基础医学论文-一氧化氮在急诊医学的希望及应用
[要害词]一氧化氮
连年来，人们逐渐相识到一种由内皮细胞开释的血管活性物质可介导血管的
舒张应声，这种物质被称为内皮细胞衍生舒张因子(EDRF)。由于这种物质的半衰期很短，体外不易检测,因而对它简直切组成不停不甚明确。1987年，Palmer和Moncada等〔１,２〕分别证实EDRF与一氧化氮（NO）具有类似的属性，进而证明这种血管内皮细胞衍生舒张因子即是NO。体内血管内皮细胞、血小板、中性粒细胞、巨噬细胞、神经构造在肯定刺激下均可孕育发生NO,连年研究评释，NO 加入普遍的生理功效的调治，如血压调治、外周非肾上腺素能非胆碱能（NANC）神经递质的转达、免疫介导及防御机制等，在急诊危重症患者的发病及治疗中具有重要意义。现就有关NO在急诊医学领域的研究加以综述。
1.NO的生物合成及NO合酶（NOS）
在NOS作用下,左旋精氨酸(L-Arg)在转化为左旋胍氨酸的历程中生成NO，多种物质可对这一历程孕育发生影响。NO的半衰期很短，约5～10秒，它在体外迅速氧化为NO２－２和NO－３,因而现在直接检测NO尚有肯定难度，多以检测其代谢产品NO２－２、NO－３来代表NO生成。NO亦可被氧自由基、血红素及其它含血红素的卵白团结加快灭活，而超氧化物歧化酶（SOD）则克制其灭活。NOS在NO合成历程中起偏重要作用。现在已知NOS有两种亚型，一种是基础型NOS (c-NOS )，另一种是诱生型NOS(i-NOS)。c-NOS具有细胞内钙依赖性，可被Ca２＋及钙调卵白激活,议决直接刺激而孕育发生NO。c-NOS普遍 存在于动物的血管内皮细胞、血小板、中性粒细胞、肥大细胞及神经构造中，现在已从动物的脑及内皮细胞中克隆出了c-NOS 的基因。i-NOS无钙依赖性，是在细胞因子如白介素-1(IL-1)、肿瘤坏死因子(TNF)、滋扰素-γ(IFN－γ)、内毒素等诱导下由血管平滑肌细胞、巨噬细胞、心肌细胞、内皮细胞、成纤维细胞及上皮细胞孕育发生的，由i-NOS作用孕育发生的NO远多于由c-NOS作用孕育发生的NO，因而差异浓度NO具有差异的作用。NOS的克制剂有L-单甲基精氨酸( L-NMMA )、L-硝基精氨酸( L-NOARG )、L-硝基精氨酸甲酯( L-NAME )及L-亚胺基乙基鸟氨酸 (L-NIO )，晚近已发明L-硝基精氨酸- P-硝基苯胺( L-NAPNA)具有选择性克制脑中NOS生成的作用，而对内皮细胞孕育发生NOS 无克制作用。
2.NO的生理作用及意义
研究评释，NO具有壮大的松懈血管平滑肌作用，在缓激肽、乙酰胆碱介导下，NO渗入血管内皮细胞基质并扩散至平滑肌细胞，与细胞膜受体作用，激活鸟苷酸环化酶(sGC)孕育发生环鸟苷酸(cGMP)，从而松懈血管平滑肌，引起血管舒张。已经证实外周NANC神经递质即是NO，虽然NO的半衰期只有5秒，但由于NO能迅速在细胞间扩散，且神经转达的径路很短，因此NO的半衰期相搪塞其它经典的神经递质来说则较长。NO具有高度亲脂性，极易议决细胞膜，可直接进入靶细胞。有人以为cNOS生成的NO可能先与含巯基的载体分子团结或形成硝基硫醇复合物，到达靶细胞后NO从载体开释并直接扩散至靶细胞内，进入靶细胞的NO 与sGC中的Fe团结使之激活，孕育发生cGMP而发挥其生物学效应。已经证实巨噬细胞、中性粒细胞、上皮细胞等均可在细胞因子及内毒素的作用下，由i-NOS 催化而合成NO，虽然由c-NOS合成的少量NO有舒张血管、支气管作用，有助于炎症的缓解，但由i-NOS合成的大量NO则使呼吸道毛细血管后静脉浆细胞排泄增多，上皮细胞脱落，功效变性，以致细胞殒命，从而使炎症应声加重。
3.NO在急诊医学的应用及希望
3.1NO与支气管哮喘：
在哮喘发病历程中，淋巴细胞、嗜酸粒细胞、巨噬细胞、肥大细胞、成纤维细胞均加入应声，其病理表现为支气管多种炎细胞浸润、基底膜透明变性、上皮细胞损伤脱落等。肥大细胞重要加入哮喘的速发应声，而巨噬细胞、嗜酸粒细胞、中性粒细胞的浸润导致哮喘迟发应声的孕育发生。试验评释哮喘患者呼出气中NO 含量较正凡人高2～3倍〔3〕；同时其肺中的i-NOS免疫组化染色较非哮喘者显着增强〔4〕。研究证实，在哮喘患者血浆及豚鼠哮喘模子血浆、肺构造中NO含量显着高于对照组[5-7] 。提示在哮喘发病中由于i-NOS合成增长而使诱素性NO 生成增多。在哮喘发病机制中，NO具有自相抵牾的双重作用，一方面可舒张肺血管、支气管平滑肌，使哮喘症状减轻；另一方面大量NO合成则使其毒性作用增强，哮喘不仅不能缓解，反而加重。由于NO的这种特性及其在哮喘发病中的特别作用，用吸入小剂量NO或克制诱生型NOS催化作用使NO生成淘汰来治疗哮喘已成为一种新的设想。
由于i-NOS催化孕育发生的大量NO使炎症应声加重，如能找到一种有用的选择性抑制i-NOS合成的物质，可能有助于哮喘的治疗。现在已知的NOS克制剂L-NMMA、L-NAME和L-NIO等均为非特异性克制剂，在克制i-NOS的同时也克制c-NOS。我们的研究证实，糖皮质激素可克制哮喘患者及模子豚鼠体内NO的孕育发生〔5，6〕。Rodomski等〔８〕发明糖皮质激素类药物对i-NOS 有选择性克制作用，而对c-NOS无此作用，提示糖皮质激素还可能议决选择性克制体内i-NOS 合成来控制哮喘。研究发明〔９〕，胍氨酸对i-NOS较其对c-NOS 的克制作用强10～100倍。这也为治疗哮喘药物的发明提供了思绪。
3.2NO与急性呼吸窘迫综合征(ARDS)：炎症细胞浸润和激活是引起ARDS简直切机制。实验评释，在由IgG免疫复合体所诱发的ARDS中，中性粒细胞起重要作用；而IgA免疫复合体所诱发的ARDS则是巨噬细胞依赖性的，但二者均是氧自由基和NO依赖性的。连年来随着对NO在体内作用研究的不停深入，逐渐相识到NO有一未配对电子并具有顺磁性，极易与Ｏ２团结形成超氧化氮阴离子（peroxynitriteanionNO）。NO在酸性条件下剖析为NO２和OH,NO及其应声中心产品NOH是极强的氧化剂，可导致脂质过氧化和巯基氧化，从而孕育发生细胞毒性作用〔１０〕。此时除氧自由基自己的毒性作用外，其与NO的应声产品NO可进一步造成支气管肺毁伤。毁伤的途径可能为：①脂质过氧化作用造成生物膜包括细胞器膜毁伤。丙二醛(MDA)可与细胞器膜因素孕育发生交联、聚合，转变膜的性子，还可与DNA、RNA碱基交联，孕育发生细胞毒性作用。②脂质过氧化物和Ｏ２克制内皮细胞功效，引起肺血管舒缩停滞。③花生四烯酸代谢产品增多，加剧炎症应声。④N O的猛烈细胞毒作用。ARDS时，肺动脉压（PAP）升高是引起肺水肿和右心室功效不全的重要因素，低落已升高的PAP及肺血管阻力（PVR）是重要的治疗手段。有报道对重症ARDS患者吸入低浓度的NO可使ARDS患者均匀肺动脉压降落，显着前进氧分压，低落生理死腔气体容积/潮气容积〔１１〕。因而吸入NO被誉为治疗重症ARDS的新疗法.
3.3NO与休克：
在内毒素休克早期，由于内毒素引起体内儿茶酚胺、5-羟色胺、血管紧急素的增长，使内皮细胞的c-NOS被激活，孕育发生NO，导致血管对去甲肾上腺素的紧缩反应低落和急性血压降落；而在休克晚期，在急性血压降落部分规复后，血
压的继续降落可能与内毒素引起的血小板激活因子（PAF）、IL-1 等诱发血管平滑肌细胞的i-NOS使NO孕育发生增多有关，因而NO孕育发生水平与预后及病死率亲昵相干，用NOS 的克制剂L-NMMA治疗休克，具有较好疗效〔１２〕。这为内毒素引起的休克治疗展示了远景，同时由于肾上腺皮质激素可低落休克的病死率，可能与其克制NOS的活性，减轻血管内皮的毁伤，从而制止休克、弥散性血管内凝血(DIC)的孕育发生和发展有关。
3.4NO与脑血管梗死：
NO在神经体系中具有下列生理功效：（1）调治神经介质的开释；（2）由脑血
管内皮和脑血管外膜自主神经开释的NO调治大脑的血流量；（3）议决神经元中NOS的激活而孕育发生NO，影响大脑中的小动脉，从而调治大脑血流量。脑血管梗死时，多种愉快性氨基酸开释到细胞外间隙中，刺激N-甲基-D-天门冬氨酸受体，使细胞外的钙离子进着迷经元内，激活NOS，使神经元孕育发生和开释的NO 增多。局灶性脑缺血时，脑内也孕育发生大量的NO。NO与O２应声，形成NO造成脑侵害。动物实验表明，如果在动物脑缺血前赐与SOD，可显着淘汰脑构造的梗死体积。但过量的NOS抑制剂也可克制脑血管内皮的NOS活性，使内皮细胞孕育发生的NO淘汰，拦阻了脑血管扩张，并淘汰了对血小板粘附克制作用，反而加重脑毁伤。
4.NO的临床应用
如前所述，现在临床应用NO重要是采用吸入NO的要领来治疗患者〔13〕。吸入前，NO气体应与N2预混成(100～1000)×１０－１２mol/L 的浓度贮于钢瓶中，使用前只管即便收缩NO与O2的打仗时间，以淘汰NO２的生成，稀罕的Na2CO3可吸取NO２，使其浓度低落。NO具有高度亲脂性，吸入NO不光可直接到达肺泡孕育发生血管舒张作用，而且可穿过支气管上皮屏蔽，到达支气管平滑肌从而使其舒张。Dupuy等〔１４〕的研究证实，对乙酰甲胆碱诱发的支气管痉挛豚鼠吸入（5～300）×１０－１２mol/L的NO，其气道痉挛可以逆转，并具有剂量依赖性。进一步的研究评释，雾化吸入可开释NO的S-硝基-N-甲基青霉胺也可使气道阻力降落。Foubert等〔１５〕给哮喘和慢性壅闭性肺疾患(COPD)患者及健康比力组吸入80×１０－１２mol/L的NO，发明哮喘组气道应声性低落，而COPD 组及健康比力组则无此发明。上述研究虽评释吸入NO有舒张支气管和低落气道阻力作用，但吸入高浓度NO则可孕育发生毒性应声。这重要由于NO可与氧团结形成二氧化氮（NO２），后者有很强毒性作用。实验评释NO２浓度>50×１０－１２mol/L可立刻引起肺水肿；如果NO>5000×１０－１２mol/L时，NO还可与血红卵白迅速团结形成高铁血红卵白血症，并使外貌活性物质失活引起紧张肺水肿。吸入低浓度（<50×１０－１２mol/L）NO险些无毒性应声，当吸入浓度<10×１０－１２mol/L时，血红卵白与NO团结者占0.13%，所形成的高铁血红卵白占0.2%。给兔吸入43×１０－１２mol/L的NO和3.6×１０－１２mol/L的NO２(一连6日)后，光镜下未见肺水肿；给小鼠吸入10×１０－１２mol/L的NO，6个月后未见高铁血红卵白含量升高，但可见脾脏增大和胆红素轻度增高。因此美国职业清静健康署划定事情时NO浓度应低于25×１０－１２mol/L，现在治疗患者时推荐吸入NO浓度应<50×１０－１２mol/L。
5.结论与预测
综上所述，NO是一种重要的病理生理因子，由于NO的两面性作用使其在急危重症疾病的发病及治疗中具有重要意义，因而越来越受到珍视。低浓度NO具有对血管、支气管平滑肌的舒张作用，高浓度NO具有细胞毒性作用，表现为与血红
卵白团结生成高铁血红卵白血症及使肺泡外貌物质失活，细胞功效变性坏死，DNA 脱氨基等。现在在NO研究中仍有许多题目需要解决，如：(1)肯定浓度的NO具有舒张血管、支气管平滑肌作用，高浓度则孕育发生构造及细胞毒性作用，在治疗中，怎样使吸NO浓度到达最有用最清静的浓度，屏弃其毒性作用。(2)怎样探求一种选择性克制i-NOS的物质，使体内NO孕育发生适量并发挥生理作用。(3)分析NO与疾病发病历程中炎细胞介质和细胞因子之间的关连，确定NO在发病机制中的职位地方。信托随着对NO研究的不停希望，这些题目会渐渐得到解决，从而为急诊医学领域的急危重症疾病的研究和预防治疗提供新的思绪。
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