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炎癥反應(yīng)與慢性充血性心力衰竭

 中國(guó)生命營(yíng)養(yǎng) 2019-08-12
心力衰竭(HF)是各種心臟疾病的最終結(jié)局,也是心臟病治療的最后戰(zhàn)場(chǎng)。2014年中國(guó)心血管病報(bào)告指出,我國(guó)人群心衰患病率達(dá)0.9%,目前HF患者至少450萬(wàn),有癥狀的進(jìn)展性HF患者1年病死率高達(dá)45%。HF被預(yù)言為21世紀(jì)心血管疾病的世界性難題。
一、充血性心力衰竭(CHF)的病理生理學(xué)機(jī)制
由于心臟泵血功能障礙,導(dǎo)致組織器官供血不足。在這種情況下,為了提高心輸出量,心臟進(jìn)行快速代償,期間心肌重塑,并激活了人體內(nèi)的神經(jīng)-體液調(diào)節(jié)機(jī)制。這種機(jī)制的激活主要表現(xiàn)為交感神經(jīng)激活和腎素-血管緊張素系統(tǒng)(RAAS)激活,從而導(dǎo)致水、鈉潴留和血管收縮,使心肌耗氧量增加,心肌氧供降低,最終致使心肌細(xì)胞功能障礙和壞死,心功能惡化,疾病進(jìn)展。
隨著對(duì)CHF病理生理學(xué)機(jī)制研究的深入,已從最初的“泵衰竭”模型發(fā)展為“神經(jīng)素”模型。1990年,Levnine等在CHF患者體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了炎癥細(xì)胞因子,引起人們對(duì)炎癥反應(yīng)與慢性CHF研究的關(guān)注。近年來,越來越多的證據(jù)表明,炎癥反應(yīng)是CHF重要的病理生理學(xué)機(jī)制之一。
二、CHF時(shí)炎癥介質(zhì)的來源
CHF中炎癥細(xì)胞因子除了來源于心肌本身(如心肌細(xì)胞、心肌中的內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞等),還可以來源于循環(huán)中的白細(xì)胞、血小板、內(nèi)皮細(xì)胞、肺泡上皮細(xì)胞、肝臟等。研究表明,CHF時(shí)持續(xù)的炎癥反應(yīng)均獨(dú)立于CHF的病因?qū)W。
三、CHF時(shí)炎癥反應(yīng)激活的原因

1血流動(dòng)力學(xué)改變和氧化應(yīng)激

首先,機(jī)械負(fù)荷過重和切應(yīng)力誘導(dǎo)細(xì)胞因子的表達(dá)如單核細(xì)胞趨化蛋白-1(MCP-1)、白細(xì)胞介素-8(IL-8);其次,缺氧和缺血是炎癥細(xì)胞因子如腫瘤壞死因子-a(TNF-a)、IL-1、IL-6的強(qiáng)有力誘導(dǎo)者。

2Toll樣受體(TLRs)通路的激活

TLRs通路的激活在全身炎癥反應(yīng)和天然防御免疫中起重要作用,但過度的TLRs應(yīng)答會(huì)引發(fā)抗炎與致炎間失衡導(dǎo)致機(jī)體損傷。

3微生物抗體和微生物

已知自身免疫和各種微生物及微生物抗體的產(chǎn)生在各種心血管疾病的病理學(xué)過程中發(fā)揮作用,這種機(jī)制在CHF中也促使炎癥反應(yīng)的發(fā)生,微生物抗原可能通過分子模擬誘導(dǎo)了心肌損傷。

4內(nèi)毒素假說

細(xì)胞因子可能產(chǎn)生于來自腸道細(xì)菌的內(nèi)毒素。目前認(rèn)為,CHF中腸道微循環(huán)和屏障功能的紊亂,即“滲漏”的腸壁促使了細(xì)胞因子的產(chǎn)生,從而使心功能惡化。

5神經(jīng)體液的激活

血管緊張素Ⅱ可以激活循環(huán)中的白細(xì)胞,通過合成黏附分子、趨化因子等,使白細(xì)胞黏附至活化的內(nèi)皮細(xì)胞。有研究表明,輸注醛固酮可以導(dǎo)致淋巴細(xì)胞、單核細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞的激活,誘導(dǎo)黏附分子和趨化因子的產(chǎn)生。
四、CHF時(shí)炎癥介質(zhì)的種類
主要包括以下7類:①TNF-a;②IL-1、IL-6、IL-10、IL-18;③核因子-kB(NF-kB);④Fas配基(Fas-L);⑤MCP-1;⑥黏附分子(ICAM-1、VCAM-1);⑦C-反應(yīng)蛋白(CRP)。
五、CHF中系統(tǒng)炎癥的作用

1促炎因子的有利作用

(1)在損傷發(fā)生的早期提供抗細(xì)胞凋亡的保護(hù)信號(hào),限制損傷范圍。
(2)某些促炎因子(TNF-a、IL-1)可以上調(diào)錳超氧化物歧化酶—自由基清除劑、熱休克蛋白—細(xì)胞保護(hù)劑的基因表達(dá),保護(hù)心臟,抵抗氧化應(yīng)激、缺血和再灌注損傷。
(3)激活NF-κB,其具有細(xì)胞保護(hù)作用。

2系統(tǒng)炎癥的不利影響

炎癥反應(yīng)的主要功能是保護(hù)機(jī)體免受暴露的感染或其他刺激的傷害,只有當(dāng)炎癥反應(yīng)過度激活或細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)失去平衡時(shí),才開始發(fā)揮有害作用。

(1)細(xì)胞因子

對(duì)心肌細(xì)胞具有直接毒性作用。其對(duì)細(xì)胞外基質(zhì)金屬蛋白酶的直接刺激致使心臟重構(gòu)。同時(shí)在心臟組織產(chǎn)生氧自由基,刺激其他促炎癥細(xì)胞因子的產(chǎn)生,改變心肌細(xì)胞內(nèi)鈣離子代謝,促使合成黏附分子等。

(2)趨化因子

可直接(如聚集和活化浸潤(rùn)的白細(xì)胞)和間接(如調(diào)節(jié)凋亡、纖維化和血管生長(zhǎng))促進(jìn)CHF。

(3)黏附因子

慢性CHF時(shí)交感神經(jīng)興奮性增強(qiáng),RAAS被激活,AngⅡ分泌增加。研究證實(shí)AngⅡ在體外通過內(nèi)皮細(xì)胞上調(diào)ICAM-1和VCAM-1表達(dá),在體內(nèi)促進(jìn)可溶性細(xì)胞黏附分子(sICAM)釋放。此外,NF-κB、TNF-a等均能誘導(dǎo)ICAM-1表達(dá)。有研究表明,慢性CHF患者血漿ICAM-1水平增高程度,與心衰的嚴(yán)重程度呈明顯正相關(guān)性。

(4)NF-κB

NF-κB的激活能刺激炎癥細(xì)胞因子的基因轉(zhuǎn)錄,誘導(dǎo)心肌細(xì)胞生長(zhǎng)或細(xì)胞凋亡。在慢性CHF患者中發(fā)現(xiàn)心肌細(xì)胞NK-κB轉(zhuǎn)錄活性增強(qiáng),一定條件下可促進(jìn)心肌重構(gòu)的發(fā)生。

(5)一氧化氮(NO)

NO可以抑制缺血/再灌注損傷、抑制炎癥、阻止左室重構(gòu),從而發(fā)揮對(duì)心臟的保護(hù)作用。但過量的NO以及NO和活性氧共存是有害的。內(nèi)源性NO可能通過調(diào)節(jié)心肌從代償性重塑轉(zhuǎn)向失代償性,從而促進(jìn)CHF。

(6)CRP

CRP既是炎性因子又是致炎因子。正常情況下,CRP只以微量的形式存在于健康人的血中,但在急性感染、炎癥、損傷6~8h內(nèi)迅速升高。在血管內(nèi)皮炎癥病灶中含有大量的CRP沉積,沉積的CRP能活化炎性細(xì)胞,引發(fā)血管內(nèi)皮損傷,血管缺氧、痙攣,發(fā)生心肌缺血等事件,最終加速CHF的發(fā)生。

(7)Fas和Fas-L

當(dāng)Fas與Fas-L結(jié)合時(shí)能啟動(dòng)細(xì)胞凋亡過程。研究發(fā)現(xiàn),F(xiàn)as水平隨慢性CHF程度的加重而增高,高水平Fas是慢性CHF患者的獨(dú)立預(yù)后因素,說明Fas誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡可能參與了慢性CHF的發(fā)展。但另有研究表明,心肌過度表達(dá)Fas-L也可能導(dǎo)致心肌中等肥厚、炎癥、纖維化。

(8)炎癥反應(yīng)與心源性惡病質(zhì)

心源性惡病質(zhì)是多種細(xì)胞因子、神經(jīng)肽、應(yīng)激激素和脂質(zhì)代謝的中間產(chǎn)物等綜合作用的結(jié)果。其發(fā)生率約為5%~15%,18個(gè)月死亡率高達(dá)50%。

六、CHF時(shí)非特異性抗炎的治療

1靜脈注射免疫球蛋白(IVIG)

IVIG能降低炎性細(xì)胞因子,并且升高抗炎性細(xì)胞因子的水平,從而修復(fù)慢性CHF中細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)的不平衡性。

2免疫調(diào)節(jié)治療

用“VC7000血液治療系統(tǒng)”,將CHF患者血樣暴露于體外聯(lián)合理化應(yīng)激因子下處理,然后將處理的血樣注射回體內(nèi),以保持CHF患者的炎性因子與抗炎因子間的平衡。

3他汀類藥物

他汀類藥物可抑制炎性細(xì)胞向病變處的遷移以及大量炎癥因子的釋放,抑制平滑肌細(xì)胞增殖,進(jìn)而促進(jìn)斑塊穩(wěn)定,改善血管內(nèi)皮功能,抑制細(xì)胞凋亡,降低患者急性期反應(yīng)蛋白的水平等。

4調(diào)控NF-κB

有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)顯示,阻斷NF-κB的活性能提高老鼠的心臟功能和生存率,并能抑制心臟肥厚,逆轉(zhuǎn)心室重塑,但并不改善心肌的炎癥反應(yīng)。也有實(shí)驗(yàn)顯示全身性的抑制NF-κB的激活能促進(jìn)血管損傷和動(dòng)脈粥樣硬化,最后產(chǎn)生毒性效應(yīng)。盡管如此,抑制NF-κB的激活仍展示出引人注目的前景,特別是當(dāng)致炎性細(xì)胞因子已經(jīng)被激活后,對(duì)心室重塑和CHF有顯著效果?,F(xiàn)在通過抑制NF-κB來治療CHF的研究也越來越多,但是目前尚無能夠治療CHF的NF-κB藥物。

5己酮可可堿

己酮可可堿已被證明在CHF的治療中能發(fā)揮非特異性的抗炎和免疫調(diào)節(jié)作用,其能抑制TH1型細(xì)胞因子的產(chǎn)生,如TNF-a和IL-6,能增加TH2細(xì)胞因子的生成,如IL-10。
七、小結(jié)
CHF綜合征是一個(gè)連續(xù)的過程,一些損傷機(jī)制激活細(xì)胞組織的結(jié)構(gòu)和功能改變,最終導(dǎo)致心臟重構(gòu)。近年來有研究表明,炎癥反應(yīng)在慢性CHF的發(fā)展過程中起到了推波助瀾的作用,細(xì)胞因子級(jí)聯(lián)反應(yīng)的過度表達(dá)促使了CHF疾病的進(jìn)展。然而,對(duì)慢性CHF患者非特異性抗炎治療的結(jié)果卻令人失望,說明單一成分的炎癥調(diào)節(jié)因子并非治療的可行目標(biāo)。今后,研究更廣譜的抗炎治療對(duì)CHF是否有額外的治療價(jià)值,還有待于更多的臨床試驗(yàn)來證實(shí)。

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