高血压与淋巴细胞钾通道

高血压与淋巴细胞钾通道1．立题依据及研究意义原发性高血压(essentialhypertension,EH)是最常见的心血管疾病之一,是许多心脑血管疾病发生的主要危险因素之一。高血压疾病严重威胁着人类的健康,高血压的病因至今尚未完全明确。过去10年已显示在血管生物学方面炎症及其介质关系日趋密切;在动脉硬化形成过程中炎症的作用是热点讨论问题,已证实先天性和获得性免疫可能参与动脉粥样硬化形成、发展和并发症的发生[1]。目前，EH与炎症的关系也备受关注。研究发现[2]EH病人白介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)等炎症因子明显升高，呈高度相关。多个实验证实EH是一个慢性低度炎症状态性疾病[2-4]。高血压与炎症间的联系是全新的研究领域,这有助于进一步明确高血压的病因，对高血压的预防和治疗提供了新的研究方向。近来研究提出[5]炎性细胞激活参与了高血压病的发生发展。既往研究发现[6]自发性高血压大鼠存在着大量炎性细胞的激活,且成年大鼠的炎症细胞激活较幼年大鼠更加明显；在高血压患者体内也发现其外周血存在炎性细胞激活[7]。炎性细胞是指在炎症过程中起重要作用的细胞总称,包括淋巴细胞、单核细胞/巨噬细胞、肥大细胞、成纤维细胞等。高血压这个慢性炎症疾病主要是淋巴细胞和单核-巨噬细胞被激活。激活的炎性细胞释放大量细胞因子（IL1-12，INF-γ,TNF-α等）参与细胞生长、分化、修复和免疫过程。细胞因子可以刺激内皮平滑肌细胞和成纤维细胞的增生，造成单核-巨噬细胞内皮下的浸润，促进动脉内膜增厚,促进动脉粥样硬化的形成、发展，导致血管重构，循环阻力增加，血压升高。SchiffrinEL[8]提出T淋巴细胞在高血压和血管重构的病因和发生发展中扮演重要角色，并指出T淋巴细胞，包括T辅助细胞（Th1,Th2,Th17）、细胞毒性T细胞（包括调节性T细胞）表达的转录因子Foxp3在血管紧张素II（AngII）生成过程中起关键作用，而AngII又在EH的发生发展中起关键作用。近来有学者提出[9]获得性免疫促成高血压的发生发展，指出T淋巴细胞在血管壁堆积（尤其在血管周围脂肪组织中堆积）并激活可能是高血压发生、发展的重要因素之一。淋巴细胞钾通道主要有电压门控钾通道Kv1.3和钙激活依赖的钾通道KCa3.1(也称IKCal,KCNN4,hKCa4)。Kv1.3的开放适应膜的去极化和维持膜的静息电位,而KCa3.1开放则增加胞质钙和使膜电位超极化。Kv1.3和KCa3.1为持续的钙内流提供必需的阳离子流出平衡。Kv1.3是人类静息T细胞钙信号的基本调节器。钾通道在T淋巴细胞的活化中起重要作用,T淋巴细胞活化的关键磷酸酶是钙依赖的神经钙蛋白磷酸酶。开放钾通道增加跨膜电位负值,增加钙内流,导致钙依赖的神经钙蛋白磷酸酶活化,使得T淋巴细胞活化。表达增加的钾通道能明显使活化的T淋巴细胞超极化,加速的钙内流保证了高水平的胞内钙离子,后者是T淋巴细胞充分活化和产生细胞因子所必须的。相应的,钾通道阻滞剂使T淋巴细胞保持负性膜电位和长效钙信号的能力降低。PanyiG[10]等研究表明淋巴细胞上的钾通道在参与调节淋巴细胞激活、增殖、分化和细胞因子的分泌等生理功能其重要作用。国内学者研究表明[11]：急性冠脉综合征患者外周血淋巴细胞中Kv1.3通道蛋白表达明显增高，从淋巴细胞钾通道水平进一步证实冠心病是一种炎症性疾病。目前国内外研究还没有从淋巴细胞钾离子通道水平证实高血压病可能是一种慢性炎症性疾病。若能进一步研究淋巴细胞钾通道与高血压之间的关系，可以进一步探讨和完善高血压可能的发病机制—炎症学说，还可以从细胞离子通道水平为高血压病的防治提供新靶点。2．国内外研究现状及趋势2.1高血压和炎症相关性的研究现状及趋势StumpfC研究显示[12],炎症标记物的血浆水平包括如CRP、细胞因子〔如肿瘤坏死因子α(TNF-α)和IL-6〕、化学增活素〔如单核细胞趋化蛋白(MCP-1)〕以及黏附分子(如P选择蛋白和sICAM-1)与正常血压人比较,在原发性高血压病人中这些指标是增加的。Sesso等[13]研究指出:在未经治疗的收缩压≥140mmHg(1mmHg=0.133kPa)或舒张压≥90mmHg的女性高血压人群中,去除其它心血管危险因素后,CRP水平较正常上界3.5mg/L有明显升高,认为CRP可预测高血压病的发生，提示炎症参与了高血压病的发生发展。Niskanen等[14]在随访11年期间已证实hs-CRP水平>3.0mg/L与hs-CRP水平<1.0mg/L相比发生高血压的风险增加。基质金属蛋白酶-9(MMP-9)是一种炎症标志物，MMP-9是一种糖蛋白,可由中性粒细胞、单核细胞、血管内皮细胞、平滑肌细胞、星形胶质细胞、小胶质细胞等多种细胞分泌。多项研究表明MMP-9参与了高血压的形成[15-17]和心血管重塑。炎症与高血压相互影响,互为因果,高血压通过增加诸如AngⅡ、ET-1、TNF-α、细胞黏附因子、趋化因子、生长因子、心脏休克蛋白等因子的表达而引起前炎症状态激活,而这种前炎症反应亦促进高血压进展,加剧高血压心肌纤维化及高血压血管重构,增加动脉粥样硬化的风险[18]。血管紧张素II（AngⅡ）在EH的发生发展中起着关键作用。AngⅡ作为肾素血管紧张素醛固酮系统(RAAS)的主要活性肽,在心血管疾病的发生发展中起重要作用。SchiffrinEL[8]提出T淋巴细胞激活后，AngⅡ生成增多。研究表明[19-20]AngⅡ能诱导动脉血管内皮细胞和血管平滑肌细胞，产生氧化自由基，他们可增加动脉血管平滑肌细胞表达细胞因子，如白介素-6（IL-6），单核细胞趋化因子-1(MCP-1)，增加血管内皮细胞表达细胞间粘附分子-1(ICAM-1)、血管细胞粘附分子(VCAM-1)和E-选择素（E-seletin），刺激MCP-1、IL-6、TNF-α的产生，降解一氧化氮合成酶（NOS）的表达及生物学效应，直接参与炎症过程。ChengZJ[21]提出:AngII是一种多功能肽，调节血管收缩、生长、纤维化，被认为是一种前炎症状态的介质，AngII可增加血管通透性，促进炎症介质进入组织，直接激活浸润的免疫细胞，更进一步促进炎症的发生。Engstrom等[22]在1796例的健康人群中,观察到纤维蛋白原、α1-抗胰蛋白酶、结合珠蛋白、α-酸性粘蛋白、血浆铜蓝蛋白等血浆炎性蛋白水平升高的人群发生高血压的风险增加。Thomas等[23]在1456例无高血压的健康人群中,研究9种生物标志物〔CRP、纤维蛋白原、纤溶酶原活化因子抑制剂1(PAI-1)、醛固酮、肾素、B型利钠肽、N-末端前心房利钠肽、高半胱氨酸和尿蛋白/肌酐之比(UACR)〕参与高血压发病机制的主要生物学途径,其中3种生物标志物与高血压发生的风险有高度相关性,即CRP、PAI-1和UACR。近来一些研究表明炎性介质在高血压患者中是增高的，并且它们的水平可预测高血压病的发生。研究显示，在高血压中存在炎症反应，主要以细胞因子（如IL-6,IL-1,TNF-a）、单核细胞趋化因子-1(MCP-1)、细胞间粘附分子-1(ICAM-1)、血管细胞粘附分子(VCAM-1)的表达为特征，同时与核因子-κB（NF-κB）的激活有关[24-26]。TNF-α、IL-1和IL-6等促炎性细胞因子的主要生物学功能就是激活炎性细胞、促进炎症细胞的聚集并增加其它炎性因子的表达，参与炎性反应和免疫应答。在心血管系统，促炎性细胞因子可导致血管内皮功能不全、诱导趋化因子在心血管系统的表达，进而引起单核细胞和淋巴细胞的聚集和浸润，导致炎性损伤。是炎症促成高血压，还是高血压促成炎症目前仍有争论。近来观察到在原发性高血压发生前机体即存在全身低水平炎症状态。Costas等[27]发现低水平炎症与低脂联素血症存在显著相关性,促进了主动脉硬化形成,加速了动脉硬化进程。一些资料[28]表明CRP本身能诱导内皮功能异常,减少NO生物利用度,增加对血管壁的不良影响。而且,CRP能和脂蛋白相互作用,促使单核细胞、VSMC和内皮细胞的炎症激活,CRP可能是直接的促炎因子,作用于动脉粥样硬化开始和进展的各个阶段。CRP生物学特点可能影响血管疾病的进展。这些作用包括激活和化学趋化循环中的单核细胞,使内皮细胞失活,诱导凝血酶的激活,增加细胞因子的释放,激活补体系统,导致细胞基质重塑[29]。这些资料显示炎症可能诱导动脉管壁的结构和功能改变而导致高血压的发生。NilssonJ[30]对这种观点持反对态度。结合目前研究情况，高血压和炎症的发生发展是相互作用、相互促进的。2.2高血压和淋巴细胞钾通道相关性的研究现状及趋势2.2.1淋巴细胞钾通道相关性的研究现状淋巴细胞上的钾通道主要是选择性地允许K+通过，K+的平衡电位是淋巴细胞静息电位(大约为-60mV)产生的离子基础。在安静时钾通道是开放的，K+可以顺浓度梯度流向细胞外。淋巴细胞的静息膜电位,膜内是负性的,对膜外Ca2+通过钙通道进入胞内具有促进作用，如果钾通道的开放受阻(阻断K+通道),静息电位降低(去极化),膜内负值减少,可以抑制Ca2+进入胞内,从而抑制细胞的活化和功能；相反,如果K+外流作用加强,细胞膜两侧的电位梯度加大,形成超极化,可以促进Ca2+内流,增加胞内的Ca2+浓度,激活淋巴细胞。因此,淋巴细胞膜上的钾通道可以通过对Ca2+的作用,影响淋巴细胞的激活和功能[31]。辅助性T淋巴细胞(Th)根据分泌细胞因子不同可分为1型和2型,即Th1和Th2两种类型。Methe[32]研究表明Th1细胞的激活可能导致了病变的不稳定,继而引发无先兆心肌梗塞和急性冠脉综合症。Adler[33]研究了不稳定心绞痛（UAP）和稳定性心绞痛（SAP）患者外周血Th1和Th2水平,以Th1细胞因子IFN-γ代表Th1细胞,Th2细胞因子IL-10代表Th2细胞。结果显示UAP患者存在Th1细胞活性明显增加,Th2细胞活性在两组患者间无区别。我国学者李大主和曾秋棠[34]对54例UAP患者进行分析,也观察到了Th1/Th2细胞因子的分泌失衡。SchultheissHP研究[35]表明扩张性心肌病T淋巴细胞的失衡同样存在,虽然Thl和Th2的百分含量均有增高,但以Th2更明显,Thl/Ih2比值也显著低于对照组,表现为Th2的亢进。Beeton研究表明[36]活化后的CD4+和CD8+T淋巴细胞变成效应T细胞进入组织炎症部位,产生大量致炎性细胞因子,且CD8+TEM产生大量穿孔素导致组织破坏，所以，淋巴细胞不仅能活化炎症细胞，而且能直接损伤血管内皮细胞。有资料研究表明[37]激活的CD3+CD4+为效应记忆T淋巴细胞,Kv1.3通道高表达。国内学者黄深[38]等研究表明急性冠脉综合症（ACS）患者CD4+CD28NULLT淋巴细胞明显增多，CD4+CD28NULLT淋巴细胞Kv1.3钾通道数量明显增多，CD4+CD28NULLT淋巴细胞的功能与Kv1.3钾通道数量增多有关。2.2.2高血压和淋巴细胞钾通道相关性的研究现状TomaszJ.Guzik[39]研究显示淋巴细胞激活后可产生肿瘤坏死因子-α（TNF-α）等细胞因子，参与高血压病的发生发展。HarrisonDG[40]提出淋巴细胞激活参与了高血压病的发生发展，淋巴细胞活化后释放各种细胞因子，使血管收缩，钠水潴留，最终导致血压升高。MazzolaiL等[41]他们选用高胆固醇血症、高血压的ApoE-/-小鼠模型进行研究,观察到了Th1淋巴细胞的亢进、Th1/Th2失衡。此外,AngⅡ水平高的小鼠IFN-γ水平亦高,IL-4和IL-10的分泌则无区别,并证实AngⅡ可直接引起IFN-γ的分泌。国内学者罗健，张源明[42]通过实时荧光定量PCR和Westernblot技术检测自发性高血压大鼠(sponstaneouslyhypertensiverat,SHR)淋巴细胞KCa3.1基因和蛋白表达的水平,研究结果显示,与对照组相比,SHR组外周血淋巴细胞上KCa3.1的基因和蛋白表达水平上调,推测淋巴细胞KCa3.1的表达可能参与了SHR淋巴细胞激活和高血压的发生发展。尽管在转录水平和翻译水平显示了SHR淋巴细胞KCa3.1通道含量的变化,但KCa3.1通道在高血压病发生发展及其介导淋巴细胞激活的机制还有待进一步研究。3．发展方向和启示高血压病的发生机制是一个复杂的病理过程。其中,全身动脉血管炎症反应参与高血压的病理生理过程,它是多种炎症细胞、递质、细胞因子共同作用的结果。高血压的发病机制还未完全清楚。高血压与动脉粥样硬化相似,在其发生发展过程中,也有多种炎性细胞及炎性细胞因子参与。目前需要进一步研究炎症在高血压的发生发展中的作用，这其中要进一步研究炎性细胞（淋巴细胞，单核-巨噬细胞等）、炎性因子、淋巴细胞钾通道在高血压病发生发展中的作用和机制及钾通道介导淋巴细胞激活的机制。若明确了高血压的发病机制，是否可以进一步预防高血压，减少发病率，甚至治愈高血压。Shao[43]则在高血压小鼠模型研究中看到,肾脏损伤时伴有AngⅡ水平的升高和Th1淋巴细胞的亢进。分别给予AngⅡ受体拮抗剂(ARB)奥美沙坦和肼屈嗪治疗,奥美沙坦组改善了病情和T淋巴细胞的失衡,肼屈嗪则只降低了血压。所以，服用降压药物除降低血压外，要注意药物的抗炎作用，减少动脉硬化等并发症，改善预后。将来从离子通道的水平选择降压药物，将是一个新方法，可能会掀开降压治疗的崭新一页。3参考文献[1]HanssonGK,Inflammation,atherosclerosis,andcoronaryarterydisease[J],NEng.JMed,2005;352:1685–1695.[2]ChrysohoouC,PitsavosC,PanagiotakosDB,etal.Associationbetweenprehypertensionstatusandinflammatorymarkersrelatedtoatheroscleroticdisease:theATTICAStudy[J].AmJhypertension,2004,17(7):568-573.[3]PaoloPauletto,MarcelloRattazzi.Inflammationandhypertension:thesearchforalink[J].NephrolDialTransplant,2006,21(4):850-853.[4]PietriP,VyssoulisG,VlachopoulosC,etal.Relationshipbetweenlow-gradeinflammationandarterialstiffnessinpatientswithessentialhypertension[J].Hypertens,2006,24(11):2231-8.[5]SavoiaC,SchiffrinEL.Inflammationinhypertension[J].CurrOpinNephrolHypertens,2006,15(3):152-8.[6]Schmid-SchonbeinGW,SeiffgeD,DelanoFA,etal.Leukocytecountsandact-ivationinspontaneouslyhypertensiveandnormotensiverats[J].Hypertension,1991,17:323-330.[7]DorffelY,LatschC,StuhlmullerB,etal.Preactivationperipheralbloodmon-ocytesinpatientswithessentialhypertension[J].Hypertension,1999,34:113-117.[8]SchiffrinEL.Tlymphocytes:aroleinhypertension[J].CurrOpinNephrolHy-pertens.2010.19(2):181-6.ADDINKyMedRef2008REF:DOC[9]HarrisonDG,VinhA,LobH,MadhurMS.Roleoftheadaptiveimmunesyst-eminhypertension[J].CurrOpinPharmacol.2010.10(2):203-7.[10]PanyiG,VargaZ,GasparR,etal.Ionchannelsandlymphocyteactivation[J].ImmunolLett,2004，92:55-66.[11]GuoLF,ZhangCT,WuJ,LiuN,SunLP,LiuJ,etal.TlymphocytevoltagedependentK+channelisupregulatedinpatientswithacutecornarysymdro-me[J].ChinJCardiol,2007,35(9):818-821.[12]StumpfC,JohnS,JukicJetal.EnhancedlevelsofplateletP-selectinandcirc-ulatingcytokinesinyoungpatientswithmildarterialhypertension[J].Hypert-ens,2005;23:995–1000.[13]SessoD,BuringE,NaderRifai,etal.C-ReactiveProteinandtheRiskofDevelopingHypertension[J].JAMA,2003,290:2945-2951.[14]NiskanenL,LaaksonenDE,NyyssonenKetal.Inflammation,abdominalobesity,andsmokingaspredictorsofhypertension[J].Hypertension,2004;44:859–865[15]DhingraR,PencinaMJ,SchraderP,etal,Relationsofmatrixremodelingbiomarkerstobloodpressureprogressionandincidenceofhypertensioninthecommunity[J].Circulation,2009,119(8):1101-1107.[16]SoliniA,SantiniE,PassaroA,etal,Familyhistoryofhypertension,anthro-pometricparametersandmarkersofearlyatherosclerosisinyounghealthyindividuals[J].HumHypertens,2009,2(4):151-157.[17]PaleiAC,SandrimVC,CavalliRC,etal,Comparativeassessmentofmatrixmetall-oproteinase(MMP)-2andMMP-9,andtheirinhibitors,tissueinhi-bitorsofmetalloproteinase(TIMP)-1andTIMP-2inpreeclampsiaandgestationalhypertension[J],ClinBiochem,2008,41(10-11):875-880.[18]SuematsuM,SuzukiH,DelanoFA,etal.Theinflammatoryaspectofthemicrocirculationinhypertension:oxidativestress,leukocytes/endothelialinteraction,apoptosis[J].Microcirculation,2002,9:259-276[19]FliserD,BuchholzK,HallerHetal.AntiinflammatoryeffectsofangiotensinIIsubtype1receptorblockadeinhypertensivepatientswithmicroinflammat-ion[J].Circulation,2004,110:1103-1107.[20]SchiefferB,BunteC,WitteJ,etal.ComparativeeffectsofAT1-antagonismandangiotensin-convertingenzymeinhibitiononmarkersofinflammationandplateletaggregationinpatientswithcoronaryarterydisease[J].JAmCollCardiol,2004,44:362-368.[21]ChengZJ,VapaataloH,MervaalaE,etal.AngiotensinIIandvascularinflam-mation[J].MedSciMonit,2005,11:RA194-RA205.[22]EngstromG,LindP,HedbladBetal.Long-termeffectsofinflammation-sensitiveplasmaproteinsandsystolicbloodpressureonincidenceofstroke[J].Stroke,2002;33:2744–2749[23]WangTJ,PhilimonG,MartinGetal1Multiplebiomarkesandtheriskofincidenthypertension[J].Hypertension,2007;49:432–438[24]Sanz-RosaD,OubinaMP,CedielE,etal.EffectofAT1receptorantagonismonvascularandcirculatinginflammatorymediatorsinSHR:roleofNF-kapp-aB/IkappaBsystem[J].AmJPhysiolHeartCircPhysiol,2005,288:H111-H115.[25]CapersQt,AlexanderRW,LouP,etal.Monocytechemoattractantprotein-1expressioninaortictissuesofhypertensiverats[J].Hypertension,1997,30:1397-1402.[26]LuvaraG,PueyoME,PhilippeM,etal.ChronicblockadeofNOsynthaseactivityinducesaproinflammatoryphenotypeinthearterialwall:preventionbyangiotensinIIantagonism[J].ArteriosclerThrombVascBiol,1998,18:[15]1408-1416.[27]CostasT,KyriakosD,MariaSetal.Low-gradeinflammationandhypoadi-ponec-tinaemiahaveanadditivedetrimentaleffectonaorticstiffnessinessentialhypertensivepatients[J].EuropeanHeartJ,2007;28:1162–1169[28]JialalI,DevarajS,VenugopalSK,C-reactiveprotein:riskmarkerormediatorinatherothrombosis[J]?Hypertension,2004;44:6–11.［29］VermaS,DevarajS,JialalI,IsC-reactiveproteinaninnocentbystanderorproatherogenicculprit?C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