血管紧张素Ⅱ与心肌梗塞后心室重构的研究状况

【关键词】  心室重构；心肌梗塞；血管紧张素Ⅱ

　　心肌梗塞(MI)是心脏的急重症，MI后出现的心室重构是发生慢性心力衰竭(CHF)的主要病理基础，严重地影响MI的预后，所以必须积极预防心室重构，才能提高MI后的生存质量，血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)在MI后出现的心室重构具有重要的作用，抑制或阻断AngⅡ均可取得良好的临床效果。

　　1  心室重构的定义
   
　　MI后心室容积、形状、室壁厚度、心肌结构和超微结构等方面发生改变使得心室进行性扩张和外形改变，这种现象被称为“梗塞后心室重构”，是临床上MI后发生CHF的主要病理基础。因此，预防MI后的心室重构是预防心力衰竭不容忽视的一个重要环节。

　　2  心室重构的病理生理
   
　　MI后的心室重构包括以下3个方面：梗塞区扩大、非梗塞区的心肌重构，全心室扩张。

　　2.1  梗塞区扩大  MI后梗塞心肌不成比例地变薄、扩张，梗塞面积进一步扩大，导致早期心腔的局部扭曲和扩张。梗塞区扩大的细胞学机理主要是梗塞区坏死心肌的断裂、细胞间隙的缩小、细胞的伸长或心肌细胞的滑动。Weisman等［1］的研究认为，心肌纤维束滑移所致的肌束重新排列可能是引起室壁全层细胞数减少，进而成为梗塞区扩大变薄的原因。在肉眼下可见局部室壁变薄延长，心腔局部扩大膨出。

　　2.2  非梗塞区的心肌重构  Ⅰ型和Ⅲ型胶原的改变是梗塞后愈合过程的一个重要因素。除了梗塞区的胶原沉积，非梗塞区亦发生反应性的间质纤维化，这些心肌重构对心脏功能具有很大影响［2］。非梗塞区胶原重构包括两个方面，一方面是心肌细胞的重构，即心肌细胞的肥大和心室扩张。研究显示［3］在术后1、3天时左室重量低于假手术组，可能与梗塞区的坏死吸收使左室重量减低有关。7天以后左室重量开始增加，到42天时与假手术组相似，表明左室存活心肌发生肥厚、扩大，同时有右室肥大发生；另一方面是细胞外基质的重构。非梗塞区胶原含量在术后3天开始升高，以后逐渐增加；但Ⅰ/Ⅲ比值在第3天和第7天略有下降，表明早期以Ⅲ型增生为主。14天时Ⅰ/Ⅲ比值升高，表明此期以Ⅰ型增生为主。42天时Ⅰ/Ⅲ比值下降，但仍高于假手术组，表明非梗塞区的胶原生化改建与梗塞区略有不同。

　　2.3  全心室扩张  MI后除了发生梗塞区扩大和非梗塞区的心肌重构，全心室仍可发生一系列的形态和结构改变，表现为室壁张力增加，心肌肥厚，进行性的心室扩张和扭曲，这些变化称为全心室扩张［4］。MI后，由于梗塞区心肌纤维排列紊乱，破坏了心肌纤维肌束间正常收缩构型，收缩功能丧失，心室每搏量减少，左心室充盈压增加。神经激素如儿茶酚胺，肾素和血管紧张素等被激活，存活的心肌受到刺激而收缩力量增强，另外，心脏通过Frank-starling机理，使舒张期容量增加，以保持充盈压和每搏量的正常。这些改变导致心肌伸长和非梗塞节段长度的增加以及心腔扩张。当上述两种代偿反应不能再维持正常的血流动力学状态时，发生了第3个代偿反应即心肌肥厚［4］：当容量负荷过重时，舒张压增加，引起舒张期室壁张力增加，一系列新的肌节增加和肌纤维延长，产生离心性肥厚，导致心腔扩张，使得舒张压恢复正常；当心室腔压力负荷过重时，收缩期室壁压力急剧增加，肌小节平行复制，室壁增厚，产生向心性肥厚，增厚的室壁代偿性地使收缩期室壁所承受的压力得到缓解。而肥大的心肌内新生毛细血管不足，造成心肌缺血硬化，此外，心肌细胞本身代谢也有改变。左心室重构时B肌球细胞蛋白重链、A肌动蛋白、V3型肌球蛋白表达增加，磷酸肌酸激酶构型改变等均反应了能量代谢的变化，能量代谢障碍加剧了心功能不全的发生，促使心脏进一步扩大。

　　3  AngⅡ在心室重构中的作用
   
　　在心室重构过程中，肾素—血管紧张素—醛固酮系统(RAS)起着极为重要的作用。血管紧张素(Ang)是一个完整的家族，除了人们所熟知的AngⅡ(1-8)，还有AngⅢ［Ang-(2-8)］、AngⅣ［Ang-(3-8)、Ang-(3-7)］等。AngⅡ是RAS最重要的效应分子，它不仅参与了血流动力学和非血流动力学作用，包括对血压、水、电解质平衡的影响，并且左心室重构、心肾纤维化、血管形态功能的改变及内皮功能的损害等均由AngⅡ受体介导。
   
　　AngⅡ可直接作用于心肌细胞和间质细胞启动重构，Higaki等［5］报道，用人类血管转换酶(ACE)基因转染的大鼠心肌组织的转基因模型中，心肌组织ACE活性显著增加，心肌细胞肥大和胶原含量增加，表明AngⅡ可通过自分泌或旁分泌的方式而不依赖血流动力学的因素，直接促使心室肥大和纤维化。利用转基因技术增加心肌局部和循环AngⅡ水平，前者与心肌细胞肥大及间质纤维化有关，而后者引起的血流动力学改变则协同发生心室肥厚［6］。AngⅡ还可刺激内皮素(ET21)、醛固酮(ALD)、心房肽(ANP)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白介素(IL21、IL22)等激素及细胞因子的释放，这些活性物质增加可促进心肌细胞肥厚和间质细胞增殖，共同参与左心室重构的过程。

　　4  AngⅡ受体在心室重构中的作用

　　4.1  AngⅡ受体的结构和生理  AngⅡ受体(ATR)可分为AT1R、AT2R、AT3R、AT4R 4种，其中AT1R又包含AT1aR、AT1bR两个亚型，在人类仅发现AT1R和AT2R［7］。AT1R和AT2R均为G蛋白偶联受体，7次跨膜的α螺旋结构，两者只有34%的氨基酸系列同源。胞外N端为配体结合结构域，对AngⅡ均有高亲和性，胞内C端含有多个丝氨酸/苏氨酸(Ser/Thr)氨基磷酸化位点。当N端结合结构域与配体结合后，ATR构象发生改变，而引发胞内靶蛋白的磷酸化级联反应，将胞外信号传递到胞内。AT1R与二苯咪唑(如Losartan)有高亲和性，而AT2R与四氢咪唑(如DP123319)有高亲和性。ATR在血管平滑肌、心肌、肾脏、肾上腺髓质等组织均有丰富表达，胚胎期AT2R表达水平很高，出生后表达水平骤然下降，成年期AT2R表达水平极低，但在某些病理条件下，如高血压左心室肥厚和心力衰竭的心脏、实验性心肌梗塞的梗塞区心肌、血管损伤和炎症的动脉等部位AT2R表达增强［8］。

　　4.2  ATR与心室重构  　AngⅡ与其受体结合后，可产生多种重要的生理效应，包括血流动力学和非血流动力学作用。AngⅡ-AT1R介导的左心室重构既可是左心室心肌细胞肥大，也可是间质增殖。在体外细胞培养或体内AngⅡ均可直接引起幼年或成年大鼠以及人的心脏间质成纤维细胞的增殖，细胞表型的转换，细胞外基质(ECM)、层粘蛋白(laminin)、Ⅰ型、Ⅲ型胶原［9］等的合成增多，并抑制ECM降解酶和基质金属蛋白酶(MMP)，抑制ECM的降解。这些作用改变了心肌细胞与邻近毛细血管间间质的组成和排列，导致心肌细胞摄取氧及代谢障碍，损害心肌功能。AngⅡ可刺激心肌成纤维细胞产生多种促生长因子，如转化生长因子β1(TGF2β1)、血小板源性生长因子AA(PDGF2AA)等［10］，这些因子起到促生长增殖的作用。AngⅡ引起的间质细胞增殖和心肌细胞肥大主要是由AT1aR介导的，但AT1aR不是介导这一过程所必需的受体。最近研究发现［11,12］，基因敲除AT1a受体(保留AT1bR)的大鼠，缩窄其主动脉仍可表现为左心室重构高度肥厚，这种压力负荷增加，AngⅡ介导的心肌肥厚，在AT1aR缺乏时可由AT1bR介导，若基因敲除AT1R两个亚型则多表现为表型异常，如肾脏畸形、低血压、低出生率等。Harada等［11］使用低剂量AngⅡ在不升高血压的情况下，可诱发野生型小鼠心肌肥厚，而对基因敲除AT1aR的小鼠则无此作用，表明AngⅡ主要是通过AT1aR介导的心室肥厚。

   
　　此外，AngⅡ通过两种不同的受体亚型起着相互拮抗的生理效应。在培养的乳鼠心肌细胞和成纤维细胞的研究中发现［13］，AT1R受体介导细胞生长，对心肌细胞具有营养效应，在负责心室重建中起到重要作用，而AT2R兴奋则抑制AT1R依赖性生长，AT1R阻断后可引起培养乳鼠心肌细胞凋亡。
　
　　5  以Ang为靶点的药物心室重构
   
　　心室重构是心血管事件重要的危险因素，逆转左心室重构是目前心血管疾病治疗的重要课题，大量临床实验证实［14］，血管紧张素转换酶抑制剂(ACEI)和血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂(ARB)均可逆转左心室肥厚，改良心室重构，但两者作用于RAS的不同部位，ACEI通过降低AngⅡ水平，抑制AT1R，但同时也抑制了病理状态下上调的AT2R，而ARB仅阻断AT1R，AT2R活性却得以加强，两者对心力衰竭和心脏病理性肥厚产生不同的效应，尚有待更严格和长期的观察。

　　5.1  ACEI  既往的研究发现［15］卡托普利在急性心肌梗塞后应用对心脏有保护作用，可以减少心室扩张，室间隔肥厚和非梗塞组织的纤维化。但部分研究认为［16］，ACEI的心肌重构保护作用源于分子中巯基的作用。研究表明［16］，具有巯基(如卡托普利)或无巯基(如依那普利)的ACEI类药物均可改善患者的预后。ACEI逆转重构的机理主要有：①降低心脏前后负荷，减小心室充盈压和左室舒张末期容量，使左室压力-容量曲线左移，以减少心室扩张，改善心功能；②影响胶原代谢，减少非梗塞区的胶原沉积和纤维化过程，抑制非梗塞区的扩展。
   
　　迄今已进行了依那普利左室功能障碍研究(SOLVD)、卡托普利左室扩大生存研究(SAVE)、急性心肌梗塞雷米普利疗效研究(AIRE)、群多普利心脏评估研究(TRACE)等数十项大型临床试验，结果表明：①ACEI可以降低CHF患者总病死率16%～28%。②可显著改善心肌梗塞后CHF患者的预后。③能缓解CHF患者的症状，包括呼吸困难减轻、运动耐受性提高、因病情恶化而需急诊住院者减少。④可改善左心室功能，提高左室射血分数(LVEF)。⑤应用ACEI后可减少利尿剂用量，从而减轻利尿剂所致的低钾血症、低钠血症等不良代谢反应。⑥可防止、延缓CHF的发生和进展。

　　5.2  ARB  ARB和ACEI均有抑制交感神经活性和肾素活性、逆转心室重塑的功效，但作用机理亦有所不同：①ACEI通过抑制血管紧张素转换酶活性，使AngⅠ转化为AngⅡ减少，而ARB直接作用于心脏、肾、血管壁上的AT1受体，使AngⅡ与其受体结合减少，作用减弱。②在心肌中，AngⅡ的生成仅一小部分通过ACE途径，大部分通过胃促胰酶途径，ACEI对后者无抑制作用。而ARB可阻断AngⅡ生成的各条途径，使外周血管扩张，水钠潴留缓解，心脏前、后负荷减轻。③长期应用ACEI，会使血中醛固酮浓度增高，被称为“醛固酮逃逸现象”。ARB则不会产生此现象。④应用ARB时，血中AngⅡ水平升高，后者激活AngⅡ的Ⅱ型受体，使钾离子通道开放，心肌细胞内钾浓度升高，起到保护心肌作用;能抑制细胞增殖，减轻心肌细胞周围的纤维组织增生、加速细胞凋亡；对心肌有正性变时变力作用，改善心功能。⑤ACEI抑制缓激肽分解酶，ARB无此效应。近期对MI后早期有明确的左室功能不全患者的一项研究显示［17］：ARB的获益并不亚于ACEI，但在患者耐受性方面没有优势。ARB和ACEI合用不能改善预后，会导致更多副作用。对于因咳嗽和血管神经性水肿而不能耐受ACEI的患者，坎地沙坦和缬沙坦已被证实对减少住院时间和病死率有益［18，19］。联合应用ACEI和ARB较单独使用任意一种可明显减小左室容量［20］。在两个研究中［18,20］，两种制剂合用可在一定程度上缩短住院时间，其中一个研究［18］还证实了联合治疗有减少总病死率的趋势，但这一结果在另一研究［20］中没有显示。

　　6  展望
   
　　MI后心室重构的治疗已从改善血流动力学模式向神经内分泌调整模式转变，而ACEI和ARB在治疗中的地位确立正是这种模式转换的最好诠释［21］。尽管心室重构的临床治疗已取得很大进展，但心室重构的机理尚未完全明了，各种逆转心室重构的药物的作用机理、临床疗效以及在各年龄组的适应剂量等问题都有待于进一步探讨。

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