1,6-二磷酸果糖对脑保护作用的研究进展
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1,6.二磷酸果糖对脑保护作用的研究进展
卢峥俏+(综述),李
中图分类号:R774
文献标识码:A
宏(审校)
文章编号:1006-2084(2009)19-2985-04
(柳州市第三人民医院儿科,广西柳州545007)
摘要:1,6-二磷酸果糖(FDP)是一种重要的葡萄糖能量代谢的中问产物,近年来被广泛应用于心、脑等缺血性疾病的治疗。FDP能调节、改善脑细胞能量代谢,稳定细胞内钙离子,减少氧自由基的生成和有害物质的合成,在脑缺氧缺血性脑病的辅助治疗中具有良好的应用前景。早期应用FDP治疗新生儿缺氧缺血性脑病可能是保护神经的好措施。
关键词:I,6・二磷酸果糖;脑保护;缺氧缺血性脑病
Progress
meat
on
抑制6一磷酸葡萄糖脱氢酶活性,阻止磷酸戊糖途径,使6.磷酸葡萄糖进入糖酵解途径,产生更多ATP。尽管FDP分子较大,Har-
Neuroprotection
ofFructose-1,6-Disphosphate£UZheng—qlao,LIHong.(Depart—
applieated
to
din等H'51证实,同位素13C标志
的FDP(”C—FDP)能进入平滑肌细胞内,激活细胞内磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶,增强糖酵解;Farias等旧1也认为FDP在缺氧状态下可充当糖酵解的底物,产生更多的ATP,阻止能量耗竭。
ofPed/atr/cs.theThi以Peop/e’sHo印kalof厶uzhou,厶/lEhou545007。China)
Abstract:Fructose.一l,6一disphosphate,∞importantenergy
jschemicdanla辩inavarietyoftissues,includinghealtand
the
energymetabolism
hⅢ'mfHJ
catabolite
brain
sluc㈣,is
for
recent
broadly
treating
andof
improve
oxygen
freeradicalsand
years.FDPcanregulate
ofbraincells.makeintracellularcalciumstability,reducethegenerationsyntheticsubstanceswhichmadeFDPbeeorrsidereda蝌划applicationcerebral
hypoxic—ischemic
prospectneonatal
in
the删Uval'll
therapyof
encephalopathy.ApplicationofFDP
for
nemx)protection.
early
to
hypoxic—ischemicencephalopathymay
be
a
good
rneasure
Keywords:Fructose一1,6-Disphesphate;Neuroprotection;Hypoxic—ischemic
encephalopathy
1,6一二磷酸果糖(fructose.1,6-disphosphate,
Espanol等一1以磁共振分光术研究FDP对缺氧诱导
的新生鼠脑皮质代谢改变的影响,发现缺氧可引起细胞内ATP含量明显减少,乳酸含量显著增高,pH值降至6.4左右,而FDP预处理组未检测到ATP含量降低,乳酸也无明显增加,形态学改变甚微,细胞内pH无明显影响,表明FDP确能维持缺氧后脑细胞的能量代谢。
Kelleher等¨o(1995年)曾在研究中发现星形胶质细胞缺氧时,FDP可以下调葡萄糖代谢和乳酸产生。乳酸是一个反映无氧代谢率的标志,而酵解是
FDP)是三羧酸循环的中间代谢产物,已被证实在辅
助治疗心肌受损性疾病方面具有重要作用。20世纪
80年代后期,Gregory等…的实验发现在低氧损害情
况下FDP对皮质星形细胞有保护作用。近年来学术界对FDP的脑保护作用进行实验研究及临床研究,
证实FDP在缺氧缺血|生及缺氧再灌注损伤性疾病中
具有很好的保护作用旧J。现就FDP对脑保护作用的研究进展予以综述,并探讨1,6一二磷酸果糖对新生儿缺氧缺血性脑病的治疗前景。
1
1,6一二磷酸果糖对脑保护的作用机制
脑组织是人体代谢最活跃的组织,脑缺氧缺血
缺氧状态下ATP产生的惟一通路。研究表明FDP保存ATP的作用部分是由于降低细胞代谢率。Romsi
等【91应用低体温循环抑制活猪模型,来研究FDP发挥脑保护作用的机制,制模7d后FDP组的成活率、行为功能及组织病理学均较对照组有明显改善。另外发现复温后血肌酸激酶同工酶及脑甘油水平有明
后如果不能及时得以恢复,数分钟内即可造成不可
逆的脑功能损害。脑缺氧缺血后脑细胞能量代谢障
碍,细胞内钙离子(Ca“)超载、兴奋性氨基酸大量释放、一氧化氮和氧自由基过度生成等,都可从不同方面加重脑组织的损伤。FDP对脑保护的作用就是通过以上多种机制而完成。
1.1增加三磷酸腺苷(adenosinetriphosptmte,ATP)含量,维持能量代谢
显增高,说明FDP对脑代谢有支持作用。
1.2稳定细胞内Ca“,维持内环境稳定Ca2+内流是细胞破坏的主要原因,脑缺氧缺血后细胞内Ca2+超载被认为是神经元迟发性死亡的“最后共同通路”。FDP通过减少由缺氧导致的神经元胞浆内的ca2+上调来发挥神经保护作用¨引。此作用依赖于细胞膜,确切地说是细胞膜所介导的神经保护信号通路,该通路包含磷酯酶C,细胞内ca2+及蛋白激酶。
目前认为FDP对缺氧缺血性脑组织
保护作用的主要机制是增加脑组织无氧代谢的ATP含量。FDP进入细胞内可调节糖代谢,维持细胞能
量代谢的稳定。激活糖代谢中的限速酶如磷酸果糖
激酶、丙酮酸激酶,促进糖酵解HJ。FDP还能增加糖利用,抑制丙酮酸羧化酶和磷酸烯醇式丙酮酸激酶,阻止糖异生,使丙酮酸进入糖酵解途径。FDP还可
FDP激活磷酯酶C后活化该通路,通过维持细胞内
ca2+处于较低水平,来保持细胞膜完整性并减少细
万方数据
・2986・
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胞死亡。FDP通过磷酯酶C,细胞内Ca2+及蛋白激酶通路保护神经元免于损害的作用方式类似于胰岛素样生长因子、神经生长因子的作用方式。具体机制尚未完全明了,目前尚不能排除此通路所介导的延迟性神经保护作用,抑或是通过改变离子通道活动性而影响Ca2+内流的急性效应。
FDP是膜脂质水解的有力促进剂,它作用于此通路的同时促进膜脂质水解,但二者并不矛盾。膜脂质水解产物中的三磷酸肌醇和二酰甘油作用于细胞内的ca2+库后,活化的几种蛋白激酶可以促进神经保护基因表达,借此来发挥神经保护的瀑布效应。FDP减少由缺氧导致的神经元胞浆内ca2+上调作用,与神经元的年龄、分化程度、活性、状态、周围环境中葡萄糖的存在与否均无关系,并且FDP通过稳定Ca2+来维持内环境稳定的作用并非通过抑制谷氨酸受体而获得。FDP可以部分的与血清中游离ca2+螯合,使得可利用的ca2+减少从而减少缺氧时细胞内Ca2+的摄入。但FDP稳定内环境的作用主要是通过磷酯酶C、细胞内ca2+及蛋白激酶这一通路的,螯合仅占一少部分。无论细胞外环境中的ca2+多少甚至没有,FDP都可以发挥其作用,并不依赖于细胞
外的Ca2+。当然FDP稳定细胞内Ca2+浓度的作用
或许也有抑制其他Ca2+流入途径或释放途径的作用,尚需进一步研究¨“。1.3抑制氧自由基的产生
目前认为FDP减少氧
自由基生成主要通过以下两条途径实现:①FDP抑
制ATP降解,减少黄嘌呤和次黄嘌呤的生成,同时FDP通过提供离子泵能量阻止Ca2+内流;通过黄嘌
呤化系统,减少腺苷酸高能量物质消耗和黄嘌呤分
解,维持黄嘌呤脱氢酸/次黄嘌呤的比值,通过促进糖无氧酵解,抑制有氧氧化,从而减少氧自由基的产生¨0'12J。②FDP抑制缺血.再灌注时6一磷酸葡萄糖脱氢酶活性,阻止磷酸戊糖途径,抑制呼吸爆发而减少氧自由基的生成。研究已证实,FDP可减轻心脑组织缺血后氧自由基引起的损伤。宫丽敏等¨副通过动物实验发现,口服FDP治疗异丙肾七腺素所致心肌缺血的大鼠,FDP组脑组织超氧化物歧化酶(superoxidedismutase,SOD)活性显著高于
对照组,可明显减轻大鼠心脑组织病理损害。王松
等¨4o用FDP治疗脑梗死患者,对治疗前后患者血清中脂质过氧化产物(1actoperoxidase,LPO)和SOD水平进行比较,发现脑梗死患者血清中LPO明显升高,SOD明显降低;FDP治疗后LPO显著降低,SOD显著升高。
1.4减少有害物质合成,增加还原性物质含量
脑
缺氧缺血时轴突末梢兴奋性氨基酸大量释放,其中
万方数据
谷氨酸在脑脊液中浓度增高,这种变化可能是造成神经元损伤、导致脑细胞凋亡的最主要环节,而一氧化氮(nitricoxide,NO)可造成细胞损伤,也参与中枢神经系统的生理和病理过程,体内的NO是£一精氨酸在一氧化氮合酶(nitricoxidesynthase,NOS)催化下完成,脑缺血可激活生理状态下不表达的诱导型一氧化氮合酶(inducible
nitricoxide
synthase,iNOS),特别
在冉灌注期,iNOS的大量激活,致NO产生急剧增加,是引起迟发性神经元损伤的又一莺要因素。FDP可通过稳定神经元细胞膜,稳定细胞内Ca2+而减少缺氧缺血后谷氨酸的释放,还可抑制缺氧缺血后iNOS的表达,致NO的生成减少。Cardenas等¨别在实验中发现,FDP可以减少约40%的谷氨酸释放,并减少NOS的合成。郑倩等¨刮也证明FDP对白细胞介素1B损伤的胰岛细胞的保护途径之一是使NOS活性减弱,NO的生成减少。Vexler等m3亦发现FDP保护神经元免受缺氧及超氧化物损伤主要依赖于保证细胞内高浓度的还原型谷胱甘肽还原酶的活性来实现。
2
1。6-二磷酸果糖在治疗脑损伤中的应用
在脑缺血损伤过程中同时存在损伤与修复两
种机制,FDP可提高细胞内ATP,稳定细胞内Ca“浓度,抑制氧自由基的释放,从而减轻缺血性神经细胞的损伤。脱嘌呤/脱嘧啶核酸内切酶是DNA
碱基切除修复通路中的一种多功能蛋白酶,参与对
氧化性损伤造成的DNA损害的修复。FDP可通过减少氧自由基的产生,从而减少脱嘌呤/脱嘧啶核酸内切酶的破坏,提高神经细胞对缺血DNA损伤的修复能力。龙洁等¨副的实验结果表明,FDP可显著性减少缺血性脑组织的面积,减轻缺血脑组织的组织病理学改变,说明外源性FDP对缺血脑组织确实存在神经保护作用。FDP还可通过上调脱嘌呤/脱嘧啶核酸内切酶表达水平,增强脑组织对缺血损伤的修复能力,减少缺血半暗带细胞凋亡发生,阻止脑梗死范围扩大,因而对缺血性脑损伤具有保护作用。
反复热性惊厥可使大脑处于缺氧和相对缺血状态,导致脑细胞产生ATP不足,致使维持细胞内外离子平衡的各种通道功能受损,尤其是ATP依赖的Ca2+通道受累,Ca2+内流造成的钙负载以及由此而激发的各种兴奋性氨基酸及自由基的大量释放,最终导致神经元细胞的变性坏死,从而造成不同程度的脑损伤,而海马部位对缺氧缺血最敏感。FDP通过改善能量代谢、稳定神经元细胞膜、抑制Ca2+内流、抑制兴奋性氨基酸释放及氧自由基的产生而发挥脑保护作用。周戬平¨9’驯等研究发现多次热性惊
匡堂绽述;Q塑生!Q旦筮!!鲞筮!竺翅丛笪i型垦丝!唑!堕!:Q垡;Q塑:!堂:!!:堕!:12
・2987・
厥可导致不同程度的脑损伤,FDP可使热性惊厥潜伏期延长,惊厥时问缩短,同时使大鼠发生严重程度惊厥的危险降低,还可使热性惊厥大鼠海马CAl区神经元变性坏死的程度减轻,而且发现FDP可以减轻反复热性惊厥大鼠海马区超微结构受损程度,提示FDP对热性惊厥脑损伤有保护作用。
颅脑损伤常能引起颅内压升高,颅内灌注压相对不足,脑血流减少,导致神经细胞缺血、缺氧,细胞有氧代谢受抑制,导致能量产生不足、ATP减少、酶活性降低、自由基清除障碍,从而加重神经细胞损
伤。FDP可通过提供脑组织代谢所需能量、抑制自
由基产生、降低神经细胞钙离子超载、改善脑组织供氧等对脐损伤进行保护。苏亦兵等旧¨应用FDP治疗重型颅脑损伤患者,发现早期应用FDP对脑组织具有保护作用,能有效地降低病死率,通过检测血液流变学、血气分析及反映氧自由基清除率的SOD等指标,证实FDP脑保护作用的内在基础。
FDP不仅对缺氧或缺血的大脑功能起保护作用,还对亚急性一氧化碳(carbonmonoxide,CO)中毒有很好的脑保护作用,它可减轻亚急性CO中毒后导致的单胺氧化酶活性降低,并阻止海马神经元延迟性死亡。Yang等m1对CO灌注的小鼠皮质细胞的研究中发现,FDP可对抗CO降低的Ca2+-M92+ArI'P酶活性,阻止单胺氧化酶活性,延缓海马神经元死亡。其机制有待进一步研究。
3
1,6-二磷酸果糖在治疗新生儿缺氧缺血性脑病中的应用
新生儿缺氧缺血性脑病(neonatal
hypoxic—ische—
mic
encephalopathy,HIE)是新生儿窒息的常见并发
症,也是引起新生儿急性死亡和神经系统后遗症的主要原因之一。目前对HIE尚无特效治疗方法,因此,预防此病的发生尤为重要。
新生儿HIE的发病机制中包括脑细胞能量代谢衰竭、再灌注损伤(Ca“内流、兴奋性氨基酸毒性损伤、氧自由基生成增加、NO和炎性因子产生过多
等)∽J,而FDP具有调节脑代谢率,保存ATP,维持
能量代谢;稳定细胞内Ca2+,维持内环境稳定;抑制氧自由基的产生,增强SOD活性,减少脂质过氧化物的生成,具有抗氧化作用;明显降低iNOS的活性,减少NO的产生,从而减少神经细胞的迟发损伤,起到脑保护作用。郭春艳等Ⅲo于复苏6h内应用FDP连续静脉滴注7~10d治疗重度窒息新生儿,结果中、重度HIE的发生率明显降低。柳国胜等㈦1于生后
h应用FDP连续静脉滴注7~10d治疗缺氧缺血
性患儿,结果在中、重度HIE中神经行为测定评分及智力发育指数、心理运动发育指数正常比率显著大
万方数据
于对照组,提示FDP有利于中、重度HIE患儿神经行为的恢复,能明显改善中、重度HIE患儿的预后。以上临床研究证实,早期应用FDP治疗新生儿HIE疗效肯定,能降低HIE的发生率,减轻HIE严重程度,最终获得理想的近期和远期预后,但有效剂量还需进一步探索。4前景展望
FDP作为一种重要的细胞内代谢产物,外源性应用在动物试验及临床研究中已证实其有独特的脑保护作用。FDP调节脑代谢率,节约ATP,防止细胞内Ca2+超载,抑制氧自由基的产生,减少NO的产生等的独特作用,用于治疗新生儿HIE可能为新生儿HIE特异性神经保护措施开辟新的途径,且鉴于新生儿HIE的发病机制及治疗时间窗,对出生窒息的新生儿在生后6h内使用FDP治疗是防治HIE的最佳时机ⅢJ。参考文献
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收稿日期:2008-12-lO修回日期:2009-07-06
心力衰竭终末期非药物治疗研究进展
王立启h,王立军2,公茂梅3
(1.济南市中心医院心内科,济南250013;2.南方医科大学附属深圳宝安医院心内科,广东深圳518101;3.山东省蒙阴县人民医院妇产科,山东蒙阴276200)中图分类号:R541.6
文献标识码:A
文章编号:1006-2084(2009)19-2988-03
摘要:心力衰竭是临床各种病因所致心脏病的最终转归。是人类健康和生命的主要威胁。许多药物在延缓心力衰竭患者寿命、改善心力衰竭症状和提高生活质量等方面发挥了积极的作用,但同时也显示出各自疗效的局限性,患者最终仍进入心力衰竭的终末期。近年来基础和临床医学专家在心力衰竭的非药物治疗方面进行了有意义的探索,并取得了一些进展。
关键词:心力衰竭;终末期;非药物治疗
Research
ProgressinNon-drugTherapyof
作。以3种免疫抑制剂治疗心脏移植患者,5年存活率为70%~80%,10年存活率为50%,接受心脏移植1年后,约有2/3的患者恢复全日或部分时间工作。联合应用血管紧张素换酶抑制剂与B受体阻滞剂治疗,明显改善心力衰竭患者的转归和生活质量。全球已完成5.5万例心脏移植,每年完成尚未超过4500例…。
EndstageCardiacInsuffidencyWANGLi—qil.WA,VG“一
jun2。GONGMao—mei’.(1.CardiologyDepartmentofJinanCentralHospitalJinan250013。China;2.C口砌一ologyDepartmentofShenzhenBaoanHospitalAffiliatedtoNanfangMedicalUniversity,Shenzhen518101,China;3.ObstetricsandGynecologyDepartmentofMengyinPeople’sHospitalMengyin276200,China)
Abstract:Heart
failurethe
isthefinal
prognosisoftheheart
dimasesduethe
tovarioas
whichhasbeenthelonging
their
the
mainof
threatofthehumanhealthpatients
andlife.Manydrugshave
symptomsof
clinicalheartdiseases,playedanactiveroleinpro-heartfailure,andenhancing
have
life—span
withheartfailure,improving
quality.However,thesedrugshaveaimshowedtheirlimitationsof
lyenteredtheend—stageofheartfailure.Inrecentyears,basicandclinicalmedicalexpertsingfulexplorationsinnon・dragtherapyofheartfailure,andhavemade80meprogress.
Keywords:Heart
Failure;Final
life
curativeeffect.Thepatientsfinal—
mademean・
Stage;Non.pharmacothrapy
心力衰竭尽管采用了最佳的治疗方法,包括血管紧张素换酶抑制剂和B受体阻滞剂以及正性肌力药物,仍然不可避免地进入心力衰竭的终末期,药物治疗无效。此时,应寻求进行除药物以外的其他治疗。本文就终末期心力衰竭的非药物治疗予以综述。1心脏移植
心脏移植是目前治疗终末期心力衰竭惟一成熟的外科方法。与常规治疗方法比较,心脏移植明显增加存活率、运动耐量、改善生活质量,并能恢复工
由于器官保护水平,终末期心力衰竭患者的内、外科处理技术等的提高,使移植心脏的供、受体范围扩大,等待心脏移植患者的寿命也在延长。近10年来,心脏移植的进展集中体现在以下几个方面:①接受心脏移植患者的病情较以往更重,既往有心脏手术史或过渡性应用心室辅助装置的病例均在增加。
传统的心脏移植禁忌也一再被打破。②心脏供体标
准的扩大,供体年龄>60岁已有报道,轻微冠状动脉病变可用于高危患者,也有移植同时行冠状动脉搭
万方数据