氧化损伤与心脏疾病

心血管循环系统的器官,容易受到氧化胁迫而导致各种心脏病,包括心肌炎、冠状动脉狭窄、心肌梗死和心脏手术时所发生的缺血-再灌流障碍等。

200212月在北京举行的“急性冠状动脉综合症临床研究和介入治疗国际研究会”传出,中国每年死于急性心肌梗死者超过100万人,在中国的发病率约为50/10万。急性冠状动脉综合症包括不稳定心绞痛、急性心肌梗死、心源性脆猝死、恶性心律失常等症。这类并的发生突然,死亡率极高。咎其原因,多与平时的氧化胁迫所造成的高血压、高血脂、糖尿病等有关。

心脏示意图.jpg


一、心肌炎

心肌炎的发生与心肌损伤、心肌溶解有关。常伴有乏力、心悸、气喘、心前压闷痛,严重时刻发生心率失调、心脏增大,乃至心力衰竭。对心肌而言,担任免疫功能的细胞主要是淋巴细胞和巨噬细胞,向心肌集积的免疫细胞构成,淋巴细胞占44%,巨噬细胞占36%,而一般担任免疫功能的多核白细胞仅占20%,因此对氧自由基O2-﹒的消除作用有限。在发生心肌炎时,中间白细胞素和肿瘤坏死因子等细胞活素增强,使自由基在心肌细胞内的氧化反应增强,从而造成氧化胁迫。另一方面,心肌细胞中的NO合成酶(NOS)也产生活化,而使NO的产生增加。因此,当将NOS的阻碍物质氨基孤给与已诱发心肌炎而产生有过剩NOO2-﹒的大鼠时,NO量明显下降,心肌炎得到缓解。

二、冠状动脉狭窄症

冠状动脉狭窄包括冠状动脉硬化、心肌梗死等症,它们发病与形成均与氧化有关。故各种抗氧化物质都有一定效果。对冠状动脉狭窄症曾做过如下比较:患者组为:35—54岁男性共110例,对照健康组共394例,比较两组人群血中维生素类的浓度,结果患有组中VE浓度显著偏低;对高血压、血脂、体重及年龄较高,有吸烟史者,则VAVC和胡萝卜素含量也偏低。另外对40—80岁无症状缺血性心脏病患者333例,凡给与胡萝卜素者,心肌梗死的发作次数和冠状动脉搭桥手术等所谓“冠状动脉手术事件”的发生率平均减少44%

三、心肌梗死的缺血-再灌流障碍

心肌梗死是由于冠状动脉急性闭塞,使部分心肌因严重持久的缺血而发生坏死。当心肌缺血时,需氧的糖解系统停止活动,而仅有嫌气性的糖解系统在工作,因而造成乳酸的积累,ATP(PLA2)的产生下降,细胞的Na/K交换能力下降,细胞内出现钙离子和氢离子积聚。同时磷脂酶A2活化,LTB4PAF产生。另一方面,ATP分解,经腺苷而使次黄嘌呤积聚,黄嘌呤脱氢(XDH)转为黄嘌呤氧化酶(XOD)。

缺血使心肌细胞造成伤害,并使NO等生理活性物质的产生减少。由于NO的减少,使血管内皮上血小板和白细胞黏结增加。Ca2+的急剧增加,使线粒体的磷脂酶激活。这样,反过来造成线粒体的功能增强,而使O2-﹒的产生增加。由于Ca2+和蛋白酶的活化,使细胞每个小结构破坏。而次黄嘌呤和次黄嘌呤氧化酶能使O2-﹒和HO产生。原来固定产生的NO在再灌流时就会产生大量的O2-﹒,并使ONOO-发生。ONOO-属于广义的氧自由基,会形成ONOOH型的羟自由基(HO﹒)。所有这些,都会最终导致过氧化反应和组织伤害。


心脏缺血后变化和氧自由基的产生示意图

曾从6000名男性中,选出狭心症的患者110人,另以394人作为对照,来分析狭心症危险率与血浆中抗氧化物浓度之间的相关性。结果将狭心症的危险率分为五等,一等最危险,五等正常。下表说明血浆中维生素类和胡萝卜的浓度与狭心症的危险率呈甫相关。


血浆中抗氧化物质浓度与狭心症危险率之间的关系

危险率等级

VA

胡萝卜素

VC

VE

1

<1.93

<0.26

<13.1

<18.9

2

1.93-2.16

0.26-0.37

13.1-23.8

19.0-21.8

3

2.17-2.37

0.38-0.49

23.9-41.4

21.9-24.2

4

2.38-2.68

0.50-0.67

41.5-57.3

24.3-28.1

5

>2.68

>0.67

>57.3

>28.1

对由冠状动脉所导致的心迹绞痛和心肌梗死,近来广泛采用经皮的冠状动脉形成术。