內源性哇巴因的特性及其在高血壓與鈉處理中作用的研究進展▲

李健玲 綜述 伍偉鋒 審校

(廣西醫科大學第一附屬醫院心內科，南寧市 530021，E-mail：at5056@163.com)

綜 述

內源性哇巴因的特性及其在高血壓與鈉處理中作用的研究進展▲

李健玲 綜述 伍偉鋒 審校

(廣西醫科大學第一附屬醫院心內科，南寧市 530021，E-mail：at5056@163.com)

內源性哇巴因是一種新發現的鈉泵調節劑，具有調節水鹽代謝和血管壁張力等功能，其含量與機體容量狀態和血壓長期調節之間存在著密切聯系。本文就內源性哇巴因的生物特性及其在高血壓與鈉處理中作用的研究進展作一綜述。

內源性哇巴因；生物特性；鈉處理；高血壓；綜述

內源性哇巴因(endogenous ouabain，EO)是一種新發現的鈉泵(Na+-K+-ATP酶)調節劑。研究發現，EO含量與機體容量狀態和血壓長期調節之間存在著密切聯系，提示EO可能參與了血壓異常升高的發生與發展，是影響原發性和繼發性高血壓發病的相關因素[1]。目前，關于EO致使血壓升高的機制尚未完全明確，研究熱點主要集中在其對水鹽代謝和血管阻力的調節。水鹽代謝障礙是原發性高血壓的病理生理學基礎[2]，因此本文就EO的生物學特性及在高血壓與水鹽代謝調控中作用的研究進展作一綜述。

1 EO的生物學特性

在1961年德瓦德納等學者首先證明，血容量增加的動物血液中存在一種促進鈉離子從腎臟排出的因子。1991年國外學者從血漿中純化出內源性類洋地黃物質(endogenous digoxin-like substance，EDLS)，并運用原子轟擊質譜、高效液相色譜法及免疫生物學技術對其分子結構、理化特性及生物學作用等進行研究，發現該物質能與兔的哇巴因抗體結合，與Na+-K+-ATP酶上的洋地黃受體具有高度親和性，具有類似于哇巴因增加心肌張力、收縮血管和升高血壓的作用，故明確指出EDLS 實際上就是EO[3-4]。

1.1 EO的來源 哇巴因存在于非洲或南美洲的烏本樹和苦毒毛旋花等植物中，也可在哺乳動物的肉、魚和貝殼類動物中檢測到，故有學者推測動物血液中的哇巴因可能來源于食物，然而哇巴因很難從胃腸道吸收。Ferrandi等[5]給予Milan高血壓大鼠及其正常對照鼠喂養含哇巴因的食物后，也未發現食物中的哇巴因對兩組大鼠組織中哇巴因含量產生影響，提示動物體內哇巴因為內源性產生。哇巴因廣泛存在于腦、腎上腺、心、肺、肝、腎及肌肉等多種組織，血液、尿液和腦脊液中也可檢測到。

下丘腦及腎上腺在EO的合成與分泌中發揮主要作用。有學者應用單克隆哇巴因抗體免疫細胞化學方法及抗體免疫交叉反應進行實驗，證明了大鼠下丘腦和腎上腺存在哇巴因樣物質[6-7]，以腎上腺內含量最高，約為血漿的100倍[8-9]。切除大鼠腎上腺后，血漿EO含量顯著降低。腎上腺皮質腫瘤導致繼發性高血壓患者血漿EO水平升高，而腫瘤切除后血漿EO降至正常水平，血壓下降，提示腎上腺可能是EO的主要來源[10]。而這些結果在腎上腺細胞培養實驗中也得到證實，同時該實驗研究提示EO可能主要是由腎上腺皮質球狀帶細胞合成[11]。亦有研究顯示，下丘腦內EO含量也明顯高于血漿以及其他組織[12]。有學者通過地高辛抗體免疫組化方法證實，EO主要存在于下丘腦的室旁核和視上核[6]。

1.2 EO的生物合成 EO主要是在激素刺激下由腎上腺分泌和釋放。研究表明，孕酮和孕烯醇酮是腎上腺EO合成的中間產物，EO的生物合成與孕酮和孕烯醇酮代謝中的膽固醇側鏈裂解有關，并與醛固酮生物合成的起始途徑相似[9，13-14]，但兩者分泌特性不同。哇巴因和二氫-哇巴因的從頭合成已經在組織細胞培養實驗中證實。

1.3 EO分泌的調節

1.3.1 水鈉儲留：Yamada等[15]發現，大鼠腹腔內注射高滲鹽水2 h后，其血漿及腎上腺內EO含量增加，且腎上腺與血漿EO含量呈正相關；而注射高滲葡萄糖后，大鼠血漿及組織內EO含量均無改變。有研究結果顯示，高鹽攝入可以導致正常大鼠及鹽敏感性高血壓大鼠血漿、中樞及外周組織內EO含量增高，EO含量增加在高鹽與高血壓發病的關系中發揮了關鍵作用[16]。臨床上已證實伴有水鈉潴留的多種病理生理狀態的患者，如尿毒癥患者體內的EO含量升高。多種主要由于容量負荷增加所引起的高血壓動物模型，如去氧皮質酮-鹽和部分腎切除-鹽高血壓鼠等，其體內EO含量也增高[17]。

1.3.2 腎素-血管緊張素-醛固酮系統(renin-angiotensin-aldosterone system，RAAS)：RAAS與EO的分泌有密切關系。Laredo等[18]通過體外實驗發現，給予10 nmol/L血管緊張素Ⅱ(angiotensin Ⅱ，AngⅡ)干預可使腎上腺皮質球狀帶細胞培養液中的EO濃度增加3～5倍，提示AngⅡ可刺激EO的分泌。Huang等[19]發現，在大鼠腦室內注入鹽水可使腦內EO含量增加，這可能與中樞RAAS被激活、血管緊張素轉化酶和AngⅡ的增加有關。Doursout等[20]直接向狗和大鼠腦室內注入AngⅡ，發現外周血EO含量升高，而AngⅡ受體拮抗劑肌丙抗增壓素能拮抗該效應。有研究顯示，血管緊張素轉化酶抑制劑可使自發性高血壓大鼠(spontaneously hypertensive rat，SHR)體內EO含量降低，間接說明EO的分泌可能受RAAS系統的調節。另有研究提示AngⅡ刺激EO的分泌是通過2型AngⅡ受體介導[21]。

1.3.3 中樞神經系統：Yamada等[22]發現，中樞交感神經損傷可引起下丘腦及血漿EO含量分別下降90%及70%，而周圍交感神經損傷對血漿EO含量并無影響。研究表明，對正常人群靜脈注射促腎上腺皮質激素類似物后其血漿EO和皮質醇含量升高；而口服地塞米松抑制下丘腦-垂體-腎上腺軸后，其血及尿中的EO和皮質醇含量均降低[23]。由此推測，與其他大多數類固醇激素相似，EO的分泌可能也存在下丘腦-垂體-腎上腺軸的調節。

1.3.4 遺傳因素：研究顯示，SHR及Milan高血壓鼠等具有遺傳性的高血壓動物模型體內的EO含量在高血壓形成前即升高[5]。另有研究顯示有高血壓家族史的人群血漿EO含量升高，而原發性高血壓，尤其是正常腎素型或低腎素型高血壓患者的血漿EO含量可升高30%～200%[24]。

2 EO與高血壓的關系

目前EO引起血壓升高的機制尚未明確，普遍認為可能是EO與細胞膜上的Na+-K+-ATP酶結合，使其α亞單位基因表達異常，改變酶構型，導致其活性改變。Na+-K+-ATP酶是細胞膜上鈉轉運的重要能量來源，當其活性改變后，則引起細胞膜上鈉轉運異常，使細胞鈉水平改變，從而引起細胞的一系列生物學效應。

2.1 交感神經系統的作用 研究顯示，腦室內連續注入Fab片段可抑制EO引起的血壓升高，腦AngⅡ及EO可能是通過激活交感神經活性，導致高血壓的發生[25]；而阻斷交感神經節后，EO誘發的高血壓大鼠的血壓可降至正常[26]，提示交感神經對EO的調節在高血壓的形成中發揮了作用。腎上腺素能神經末梢突觸前膜對去甲腎上腺素的攝取依賴于Na+-K+-ATP酶的活性，并可被EO抑制。EO還可通過抑制Na+-K+-ATP酶活性使神經末梢內Ca2+濃度增加而促進去甲腎上腺素的釋放。這兩種作用均可增強交感神經活性，增加血管平滑肌張力，從而導致血壓升高。

2.2 對血管功能的影響 EO增加血管張力的機制可能是通過抑制Na+-K+-ATP酶使細胞內Na+濃度升高，導致Na+-Ca2+交換加強，促進Ca2+內流，增加細胞內Ca2+濃度，使興奮-收縮耦聯過程加強，引起血管平滑肌收縮，最終導致血管張力增加[27]。另一方面，EO可增加阻力血管對其他加壓物質的反應性。此外，EO還可增強去甲腎上腺素、醛固酮、血管緊張素、咖啡因、精氨酸加壓素及去甲腎上腺素等的刺激血管收縮及升高血壓的作用。

2.3 通過影響RAAS而升高血壓 EO增加醛固酮水平和活性，促進鈉水潴留，提高血管張力[28]。EO可直接刺激醛固酮分泌，同時激活腎小管上皮細胞膜的Na+-K+-ATP酶α1亞基及增加腎小管Na+-K+-ATP酶活性，產生利鈉利尿作用，后者通過減少血容量而間接刺激醛固酮分泌。

2.4 對腎臟的作用 在糖皮質激素抑制性醛固酮增多癥、表征性鹽皮質激素增多癥等遺傳性單基因高血壓患者中，血壓升高主要與腎小管Na+的重吸收增加有關。高血壓相關基因-內收蛋白基因突變能使Na+-K+-ATP酶活性異常，直接或間接地刺激Na+跨膜轉運，同時導致腎小管對Na+的重吸收增加[29]。因此，部分有基因缺陷與基因突變的遺傳性高血壓患者被認為存在先天性或獲得性腎臟Na+處理障礙，在鈉鹽攝入過多時，腎臟鈉排泄未能相應增加，導致水鈉潴留，血容量擴張，刺激了體內EO分泌增加進而調節Na+-K+-ATP酶活性，細胞內過高的Na+又促進了Na+-Ca2+交換，使細胞內游離的Ca2+增加，致使血管收縮。同時，EO直接或間接通過交感神經活性激活，增加動脈張力而使血壓升高，腎小球濾過壓增加，進而改變腎壓力利尿曲線，激活壓力調節機制致使血壓持續升高。

3 EO與腎鈉處理

人體是通過腎臟的保鈉排鉀作用維持著體內的鈉鉀平衡。舊石器時代的人類以低鈉高鉀的飲食為主，機體即通過這一機制來維持鈉鉀平衡[30]。現代社會人們的飲食中鈉的攝入量一般較高，腎必須排泄更多的鈉[31]。因此，原發性高血壓腎小管鈉重吸收的增加引起研究者的關注。循環中EO含量的變化與鈉平衡的變化是相應對的。

3.1 EO與血壓的調節 在正常人群中，EO作為血壓調節因子，其循環中的含量與血鈉水平相關。EO通過抑制鈉過多造成的加壓效應或中和鈉減少產生的減壓效應以維持血壓。一項研究顯示，當血漿EO含量≤140 pmol/L時，每增加50 mmol/d的尿鈉排泄，則收縮壓平均升高2.2 mmHg，舒張壓平均升高1.4 mmHg；而當血漿EO含量>140 pmol/L時，血壓與尿鈉排泄無統計學相關性[32]。提示在正常血壓人群中，EO的主要作用是維持鈉攝入與血壓穩態的調節。

3.2 高血壓人群EO對鈉處理的影響 在未治療的新發高血壓患者中，血漿EO水平呈雙峰分布，低水平為(207±74)pmol/L，與正常血壓人群比較差異無統計學意義，大約有40%～45%高血壓患者的血漿EO為高水平，達(540±197)pmol/L[33]。在高血壓人群中，急性水鈉儲留并未導致血漿EO即刻升高。此外，鹽敏感性高血壓和鹽抵抗性高血壓患者的基礎血漿EO水平不存在差異[34-35]。然而，在一項實驗中，對高血壓患者控制鈉攝入和鈉耗竭(170～70 mmol/d，2周)后，血漿EO水平僅在鈉耗竭期間升高[36]。可見，與醛固酮相似，L型曲線效應比V型曲線效應更能確切反映鈉平衡與鈉攝入誘發的EO分泌之間的長期調節關系。這有效證實了正常個體和高血壓患者EO與鈉耗竭相關。此外，高血壓患者EO水平的升高可引起血壓升高和近曲腎小管的重吸收[37]。有學者以濾過鈉排泄分數評估腎鈉排泄，以濾過鋰排泄分數評估近曲腎小管重吸收情況，發現高血壓患者EO水平升高，同時濾過鈉排泄分數和濾過鋰排泄分數降低[35]。

3.3 EO對腎鈉處理的效應 RAAS和EO在高血壓急性鈉負荷中發揮作用。RAAS可反映體內鈉的狀態，在血壓調節中主要起代償性的作用，而EO在腎小管的重吸收中起雙向調節的作用。當血漿EO水平<250 pmol/L時，可通過誘導信號途徑致使鈉重吸收增加。另一方面，高水平的EO可引起鈉排泄增加。最新研究顯示，當高血壓患者血漿EO水平>323 pmol/L時，給予急性鈉負荷后濾過鈉排泄分數會升高[35]。因此，認為低水平的EO可通過激活腎小球基底外側Na+-K+-ATP酶以及腎血管鈉鈣交換體(sodium-calcium exchanger，NCX)1.3，通過腎小管和血管的聯合效應增加鈉的重吸收。腎小管作用的機制目前尚不明確，而對腎血管的作用是通過抑制腎血管平滑肌細胞Na+-K+-ATP酶α2亞基和NCX1.3介導的Ca2+內流使血管張力增加。在急性鈉負荷的情況下，血漿EO水平升高的高血壓患者中EO引起鈉排泄增加的機制尚不清楚，可能的原因是鈉負荷通過某種途徑使高水平EO的作用從保鈉效應轉化為排鈉效應[35]，而排鈉效應與Na+-K+-ATP酶α1亞基的抑制有關。此外，高鹽飲食可以使正常人群血漿EO水平升高5～10倍，而高鹽飲食的第3天腎通過鈉處理重新恢復體內鈉平衡。上述研究結果提示，循環中EO的高水平在特定條件下發揮鈉排泄效應，在急性容量負荷的情況下腎EO的效應可以從鈉保留模式轉化為鈉排泄模式，但其機制尚需進一步研究。

3.4 基因的影響 高血壓患者循環EO水平的升高與基因背景有關，CYP11A1位點與循環EO水平患者循環EO水平的升高及舒張壓相關[38]。基因位點與EO的關聯性仍需進一步明確，但可以觀察到這些位點的作用分別與EO的生物合成及跨膜轉運有關[39]。

4 小 結

EO與高血壓關系密切，是血壓的調節因子之一。EO通過介導Na+-K+-ATP酶而發揮作用。鈉的攝入可影響循環的EO水平，尤其是低鈉飲食時更為明顯。與醛固酮相似，EO作為新近發現的重要激素，有助于維持血管容量。EO可通過多種途徑使血壓升高，尤其是其在鈉處理中的作用，初步闡明了EO在高血壓發生中的作用。通過不同的途徑抑制EO所致的血壓升高，可為高血壓的治療提供一個全新的思路。

[1] Ferrandi M,Manunta P,Rivera R,et al.Role of the ouabain-like factor and Na-K pump in rat and human genetic hypertension[J].Clin Exp Hypertens,1998,20(5-6):629-639.

[2] Staessen JA,Wang J,Bianchi G,et al.Essential hypertension[J].Lancet,2003,361(9 369):1 629-1 641.

[3] Bova S,Blaustein MP,Ludens JH,et al.Effects of an endogenous ouabainlike compound on heart and aorta[J].Hypertension,1991,17(6 Pt 2):944-950.

[4] Hamlyn JM,Blaustein MP,Bova S,et al.Identification and characterization of a ouabain-like compound from human plasma[J].Proc Natl Acad Sci U S A,1991,88(14):6 259-6 263.

[5] Ferrandi M,Minotti E,Florio M,et al.Age-dependency and dietary influence on the hypothalamic ouabain-like factor in Milan hypertensive rats[J].J Hypertens,1995,13(12 Pt 2):1 571-1 574.

[6] Takahashi H,Ihara N,Terano Y,et al.Ouabain-like immunoreactive substances exist in the hypothalamus and the adrenal medulla in rats[J].Pathophysiology,1994,1(1):25-28.

[7] Schneider R,Wray V,Nimtz M,et al.Bovine adrenals contain,in addition to ouabain,a second inhibitor of the sodium pump[J].J Biol Chem,1998,273(2):784-792.

[8] Butt AN,Semra YK,Ho CS,et al.Effect of high salt intake on plasma and tissue concentration of endogenous ouabain-like substance in the rat[J].Life Sci,1997,61(24):2 367-2 373.

[9] Hamlyn JM,Lu ZR,Manunta P,et al.Observations on the nature,biosynthesis,secretion and significance of endogenous ouabain[J].Clin Exp Hypertens,1998,20(5-6):523-533.

[10]Rossi G,Manunta P,Hamlyn JM,et al.Immunoreactive endogenous ouabain in primary aldosteronism and essential hypertension:relationship with plasma renin,aldosterone and blood pressure levels[J].J Hypertens,1995,13(10):1 181-1 191.

[11]Doris PA,Hayward-Lester A,Bourne D,et al.Ouabain production by cultured adrenal cells[J].Endocrinology,1996,137(2):533-539.

[12]Komiyama Y,Mori T,Murakami T,et al.Production of ouabain-like factors of hypothalamo-pituitary origin,determined by a sensitive ELISA for ouabain,is increased in DOCA-salt hypertensive rats[J].Pathophysiology,1995,2(1):35-40.

[13]Hamlyn JM,Laredo J,Shah JR,et al.11-hydroxylation in the biosynthesis of endogenous ouabain:multiple implications[J].Ann N Y Acad Sci,2003,986(1):685-693.

[14]Lu ZR,Shah J,Hamilton B,et al.Biosynthesis of endogenous ouabain from pregnenolone and progesterone in bovine adrenal cortical cells[J].Hypertension,1998,32(3):624.

[15]Yamada K,Goto A,Nagoshi H,et al.Elevation of ouabainlike compound levels with hypertonic sodium chloride load in rat plasma and tissues[J].Hypertension,1997,30(1 Pt 1):94-98.

[16]Hamlyn JM,Hamilton BP,Manunta P.Endogenous ouabain,sodium balance and blood pressure:a review and a hypothesis[J].J Hypertens,1996,14(2):151-167.

[17]Budzikowski AS,Leenen FH.Brain ′′ouabain′′ in the median preoptic nucleus mediates sodium-sensitive hypertension in spontaneously hypertensive rats[J].Hypertension,1997,29(2):599-605.

[18]Laredo J,Hamilton BP,Hamlyn JM.Secretion of endogenous ouabain from bovine adrenocortical cells:role of the zona glomerulosa and zona fasciculata[J].Biochem Biophys Res Commun,1995,212(2):487-493.

[19]Huang BS,Leenen FH.Sympathoexcitatory and pressor responses to increased brain sodium and ouabain are mediated via brain ANG II[J].Am J Physiol,1996,270(1 Pt 2):H275-H280.

[20]Doursout MF,Chelly JE,Liang YY,et al.The ouabain-dependent Na+-K+pump and the brain renin-angiotensin system[J].Clin Exp Hypertens A,1992,14(3):393-411.

[21]Laredo J,Shah JR,Lu ZR,et al.Angiotensin Ⅱ stimulates secretion of endogenous ouabain from bovine adrenocortical cells via angiotensin type 2 receptors[J].Hypertension,1997,29(1 Pt 2):401-407.

[22]Yamada K,Goto A,Omata M.Modulation of the levels of ouabain-like compound by central catecholamine neurons in rats[J].FEBS Lett,1995,360(1):67-69.

[23]原衛清,王 顥,呂卓人.內源性哇巴因的來源及其分泌調節[J].國外醫學:內分泌學分冊,2000,20(4):201-205.

[24]Hamlyn JM,Manunta P.Ouabain,digitalis-like factors and hypertension[J].J Hypertens Suppl,1992,10(7):S99-S111.

[25]Huang BS,Leenen FH.Brain renin-angiotensin system and ouabain-induced sympathetic hyperactivity and hypertension in Wistar rats[J].Hypertension,1999,34(1):107-112.

[26]Huang BS,Kudlac M,Kumarathasan R,et al.Digoxin prevents ouabain and high salt intake-induced hypertension in rats with sinoaortic denervation[J].Hypertension,1999,34(4 Pt 2):733-738.

[27]Blaustein MP.Physiological effects of endogenous ouabain:control of intracellular Ca2+stores and cell responsiveness[J].Am J Physiol,1993,264(6 Pt 1):C1 367-C1 387.

[28]Golomb E,Hill MR,Brown RG,et al.Ouabain enhances the mitogenic effect of serum in vascular smooth muscle cells[J].Am J Hypertens,1994,7(1):69-74.

[29]Bianchi G,Ferrari P,Staessen JA.Adducin polymorphism-detection and impact on hypertension and related disorders[J].Hypertension,2005,45(3):331-340.

[30]Eaton SB,Konner M.Paleolithic nutrition.A consideration of its nature and current implications[J].N Engl J Med,1985,312(5):283-289.

[31]O′Shaughnessy KM,Karet FE.Salt handling and hypertension[J].J Clin Invest,2004,113(8):1 075-1 081.

[32]Wang JG,Staessen JA,Messaggio E,et al.Salt,endogenous ouabain and blood pressure interactions in the general population[J].J Hypertens,2003,21(8):1 475-1 481.

[33]Manunta P,Stella P,Rivera R,et al.Left ventricular mass,stroke volume,and ouabain-like factor in essential hypertension[J].Hypertension,1999,34(3):450-456.

[34]Manunta P,Messaggio E,Ballabeni C,et al.Plasma ouabain-like factor during acute and chronic changes in sodium balance in essential hypertension[J].Hypertension,2001,38(2):198-203.

[35]Manunta P,Hamlyn J,Simonini M,et al.Endogenous ouabain and the rennin-angiotensin-aldosterone system:distinct effects on Na handling and blood pressure in human hypertension[J].J Hypertens,2011,29(2):349-356.

[36]Manunta P,Messaggio E,Ballabeni C,et al.Plasma ouabain-like factor during acute and chronic changes in sodium balance in essential hypertension[J].Hypertension,2001,38(2):198-203.

[37]Manunta P,Stella P,Rivera R,et al.Left ventricular mass,stroke volume,and ouabain-like factor in essential hypertension[J].Hypertension,1999,34(3):450-456.

[38]Pierdomenico SD,Bucci A,Manunta P,et al.Endogenous ouabain and hemodynamic and left ventricular geometric patterns in essential hypertension[J].Am J Hypertens,2001,14(1):44-50.

[39]Tripodi G,Citterio L,Kouznetsova TA,et al.Steroid biosynthesis and renal excretion in human essential hypertension:association with blood pressure and endogenous ouabain[J].Am J Hypertens,2009,22(4):357-363.

廣西自然科學基金(2012GXNSFAA239004)；廣西教育廳重點資助科研項目(201202ZD025)；廣西醫學科學實驗中心開放基金專項項目(KFJJ2011-35)

李健玲(1976～)，女，博士，副主任醫師，研究方向：高血壓發病機制。

R 329

A

0253-4304(2016)04-0529-04

10.11675/j.issn.0253-4304.2016.04.23

2015-10-23

2016-01-31)