医药学论文:一氧化氮与炎症性关节疾病
关键词: 一氧化氮(NO) 关节疾病 炎症
一氧化氮(nitric oxide,NO)是由L-精氨酸(L-arginine,L-Arg)胍基氮经NO合酶(NO synthase,NOS)的催化发生氧化而形成。NO既兼有第二信使和神经递质的功能,又是效应分子,介导和调节多种生理和病理过程〔1,2〕。Stadler等〔3〕于1991年用白介素1(interleukin 1,IL-1)或内毒素诱导软骨细胞合成NO,提供了软骨代谢涉及NO的最早证据。1992年Farrell等〔4〕发现在类风湿关节炎(rheumatoid arthritis,RA)和骨关节炎(osteoarthritis,OA)病人的滑膜液和血清中可检测到大量NO代谢产物亚硝酸盐(nitrite,NO-2),推测NO可能参与这二种疾病关节炎症的病理过程。以后诸多学者〔5,6〕使用NOS抑制剂等工具药对多种关节炎动物模型进行了研究,证实NO是这些关节炎发病过程中的一种重要炎症介质,由此推动了NO与炎症性关节疾病关系的深入研究。本文就NO涉及炎症性关节疾病以及有关药物治疗方面的进展作一综述。
1.1 关节炎病人:RA和OA滑膜液或血清中NO-2含量以及尿中硝酸盐(nitrate,NO-3)或NO-2/NO-3排出量均高于正常人〔4,7~9〕。强的松龙0.5 mg/kg口服,连续2~4周,不但降低RA患者C反应蛋白、血沉、晨僵时间与关节疼痛指数,而且还明显减少尿中NO-3排出。给活动期RA患者甲基强的松龙冲击治疗,1 g/d,连续3天,第4天患者滑膜液中S-亚硝基蛋白(S-nitrosoproteins,S-NP)含量明显减少,且与患者症状、体征以及实验室指标改善呈明显正相关,表明NO可能参与炎症性关节疾病的发病过程。
2 NO参与炎症关节损伤的作用机制
2.1 NO促进其他炎症介质的释放
2.1.2 炎性细胞因子:RA滑膜液中NO-2与TNF-α等细胞因子含量明显增高。NO供体药S-亚硝基乙酰青霉胺(S-nitroso-acethylpenicillamine,SNAP)可浓度依赖性促进RA滑膜细胞产生TNF-α〔16〕。另一NO供体药S-亚硝基谷胱甘肽(S-nitroso-glutathione,S-NO-GSH)亦可明显促进INF-γ和脂多糖诱导小鼠腹腔巨噬细胞产生TNF-α和IL-1α〔17〕。提示,NO对RA关节损伤作用可能与其促进TNF-α和IL-1α产生有关。
IL-1β、TNF-α和内毒素联合应用能分别诱导人或牛软骨细胞产生NO和增强金属蛋白酶活性。L-NAME可抑制其NO产生及金属蛋白酶活性。SNAP可浓度依赖性诱导软骨细胞金属蛋白酶活性增强,表明NO可增强金属蛋白酶活性〔18〕。金属蛋白酶激活可引起软骨基质降解。IL-1诱导软骨释放NO并促进软骨基质蛋白多糖的降解可能与此途径有关。
2.4 抑制滑膜的T细胞浸润
此外,NO还可引起人软骨细胞凋亡,从而削弱了机体对软骨损伤的修复能力。
3.1 NOS抑制剂:根据NOS抑制剂的作用类型可分为〔2〕:①主要抑制结构型NOS(cNOS),如L-硝基精氨酸(N-nitro-L-arginine,L-NNA)。②主要抑制iNOS,如L-N6-(1-亚胺乙基)-赖氨酸〔L-N6-(1-iminoethyl)-lysine,L-NIL〕、氨基胍(aminoguanidine,AG)。③非选择性抑制cNOS和iNOS,如L-NMMA、L-NAME。连续使用L-NMMA 20天后,少数AA大鼠有蛋白尿,表明肾功能降低可能与其抑制cNOS的作用有关〔6〕。但亦有相反的报道〔19〕,L-NMMA或L-NAME可抑制不同时期大鼠角叉菜胶诱导炎性足肿胀,而L-NIL或AG均不抑制早期足肿胀,仅抑制炎症后期足肿胀,提示早期炎症和后期炎症反应分别由cNOS和iNOS催化生成NO介导的。因此,只有弄清cNOS催化生成NO在炎症性关节疾病中所起的作用后,才能在临床上合理使用选择性还是非选择性iNOS抑制剂,或同时使用NO供体药减轻非选择性NOS抑制剂引起的不良反应。
一氧化氮(nitric oxide,NO)是由L-精氨酸(L-arginine,L-Arg)胍基氮经NO合酶(NO synthase,NOS)的催化发生氧化而形成。NO既兼有第二信使和神经递质的功能,又是效应分子,介导和调节多种生理和病理过程〔1,2〕。Stadler等〔3〕于1991年用白介素1(interleukin 1,IL-1)或内毒素诱导软骨细胞合成NO,提供了软骨代谢涉及NO的最早证据。1992年Farrell等〔4〕发现在类风湿关节炎(rheumatoid arthritis,RA)和骨关节炎(osteoarthritis,OA)病人的滑膜液和血清中可检测到大量NO代谢产物亚硝酸盐(nitrite,NO-2),推测NO可能参与这二种疾病关节炎症的病理过程。以后诸多学者〔5,6〕使用NOS抑制剂等工具药对多种关节炎动物模型进行了研究,证实NO是这些关节炎发病过程中的一种重要炎症介质,由此推动了NO与炎症性关节疾病关系的深入研究。本文就NO涉及炎症性关节疾病以及有关药物治疗方面的进展作一综述。
1.1 关节炎病人:RA和OA滑膜液或血清中NO-2含量以及尿中硝酸盐(nitrate,NO-3)或NO-2/NO-3排出量均高于正常人〔4,7~9〕。强的松龙0.5 mg/kg口服,连续2~4周,不但降低RA患者C反应蛋白、血沉、晨僵时间与关节疼痛指数,而且还明显减少尿中NO-3排出。给活动期RA患者甲基强的松龙冲击治疗,1 g/d,连续3天,第4天患者滑膜液中S-亚硝基蛋白(S-nitrosoproteins,S-NP)含量明显减少,且与患者症状、体征以及实验室指标改善呈明显正相关,表明NO可能参与炎症性关节疾病的发病过程。
2 NO参与炎症关节损伤的作用机制
2.1 NO促进其他炎症介质的释放
2.1.2 炎性细胞因子:RA滑膜液中NO-2与TNF-α等细胞因子含量明显增高。NO供体药S-亚硝基乙酰青霉胺(S-nitroso-acethylpenicillamine,SNAP)可浓度依赖性促进RA滑膜细胞产生TNF-α〔16〕。另一NO供体药S-亚硝基谷胱甘肽(S-nitroso-glutathione,S-NO-GSH)亦可明显促进INF-γ和脂多糖诱导小鼠腹腔巨噬细胞产生TNF-α和IL-1α〔17〕。提示,NO对RA关节损伤作用可能与其促进TNF-α和IL-1α产生有关。
IL-1β、TNF-α和内毒素联合应用能分别诱导人或牛软骨细胞产生NO和增强金属蛋白酶活性。L-NAME可抑制其NO产生及金属蛋白酶活性。SNAP可浓度依赖性诱导软骨细胞金属蛋白酶活性增强,表明NO可增强金属蛋白酶活性〔18〕。金属蛋白酶激活可引起软骨基质降解。IL-1诱导软骨释放NO并促进软骨基质蛋白多糖的降解可能与此途径有关。
2.4 抑制滑膜的T细胞浸润
此外,NO还可引起人软骨细胞凋亡,从而削弱了机体对软骨损伤的修复能力。
3.1 NOS抑制剂:根据NOS抑制剂的作用类型可分为〔2〕:①主要抑制结构型NOS(cNOS),如L-硝基精氨酸(N-nitro-L-arginine,L-NNA)。②主要抑制iNOS,如L-N6-(1-亚胺乙基)-赖氨酸〔L-N6-(1-iminoethyl)-lysine,L-NIL〕、氨基胍(aminoguanidine,AG)。③非选择性抑制cNOS和iNOS,如L-NMMA、L-NAME。连续使用L-NMMA 20天后,少数AA大鼠有蛋白尿,表明肾功能降低可能与其抑制cNOS的作用有关〔6〕。但亦有相反的报道〔19〕,L-NMMA或L-NAME可抑制不同时期大鼠角叉菜胶诱导炎性足肿胀,而L-NIL或AG均不抑制早期足肿胀,仅抑制炎症后期足肿胀,提示早期炎症和后期炎症反应分别由cNOS和iNOS催化生成NO介导的。因此,只有弄清cNOS催化生成NO在炎症性关节疾病中所起的作用后,才能在临床上合理使用选择性还是非选择性iNOS抑制剂,或同时使用NO供体药减轻非选择性NOS抑制剂引起的不良反应。
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