且随浓度的增高而加强,β阻滞剂可阻断这一作用。β受体-AC通路还影响有丝分裂原激活蛋白激酶(MAP Kinase)通路,与心肌生长及心室肥厚相关。
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    有研究发现,长期的交感刺激可使衰竭心肌的β受体表达下降,心肌表面的β受体密度下调,下调的程度与心衰一严重程度相关。另一方面,β受体激酶表达增强,使β受体磷酸化,从而降低心肌对儿茶酚胺的反应能力[15]。心衰时交感神经兴奋,释放儿茶酚胺,主要通过心脏的β1受体增强心肌收缩力,起到一种代偿机制。但是长期刺激会引发并加重儿茶酚胺对心肌的毒性作用而损伤心肌,甚至使心肌死亡,从而进一步加重心衰,形成恶性循环。心衰后心肌细胞β受体下调及敏感性降低可以看成是一种保护性机制,防止儿茶酚胺对心肌的毒性作用而损伤心肌,甚至使心肌死亡,从而进一步加重心衰,形成恶性循环。心衰后心肌细胞β受体下调及敏感性降低可以看成是一种保护性机制,防止儿茶酚胺对心肌的进一步毒性作用,以维护心肌细胞的完整与存活。但因其作用有限,慢性的肾上腺素能刺激仍然引起心肌的毒性作用,导致进行性泵衰。β受体阻滞剂,一方面阻断儿茶酚胺对心肌的毒性作用;另一方面使β受体上调,增加β受体的敏感性,使心肌有一个自我调整与恢复的时间,从而最终改善心脏功能。Bristow、Wagstein等[16]报告了长期应用美多心安能改善扩张型心肌病人的血流动力学参数,改善生存率。如前所述,心衰时由于β1受体下调,β2及α1受体在心肌中的作用增强,甚至占主导位置,参与交感神经对心肌的毒性作用。因此,α1受体阻滞剂的作用已逐渐引起人们的注意。第三代β受体阻滞剂Carvedilol因具有β1、β2及α1阻滞作用,其临床效果明显强于单纯的β受体阻滞剂[17]
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    4.2 血管机制

    心衰时儿茶酚胺对血管平滑肌β受体兴奋作用表现为血管的扩张,从而降低心脏的前后负荷,减少心肌耗氧量,对衰竭的心肌是有利的,可部分抵消心肌的β受体兴奋所导致的毒性作用,但一点益处是远远不够的。

    综上所述,人体心肌内存在α1、β1和β2受体,对心肌的收缩功能及心率发挥巨大而迅速的调节作用。心衰时β受体的密度及反应性均显著降低,因此α1/β比例的改变可能对心衰的特征性变化起作用,尤其是心衰的末期阶段[18]单独使用α1阻滞剂,如哌唑嗪不能改善心衰患者的死亡率,可能是反射性的激活β肾上腺系统的缘故[19,20]。因此目前提倡α、β受体阻滞剂的联合应用,少数报告已显示出好的结果。

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    收稿:1998-12-10,修回:1999-09-23, 百拇医药