血紅素氧合酶/一氧化碳體系在老年慢性阻塞性肺疾病患者中的表達(dá)及意義

馬雪梅 朱貴明 鮑文華

(佳木斯大學(xué)附屬第一醫(yī)院，黑龍江 佳木斯 154003)

血紅素氧合酶(HO)是內(nèi)源性CO生成的起始酶和限速酶，可被缺氧、應(yīng)激等多種因素誘導(dǎo)而表達(dá)增加〔1〕。研究表明，內(nèi)源性CO通過(guò)環(huán)磷酸鳥(niǎo)苷(cGMP)發(fā)揮其多種生物學(xué)作用。本研究通過(guò)觀察HO-CO-cGMP體系在不同程度慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者中的表達(dá)水平，探討該體系在COPD發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中的意義。

1 對(duì)象與方法

1.1 對(duì)象 選擇2009年1月至2010年12月在我院住院、年齡62～68歲的COPD患者87例，診斷均符合中華醫(yī)學(xué)會(huì)呼吸病分會(huì)制定的 COPD診治規(guī)范(草案)〔2〕，并依據(jù)該規(guī)范將COPD患者按照臨床表現(xiàn)及肺功能檢查結(jié)果分組;其中重度組(ZD)32例，男19例，女13例，肺功能 1 s用力呼氣容積(FEV1)%預(yù)計(jì)值＜50%;中度組(MD)29例，男15例，女14例，肺功能FEV1%預(yù)計(jì)值50% ～69%;輕度組(QD)26例，男14例，女12例，肺功能FEV1%預(yù)計(jì)值≥70%。選擇同年齡段健康人28例作為對(duì)照組(CD)，男13例，女15例，肺功能FEV1%預(yù)計(jì)值 ＞83%。

1.2 方法 采用德國(guó)康訊肺功能儀測(cè)定肺功能，并應(yīng)用美國(guó)OPTI 1型血?dú)夥治鰞x對(duì)全部受試者檢測(cè)動(dòng)脈血?dú)夥治?因HO-1可降解血紅素產(chǎn)生CO和膽紅素(COHb)，故可測(cè)定樣品中COHb的量代表HO-1活性，以每升血清每小時(shí)生成COHb的量(nmol·h-1·L-1)為單位。參照樂(lè)宏元等〔3〕的方法，采用COHb雙波長(zhǎng)(420 nm和432 nm)定量測(cè)定法，檢測(cè)全血COHb的百分含量。通過(guò)放射125I標(biāo)記cGMP(125I-cGMP)的放免競(jìng)爭(zhēng)抑制分析法檢測(cè)血漿cGMP水平，由上海中醫(yī)藥大學(xué)提供放免試劑盒。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 應(yīng)用SPSS12.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析，所得數(shù)據(jù)以x±s的方式表示，同時(shí)行直線相關(guān)性分析。

2 結(jié)果

2.1 各組肺功能檢查結(jié)果 重度組、中度組、輕度組及正常健康組患者之間FEV1/用力肺活量(FVC)(%)的差別具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01)。見(jiàn)表1。

2.2 各組患者血?dú)夥治鼋Y(jié)果 除輕度組外，中度組和重度組與對(duì)照組之間差異顯著(P＜0.01)，且輕度組、中度組、重度組之間差異顯著(P＜0.01)。見(jiàn)表2。

2.3 HO-1活性、COHb及cGMP的檢測(cè)結(jié)果 COPD重度組各項(xiàng)指標(biāo)均顯著高于中度組、輕度組和對(duì)照組;中度組明顯高于輕度組和對(duì)照組;但輕度組與對(duì)照組間比較無(wú)顯著性差別。見(jiàn)表3。

表1 各組患者肺功能變化(x±s)

表2 各組患者血?dú)夥治龅淖兓?x±s)

表3 HO-1活性、COHb及cGMP水平的變化(x±s)

2.4 相關(guān)分析結(jié)果 HO-1與COHb及cGMP之間呈正相關(guān)，r值分別為0.725和0.698;同時(shí)HO-1與PaO2間呈負(fù)相關(guān)，r值為-0.841。

3 討論

COPD是一種具有氣流受限特征的肺部疾病，其氣流受限不完全可逆，并呈進(jìn)行性發(fā)展，嚴(yán)重影響患者的勞動(dòng)力和生活質(zhì)量。目前已發(fā)現(xiàn)HO有HO-1、HO-2和HO-3三種同工酶，它們均能分解血紅素產(chǎn)生CO和膽紅素，但僅HO-1為誘導(dǎo)型。HO-1可被缺氧、應(yīng)激等多種因素誘導(dǎo)產(chǎn)生，被認(rèn)為是機(jī)體在對(duì)抗應(yīng)激反應(yīng)時(shí)的重要過(guò)程，可在呼吸、心血管、神經(jīng)、泌尿生殖、消化、內(nèi)分泌等多個(gè)系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用。尤其近年來(lái)對(duì)HO-1在基因調(diào)控層面與動(dòng)脈粥樣硬化及糖尿病等諸多疾病關(guān)系的研究日益增多〔4，5〕。

HO催化降解血紅素產(chǎn)生的CO是內(nèi)源性CO最主要的來(lái)源〔6〕。CO不僅可舒張血管平滑肌細(xì)胞，還可調(diào)節(jié)血管張力、抑制血小板聚集、增加組織的血液灌注及抑制炎癥反應(yīng)等。目前的研究已證實(shí)CO主要是通過(guò)cGMP來(lái)實(shí)現(xiàn)其生物學(xué)作用。

本實(shí)驗(yàn)結(jié)果提示，輕度組與正常組之間肺功能的差異具有顯著性，但血氧分壓(PaO2)及HO-1等指標(biāo)無(wú)明顯差異。說(shuō)明COPD患者早期肺功能輕度異常時(shí)，機(jī)體可通過(guò)代償使PaO2維持在大致正常水平，HO-1等指標(biāo)的水平亦接近正常對(duì)照組。隨著乏氧的加重，與其呈負(fù)相關(guān)的HO-1等指標(biāo)隨之顯著升高。進(jìn)一步證實(shí)了HO-1-CO-cGMP體系是由缺氧而誘導(dǎo)產(chǎn)生的。因此，COPD患者隨著病情的不斷加重以及機(jī)體乏氧狀態(tài)的逐步惡化，HO-1、CO和cGMP水平均明顯升高。在一定程度上說(shuō)明HO-1-CO-cGMP體系參與了COPD的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程。

1 Cheng PY，Lee YM，Shih NL，et al.Heme oxygenase-1 contributes to the cytoprotection of alpha-lipoic acid via activation of p44/42 mitogen-activated protein kinase in vascular smooth muscle cells〔J〕.Free Radic Biol Med，2006;40(8):1313-22.

2 中華醫(yī)學(xué)會(huì)呼吸病學(xué)分會(huì)慢性阻塞性肺疾病學(xué)組.慢性阻塞性肺疾病診治指南〔J〕.中華結(jié)核和呼吸雜志，2002;25(8):453-60.

3 樂(lè)宏元，宋小興，劉和平.一氧化碳血紅蛋白雙波長(zhǎng)定量測(cè)定〔J〕.臨床檢驗(yàn)雜志，1996;14(2):87-8.

4 張 英，楊志惠，林 燕，等.HO-1基因啟動(dòng)子(GT)n多態(tài)性對(duì)冠脈粥樣硬化的影響〔J〕.中國(guó)老年學(xué)雜志，2009;29(3):315-7.

5 邢邯英，黃 黛，野戰(zhàn)鷹，等.不同HO-1表達(dá)水平對(duì)糖尿病模型大鼠血管舒張功能及 NOS的影響〔J〕.中國(guó)老年學(xué)雜志，2009;29(23):3061-3.

6 Kohmoto J，Nakao A，Sugimoto R，et al.Carbon monoxide-saturated preservation solution protects lung grafts from ischemia-reperfusion injury〔J〕.J Thorac Cardiovasc Surg，2008;136(4):1067-75.