【關鍵詞】 血管 內皮細胞 損傷機制 藥物保護

20世紀60年代以前，人們僅認為血管內皮細胞襯附在血管內壁，維持血管內膜的光滑，并作為半透膜，將血管內外分開。自于His1865年首先提出內皮這概念以來，人們對內皮功能的研究逐漸深入。20世紀70年代，Vane等發現由EC（endothelial cells）產生的前列環素(PGI2)具有很強的舒血管和抗血小板聚集活性。到了20世紀80年代，隨著血管內皮舒張因子(EDRF-NO)的發現及對其重要功能的認識，人們對EC功能的研究逐漸進入一個嶄新的時代。研究表明［1-3］，內皮細胞的損傷及功能紊亂與多種疾病的發生密切相關，包括高血壓、冠心病、糖尿病、慢性腎功能衰竭等。因此，深入探討血管內皮細胞損傷的機制，評估、保護和修復內皮細胞功能，對改善血管疾病的預后有積極的意義。

１ 血管內皮的損傷

血管內皮細胞為覆蓋于血管內膜表面的單層扁平或多角形的細胞。由于血管內皮細胞直接與循環血液接觸，因此很容易受到血液中活性物質的影響。早在1975年人們就認識到能夠損傷內皮的潛在因子，如內毒素、病毒、抗原/抗體復合物、血流動力學的改變、血小板、激素和一氧化碳等。1976年，Ross與Glomset就提出了內皮細胞損傷學說，認為高血壓及血流的長期沖擊等切應力能促使內皮損傷，引起血小板聚集及釋放血管活性物質的失衡，血管收縮及造成血栓形成。后來Ross等人又增加了“內皮細胞過度反應導致損傷”(response to injury)的概念。引起內皮細胞損傷是一個復雜的病理過程，參與的因素很多，如糖尿病、高血脂和高血壓等多種疾病，氧化應激以及炎癥反應等等［4］。

１.１ 氧化應激 氧化應激(oxidative stress)是指機體或細胞內以氧自由基為代表的氧化性物質的產生與消除失衡，或外源性氧化物質的過量攝入，導致氧化性物質在細胞內蓄積而易于引發氧化反應的狀態。大量實驗證明，內皮細胞正常生理活動過程都有氧化反應參與，如低密度脂蛋白的氧化，一氧化氮生物活性的降氧化應激與血管內皮細胞損傷，氧化應激誘導內皮細胞損傷的機制非常復雜，主要表現為氧自由基的過氧化反應。由于自由基的反應引起細胞膜脂質過氧化、蛋白質和核酸變性，導致不可逆損傷。脂質過氧化可改變細胞的轉運功能和酶的功能。酶活性的變化(如活化caspase-3)可誘導內皮細胞的凋亡，刺激內皮細胞合成血小板活化因子，引起血小板和中性粒細胞聚集，促進炎癥反應等。導致內皮細胞損傷的氧化物質主要是氧自由基，統稱為活性氧(ROS)。活性氧產生的途徑很多，包括內源性和外源性氧化物質的增多。內源性氧化物質是機體代謝過程產生的正常物質，病理條件下，如炎癥反應、缺血再灌注等導致氧自由基大量產生，自由基清除能力降低，機體氧化-抗氧化能力的平衡被打破，血液中活性氧含量增加，形成氧化應激狀態。同時，活化的內皮細胞也產生大量活性氧，加重氧化應激狀態，最終導致內皮損傷和內皮障礙。高糖血癥時，重要的抗氧化蛋白由于糖基化可使抗氧化蛋白失活，使抗氧化防御屏障減弱。同時由于葡萄糖自氧化非酶可促使蛋白糖基化，使活性氧自由基增多，引起內皮細胞損傷。

１.２ 氧化型膽固醇和氧化型低密度脂蛋白 氧化型膽固醇(oxysterols)是膽固醇經氧化后產生的一類化合物，如7α或7β-羥基膽固醇、26 -羥膽固醇、7 -酮膽固醇以及3β-5α-6β-三羥膽固烷(cholestane-3β-5α-6β-trio，l chol-triol)等，除24，25-epoxysterols外，大多數氧化型膽固醇是膽固醇自氧化的產物，或由細胞色素P-450參與的特異的微粒體氧化產物。實驗證明，動脈粥樣硬化的發生與膽固醇的氧化和氧化型固醇在細胞內的堆積有關，也是導致血管內皮細胞損傷的重要原因之一。氧化型低密度脂蛋白( oxidized low density lipoprotein，Ox-LDL)主要通過兩種機制引起內皮細胞的損傷和功能障礙，促進動脈粥樣硬化的發展：①巨噬細胞通過清道夫受體攝入Ox-LDL，引起血管壁泡沫細胞的堆積和脂紋的形成；②Ox-LDL改變了內皮的多種功能。Ox-LDL誘導內皮細胞表達多種蛋白分子如粘附分子、單核細胞化學趨化蛋白-1、血管平滑肌生長因子以及集落刺激因子。Ox-LDL還通過降低一氧化氮(NO)的生成而減弱內皮依賴性舒張反應。高膽固醇血癥致血管內皮功能損傷的潛在機制還有待于進一步闡明。

Ox-LDL可通過增加細胞內活性氧的產生，進而激活NF-kB引發細胞凋亡。Ox-LDL還濃度依賴性地上調內皮細胞LOX-1的表達，這種上調作用可被反義LOX-1所抑制，表明Ox-LDL可能通過LOX-1激活了凋亡信號，最終導致細胞的凋亡。此外，Ox-LDL還可以通過LOX-1引起單核細胞趨化蛋白-1(MCP-1)的上調和絲裂原激活的蛋白酶(MAPK)的活化，介導單核細胞對內皮細胞的黏附，導致內皮細胞的損傷［5-7］。

１.３ 內皮細胞粘附分子和細胞因子 中性粒細胞與內皮細胞的粘附是多種血管性疾病病理變化的重要階段，如炎癥相關疾病、血管損傷性疾病以及缺血再灌注損傷等病理條件下，皆可發生二者的粘附。中性粒細胞與內皮細胞的粘附是由細胞表面的粘附分子介導的［8，9］。

在病理條件下，如低氧、急慢性炎癥、缺血損傷等，可引起內皮細胞的激活，繼而表達一些粘附分子［10］。目前認識的粘附分子主要有細胞間粘附分子- 1 ( intercellular adhensionmolecule-1， ICAM-1)、血管細胞粘附分子-1(vascular cellu-lar adhesion molecule-1， VCAM-1)、E-選擇素和P-選擇素。粘附分子在血管內皮及血管病變過程中具有重要作用，其中ICAM-1在白細胞對內皮的緊密粘附中起關鍵作用。在病理條件下粘附分子表達增加，加強細胞間的粘附，是血管性疾病發展中的重要階段。

一些炎癥因子TNFa和IL-1通過增加黏附分子的表達而促進白細胞對內皮的黏附［11］。中性粒細胞及內皮細胞在病理條件下，還可以釋放一些細胞因子，如TNFa、IL-1等，由此引起缺血后的炎癥反應;同時這些炎癥細胞因子又可以增加內皮細胞、中性粒細胞表面黏附分子的表達，促進二者的黏附，加重內皮細胞損傷［12］。黏附的中性粒細胞還可以通過釋放一些彈性蛋白酶來損傷內皮細胞，同時，中性粒細胞的活化和穿入會引起組織的炎性損傷，會導致組織的重構［13］。

１.４ 同型半胱氨酸 同型半胱氨酸(homocysteine)又稱巰基丁氨酸，是近年來特別受重視的血管損傷因素之一。大量研究證明，高同型半胱氨酸血是血管內皮細胞損傷的獨立危險因素，同時，由于補充葉酸至少可以部分減輕高同型半胱氨酸血引起的內皮功能的損傷，血液中同型半胱氨酸濃度升高或葉酸的降低都可以導致血管內皮功能損傷。高同型半胱氨酸引起的內皮功能障礙主要與NO的生物有效性的降低有關，而NO生物有效性的降低正是同型半胱氨酸對血管內皮損傷的機制。體內外實驗證明，應用過氧化物歧化酶或其他清除劑清除超氧陰離子可以翻轉同型半胱氨酸引起的內皮功能障礙。增加內源性抗氧化劑也可以使同型半胱氨酸引起的內皮功能障礙恢復，證明同型半胱氨酸對血管的作用與氧化滅活NO的活性有關［14］。氧化應激作用是同型半胱氨酸對血管損傷的主要機制，同型半胱氨酸水平升高可以增加過氧化物的生成量，這一作用主要通過包括一氧化氮合酶在內的生化機制，也包括血液中的半胱氨酸和其他氨基巰醇類化合物的氧化作用。在氧化應激條件下，同型半胱氨酸依賴的細胞氧化酶(如細胞內谷胱甘肽過氧化物酶和細胞外過氧化物歧化酶)功能發生變化，使血液中增高的過氧化物水平被進一步放大，加重了氧化應激狀態，使NO生物活性喪失。另外，一氧化氮的生成決定于四氫生物喋呤的存在，當氧化應激時，四氫生物喋呤被過氧化氫氧化而耗竭，使NO生成減少。四氫生物喋呤的缺乏導致脫偶聯而使NO合酶轉變為過氧化自由基生成酶，形成了內皮功能損傷的惡性循環［15］。

１.５ 腎素-血管緊張素系統(RAS) 血管緊張素Ⅱ(angiotensinⅡ，ATⅡ)的生理作用包括:縮血管;促進血小板粘附、聚集;促進氧自由基生成;促進炎性細胞浸潤;促進血小板源性生長因子、轉移生長因子β、纖維母細胞生長因子等合成，促進血管平滑肌遷移與增殖。RAS激活后主要通過兩條途徑影響內皮功能，一是使血中ATⅡ濃度增高;二是通過激肽-激肽釋放酶系統途徑使緩激肽分解增加，進而使一氧化氮(NO)及PGI2減少。以上改變最后導致血管舒張與收縮因子間的平衡失調;促凝血和抗凝血介質間的平衡失調及促生長和抑制生長物質間的平衡失調，從而加重血管內皮損傷。

１.６ 血流動力和血管應力 血流動力和血管應力不僅在維持血管穩態中起重要作用，也是心血管疾病的病理啟動因子。這些力影響內皮細胞的形態、排列、遷移、增殖和凋亡，引起內皮細胞骨架結構和細胞間連接發生變化，調節血管活性物質、生長因子、粘附分子等的合成、分泌及表達。研究表明，內皮細胞受損程度與高血壓的嚴重程度呈正相關。高血壓時，血管壓力可調節內皮細胞合成和分泌內皮素-1、前列環素等，隨血壓增高， ET/NO失衡加劇，擴血管物質相對減少，縮血管物質增加，致外周阻力增加，血壓進一步增高。血壓增高又增加了對血管壁的切應力，促進ET的合成和釋放，加重了內皮細胞的損傷，形成惡性循環，加重了高血壓的發展。

１.７ 煙草、毒素等細胞毒性物質及免疫因素 研究表明，吸煙20min即可損傷冠狀動脈內皮細胞。煙草中含多環芳烴，尤其是7，12-二甲基苯蒽、苯并芘可與高密度脂蛋白及低密度脂蛋白結合，優先到達心臟、主動脈、肺等，促進這些細胞毒性物質進入內皮細胞，損傷內皮細胞DNA，加速動脈粥樣硬化的發展。一些外源性毒素和內源性毒素如:甲乙二醛、丙烯醛、內毒素等，均可造成血管內皮細胞損傷。

２ 保護內皮細胞功能的藥物研究現狀

綜上所述，血管內皮細胞的損傷是多種血管性疾病的主要環節，保護血管內皮功能，是防治血管性疾病的關鍵環節，因此，研究保護血管內皮功能的藥物成為治療血管性疾病的重要措施。由于氧化應激參與了血管內皮功能損傷的多個環節，抗氧化藥物一直受到重視。研究表明，常用的抗氧化劑如維生素C和E，都可以通過抗氧化作用發揮保護血管內皮的作用。近年來，從天然產物中尋找抗氧化劑成為藥物研究重要內容，并從多種植物中發現了具有強抗氧化作用的化合物，如從中藥丹參中發現的丹酚酸等［16-18］。

3-甲基-3羥基戊二酰輔酶(HMG-CoA)還原酶抑制劑:研究表明合用HMG-CoA還原酶抑制劑和抗氧化劑(如普羅布考)可防止動脈粥樣硬化斑塊的增大，減少自由基損傷，從而保護殘存的血管內皮。

實驗證明， ACE抑制劑，沙坦類藥物，胰島素增敏劑以及雌激素都可以減輕由于氧化應激引起的內皮細胞功能異常，可以在血管內皮氧化性損傷過程中發揮有益的作用［19］，這些藥物通常是通過間接作用，影響內皮細胞功能，發揮保護作用。

針對內皮細胞損傷的不同環節進行的藥物研究也在進行中，包括抑制黏附分子生成和釋放、拮抗黏附分子作用的藥物、作用于LOX-1受體的藥物等等，都受到了研究人員的重視。