降钙素基因相关肽与风湿性心脏病的关系

【关键词】  降钙素基因相关肽 风湿性心脏病 心肌保护 预测因子

    降钙素基因相关肽(CGRP)是一种具有多种生理功能活性多肽,对于维持心血管系统的正常功能有重要作用。风湿性心脏病（RHD）是常见的心脏疾病。目前CGRP的分布及生物学作用越来越受到重视。现就其来源、结构、分布、生物学作用以及与心血管疾病、特别是RHD的研究简述如下。

    1  CGRP的基本情况

    CGRP是1983年应用DNA基因重组技术和分子生物学技术发现的第一个舒血管活性多肽,并在感觉神经元表达［1］。CGRP与降钙素 (CT)同源,在人体定位于第11号染色体上(11ｐ15,4)，由2 800个碱基对组成,含有6个外显子和5个内含子，基因长7.6 kb。CT/ CGRP基因在神经组织和心血管系统转录成CGRPmRNA,最先翻译成分子量为16 000 D、128个氨基酸组成的CGRP前体,贮存于分泌颗粒内,释放时再酶解为3 800D、37个氨基酸的CGRP。多肽的C端为苯丙氨酸残基与受体识别有关,肽链的N端二硫键与生物活性有关,CGRP有两种分子异构体:αCGRP和βCGRP［2］。心血管系统广泛分布CGRP神经纤维,在血管外膜或平滑肌交织成网包绕整个血管,CGRP神经纤维遍及心脏的所有区域。CGRP是辣椒素敏感感觉神经的重要肽类递质,由辣椒素敏感的感觉神经细胞纤维合成释放，一种是以神经分泌素形式,免疫组化显示：CGRP与速激肽共存于感觉神经中，一起释放;另一种方式则以自分泌/旁分泌形式。其释放依赖于细胞外Ca2+的存在以及Ca2+进入细胞引起细胞内钙池Ca2+释放。辣椒素、去甲肾上腺素、H+、PGI2、缓激肽、哇巴因、高氯化钠、高蔗糖、缺血再灌注等可刺激CGRP的释放；5-HT1激动剂、神经肽Ｙ、β- 肾上腺素受体的激活等可抑制CGRP释放［3］。正常人血浆中CGRP含量为9.7～71 nmol/Ｌ［2］，可被肽链内切酶分解为1～16和17～37两个片段,可在肝,肺和肾组织中降解。CGRP在外周循环血浆中的半衰期为9 min［4］。

    CGRP受体基因定位于第二号染色体(2ｑ37),编码由362个氨基酸组成的CGRP受体蛋白，Chang(1993)和Fluhumenn(1995)发现降钙素受体样受体(calcitonin receptor like receptor,CRLR)为G蛋白偶联受体(Gprotein coupled receptors,GPCRS)，能够激活Gas,升高细胞内CAMP水平，CGRP与受体结合后,可激活腺苷酸环化酶，促使细胞内CAMP水平升高而发挥其生物学效应；可激活细胞膜上的ATP敏感的钾离子通道，使细胞膜超极化,进而使电压依赖性的Ca2+通道关闭，降低细胞内的Ca2+浓度而发挥其生物学效应；CGRP还可促进内皮细胞内一氧化氮(NO)等舒血管因子的释放和细胞内外Na+/Ca2+交换,以发挥其生物学效应［5］。

    2  CGRP的生物学效应

    2.1  CGRP的扩血管作用  CGRP是目前已知体内作用最强的内源性舒血管活性肽。其扩张血管作用不受α、β、M和H受体阻断剂、PG合成抑制剂和迷走神经切除的影响；CGRP具有明显拮抗目前所有的血管收缩剂的作用，使处于收缩状态的血管扩张,是一种“广谱血管扩张剂”，CGRP血管舒张反应呈现剂-效依赖性。CGRP扩张血管的机制为：① 对血管的直接作用［3］，可为完全内皮依赖性和非内皮依赖性［5］。② 与内皮细胞上的受体结合，通过cAMP途径增加细胞内Ca2+浓度，上调一氧化氮合酶(NOS)产生NO。NO穿过细胞膜，活化平滑肌内可溶性鸟苷酸环化酶(sGC)，经cGMP通路活化蛋白激酶G，后者可作用于Ca2+-ATP酶，使细胞内游离钙离子浓度下降,舒张平滑肌。③ 通过激活血管平滑肌细胞上依赖ATP酶K+通道实现；用K+- ATP通道阻断剂Barium与Glibenclamide可逆转CGRP的舒血管作用［6］。④ 与其受体结合，通过cAMP/cGMP的第二信使的介导作用发挥生物学作用 ［7］。⑤ 维持细胞内Ca2+稳定，与降低细胞膜Ca2+通透性有关［8］。

    2.2  CGRP对心功能的影响  吕雁平［9］等研究发现，老年心衰组CGRP较对照组明显减低,且随心衰的程度增加而降低更为明显,故CGRP的含量变化可反应老年性心衰患者的心功能状态。充血性心力衰竭（CHF）时CGRP明显低于正常,心功能改善后升高［10］。实验证实CGRP对心肌具有正性变力、变时作用,可使心率加快,心肌收缩力增强,心排血量增加［11］。机制为：① CGRP通过兴奋交感神经释放儿茶酚胺,从而起正性变力、变时作用［12］。也有研究认为CGRP是通过降低血压后,反射性地增强儿茶酚胺系统活性,来实现加强心肌收缩力的［13］。② CGRP与受体结合激活多种信号传导途径,如激活腺苷酸环化酶、鸟苷酸环化酶和磷脂酶Ｃ增加细胞内钙离子浓度所致。Satoh等观察人降钙素基因相关肽（hCGRP）可使心肌收缩力增强,呈现明显剂量效应关系,且用钙通道阻断剂Verapamil和腺苷可降低hCGRP（浓度为 3×109、3×108 mol/L)的作用,若二者同时应用则能完全抑制hCGRP的正性肌力作用［14］。hCGRP在低浓度时主要通过L 型钙通道引起钙内流,而高浓度hCGRP则通过Na+/Ca2+交换机制产生钙内流来实现其增强心肌收缩力作用的［15］。③ CGRP可促进心肌细胞上的钠内流，增强心肌细胞零期去极化速度以达到正性频率作用［8］。④ CGRP能促进心房钠尿肽(ANP)释放,从而使血管扩张,利钠利尿,减少回心血量,降低心脏负荷,改善心功能［4］。

    2.3  CGRP对血流动力学的影响  CGRP可扩张动、静脉，降低心脏前、后负荷,增加心肌供血和改善侧支循环,并有改善血液流变学作用-降低血液粘滞度和红细胞聚集。CGRP不仅能在正常情况下明显降低高、中、低切变率下的全血粘度、红细胞压积、血浆粘度、纤维蛋白原和红细胞聚集指数,对缺血心肌的血液流变学有更强的改善作用,并且随着心肌缺血程度的加深,上述作用更加明显［16］。张诗海等［17］报道CGRP能极显著地增加心肌及肝肾和脑组织血流量,外周血管阻力极显著下降。

    2.4  CGRP对心血管系统的保护作用  CGRP对心肌缺血和再灌注损伤具有很强的保护和作用［18］。CGRP可使缺血和再灌注损伤的心肌细胞氧自由基的脂质过氧化反应得到抑制,加强对自由基的清除能力,良性矫正缺血再灌注时心肌超氧化物歧化酶(SOD)和心肌丙二醛(MDA)失调。电镜下观察缺血组、再灌注组和CGRP组家兔心室肌超微结构,结果与对照组相比,前两组出现典型的缺血和再灌注性超微结构损伤,而CGRP组心肌细胞仅见轻度水肿,肌原纤维排列整齐,肌节清楚,线粒体致密,肌膜完整,较缺血再灌注损伤明显好转［19］。CGRP能促进内皮细胞的增生,有利于血管内膜的修复,维持内皮的完整性,并可加速血管内皮化,对预防动脉粥样硬化有重要意义［5］。CGRP抗内皮凋亡作用与诱导c-myc异源二聚体伴侣Max的表达有关［17］。Coupe［20］等报道在动脉粥样硬化的斑块部位CGRP受体结合位点明显减少,并认为CGRP受体减少是这些血管易于发生冠脉痉挛和血栓形成的重要原因之一。李晓燕及Li等研究发现降钙素基因相关肽可以抑制血管平滑肌的增殖，此功能在抗动脉粥样硬化过程中可能有重要意义［21-22］。

    目前认为CGRP是一种内源性免疫保护物质,主要在感染、缺血和创伤等应激时发挥免疫调节作用,在静息条件下不表现调节作用,可防止免疫功能过度激活后致炎细胞因子对机体造成的损伤作用,最终参与机体的内环境稳态的平衡,在巴豆油诱导的大鼠耳部炎症模型和乙酸诱导的腹膜炎模型中,CGRP都有很好的抗炎效果,而CGRP受体I 选择性拮抗剂 hCGRP 8-37消除此保护作用［23］。研究表明CGRP在缺血预适应中起重要作用,短暂缺血即能促进内源性CGRP释放,介导缺血预适应对心肌的早期保护作用,能改善心功能,促进心率和冠脉流量的恢复,能阻止缺血对乙酰胆碱舒血管效应的抑制作用［4］。缺血预适应的延迟保护作用同样涉及内源性活性物质CGRP,用辣椒素促进内源性CGRP释放后可诱导心肌24h和48h后出现延迟保护。外源性CGRP也可诱发缺血预适应样心肌保护作用,辣椒素耗竭CGRP或选择性CGRP受体拮抗剂均能取消缺血预适应样保护作用［24］。                        

    2.5  CGRP的抗心律失常作用  在传导系统远端和心内神经节具有高浓度的CGRP受体,说明CGRP参与了心脏传导速率和副交感神经对心脏的调节［25］。CGRP可稳定心肌细胞膜,促进cAMP的增加,减轻心肌缺氧、复氧损伤后的细胞钙超载,从而防止或减少心律失常的发生; CGRP对急性心肌梗死（AMI）并发的室速、室颤有治疗作用,用利多卡困、胺碘酮等治疗无效的恶性心律失常使用CGRP有效;CGRP可对抗洋地黄类药物(去乙酰毛花甙丙)造成的房室传导阻滞,室性停搏和异位心律的发生,其抗心律失常作用比异搏定强约220倍,亦远比抗心律失常肽强；CGRP还可以明显对抗喹巴因、二磷酸腺苷(ADP)诱发的窦缓、早搏、Ⅰ°～Ⅲ°房传导阻滞、结性心律、室速和室颤等心律紊乱,促窦性心律的恢复［26］。

    2.6  复习发现   CGRP可直接或间接促进ANP的释放,两者具有协同作用［4］。CGRP可使血浆中肾上腺素和去甲上腺素水平增加,观察正常健康人24 h血浆激素的变化,夜间CGRP开始升高并能提高ANP、醛固酮肾素活性和可的松的水平［14］。用大鼠肾上腺皮质细胞培养的方法发现CGRP可促进肾上腺皮质细胞分泌皮质酮。给清醒犬静脉滴注CGRP,可使血管中的血管紧张素原活性和精氨酸加压素、促皮质素（ACTH）等升高,并能抑制醛固酮的分泌,尤其是血管紧张素Ⅱ引起者［4］。

    3  CGRP与RHD

    RHD是常见的心血管疾病之一，发病率2-3/100 000，通过乙型溶血性链球菌的细菌感染得病,RHD患者有心脏结构改变、心排量下降、心功能下降、CHF、心律失常等临床表现。CHF患者血浆CGRP水平与心脏指数(CI)、心搏指数(SVI)呈正相关,经综合后CGRP较治疗前升高［2］。张启高［27］等发现经皮穿刺球囊二尖瓣分离术(PBMV)后瓣口面积（MVA）扩大,肺动脉压、左房压下降，血浆CGRP水平明显增加，CGRP含量与肺动脉平均压(MPAP)、平均左房压（MLAP）、心脏指数呈负相关，肺动脉压、心功能差的患者CGRP含量偏低，PBMV后肺循环血流动力学和心脏功能明显改善，CGRP含量增加，提示血浆CGRP水平与二尖瓣狭窄引起的病理生和血流动力学改变密切相关。汪斌等发现MVR围术期血浆CGRP含量呈凹面向下的波状上升状态，变化幅度停跳＞不停跳［28］。推测其原因可能为：① 心肌缺血缺氧导致心脏感觉神经释放CGRP增多,并由回心引流装置至循环中,缺血越明显CGRP升高越明显。② 体外循环本身是一种非生理性灌注，主动脉阻断后，虽然给予心脏停跳液及低温,但心肌细胞代谢并未完全停止,加之体外循环的平流灌注对微循环自搏性搏动和灌注的不良影响,机体内环境发生明显变化,为维护内环境稳定,外周CGRP释放增多。③ 心肌在主动脉阻断后缺血缺氧、主动脉开放后的心肌灌注再损伤，在再灌注区因血管内皮细胞肿胀,血管痉挛,白细胞及血小板集聚而出现冠脉血管低灌注状态,进一步加重了心肌细胞的缺血缺氧，从而刺激心肌组织、神经末梢释放CGRP增加［28］。④ 主动脉开放后随温度的升高和心功能的逐步改善，心脏和全身血管床的代谢增强，CGRP合成增加及储存于这些组织内的CGRP释放入血增加。⑤ 主动脉开放后,随循环的改善、内环境的稳定、水钠潴留减轻、血液浓缩也相对提高了CGRP浓度［26］。

    4  展望

    综上所述，CGRP作为内源性血管活性多肽，在心血管疾病中的强大作用值得我们重视，在进一步阐述CGRP作用机制的基础上,进一步深入研究CGRP与RHD的关系有重要意义，必将对RHD的发病机制与防治对策探讨有益，将会为RHD疾病的防治带来突破性的进展。

【】
  ［1］ Keith IM,Tjen-A-Looi S,Kraiczi H,et al.Three-week neonatal hypoxia reduces blood CGRP and cause persistent pulmonary hypertension in rats ［J］.Am J Physol Heart Circ Physiol,2000,279(4):H1571- 1578.

［2］ 曹 霞,谷欣权,王维忠.降钙素基因相关肽与心血管系统疾病［J］.老年学杂志,2004,24(3):276-277.

［3］ Bowles WR,Flores CM,Jackson DL,et al.beta(2) -Adrenoceptor regulation of CGRP release from capsaicin -sensitive neurons［J］.J DentRes,2003,82(4):308-311.

［4］ 郑玉明,李宪章.降钙素基因相关肽与心脑血管疾病［J］.医学综述，2005,11(2):125-127.

［5］ 周琥,张晓红,关宇光.降钙素基因相关肽在心血管系统及运动中的相关研究进展［J］. 北京大学学报, 2006,29(2):218-220.

［6］ Dipette DJ,Rivier J,Morris R,et al. Systemie and regional hemodynamie effects of calcitonin gene-related peptide［J］.Hypertension, 1987,9(1): 142-146.

［7］ Mandegar M, Fung YC, Huang W, et al. Cellular and molecular mechanisms of pulmonary vascular remodeling: role in the development of pulmonary hypertension［J］. Microvasc Res， 2004，;68(2):75-103.

［8］ de Hoon JN,Pickkers P,Smits P,et al.Calcitonin gene-related peptide:Exploring its vasodilating mechanism of action in humans［J］.ClinPharmacol Ther,2003,73(4):312-321.

［9］ 吕雁平,田禾,牛海增,等.充血性心衰患者TNF和CGRP含量及意义［J］.实用老年医学, 2004,18(2):84-85 .

［10］ Taguet H,Komaida M,Grenier O,et al.Plasma calcitonin gene related peptide decrease in chronic congestive heart failure［J］.Eur Heart J,1992,13(11):1473-1476.

［11］ Ohtori S,Takahashi K,Moriya H.Calcitonin gene-related peptide immunoreactive DRG neurons innervating the cervical facet joints show phenotypic switch in cervical facet injury in rat［J］.Eur Spine J,2003,12(2):211-215.

［12］ 邓水秀,秦旭平. 降钙素基因相关肽的血管生物学功能多样性［J］.国际病理与临床杂志,2006,(03):68-69.

［13］ 李政圣,孙宗全.降钙素基因相关肽在预适应心肌保护中的作用［J］.临床心血管病杂志,2004,20(7):443-445.

［14］ 贾绍斌,匡爱华.降钙素基因相关肽与心血管疾病［J］.医学综述,2002,8,(1):33-35.

［15］ 李红梅,裴建明,朱妙章,等.降钙素基因相关肽的血流动力学作用及其机理 ［J］.心功能杂志,1995,7(1):13-16.

［16］ 张小宁，陈道中.降钙素基因相关肽与基因治疗［J］.中国心血管病研究杂志,2007,5(5):391-393 .

［17］ 张诗海,曾邦雄,金士翱. 降钙素基因相关肽控制性降压对大鼠血流动力学和器官血流的影响［J］.中华麻醉学杂志,1997,17(2):94-96.

［18］ 李忻,陈张根,贾兵,等.体外循环围术期血浆降钙素基因相关肽变化的研究［J］. 上海医学,2000,2(3):107-110.

［19］ 苏晓灵,周白丽,王嵘.心肌缺血再灌注损伤后家兔血浆ET/CGRP含量变化的研究［J］.青海医药杂志,2006,36(3):12-13.

［20］ Coupe MO,Mak JC W,Yacoub M,et al.Autoradiographic mapping of calcitonin gene-related peptide receptors in human and guinea pig hearts ［J］. Circulation, 1990, 81(3): 741-747.

［21］ 李晓艳,黄从新，孙有刚，等.降钙素基因相关肽对人血管平滑肌细胞增殖的抑制作用［J］.中国病理生理杂志,2000,16(1):24-26.

［22］ Li Y,Fiscus RR,Wu J,et al.The antiproliferative effects of calcitonin gene related peptide in different passages of cultured vascular smooth muscle cells［J］.Neuropeptides 1997,31(5):503-509.

［23］ 王秀萍,郭政.降钙素基因相关肽与疼痛和免疫炎症反应［J］.山西医药杂志,2005,34(6):481-483.

［24］ Hu CP,Li NS,Xiao L,et al. Involvement of capsaicin-sensitive sensory nerves in cardioprotection of rutaecarpine in rats［J］.Regul Pept,2003,114(1):45-49.

［25］ Chang Y,Stover SR,Hoover DB.Regional localization and abundance of calcitonin gene-related peptide receptors in guinea pig heart ［J］. J Mol Cell Cardiol, 2001,33(4):745-754.

［26］ 渠川铮,吴继红,陆相杨.冠状动脉旁路移植术患者围术期内皮素和降钙素基因相关肽的动态变化［J］.宁夏医学院学报,2005,27(5):358-360.

［27］ 张启高,许瑞吉，江时森，等. PBW V对血浆将降钙素基因相关肽水平的影响［J］. 医学研究生报,1999,12(增刊):213-215.

［28］ 汪斌,李朝先,向小勇.心脏停跳与不停跳下二尖瓣置换术中肿瘤坏死因子及降钙素基因相关肽变化［J］.中华胸心血管外科杂志,2003,19(3):183-184.