当前位置: 首页 > 期刊 > 《淮海医药》 > 2005年第1期
编号:10968916
肿瘤坏死因子TNF┐α与缺血性脑血管病相关性研究进展
http://www.100md.com 《淮海医药》 2005年第1期
     【关键词】 缺血性脑血管病;肿瘤坏死因子;针刺;胰岛素抵抗

    肿瘤坏死因子TNF-α主要是由激活的单核C巨噬细胞分泌产生的细胞因子,由美国的Old与同事于1975年发现。TNF是一种具有广泛生物学功能的多态类细胞因子,主要由单核巨噬细胞产生。在中枢神经系统中,神经元、星形细胞和胶质细胞也可产生TNF[1] ,在正常情况下,它具有抗肿瘤、感染和促进组织修复等重要作用,对机体有利。若持续释放,则会引起机体发热、休克、恶病质和组织损伤。

     1 TNF┐α的结构与生物学活性

    1.1 TNF-α的分子结构 TNF-α主要由活化单核巨噬细胞产生,又称恶液质素(cachectin);活化T淋巴细胞也可产生一种与TNF-α类似的(有30%左右的同源性)淋巴毒素(lym-photoxin),并与TNF-α有共同的受体,称之为TNF-β。人的TNF-α是一种相对分子质量17×103 的亚单位构成的蛋白质,由157个氨基酸构成。依动物种属及分离方法不同,可以二聚体或三聚体的形式存在。人的TNF-α为非糖基化蛋白,而几乎所有动物的TNF-α均为糖蛋白。小鼠和人的TNF-α分别由其前体分子在N端脱去76和79个氨基酸而成,这一过程由金属酶催化,酶抑制剂对一些与TNF-α有关的疾病具有治疗价值2] 。小鼠和人的TNF-α不论其前体分子或具生物活性分子都是高度一致的,每个TNF-α亚单位在69位和101位含有两个半胱氨酸,形成一链内二硫键,中度疏水。TNF-β亚单位相对分子质量为25×103 ,由171个氨基酸构成。因只有一个半胱氨酸,故没有二硫键,它的稳定形式也以二聚体形式存在。

    1.2 生物学活性 TNF-α具有广泛的生物学活性,在机体的细胞功能调节、免疫和炎症反应等过程中起重要作用。抗肿瘤作用是它最主要的功能,与多种机制有关。它与细胞表面特异性受体结合形成复合物,触发溶酶体的释放,引起肿瘤细胞溶解;在体内,TNF-α对肿瘤血管内皮细胞有直接的毒性作用,可增加内皮细胞与中性粒细胞的粘附,诱发机体凝血机制,经一系列连锁反应,产生血栓并阻塞血管,肿瘤组织因缺氧而发生坏死。

     2 肿瘤坏死因子与脑梗塞

    近年来的研究表明,TNF-α不仅对肿瘤细胞有细胞毒性和生长抑制作用,且能介导白细胞介素-1(IL-1)、白细胞介素-6(IL-6)、前列腺素E2等多种炎症介质的产生,参与机体的病理生理过程3] 。脑梗塞患者有白细胞聚集和浸润的病理现象。这种继发于脑缺血的炎症过程对损伤程度有影响4] 。TNF-α可影响血管内皮细胞活性并对血管炎症过程起调 节作用5] 。研究发现,ACI患者血浆TNF-α含量明显高于正常对照组。TNF-α含量于发病后3天达到高峰,这与脑组织缺血损伤、水肿及炎症最严重时期相吻合,表明TNF-α参与了ACI病生理过程。随着病程延长,缺血、水肿及炎症反应的改变,TNF-α含量呈下降趋势,但至恢复期TNF-α含量仍高于正常对照组。推测由于高血压动脉硬化、冠心病等病因在脑梗塞恢复期仍存在,而这些病因与TNF-α表达及产生密切相关。研究还发现TNF-α含量与梗塞灶面积和部位均无明显相关性。有研究认为TNF-α参与脑梗塞发病的病理生理机制可能是:(1)增加内皮细胞组织因子的合成释放,抑制组织纤溶酶原激活物的释放及诱导纤溶酶原激活物抑制剂-1的分泌而抑制纤溶反应,下调血栓调解素的表达,从而抑制具有抗凝作用的蛋白C激活,并刺激内皮细胞释放白介素-1(IL-1),而IL-1具有促进血栓形成作用,TNF-α与IL-1协同作用使内皮细胞表面成为促凝状态,促进血栓形成[6] ;(2)TNF-α可影响血管舒缩活性物质的表达。脑梗塞时TNF-α增加,还伴有前列腺素(PGT2 )、TXB 2 产生等增加。这些因子除影响血凝过程外,还可促成血管舒缩因子的下降和内皮素(ET)的增加引发血管收缩,增加局部卒中的危险性;(3)脑缺血后2~7d,TNF-α刺激成纤维细胞。成胶质细胞和星形细胞表达神经生长因子,有助于缺血改善和神经元生存。缺血后7~30d,通过巨噬细胞和胶质细胞产生丝氨酸激酶、微管蛋白-2激酶等,参与损伤组织吸收、修复和重塑[7] 。曹音氏8] 研究急性脑梗塞患者TNF-α,发现TNF-α含量显著高于正常组。病后3天TNF-α含量最高,恢复期TNF-α含量显著下降,但仍显著高于正常对照组,且TNF-α含量与梗塞灶面积和部位均无明显相关性。结论TNF-α是神经-内分泌-免疫调节系统中的关键介质。TNF-α参与了脑梗塞患者炎症/免疫反应发生发展过程。有研究结果显示脑梗塞患者血中TNF的增高,使得内皮细胞和白细胞上的粘附分子[ICAMs]表达增强,进而使血液中白细胞与血管内皮细胞之间的粘附作用加强。白细胞粘附于微血管内皮表面,一方面可使机械性堵塞循环通道,影响组织的血液供应;另一方面活化的白细胞可释放大量的毒性氧自由基蛋白水解酶,损害局部血管,导致血管通透性加强,造成脑组织水肿,活化的白细胞透过受损的血管壁向缺血区移行,可进一步释放上述毒性物质,破坏幸存的神经元和胶质细胞,从而加重神经组织损伤[9] 。可见在脑梗塞过程中,TNF-α的弊大于利,能在脑梗塞进程中有效地降低TNF-α含量,可以减轻脑组织水肿,减少对神经元细胞和胶质细胞的破坏,可能改善脑组织的血供,从而减轻对神经组织的损伤,可能对中风患者的神经功能的良好恢复有一定的帮助,故而寻求有效地降低TNF-α含量的方法也成为治疗该类疾病的重要研究方向。

     3 针刺缺血性脑血管病与肿瘤坏死因子

    周炜、王丽平氏10,11] 研究证明对缺血性脑血管病针刺后1周TNF明显降低,使花生四烯酸代谢产物的释放以及氧自由基、脂质过氧化物的生成减少,阻止这些物质引起细胞毒性水肿和血管源性水肿的发生[12] 。说明针刺能抑制细胞水肿,降低炎性反应,加速脑缺血的恢复,从而达到改善脑循环的治疗目的。王丽平氏还对针刺与不针刺的两组,分别进行3~5d与10~12d的TNF的测定,结果表明两者均有下降,但针刺组下降明显,两者进行组间对比,有显著性差异。同时还将两组进行1周与1月的疗效评估,结果表明虽然两组1周后无明显的差异,但1月后的疗效对比来看,两者有显著的差异。认为:脑梗塞早期进行针刺对降低血清中TNF的含量,加速炎性的吸收或减少炎性的反应,促进脑组织的恢复,加强机体的功能恢复有十分重要的意义。

     4 肿瘤坏死因子(TNF-α)对缺血性脑血管病相关因素—胰岛素抵抗(IR)的影响

    现在普遍流行胰岛素抵抗—高胰岛素血症—多种危险因素—动脉粥样硬化—心、血管病的模式。有关研究表明缺血性脑血管病亦存在IR,IR一般会出现高血糖、高胰岛素血症,而二者均可导致脑血液循环障碍,是缺血性脑血管病的病理因素之一。Berger等学者13,14] 研究认为,血糖升高加重脑梗塞病人的脑水肿,引起星形细胞的中毒,脑细胞内钠、氯、钙离子增加,钾离子低,碳酸氢根。氢离子、乳酸在细胞内外分布不均,使脑细胞通透性增加,膜电位不稳定,无氧代谢增加,乳酸堆积增多,加重脑损伤。研究表明,病理状态下如感染、肿瘤、烧伤时,体内TNF-α水平大都升高,而IRU状态也常相应加重。动物研究表明:肥胖型IR鼠模型脂肪组织的TNF-αmRNA表达增多 [15] ,且与IR程度呈显著正相关(1),而无IR的小鼠则无TNF-α的过度表达。在严重IR的ob/ob鼠及db/db鼠,脾巨噬细胞表达的TNF-αmRNA增多,血浆TNF-α浓度亦升高,而无IR的肥胖鼠则无此现象(2)。小鼠经静脉注入TNF-α后,脂肪组织对INS刺激的葡萄糖摄取减少,INS对肝糖原抑制减弱,提示IR与循环TNF-α升高有关。对人的研究表明:胃肠肿瘤患者IR较明显,且与血浆TNF-α水平呈正相关。IR的肥胖个体脂肪组织表达的TNF-αmRNA及TNF-α均增多,且与空腹血浆INS水平呈正相关[15] 。IR患者的肌细胞也表达TNF-αmR-NA并释放的TNF-α增加,且与IR呈正相关[16] 。TNF-α在对脂肪细胞调节过程中可促成了IR的形成[17] 。TNF-α在胰岛素抵抗中的作用机制已有研究:(1)对INS信号传递通路的影响;(2)对胰岛素敏感细胞的GLUT4及GLUT1作用;(3)通过游离脂肪酸(FFA)调节;(4)通过升糖激素作用;(5)其它细胞因子的协同作用。杜小平氏[18] 研究结果表明,脑梗死急性和恢复期血清TNF-α水平与IR密切相关,而IR与高血压、高TG、高载脂 蛋B和低HDL血症以及PAI-1活性增高等脑血管危险因素密切相关,故降低机体TNF-α水平,可改善胰岛素敏感性,减少脑血管病危险因素。上述研究可见,TNF-α在缺血性脑血管病的发生、发展中都起着相当重要的作用,并与IR亦有密切相关,所以研究如何更好降低机体TNF-α水平,以及通过降低机体TNF-α水平改善胰岛素敏感性,这将为缺血性脑血管病的防治提供一新的途径。

     【 参 考 文 献 】

    [1] Yamakawa T,Tanask S.Augmented production of TNF-αin os-esemice[J].Clin Immunol Immunopathol,1995,75:51.

    [2] Hafmann C.Alteredgene expression for TNF-αand its receptors durig drug and dietary modulation of insulin

    resistance[J].En-docrinology,1994,134:264.

    [3] 刘盂元.细胞因子在神经内分泌免疫调节网络中的作用[J].国外医学·免疫学分册,1993,6(5):239.

    [4] 刘 立.局灶性脑缺血早期过程中的炎症及其损伤作用[J].国外医学·脑血管病分册,1996,4(1):3.

    [5] 杨金升.肿瘤坏死因子在脑卒中时表达及作用[J].国外医学·脑血管病分册,1996,4(2):77.

    [6] Ebanek PM.Hallenbeck JM polymorpo nuclear leukocyles and monocyles/macro-phages in the pathogenesis of cerebral in chemia and stroke[J].Stroke,1992,23:1367.

    [7] Ruce AJ,Bioling W,Kindy MS,et al.Altered neuronal and mi-croglial responses to excitoroxle and ischemic brain injury in mice lacking TNF receptors[J].Nar Med,1996,2(7):188-194.[

    8] 曹 音,强丽娟,吴秀梅.急性脑梗塞患者血浆肿瘤坏死因子-α含量的变化[J].中国航天医药杂志,2002,4(1):17.

    [9] Welss SJ.Tissue destruction by neotronhls[J].Nengl Jmed,1998,3:365.

    [10] 周 炜,王丽平,刘 泓,等.头针对脑梗塞患者血清肿瘤坏死因子的影响[J].上海针灸杂志,2002,21(1):35.

    [11] 王丽平,边 垠,李建媛,等.针刺对急性脑梗塞患者血清肿瘤坏死因子的影响[J].中国针灸,2002,22(2):117-118.

    [12] 李英杰,魏结义,王振金,等.外周血白细胞、肿瘤坏死因子对急性脑缺血反应性的研究[J].辽宁医学院学报,1997,18(5):42.

    [13] Berger L,Hakin AM.The association of hyperglycemia with cerebral edema in stroke[J].Stroke,1986,17:865.

    [14] Kraif RP,Chesbr M.Astrocytic acid-nosleln hyperglycemia and complete ischemla,l cereb Blood Flow netab,1990,18:210.

    [15] Hotamisligil GS.Increased adipose tissue expression of TNF-αin human obesity and insulin resistance[J].J Clin Invest,1995,95:2409.

    [16] Saghizadeh M.The expression of TNF-αby human muscle:re-lationship to insulin resistance[J].Jclin Invest,1996,97:1111.

    [17] Kerm P.The expression of TNF-αin human adipose tissue reg-ulation by obesity,weight loss and relationship to liporprotein lipase[J].Jclin Invest,1995,95:2111.

    [18] 刘志诚,孙凤岷,朱苗花.针灸对非胰岛素依赖性糖尿病胰岛素抵抗的影响[J].上海针灸杂志,2000,19(1):5-7.

    【作者单位】 江苏省中医院针灸科,江苏南京210029, 百拇医药(李建兵,张 静,吴纯慧)