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编号:10213338
先天性心脏病合并肺动脉高压患者血中一氧化氮、内皮素浓度变化及意义
http://www.100md.com 《中国现代医学杂志》 2000年第5期
     作者:封加涛 龚光甫 胡冬煦

    单位:封加涛(广东省佛山市第一人民医院胸心外科 528000);龚光甫 胡冬煦(湖南医科大学 410078)

    关键词:先天性心脏病;肺动脉高压;一氧化氮;内皮素

    中国现代医学杂志000510 目的:研究内皮素(ET)和一氧化氮(NO)在先天性心脏病合并肺动脉高压中的病理生理作用。方法:分别用放射免疫分析法和镀铜镉还原法检测了29例左向右分流先天性心脏病患者血中不同部位(右房RA、肺动脉主干PA和右上肺静脉PV)ET浓度和反映NO水平的NO-2/NO-3浓度。其中,合并轻度肺动脉高压10例,中、重度肺动脉高压9例,无肺动脉高压10例。结果:各部位(RA、PA、PV)ET浓度:在肺动脉高压组明显高于无肺动脉高压组(P<0.05);PV与RA部位ET浓度之差值:中、重度肺动脉高压组明显大于无肺动脉高压组(P<0.01);NO-2/NO-3浓度:中、重度肺高压组明显低于轻度肺高压组和无肺高压组(P<0.05);血清NO-2/NO-3浓度在轻度肺高压和无肺高压两组无显著性差异(P>0.05),而血浆ET浓度在轻度肺高压组明显高于无肺高压组(P<0.05),表现为NO-2/NO-3相对不足。结论:NO/ET失衡参与先天性心脏病肺动脉高压的病理生理过程;血浆ET浓度和血清NO-2/NO-3浓度可作为衡量肺动脉高压严重程度的参考指标。
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    分类号 R541.1

    WARIATION AND SIGNIFICANCE OF ENDOTHELIN AND NITRIC OXIDE

    CONCENTRATIONS IN BLOOD FROM WITH CONGENIAL

    HEART DISEASE ASSOCIATED WITH PULMONARY HYPERTENSION

    Feng Jiatao, Gong Guangpu, Hu Dongxu

    Department of Cardiac Surgery, First People's Hospital of Fushan, Guangdong 528000

    [Abstract] Objective: To elucidate the pathophysiological significance of endothelin (ET) and nitric oxide (NO) in pulmonary hypertension associated with congenital heart defects. Methods: We measured by copper coated cadmium reduction method in 29 patients with mild pulmonary hypertension; and 10 patients with mild pulmonary hypertension; and 10 patients without pulmonary hypertension. Blood samples were obtained from the right atrium (RA), main pulmonary artery (PA) and right upper pulmonary vein (PV) during operation. Results: Plasma ET concentration group at all sampling sites (p<0.05). The increment of plasma ET concentration from the right atrium to the pulmonary vein was significantly larger in the moderate or severe pulmonary hypertension than in the non-pulmonary hypertension group (p<0.01). The NO2-/NO3- concentrations of sera in the moderate or severe pulmonary hypertension group (p<0.05). No significant difference between the NO2-/NO3- concentrations of sera in the mild pulmonary hypertension group and those in the non pulmonary hypertension group, but plasma ET concentration in the mild pulmonary hypertension group were significantly higher than those in the non-pulmonary hypertension group at all sampling sites. Meantime, the NO2-/NO3- concentrations of sera showed relatively insufficient. Conclusions: All results suggested that the unbalanced ratio of ET and NO may be play a significant role in the pathologic process in patient with congenital heart disease associated with pulmonary hypertension. Plasma ET concentration and serum NO2-/NO3- concentration of the patient could be as a referential data for determined the serious degree of the patient with pulmonary hypertension.
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    Key words: Congenital heart disease; Pulmonary hypertension; Nitric oxide; Endothelin

    一氧化氮(Nitric Oxide,NO)和内皮素(Endothelin,ET)是内皮依赖舒张因子和收缩因子的重要成分[1,2]。多数内皮依赖的舒血管作用系由NO所介导;而ET是至今发现的最强的内源性血管收缩肽,二者的协调分泌对维持肺循环正常低阻具有重要作用[3]。为了解NO和ET在肺动脉高压形成机制中的作用,我们检测了29例左向右分流先天性心脏病患者血中ET浓度和反应NO水平的NO-2/NO-3浓度,观察其浓度变化与肺动脉高压的关系,及其对诊断和病程监测的意义。

    1 材料和方法

, http://www.100md.com     1.1 研究对象及分组

    心胸外科住院病人29例,其中男性16例,女性13例。平均年龄(11.58±8.90)岁(8月~37岁)。全部为先天性心脏病,其中室间隔缺损22例,室间隔缺损+房间隔缺损1例,室间隔缺损+动脉导管未闭1例,室间隔缺损+主动脉窦瘤破裂1例,室间隔缺损+三房心1例,完全性房室畸形1例,房间隔缺损2例。29例病人都在体外循环下进行手术。术中在体外循环建立前测量肺动脉压(PAP)及体循环周围动脉压(SAP)。其中10例病人平均肺动脉压(MPAP)小于20mmHg,且临床资料无肺动脉高压征象,定为术前未合并肺动脉高压。19例病人MPAP超过20mmHg,达到国内肺动脉高压的诊断标准(肺动脉平均压大于20mmHg),并结合临床资料有肺动脉高压征象(如临床听诊P2亢进,胸片示肺动脉段突出,心电图示双室或右室肥大),认定术前合并肺动脉高压,其中9例病人MPAP为(53.22±9.70)mmHg(>40mmHg);肺动脉收缩压(SPAP)与体循环收缩压(SAP)之比为0.7556±0.1027,确定为中、重度肺动脉高压[4]。另10例病人MPAP为(24.80±3.99)mmHg(<40mmHg);肺动脉收缩压与体循环收缩压之比为0.4120±0.1354(<0.45),为轻度肺动脉高压[4]。对照组:11例,男性6例,女性5例,平均年龄(7.69±1.24)岁(6~10岁),均为我院门诊体检健康儿童。以上病例均排除糖尿病、高血压、感染、肾功能不全、原发性肺动脉高压或心源性休克等疾病。并未曾使用硝酸脂类等特殊药物。三组的性别、血红蛋白及动脉血氧饱和度等均经统计学处理无显著性差异。
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    1.2 主要仪器试剂

    722型光栅分光光度计(上海),Rach-Beta-1270自动液体闪烁计数仪(芬兰Wallace公司),GL-2D型高速低温离心机(日本),内皮素药盒(解放军总医院东亚免疫技术研究所),99.99%镉粒(上海化学制剂厂),1%磺胺,N-1-萘乙二胺盐酸盐,亚硝酸钠标准品均为美国Sigma公司产品。

    1.3 方法

    1.3.1 血标本的采集与制备 建立体外循环前,于右房(RA)、肺动脉(PA)和右上肺静脉(PV)处各采血4ml。在预先加有10%EDTANa2 30μl和胰肽酶40μl(1万u/ml)的试管中加入2ml血,混匀,4℃,3?000r/min离心10min,取上层血浆,置-70℃冰箱保存待测。在另一试管加入2ml血,2?000r/min离心10min,取上层血清,置-70℃冰箱保存待测。健康对照组的儿童均征得家属同意,禁早餐,取右肘静脉血。处法同上。
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    1.3.2 ET及NO-2/NO-3浓度的测定 用竞争放射免疫非平衡法(单管)检测ET浓度;用镀铜镉还原法测定血清NO-2/NO-3浓度[5]

    1.4 统计学处理

    用SPSS 6.0统计软件包作统计处理,实验数据用x±s表示。先进行三组间方差齐性检验,在方差齐的基础上作方差分析,若有显著性差异,则进一步作三组间两两比较的q检验,如方差不齐采用秩合检验,取α=0.05,P<0.05为显著性差异。对每两个有相关趋势的变量作直线相关分析,用t检验验证,P<0.05有统计学意义。

    2 结果

    2.1 肺高压组及非肺高压组ET、NO-2/NO-3浓度检测结果
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    附表 三组间ET、NO-2/NO-3浓度测定值比较 (±s) 组别

    n

    RA ET

    (pg/ml)

    NO-2/NO-3

    (nmol/ml)

    PA ET

    (pg/ml)

, 百拇医药     NO-2/NO-3

    (nmol/ml)

    PV ET

    (pg/ml)

    NO-2/NO-3

    (nmol/ml)

    非肺高压

    10

    52.04±13.11

    22.31±2.77
, 百拇医药
    52.96±14.27

    25.40±2.84

    53.01±13.36

    22.96±5.78

    轻度肺高压

    10

    73.50±16.50

    21.63±4.82

    74.33±15.211)

    25.38±10.19

    80.21±19.921)
, 百拇医药
    24.82±4.27

    中、重度肺高压

    9

    32.09±21.072)

    11.14±4.332)

    146.45±24.942)

    11.43±5.702)

    148.54±23.302)

    10.19±4.172)

    对照组
, 百拇医药
    11

    49.60±8.55

    24.49±5.09

    注:1)与非肺高压组比较P<0.05,2)与轻度肺高压及中、重度肺高压两组比较P<0.05

    RA:Right Atrium 右房 PA:Pulmonary Artery 肺动脉 PV:Pulmonary Vein 肺静脉

    2.2 血浆ET、NO-2/NO-3浓度与血流动力学的相关分析

    结果显示肺动脉ET浓度与肺动脉收缩压(SPAP)、肺动脉舒张压(DPAP)、平均肺动脉(MPAP)、SPAP/SAP呈明显相关(P<0.01),而NO-2/NO-3浓度与SPAP、DPAP、MPAP、SPAP/SAP呈明显负相关(P<0.01)。且血清NO-2/NO-3与血浆ET浓度呈明显负相关(P<0.01)。
, 百拇医药
    2.3 V与RA部位ET浓度之差值

    在中、重度肺高压组明显大于非肺高压组(P<0.01)。

    2.4 患者NO-2/NO-3浓度与ET浓度比值

    在轻度肺高压组明显低于非肺高压组(P<0.05),表明轻度肺高压患者体内反应NO浓度的NO-2/NO-3相对不足。

    3 讨论

    内皮素是1988年由日本学者Yanagisawa[2]等从猪主动脉内皮细胞中分离出来的,由21个氨基酸组成的多肽物质。ET有三种亚型:ET-1、ET-2、ET-3,以ET-1活性最强。ET-1与靶细胞膜上的受体结合,激活鸟苷酸环化酶、磷酸肌醇系统和Ca++通道。增加胞浆Ca++浓度而发挥其作用。Yoshibayashi[6]等发现先天性肺高压患者的血浆ET浓度明显比非肺高压患者高,且肺动脉及肺静脉ET浓度明显高于右房和右室ET浓度(P<0.01)。认为肺循环合成ET增多,可能参与肺高压的病理生理过程。一氧化氮(NO)是体内内皮依赖舒张因子的主要成分,它具有强大的舒张血管,抑制平滑肌细胞增生,抑制血小板、白细胞粘附等重要功能。
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    经检测先天性心脏病患者不同部位(右房、肺动脉、右肺静脉)血中ET及NO-2/NO-3浓度,结果显示:在先天性心脏病合并肺高压患者中,上述三部位血中ET浓度均较非肺高压组及正常对照组高。而血清NO-2/NO-3浓度,在中、重度肺高压组明显低于正常对照组、非肺高压组及轻度肺高压组;但在轻度肺动脉高压时,NO-2/NO-3浓度下降不明显,而ET浓度明显增高,表示机体可能有NO的相对不足。以上结果提示NO/ET比例失衡,可能与肺动脉高压的发生、发展关系密切。

    本研究还发现右肺静脉与右房ET浓度之差值在中、重度肺动脉高压明显高于非肺高压组ET浓度之差值(P<0.05),与Yoshibayashi及Stewart[7]等研究结果相似。且ET浓度与SPAP、MPAP等血流动力学指标明显正相关。
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    肺动脉高压患者血中ET浓度增高的机制可能为:ET合成增多[8]:肺动脉高压时血流对肺动脉壁的压力增加,切变应力作用可刺激肺动脉内皮细胞产生过多的内皮素。有学者观察到先天性心脏病合并肺动脉高压时有肺动脉内皮细胞超微结构的改变,提示内皮细胞处于高代谢状态,这些改变可能与肺循环内皮素生成增多有关。Giald[9]和Stelzner等发现肺动脉高压时肺组织中内皮素-l mRNA(ET-l mRNA)和内皮素前体原mRNA(PPET-mRNA)表达增加,说明肺动脉高压时肺循环局部ET合成增多;肺循环对内皮素的清除作用降低:血浆ET的清除途径有肺部、平滑肌和肾脏,其中肺是主要的代谢场所。De Nucci[10]等发现血清中ET首次通过肺循环时,50%~67%被清除,肺高压病人因肺循环异常,肺组织对ET的清除减少,血浆ET升高。

    如NO合成、分泌减少,将使血管内皮细胞的保护功能受损。本研究结果显示,在先天性心脏合并中、重度肺动脉高压时,血清中反映NO水平的NO-2/NO-3浓度明显较正常对照组、无肺高压组和轻度肺高压组的浓度低。轻度肺高压时,血清 NO-2/NO-3浓度下降不明显;而血浆ET浓度却较无肺高压组明显增高,表现为NO相对不足。NO-2/NO-3减少的原因,可能与内皮功能异常有关。Celermajar等发现先天性心脏病左向右分流,在无肺高压时有肺动脉舒张功能障碍,其机制可能为NO合成减少,或相对不足。Villanueva[11]等报道,新生儿持续性肺动脉高压患者一氧化氮合酶mRNA表达下降,表明NO合成减低。均与本研究结果相符。
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    NO与ET的作用相互协调,相互制约。ET与内皮细胞上的ET-B受体结合可促进NO的释放;若与血管平滑肌上的ET-A受体结合则引起持续的缩血管效应。NO通过cGMP介导抑制ET的合成和抑制DNA的有丝分裂,从而拮抗ET的缩血管和促血管平滑肌细胞增生的效应。ET增高将使血管收缩,并通过刺激c-fos和c-myc表达促进平滑肌增生参与血管重建。如果NO合成分泌减少、相对不足或ET增加,致NO/ET失调,将使肺血管收缩,平滑肌细胞增生及肺内血小板聚集,血栓形成,导致肺动脉高压加重。本研究显示肺高压时ET浓度增高;NO-2/NO-3浓度减少,导致NO/ET平衡失调。提示左向右分流先天性心脏病,在肺高压的形成和发展过程中可能有NO/ET的参与。

    参 考 文 献

    1,Palmer RMJ,Ferrige AG,Mocada S.Nitric oxide release accounts for the bilolgiclal the biological activity of endotheheliumderived relaxing factor.Nature,1987;327:524~526
, 百拇医药
    2,Yanagisawa M,Kurihara H,Kimura S,et al.A novel potent vasoconstrictor peptide peptide produced by vascular endothelial cells.Nature,1988;332:411~415

    3,Vane JR,Amgaard EE,Botting RM.Reguiatory functions of the vascular endothlium.N Engl J Med,1990;323:27~36

    4,孙培吾,罗红鹤.先天性心脏病并肺高压的外科治疗.孙培吾,钟佛添,童萃文主编.实用心脏外科手册.上海:上海科学普及出版社,1992:134~139

    5,方建珍,高浩生,吴 轰,等.实验性大鼠肝纤维化一氧化氮动态变化及意义.免疫学杂志,1997;13(1):26~28
, 百拇医药
    6,Yoshibayashi M,Nighioka K,Nakao K,et al.Plasma endothelin concentrations in patients with pulmonary hyperension associated with congenital heart defects.Circulation,1991;84(6):2280~2284

    7,Stewart DJ,Levy RD,Cernacek P,et al.Increased plasma endothelin-l in pulmonary hypertension:Marker or Mediator of Disease?Ann of Inter Med,1991;114(6):464~469

    8,郭光伟,等.风心病继发性肺动脉高压病人血浆内皮素手术前的变化.中国现代医学杂志,1999;9(8):23
, 百拇医药
    9,Giald A,Yanagisawa M,Langleben D,et al.Expression of ET-1 in the luns of patients with pulmonary hypertensin.N Engl J Med,1993;328(24):1732~1739

    10,De Nucci G,Thomas R,D'Orleans JP.Pressor effects of circulating endothelin and limited by its removal in the pulmonary circulation and by the release of prostacycli and endothelium derived relaxing factor.Proc Nalt Acad Sci USA,1988;85:9797

    11,Villanueva ME,Zaher FM,Sviarich OM,et al.Decreased gene expression of endothelal nitric oxide synthase in newborns with persistent pulmonarhy hypertension. Pediatr Res,1998;44(3):338~343, 百拇医药