设为首页 | 加入收藏
文献检索:

氧化低密度脂蛋白在动脉粥样硬化发病机理中的作用


□ 罗朝淑 万英 李著华

摘 要:

动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)是一种严重影响人类健康的疾病。特别是心脑血管硬化。在发达国家属于死亡率最高的疾病。近年来,我国心脑血管硬化的发病率也逐年增高。最近的研究表明。低密度脂蛋白(low-density lipopmtein,LDL)在动脉粥样硬化的发生发展中起着非常重要的作用,动脉粥样硬化的发生、发展与低密度脂蛋白受到氧化修饰有关。天然的LDL中含有大量不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid,PUFA),


【关键词】  动脉粥

  动脉粥样硬化(atherosclerosis,as)是一种严重影响人类健康的疾病,特别是心脑血管硬化,在发达国家属于死亡率最高的疾病。近年来,我国心脑血管硬化的发病率也逐年增高。最近的研究表明,低密度脂蛋白(low-density lipoprotein,ldl)在动脉粥样硬化的发生发展中起着非常重要的作用,动脉粥样硬化的发生、发展与低密度脂蛋白受到氧化修饰有关。天然的ldl中含有大量不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid,pufa),容易发生自身氧化,形成氧化低密度脂蛋白(oxidized ldl,ox-ldl)。近年来研究认为,ldl促进动脉粥样硬化的发生发展主要通过oxldl的作用得以实现。现将oxldl与动脉粥样硬化之间的关系综述如下:

  1 oxldl的形成和分类

  1.1 oxldl的形成  天然的ldl中含有大量的不饱和脂肪酸,在氧自由基及其他多种氧化剂的作用下可生成脂类自由基,介导产生更多的过氧化脂质引起连锁的链式反应,最终形成多种活性醛。这些活性醛与ldl中的脂质蛋白apob结合,产生新的抗原决定族,形成oxldl。ldl在体内可通过三种形式发生氧化修饰而形成oxldl:(1)细胞介导ldl氧化修饰。研究发现与内皮细胞共同孵育的ldl被巨噬细胞摄取的速度快,并在孵育的基质中发现了脂质过氧化物,认为内皮细胞可以氧化修饰ldl,随后研究发现巨噬细胞、血管平滑肌细胞、单核细胞都可以氧化修饰ldl。这一细胞介导的ldl氧化修饰又称为生物氧化修饰ldl;(2)化学氧化修饰ldl。ldl中的多价不饱和脂肪酸容易被一些过渡金属(如cu 2+ 和fe 3+ 等)氧化修饰,或由磷脂酶a2使卵磷脂部分水解产生溶血卵磷脂和多聚不饱和脂肪酸,或由细胞内的脂加氧酶作用于ldl产生氧自由基,氧自由基(o-2?)和羟自由基(oh?)攻击ldl,形成不 饱和脂肪酸自由基;(3)其他形式的氧化修饰。物理方法如紫外线、钴60或过氧化酶类等均可对ldl进行氧化修饰。近年来对动物和人体动脉粥样硬化斑块的免疫组化和生化分析发现mpo、inos等酶类与体内ldl的氧化有关 [1,2] 。

  1.2 oxldl的分类  oxldl由氧化程度不同的ldl颗粒组成,ldl中脂类过氧化物除完全氧化的颗粒以外,也可以产生轻微氧化的ldl颗粒即mm-ldl [3] ,因此按存在的氧化ldl颗粒的氧化程度分为2种,即微氧化的ldl(mm-ldl)和广泛氧化的ldl(oxldl),mm-ldl中脂类过氧化物的分解处于早期阶段,apob处于原始状态,而完全氧化的ldl已进行广泛的脂类过氧化从而导致apob的修饰。mm-ldl和oxldl在生物学特性上差异很大。主要表现在:①对细胞生理功能影响不同。ox-ldl可诱发很强的细胞毒性作用,影响花生四烯酸的代谢,抑制胆固醇酯化作用等,而mm-ldl则可显著诱导内皮细胞的组织因子的表达。②广泛氧化修饰消耗ldl内源性抗氧化物质,使ldl上的维生素e含量下降,而微氧化修饰无上述改变;③完全氧化修饰涉及脂质过氧化反应,ldl中的pu-fas被氧化,而微氧化对ldl修饰,是直接和apob-100结合成希夫氏碱,脂质过氧化反应轻微;④广泛氧化ldl在氧化程度低时,apob降解,在氧化程度高时,apob又可发生再聚合。微氧化修饰的ldl,apob无降解、聚合反应发生;⑤ox-ldl产生的荧光峰波长为430nm,而mm-ldl的荧光峰波长>460nm。mm-ldl经轻微氧化后仍能被ldl-r识别,由于经ldl-r途径的摄取受细胞内胆固醇含量的负反馈调节,因而不引起脂质在血管壁积聚,而oxldl不被ldl-r识别,,主要由巨噬细胞表面表达的受体识别,这些受体主要有清道夫受体sr-a和sr-b,最近研究表明lox-1、macrosialin、cd68等也能识别广泛氧化的ldl [4] ,也有学者认为已知存在于巨噬细胞表面的清道夫受体均非oxldl受体 [5] ,sawamura等 [6] 发现oxldl在血管内皮细胞的摄取和降解可以通过与巨噬细胞清道夫受体不同的受体进行,他们把介导这一生物学功能的受体称为凝集素样氧化型低密度脂蛋白受体-1即lox-1。lox-1与其他已经发现的oxldl受体包括a类和b类清道夫受体以及cd68都没有任何结构上的同源性 [7] 。目前比较一致的看法认为清道夫受体sr-a和sr-b、lox-1、macrosialin、cd68等都能识别广泛氧化的ldl即oxldl [4] 。

   2 oxldl与动脉粥样硬化发生发展的关系及其机制

   2.1 oxldl诱导血管内皮细胞损伤及其机制  血管内皮细胞为一层覆盖在血管腔内表面的单层细胞,对于维持血管结构和功能的完整性具有重要的作用,除了发挥屏障作用外,还参与或调节凝血、炎症过程中白细胞的黏附、血管的紧张性和血管平滑肌的增殖等。oxldl能够引起血管内皮细胞功能障碍和内皮细胞损伤,这一作用是启动动脉粥样硬化发生的重要环节。近年来随着对细胞凋亡检测手段的日益完善,已经明确oxldl诱导内皮细胞凋亡是动脉粥样硬化发生的始动环节 [8-11] 。

  oxldl具有细胞毒性作用,可以直接损伤内皮细胞本身。有研究发现,oxldl作用24小时后,内皮细胞f-actin微丝明显破坏、断裂、稀疏、分布紊乱 [12] 。这一作用可能导致内皮细胞通透性增加,细胞间隙增大从而有利于脂质成分通过内皮层进入内皮下。此作用可能是oxldl导致动脉粥样硬化形成的机制之一。目前研究认为钙离子浓度升高可能介导oxldl内皮细胞的损伤作用。isabelle等 [13] 也发现内皮细胞的凋亡在一个持续和滞后的细胞质ca 2+ 峰后出现,如用egta将胞外ca 2+ 鳌合或用ca 2+ 通道阻滞剂会阻断ca 2+ 峰和内皮细胞的凋亡。stefanie等 [14] 发现oxldl诱导内皮细胞凋亡与增加cpp32样蛋白酶的活性有关。cpp32作为主要酶可诱导蛋白水解,专一性抑制cpp32的活性则可完全阻断oxldl诱导的细胞凋亡。也有学者认为oxldl能促进细胞色素c从线粒体中释放到细胞质中,损坏了线粒体膜,进而诱导内皮细胞的凋亡 [15] 。

  2.2 oxldl募集单核细胞并诱导泡沫细胞形成  一方面oxldl直接吸引血液中的单核细胞,另一方面oxldl又能激活内皮细胞,促进趋化因子、黏附分子、粒细胞-单核细胞集落刺激因子(gmcsf)和单核细胞集落刺激因子(m-csf)分泌,进而刺激循环血液中的单核细胞黏附于血管内皮细胞,迁移入内皮下,并增生和分化为巨噬细胞。m-csf诱导巨噬细胞表面清道夫受体的表达,使oxldl摄取增多超过巨噬细胞的清除能力,促使巨噬细胞泡沫化。

  2.3 oxldl作为抗原形成抗原抗体复合物促进动脉粥样硬化的形成  研究报道,动脉粥样硬化患者及试验动物中可检测出oxldl自身抗体,动脉粥样硬化损伤处有特异性抗原及巨噬细胞和t细胞,偶见b细胞 [16,17] ,表明oxldl自身免疫参与了动脉粥样硬化的形成 [18~20] ,现已确认oxldl是一种重要的抗原,刺激机体产生抗体后与之结合形成抗原抗体复合物后促进巨噬细胞通过清道夫受体、fc受体及非特意性吞噬等多种途径摄取oxldl,从而促进巨噬细胞进一步演变为泡沫细胞。

  2.4 oxldl诱导血管平滑肌细胞的增生和凋亡  血管平滑肌位于血管中膜层,oxldl引起平滑肌细胞从血管中膜移行入内膜,并通过诱导巨噬细胞、血管内皮细胞及血小板细胞产生血小板源性生长因子(pdgf)和碱性成纤维细胞生长因子 (bfgf),促进平滑肌增生,并分泌基质使血管内膜增厚。而且bfgf诱导平滑肌细胞表面清道夫受体表达,导致平滑肌细胞内吞oxldl,平滑肌细胞吞噬大量oxldl后形成泡沫细胞。oxldl中溶血卵磷脂与平滑肌细胞增殖关系密切。研究还发现oxldl中的氧固醇产物,如7-β-羟固醇和7-酮固醇与平滑肌细胞的凋亡密切相关,其作用机制可能与bcl-2密切相关,实验证明高表达bcl-2能抑制oxldl所引起的平滑肌细胞凋亡 [21] 。

  2.5 oxldl抑制内皮细胞合成和释放no  no具有松弛血管平滑肌、抑制血小板集聚及作为递质进行神经传导的功能。体外试验研究发现oxldl能抑制内皮细胞合成和释放no [22] ,继而损伤舒血管特性,增加血管的紧张性,血小板集聚功能增强,加速动脉粥样硬化的形成。在心血管系统中no是内皮细胞衍生生长因子(edrf)的来源,edrf在调节血管张力中作用显著,动脉粥样硬化病人或无动脉粥样硬化的高脂血症病人,其动脉中edrf活性都是降低的。oxldl能损伤血管内皮合成和释放no的功能,其机制可能涉及nos的基因调控和活性调节,也可能仅仅是ldl氧化过程中生成的超氧阴离子对细胞外no的灭活增加所致。而最近研究表明oxldl可以显著抑制内皮细胞、巨噬细胞no合成酶基因表达,从而抑制no合成。

   2.6 oxldl促血栓形成  一方面oxldl抑制前列腺素i 2 合成酶,使前列腺素i 2 (pgi 2 )合成减少,激活血小板环氧化酶,使血栓烷a 2 (txa 2 )产生增加,破坏了pgi 2 /txa 2 的平衡,促血小板集聚,引起血管痉挛和血栓形成,另一方面oxldl作用于内皮,可导致局部血液凝固机理的紊乱,引发纤维蛋白在血管壁沉积,是动脉粥样硬化发生发展中的重要环节。同时,oxldl也可诱导内皮组织因子的促凝活性,内皮细胞从抗凝向促凝转换的关键步骤就是tf的产生,从而加速因子ⅹ及因子ⅸ的激活,导致血栓形成。

  3 oxldl的检测及其展望

  在循环血液中,采用多种不同的试验方法可检测到体内ldl氧化产物的存在。已有学者用elisa方法在患冠心病的病人和正常对照者血浆中检测到oxldl,前者的血浆中oxldl的浓度是对照组的2倍 [23] 。此外,近年来的研究显示oxldl能刺激机体产生自身抗体 [24] ,可用免疫学的方法来加以测定。此方法是利用丙二醛(malondialdehyde,mda)来修饰ldl或用cu 2+ 来氧化ldl。将ox-ldl结合在固定态上,然后再用碘125标示或过氧化酵素标示的抗人体免疫球蛋白(anti-igg)来加以测定。到目前为止,有多种oxldl抗体用于检测oxldl水平,其结果也不一致。这是由于ldl氧化产生的过氧化物均可同apob发生反应,因此oxldl颗粒上同时存在多种特异的抗原位点。目前mda-ldl已被广泛运用于检测oxldl水平。但由于mda-ldl不完全等同于oxldl,因此当前有待解决的问题是检测何种oxldl位点对临床更有价值,系统地分析针对不同oxldl位点的自身抗体、ldl循环免疫复合物及oxldl自身不同位点,并同其他脂质过氧化、炎症反应指标进行对比研究,正确评价oxldl在动脉粥样硬化中的作用。血浆oxldl水平有望成为动脉粥样硬化危险性的新的预测指标,尤其是结合相关检测指标后可成为冠状动脉粥样硬化预测的新指标,从而在冠心病的预防中起到重要的作用。此外,我们在了解了动脉粥样硬化形成的机制后,有望通过应用某些抗氧化剂阻断其作用。在动物实验中用一些不同的抗氧化剂可抑制动脉粥样硬化的发生,人群流行病学调查结果也支持抗氧化剂在预防动脉粥样硬化临床事件中的作用。

  参考文献

  1 wu r,huang yh,elinder ls,et al.lysophosphatidyl choline is in-volved in the antigenicity of oxdised ldl.arterioscler thromb vasc biol, 1998;18(4):626~630.

  2 friedman p,horkko s,steinberg d,et al.correlation of antiphospho-lipid antibody recognition with the structure of synthetic oxidized phospho-lipids.importance of schiff base formation and aldol concentration.j biolchem,2002;277(9):7010~7020.

  3 berliner j a,navab m,fogelman a m,et al.atherosclerosis:basic mechabisms-oxidation,inflammation,and genetics.circulation,1995;91(9):2488~2496.

  4 boullier a,bird da,chang mk,et al.scavenger receptors,oxidized ldl,and atherosclerosis.ann n y acad sci,2001;947(1):214~223.

  5 张天泰,杜冠华.凝集素样氧化型低密度脂蛋白受体的病理作用和药物靶点研究.国外医学药学分册,2004;31(4):204~209.

  6 sawamura t,kume n,aoyama t,et al.an endothelial receptor for oxidized low-density lipoprotein.nature,1997;386(6620):73~77.

  7 nagase m,abe j,takahashi k,et al.genomic organization and regu-lation of expression of the lectin-like oxidized low-density lipoprotein recep-tor(lox-1)gene.j biol chem,1998;273(50):33702~33707.

  8 harada sm,kinoshita m,kamido h,et al.oxidised low density lipoprotein induces apoptosis in cultured human umbilical vein endothelial cells by common and unique mechanisms.j biol chem,1998;273(16): 9681~9687.

  9 bombeli t,karsan a,tait jf,et al.apoptosis in the vascular en-dothelial cells become procoagulant.blood,1997;89(7):2429~2442.

  10 bombeli t,schwartz br,harlan jm.endothelial cells undergoing apoptosis become proadhesive for nonactivated platelets.blood,1999;93(11):3831~3838.

  11 mallat z,hugel b,ohan j,et al.shed membrane microparticles with procoagulant potential in human atherosclerotic plaques:a role for apoptosisin plaque thrombogenicity.circulation,1999;99(3):348~353.

  12 陈玉成,梁玉佳,刘瑞,等.氧化低密度脂蛋白对血管内皮细胞骨架的损伤及其机制,心血管康复医学杂志,2004;13(4):320~348.

  13 isabelle eb,meilhac o,pieraggi mt,et al.oxidized ldls induce massive apoptosis of cultured human endothelial cells through a calcium-de-pendent pathway:prevention by aurintricarboxylic acid.arteriosclerthromb vasc biol,1997;17(2):331~339.

  14 dimmeler s,haendeler j,galle j,et al.oxidized low-density lipopro-tein induces apoptosis of human endothelial cells by activation of cpp32-like proteases:a mechanistic clue to the‘response to injury'hypothesis.circu-lation,1997;95(7):1760~1763.

  15 walter dh,haendeler j,galle j,et al.cyclosporin a in inhibits apoptosis of human endothelial cells by preventing release of cytochrome c from mitochondria.circulation,1998;98(12):1153~1157.

  16 hansson gk,immune mechanisms in atherosclerosis.arteriosclerthromb vasc biol,2001;21(12):876~890.

  17 walter dh,regulation of immune mechanisms in atherosclerosis.annny acad sci,2001;947(1):157~165.

  18 dotevall a,hulthe j,rosengren a,et al.autoantibodies against oxi-dized low-density lipoprotein and c-reactive protein are associated with dia-betes and myocardial infarction in women.clin sci(london),2001;101(5):523~531.

  19 吴文娟,庄庆祺,吴满平,等.血清中丙二醛修饰低密度脂蛋白自身抗体的测定及意义.上海医科大学学报,1998;25(5):331~332.

  20 palinski w.rabbit and human atherosclerotic lesions contain igg that recognizes epitopes of oxidized ldl.arterioscler thromb,1994;14(1):32 ~40.

  21 lizard g,lemaire s,monier s,et al.induction of apoptosis and in-terleukin-1beta secretion by7-beta-hydroxy-cholesterol and7-ketocholes-terol:partial inhibition by bcl-2overexpression.febs-lett,1997;419(2-3):276~80.

  22 mukherjee s,coaxum sd,maleque m,et al.effects of oxidized low density lipoprotein on nitric oxide synthetase and protein kinase c activities in bovine endothelial cells.cell mol biol-(noisy-le-grand),2001;47(6):1051.

   23 杨永宗,阮长耿,唐朝枢,等.动脉粥样硬化性心血管病基础与临床.科学出版社,2004:57~80.

  24 王拥军,温玫.氧化型低密度脂蛋白的制备.首都医学院学报,1996;17(1):32~35.

......(未完,请点击下方“在线阅读”)

特别说明:本文献摘要信息,由维普资讯网提供,本站只提供索引,不对该文献的全文内容负责,不提供免费的全文下载服务。

关于我们 | 网站声明 | 合作伙伴 | 联系方式 | IP查询
金月芽期刊网 2021 触屏版 繁體版 电脑版 京ICP备13008804号-2