中医药对no的调节和脑神经保护

中医药对 NO 的调节和在脑血管病的作用 12011110 （博士） 张颖 1992 年一氧化氮(NO)被美国科学杂志川评选为“今年的分子” 1 ，表明 NO 在生 命科学界的重大价值。NO 是结构简单的气体物质，易扩散，反应性强，易溶于水，半衰 期仅儿秒。NO 在哺乳动物体内的作用最先是由 Furehgott 等 2 ，于 1980 年在血管中发现 的，1987 年 PaLmer 川等证实血管内皮细胞可合成 NO，引起血管扩张。现已发现除血管 内皮细胞外，巨噬细胞和脑组织均能产生 NO，NO 作为一种神经信使，参与多种生理功能 调节，同样它也参与多种疾病的病理过程。NOs 是一种同工酶，分别存在于内皮细胞、巨 噬细胞、神经吞噬细胞及神经细胞中，已有三种 Nos 的同工酶得到纯化 ，即神经型一氧 化氮合酶 （nNOS） 、内皮型一氧化氮合酶（ cNOS） 、诱导型一氧化氮合酶（iNOS） ， 前二又称结构型一氧化氮（c） 。而（）生成于巨噬细胞、中枢神经细 胞中，由内毒素及细胞等物质诱导产生，活性不依赖于 ，其催化产生并释 放的; 可使中枢神经系统损伤。中医药治疗脑血管病疗效较好，其中调节的异常 变化是其机理之一。故本文就将中医药在缺血性脑损伤中对调节的研究，综述如下： 一 脑血流量的调节作用 离体实验证实了 Lee 在 1980 年首次发现了离体脑动脉中 NO 介导的血管收缩 ， 随后的离体实验又证实了脑内大动脉和软膜动脉对 Ach 的反应也是通过 NO 介导的。体情 况，一氧化氮合成酶(NoS)抑制剂 N“一甲基一 L 一精氨酸(L 一 NMMA)和 N“一硝基一 L 一精氨酸 (L 一 NNA)能抑制 sP 和 Ach。在体的脑循环中也观察到 NO 介导的血管舒张作 用，局部应用 Ach 能引起软脑膜动脉和基底动脉的舒张，且被 NOS 抑制剂抑制。在 sP 的 舒血管作用中，完整的内皮细胞是必需的。去除内皮细胞可显著地降低 SP 的作用，血红 蛋白作为鸟昔酸环化酶抑制剂可抑制 SP 舒张脑血管的作用。 Brian(1993) 5 ，在工作中发 现用 L 一 NNA 预处理具有完整内皮细胞的脑血管可使 5 一 HT 产生的最大收缩张力增大 一倍，但这种作用不能被 L 一 Arg 逆转。去除内皮细胞也同样增大 5 一 HT 的作用。去除 内皮细胞还能增强 NA 的缩血管作用。这些结果提示 No 参与多种内皮细胞激动剂引起的 脑血管舒张作用。 NO 除了参与内皮细胞激动剂引起的血管舒张外，还参与基态 (basaic condition)下脑血 管张力的维持。正常生理条件，内皮细胞不断合成、释放 NO 使血管处于持续的舒张状态， 而 NOS 抑制剂 L 一 NNA 和 L 一 NMMA 能引起内皮细胞依赖性血管收缩，使在体颈动脉、 基底动脉和软脑膜动脉的直径变小。Faraci 也在实验中观察到在体情况下 L 一 NMMA 引 起基底动脉收缩，他认为 NO 在调节基态脑内大血管的活动中起重要作用 6 。 二 NO 与神经损伤 神经损伤过程中 NO 的水平发生变化。Manlsk 采用微电针发现大鼠脑缺血 2-3min 即 出现 NO 升高，约 1-2 小时 恢复正常；再灌流后又慢升高 。 。小剂量 L-NAME 可使大脑 中动脉（MACO）的皮层和纹状体梗塞体积分别缩小 39%和 17%。在培养的胎鼠脊髓细胞 中发现 L-NAME 能对抗 N- 甲基-D- 天冬氨酸(NMDA)毒性，并为 L-Arg 逆转 Kaprowski 应用逆转录一聚合毒酶链式反应（RT-PCR）方法应用于大鼠的实验性病毒感染和中 枢神经系统（CNS）疫性疾病过程中，脑组织内 iNOS-mRNA 被诱导表达。表达量与临床 症状的严重性一致，说明 iNOS 催化产生 NO 在细胞损伤中起毒性作用。 。Stephen 等 7 发 现，脑缺血时 iNOS 活性脑缺血中心区半暗带非缺血区，No 形成了由缺血中心区向正 常区递减的梯度，促使半暗带神经元发生进行性损伤而使梗塞面积扩大。 NO 的神经毒 性机理主要是:NO 与氧自由基结合；NO 作为活性很强的物质,产生的 神经毒 性与氧化还原机制有关。还原型 No 可与 超氧自由基结合生成过氧亚硝酸 NO， 进而损伤蛋白质、核酸和脂膜。NO 介导兴奋性氨基酸的神经毒性作用 ;兴奋性氨基酸激活 突触后 NMDA 受体,刺激 NOS 合成。NO 通过扩散作用于相邻的突触前 神经末稍和周围 星状细胞上,再激活可溶 性 Gc， 从而提高 CGMP 水平而产生效应。 蛋白 ADP-核糖化: 含亚铁血红素的 酶是 ADP- 核糖化转移酶,NO 可使 ADP 核糖化 (蛋白质结构、功能改 变),引起神 经毒性。且可与非亚铁血红素中 Fe 或氨酸基团结合,使核糖核苷酸还原酶失活, 抑制 DNA 合成,引起基团毒性。 三 NO 的神经保护作用 NO供体或动脉内应用 L-ARG可增加脑血流,减少大鼠大脑中动脉闭塞 远端的梗塞面积。 kozmiewka 8 在缺血性 动物模型中 ,发现 30mg/kg的L-ARG 可延 迟脑损伤的发展,其可 能是内皮细胞性NO对缺血局部的血液供应而实现的。ENOSe 基因缺陷小鼠在MACO之后 梗塞 面积增大 9 。说明eNOS合成释放的NO具有神经保护作用。 四 中医药对NO的调节作用 中医理论认为,中风虽然病机复杂,但归纳起来无非虚(阴虚、血虚) 、火 (肝火、心火)、 风(肝风、外风)、痰( 风痰、湿痰) 、气(气 逆、气滞)、血( 血瘀) 六端。 基本病机总属阴阳 失调,气 血逆乱。 长期以来,对于中风的血瘀证,以活血化瘀为 治疗大法已经形成共识,但限 于认识上的局限,而对于气血理论中的气的理论研究还没有得到应有的阐述和重视。随着近 年来的研究的不断拓展,NO被推测NO可能就是中医气的重要物质基础之一。 NO 是近年来发现的一种活跃的小分子自由基,半衰期仅有 35s,具有神经毒性。 NO 兼有信使物质和 神经递质的双重功能,不仅参与正常脑循环的调节,而 且在继发性脑损害等 病理过程中发挥着重要作用。 NO 是具有生物活性作用的小分子 ,在调节心血管系统、神 经系统和免疫功能方面也有重要作用 10 。NO 是一种无 机小分子物质,有很强的组织弥散 性,而且性质活泼, 产生后很快扩散到周围组织,参与各种生化反应。所以，NO 的作用符合 中医学“气”的 2 个含义:一是指维持生命活动的精微物质,NO 兼有信 使物质和神经递质的 双重功能, 参与正常脑循环的调 节,在调节心血管系统、神经系统和免疫功能方面也起 重 要作用 10 ; 二是指人体脏腑组织机能活动的动力 , NO 是一种无机小分子物质,有很强的组 织弥散性,性 质活泼,产生后很快扩散到周围组织,参与各种生化反应。此外在病理情况下参 与病理过程,继发性脑损害等病理过程中发挥着重要作用。 陈红霞等 11选取急性脑出血便秘患者 25 例(观察 组), 与急性脑出血不兼便秘患者 15 例( 对照组),比较 两组病人的血浆内皮素和 NO 含量, 分析中医证候积 分、神经功能 缺损评分(NIHSS)等指标在出血后不同 时相的变化及其与临床的关系。 结果同对照组相 比, 观察组的急性脑出血病人在出血后第 1 日、 第 4 日的 血浆内皮素和 NO 含量明显 高于对照组,第 4 日、第 10 日时中医证候积分和 NIHSS 评分也高于对照组 (P 0.05)。 表明便秘对急性脑出血患者的血浆内皮素和 NO 含量变化及病情有影响 , 故提示改善便秘 有助于急性脑出血患者的预后和疗效 12。 刘韶华等 13研究表明,脑出血大鼠血肿侧大脑皮 质 nNOSmRNA 阳性细胞数及 nNOS mRNA 光密度 (IOD)于出血 6h 开始增加,24h 达高峰,72h 时有所下 降,但仍显著高 于对照组(P0.05) 。 脑出血后早期脑 组织中 nNOS mRNA 阳性神经元表达的变化趋势,与 脑出血后脑水肿的高峰期类似,提示 NOS 参与了脑出 血致脑损害的病理过程。 一般认为 iNOS 可以诱发一 系列病理反应并诱导 nNOS mRNA 的表达,过量、持续 产生的 NO 对 缺血组织造成损害。 nNOSmRNA 阳性细胞在脑出血后有较高水平的表达,持续较久,反映 脑出 血后迟发脑损伤不仅与 iNOS 有关,nNOS 也起了重要 作用。其损伤范围不仅局限于 脑血肿周围区,而且见于 同侧皮质区。 NOS 抑制剂组及抵当汤组大鼠血肿侧大脑皮质中 nNOSmRNA阳性细胞数及IOD 在各时间点均明显减少 13。 素问至真要大论认为“审查病机,无失气宜”。 邪正斗争是病机变化的基本形式, 邪正盛衰是虚实证 候的病理基础。 利用中医理论对 cNOS 和 iNOS 的作用 进行分析, 脑卒中早期 NO 增加,iNOS 可以诱发一系 列病理反应并诱导 nNOS mRNA 的表达, 在疾 病早期 NO 升高体现的是邪气盛, 符合中医学标实特点:“气 有余便是火”, 随着 nNOS 底 物的耗竭, 至疾病后期, “少火司气,壮火食气”,表现为本虚气虚,NO 释 放减少,生物效 应以细胞内和细胞间信息传递减弱,在 生理情况下不能有足量的 NO 表达, 难以满足机体 的 调节脑血管张力、 维持神经传导等正常生理需求及抑 制血小板和白细胞的聚集而保护 脑血管内皮细胞;研 究表明黄芪能增加肾组织 NO 含量及 NOS 活性 14,人 参皂苷 Rb1 也可通过增加一氧化氮产生 15 。 此外，王氏等 16观察了脑络通胶囊( 由黄芪、三七、 川芎、蜈蚣等组成 )对大鼠急性 脑缺血 - 再灌流模型血和脑组织 NO。结果表明,脑络通可明显改善血和脑组织中NO 的异 常 变化。进一步的研究揭示脑络通胶囊主要 是通过激活 L-arg-NO通路来实现其对 缺血 性脑损伤的保护作用 17。汪氏等 18采用大鼠双侧颈总动脉闭塞的不完全性脑缺血性再灌注 模型,探讨川芎嗪对其血浆中 NO含量变化的影响。结果发现川芎嗪 (33.3mg/kg,ip)显著增 加缺血大鼠血浆 中NO含量。张氏等 19观察了新加天王补心口服液对实验性脑缺血再灌注 损伤模 型脑组织中NOS活性和血清中NO含量 变化的影响。结果表明该制剂 (22.5g/kg) 腹 腔注射可明显增加脑组织中 NOS活性 和血清中NO含量 ,促进内源性NO 的生成。 目前对中医药在脑血管病这方面的治疗研究有很多，并且也同时对中药在治疗脑卒 中过程中对 NO 的调节的相关研究，也逐步开展了中药是通过何种途径影响 NO 的。但仍 然缺乏在中医的机制、病因的相关研究中的突破。 参考文献： 1CulottE，KoshlandDE.Nonews15goodNews.Seienee.1992 ，258:1862. 2FurehgottRF.IawadzkiJV.The obllgatory role of end other laleellsn herelaxa tlono farter lalsmooth musele by aeerylehollne.Nature.1980，288:373. 许绍芬， 神经生物学（第二版） ，上海：上海医科大学出版社， :. 4 LeeTJF.Direet evidence against aeetyleholjne as the dilator transmitter In the cat eerebral artery. 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