气体信号分子硫化氢的临床意义

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1、气体信号分子硫化氢的临床意义郝万鹏历史背景人类对硫化氢（H2S）的研究已有近300年历史，但过去的研究主要集中于其毒理方面。然而1989年在鼠、牛、及人的大脑中发现有相对较高浓度的内源性H2S，提示了H2S可能有较重要的生理作用。1996年首次通过实验证明人体内源性H2S可能是一种神经活性物质。1、内源性H2S生物学特性1.1理化性质1.2内源性H2S的来源1.3内源性H2S及在体内存在和分布1.4内源性H2S的代谢1、内源性H2S生物学特性1.1理化性质H2S为可燃性无色气体，有特殊臭蛋味。密度1.19，略重于空气。在常温常压下为气态，易溶于水（20℃时2.

2、9体积气体溶于1体积水），H2S是自然界硫循环的主要形式。1.2内源性H2S的来源内源性H2S在机体内有多种生成途径，细胞浆内以L-半胱氨酸(L-cysteine,L-Cys)为底物，在5-磷酸吡多醛依赖性酶包括胱硫醚-β-合成酶(Cystathionine-βSythase,CBS)，胱硫醚-γ-裂解酶(Cystathionine-γ-lyase,cse)，半胱氨酸转移酸等催化作用下产生的。1.3内源性H2S在体内存在和分布。H2S在体内有两种形式，一种以H2S形式，另一种以硫氢化钠(NaHS)形式存在。NaHS在体内可电离成钠离子和硫氢根离子，后者与体内氢

3、离子结合生成H2S。体内H2S和NaHS形成动态平衡，1/3H2S以气体分子存在，2/3以NaHS形式存在1.4内源性H2S的代谢人体内源性的H2S主要通过生成硫酸盐或硫代硫酸盐而最终排出体外，H2S在盲肠、回肠、结肠、胃、肝脏、骨骼肌、红细胞以及血浆内部都可以生成硫酸盐或硫代硫酸盐，其中以结肠粘膜生成硫代硫酸盐的速度最快。2、H2S的生理学效应2.1平滑肌舒张效应2.2H2S与细胞增殖和凋亡2.3H2S与血管新生2.4H２S与离子通道2.5抑制平滑肌细胞增值效应2.6H2S与神经系统调节2.1平滑肌舒张效应以单通道膜片钳技术显示，H2S舒张大鼠肠系膜动脉血管

4、平滑肌是通过作用于细胞的KATP通道，使细胞膜超级化，增强单个KATP通道的电流强度及开放率。H2S能使静息状态或已发生收缩的膀胱平滑肌松弛，并抑制自发性收缩。2.2H2S与细胞增殖和凋亡H2S发挥生理学效应的重要机制是调节细胞的增殖和凋亡。H2S对各系统细胞增殖的调节作用比较一致，多表现为抑制增殖。在血管平滑肌细胞无论是在生理状态还是在低氧或切应力刺激下，H2S均诱导血管平滑肌细胞凋亡，参与维持血管的正常结构。2.3H2S与血管新生血管新生是很多疾病包括肿瘤形成、缺血性疾病及创伤愈合等疾病发生发展中的重要病理生理环节，外源性给予H2S(浓度10～20µmol

5、/L)可依赖性地增加血管内皮细胞的生长。2.4H２S与离子通道对于H２S来说，首先发现其调节心血管舒缩效应有关的分子靶点是KATp通道，即H2S可开放KATp通道，除此之外，越来越多的研究证实KATP广泛参与H２S的多种生理学效应。2.5抑制平滑肌细胞增值效应H２S可抑制平滑肌细胞增殖，细胞核增殖原（proliferating.cellnuclearantigen,PCNA）和尾加压素（U-II）具有促进平滑肌细胞及内皮细胞增值的作用，给予外源性H2S后肺动脉平滑肌PCNA和(U-II)表达减弱，缓解血管结构重建，维持血管的正常结构和功能。2.6H2S与神经系

6、统调节在脑内，内源性的H2S浓度可达到50-160µmol/L表明他在脑内具有一定的生理功能，第一、调节N-甲基-D-天冬氨（NMDA）受体，增强NMDA受体介导的神经反应；第二、调节突触活动，影响海马长时程增强(LTP)。3、H2S与疾病3.1H2S与心血管系统疾病3.2H2S与呼吸系统疾病3.3H2S与神经系统疾病3.4H2S与内分泌系统疾病3.5H2S与消化系统疾病3.6H2S与高同型半胱氨酸血症2003年末关于内源性H2S在高血压、低氧性肺动脉高压等的血管疾病中病理学意义的研究结果，引发了内源性H2S在众多疾病中的病理生理学意义的热潮，以内源性H2S为

7、‘靶点’对疾病的诊断，预警、预防和治疗意义的研究受到临床医学界的高度关注。3.1H2S与心血管系统疾病以高血压、动脉粥样硬化及脑梗塞为例，H2S气体降低是高血压的重要发病机制之一，内源性H2S可能是通过直接舒张血管，平滑肌细胞增殖、诱导血管平滑肌细胞调亡以及减缓血管细胞外基质重塑发挥抗高血压作用。选择原发性高血压患者85例,按照血压水平分1、2、3级高血压组,同时选取正常对照组27例。检测血浆硫化氢的浓度，并且对硫化氢与血压的相关性进行分析。1、2、3级高血压病人血浆硫化氢含量较对照组降低[(43.7±1.4)、(37.6±1.8)、(26.7±1.3)比(5

8、1.4±1.4)µmol/L,P<0.