细胞凋亡与心血管疾病关系的研究
细胞自噬与疾病的关系

细胞自噬与疾病的关系细胞自噬是一种细胞内自我降解和回收的过程,它在维持细胞内稳态和适应环境变化中发挥着重要的作用。
近年来的研究表明,细胞自噬与疾病之间存在着密切关系。
本文将探讨细胞自噬在多种疾病中的作用,并着重探讨一些具体实例。
1. 细胞自噬与癌症癌症是一种细胞增殖异常的疾病,而细胞自噬在抑制肿瘤发生中起到了重要的作用。
研究发现,细胞自噬能够清除细胞内的异常蛋白质和有害物质,并促进受损DNA的修复。
这些功能使得细胞自噬在细胞发生癌变时能够迅速清除异常细胞,从而抑制肿瘤的发展。
然而,一些研究也发现,在肿瘤早期阶段,细胞自噬可能会促进肿瘤细胞的生存。
因此,细胞自噬在癌症发生和发展中的作用还需要进一步研究。
2. 细胞自噬与神经退行性疾病神经退行性疾病如阿尔茨海默病、帕金森病和亨廷顿舞蹈症等,通常与细胞内蛋白质异常积聚有关。
细胞自噬在这些疾病中扮演着清除异常蛋白质的重要角色。
研究表明,细胞自噬通过将异常蛋白质包裹成自噬体,将其降解掉,有助于维持神经细胞的健康。
然而,在某些神经退行性疾病中,细胞自噬功能受损,导致异常蛋白质在细胞内积聚,从而加速疾病的进展。
因此,细胞自噬在神经退行性疾病的治疗中可能成为一个重要的研究方向。
3. 细胞自噬与心血管疾病心血管疾病是目前世界范围内最主要的致死疾病之一,而细胞自噬在心血管疾病的发生和进展中也起到了重要作用。
研究发现,细胞自噬能够清除心血管细胞内的氧化应激物质,并保护心血管细胞免受损伤。
此外,细胞自噬还参与调节心血管细胞的凋亡和炎症反应,从而对心血管疾病的发展产生影响。
因此,通过调节和促进细胞自噬可能成为心血管疾病治疗的一种潜在策略。
4. 细胞自噬与代谢性疾病代谢性疾病如糖尿病、肥胖症和脂肪肝等,与细胞自噬密切相关。
研究发现,细胞自噬参与了细胞内脂质和葡萄糖代谢的调节过程。
细胞自噬能够降解过剩的脂质和糖类,并维持细胞内的能量平衡。
因此,细胞自噬在代谢性疾病的治疗中也具有潜在的应用前景。
细胞的自噬和凋亡

自噬和凋亡在神经退行性 疾病治疗中的应用
在药物研发中的应用前景
针对自噬和凋亡的调节剂研发,用于治疗癌症、神经退行性疾病等重大疾病。 利用自噬和凋亡机制,开发新型抗感染药物,对抗细菌、病毒等微生物引起的感染。 针对自噬和凋亡的调节剂研发,用于治疗自身免疫性疾病、心血管疾病等常见疾病。 深入研究自噬和凋亡机制,为药物研发提供新的靶点和思路,促进创新药物的研发进程。
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坏死性凋亡:细胞因受到严重损伤 而发生的被动死亡过程,细胞膜破 裂,细胞内容物释放。
凋亡与坏死的区别:凋亡是基因控 制的程序性死亡,而坏死则是细胞 受到严重损伤后的被动死亡。
凋亡与疾病的关系
凋亡在维持细胞稳态中起重要作用,与多种疾病的发生和发展密切相关。
凋亡失调可以导致癌症的发生和发展,因此研究凋亡对癌症治疗具有重要 意义。
发生过程
起始阶段:细胞 受到压力或损伤, 触发自噬信号
扩张阶段:形成 双层膜囊泡,包 裹受损细胞器或 无用蛋白
成熟阶段:自噬 体与溶酶体融合, 降解其所包裹的 内容物
回收阶段:降解产 物被细胞重利用, 为细胞提供能量或 合成新的细胞器
自噬的分类
巨自噬:通过溶 酶体降解细胞质 和细胞器
小自噬:通过溶 酶体膜的内陷包 裹细胞器等成分
细胞的自噬和凋亡
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目录 /目录
0104
自噬和凋亡的 调节机制
03
自噬与凋亡的 相互关系
05
自噬和凋亡的 研究前景
01 自噬
定义和作用
自噬是细胞内物质降解和循环利用的过程 自噬有助于维持细胞稳态和应对压力 自噬能够消除受损的细胞器和蛋白质 自噬对细胞健康和生存至关重要
细胞自噬与疾病发生的关系

细胞自噬与疾病发生的关系随着人们对细胞生物学研究的深入,细胞自噬逐渐成为一个备受关注的话题。
细胞自噬是细胞内部的一种重要的修复机制,其作用是清除过度或者损伤的细胞成分并且回收不良或者无用的细胞物质。
这个过程是复杂的,并且还需要一系列的促进因素和抑制因素来调节它的速率和规模。
最近的研究发现,细胞自噬与多种疾病的发生和进展密切相关。
本文将从细胞自噬和疾病的关系的角度,探讨这个话题。
一、细胞自噬与癌症的关系细胞自噬在癌症的发生和发展中起着重要作用。
癌细胞的增殖大大依赖于凋亡的抑制和细胞周期的加速。
过度的泛素和蛋白酶体功能可能会降低自噬的活性,这样就影响了肿瘤细胞的生长和存活。
研究发现,一些产生癌症的基因(如Bcl-2和PI3K)可以通过抑制自噬过程来提高肿瘤细胞的生长。
因此,研究自噬的途径可能有助于对癌症预防和治疗的进一步研究。
二、细胞自噬和神经退行性疾病的关系自噬和神经退行性疾病之间的联系也是当前研究热点。
研究发现,自噬途径的异常可能会导致神经退行性疾病的发生和进展。
比如,长期以来,已经有许多研究都表明,自噬途径的损伤是老年斑(Alzheimer's Disease)和帕金森(Parkinson's Disease)等神经退行性疾病的发病机制之一。
在老年斑中,自噬过程中参与的ATG基因表达下降,导致β淀粉样蛋白的堆积和细胞器的异常,最终导致神经元的退化。
同样,在帕金森病中,自噬的异常导致有毒异源性蛋白的聚集,引发神经元的不可逆损坏。
因此,通过调整自噬途径的活性,可能会成为预防和治疗神经退行性疾病的一种新策略。
三、细胞自噬与心血管疾病的关系最新的研究结果显示,自噬与心血管疾病的发生和进展之间存在着密切的关系。
目前,研究人员在大规模研究中发现,心肌细胞自噬的程度与心肌梗死和心力衰竭之间存在着直接关系。
此外,动脉粥样硬化患者内皮细胞自噬的异常也会导致炎性反应和斑块的生成。
细胞自噬还通过影响血管平滑肌细胞的凋亡和增殖,从而影响了血管的功能。
细胞因子对心血管系统的影响

细胞因子对心血管系统的影响细胞因子是一类重要的生物分子,它们在维持生命过程中发挥着重要的调节作用。
在心血管系统中,细胞因子的影响尤为显著。
本文将探讨细胞因子对心血管系统的影响。
1. 细胞因子与心血管疾病细胞因子与心血管疾病密切相关。
研究表明,许多细胞因子都参与了心血管疾病的发生和发展。
例如,白细胞介素(IL)-1β、IL-6、IL-8、IL-18等炎症性细胞因子的过度表达会导致心肌细胞的凋亡和心肌纤维化。
而肿瘤坏死因子(TNF)-α、IL-1β等细胞因子的产生则会引起动脉粥样硬化的形成。
此外,CC趋化因子(CCL)、CX趋化因子(CXCL)等趋化因子也会参与动脉粥样硬化的发生和发展。
2. 细胞因子与心血管系统的生理调节细胞因子不仅与心血管疾病密切相关,还参与了心血管系统的生理调节。
例如,肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAS)在维持血压和水盐平衡方面发挥着重要作用。
一些研究表明,细胞因子也能影响RAS的功能。
IL-6、TNF-α等炎症性细胞因子的过度表达会刺激RAS的激活,导致高血压和心血管疾病的发生。
而IL-10等抗炎细胞因子则会抑制RAS的激活,对心血管系统有保护作用。
此外,一些细胞因子还能刺激心肌细胞增生和分化,对心血管系统的发育和再生具有重要作用。
例如,心肌细胞生成素(MGF)能刺激心肌细胞增生和分化,参与心脏的发育和再生。
因此,研究发现,MGF有望成为治疗心脏病的新靶点。
3. 细胞因子与心血管药物的研究由于细胞因子在心血管系统中发挥着重要的调节作用,因此,研究人员正将其应用于心血管药物的研发中。
例如,CCL2和CCL5是趋化因子家族中的两个成员。
一些研究表明,它们对高血压、心血管疾病等慢性疾病的发生和发展发挥了重要作用。
因此,一些药物研究人员正在开发针对CCL2和CCL5的治疗药物,以达到治疗这些疾病的目的。
此外,某些细胞因子也能被用于治疗一些心血管疾病。
例如,心肌梗死后,心肌细胞会发生坏死,使心肌组织的结构和功能丧失。
细胞自噬与代谢疾病

细胞自噬与代谢疾病细胞自噬与代谢疾病之间存在密切的关系。
细胞自噬是细胞通过吞噬和降解自身的细胞器和蛋白质以供能或回收有用物质的过程。
它在维持细胞内物质平衡和应对环境应激等方面起着重要的作用。
然而,当细胞自噬功能受损或紊乱时,将导致多种代谢性疾病的发生和发展。
1. 细胞自噬与糖尿病糖尿病是一种代谢紊乱性疾病,与细胞自噬之间存在密切联系。
研究发现,胰岛β细胞的细胞自噬功能受损会导致胰岛素分泌障碍和胰岛β细胞凋亡,从而引发糖尿病。
另外,细胞自噬调控葡萄糖代谢和胰岛素信号通路的功能,而这些都是维持糖尿病发生前正常代谢的关键因素。
2. 细胞自噬与肥胖症肥胖症是世界范围内广泛存在的慢性代谢性疾病。
细胞自噬在调节脂质代谢和能量平衡方面发挥重要作用。
当细胞自噬功能下降时,过多的脂质无法被降解,从而导致脂肪堆积和肥胖的发生。
此外,细胞自噬与饮食限制相关,通过降解细胞内有害物质和蛋白质得到能量供应,从而维持能量平衡和体重控制。
3. 细胞自噬与心血管疾病心血管疾病是世界范围内主要的致死疾病之一,而细胞自噬在心血管系统中也起着重要的保护作用。
研究表明,细胞自噬能够清除心肌细胞中的有害蛋白质和氧化应激产物,保护心肌细胞免受应激的损害。
此外,细胞自噬还能调节血管内皮细胞的功能,维持血管功能的正常状态。
4. 细胞自噬与神经退行性疾病神经退行性疾病包括阿尔茨海默病、帕金森病和亨廷顿病等,是发达国家中老年人口中的主要致残和致死疾病。
细胞自噬在神经系统中具有清除异常蛋白质和维持神经突触功能的重要作用。
当细胞自噬功能降低时,异常蛋白质和有害物质会积累在细胞中,导致神经细胞的退化和细胞死亡。
综上所述,细胞自噬与代谢疾病之间存在密切的联系。
细胞自噬功能的损害可能导致糖尿病、肥胖症、心血管疾病和神经退行性疾病等代谢疾病的发生和发展。
因此,进一步研究细胞自噬机制,寻找调节细胞自噬的药物靶点,对于预防和治疗代谢疾病具有重要的意义。
细胞的自噬和细胞凋亡

总结与展望
揭示生命的基本过程:自噬和细胞凋亡 是细胞自我更新和维持内环境稳定的重 要机制,研究它们有助于深入了解生命 的基本过程。
药物研发的潜在靶点:自噬和细胞凋亡的 调控机制具有复杂性和多样性,研究它们 可以为药物研发提供新的靶点和策略。
Beclin-1:Beclin-1是自噬的促进因子,其激动剂可增强自噬活性,抑制细胞凋亡。
Bcl-2家族:Bcl-2家族是一组控制细胞凋亡的蛋白质,其抑制剂可诱导细胞凋亡,同时也能增强 自噬活性。
泛素-蛋白酶体系统:通过调节特定蛋白质的降解,影响自噬和细胞凋亡的过程。某些蛋白酶体 抑制剂已被证实能够诱导自噬和细胞凋亡。
疾病治疗的重要方向:自噬和细胞凋亡 异常与多种疾病的发生和发展密切相关, 研究它们可以为疾病治疗提供新的思路 和方向。
促进生命科学领域的发展:自噬和细胞 凋亡研究涉及到多个学科领域,如生物 学、医学、药理学等,研究它们可以促 进生命科学领域的发展和进步。
缺乏有效的药物靶点,难以开 发出针对自噬和凋亡的药物
维持内环境稳定
促进组织发育和再生
参与免疫反应和炎症反应
防止肿瘤发生
自噬和细胞凋亡的 调节机制
营养物质缺乏时,自噬被激活以维 持细胞稳态
生长因子缺乏时,自噬促进细胞存 活ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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细胞器损伤时,自噬清除受损的细 胞器以维持细胞健康
缺氧或氧化应激时,自噬清除受损 的蛋白质和细胞器以减轻细胞损伤
细胞质膜内陷:形成双层膜结构,称为自噬泡 自噬泡与溶酶体融合:形成自噬溶酶体 吞噬目标物质:进入自噬溶酶体中的目标物质被降解 降解产物释放:降解产物通过溶酶体膜上的通道释放到细胞质中供细胞代谢利用
细胞凋亡摗概摝及调控相摙摗信号转导通路

《细胞凋亡的概念及调控相互信号转导通路》一、细胞凋亡的概念细胞凋亡,又称细胞自杀,是一种程序性逝去方式,它在生物体的正常生长和发育过程中起到非常重要的作用。
细胞凋亡可以帮助维持机体内部环境的稳态,排除异常细胞和受到损伤的细胞,对于维护生物体的稳态具有重要的意义。
在细胞凋亡的过程中,细胞内外发生了一系列的变化,如细胞核和细胞质的变性、细胞内吞和细胞质凝固等,这些变化将导致细胞最终逝去。
细胞凋亡是由一系列复杂的信号转导通路调控的,这些信号通路包括内源性和外源性信号通路,它们通过多种细胞因子、蛋白质激酶和受体等分子来调控细胞凋亡过程中的各种分子事件,最终调控细胞凋亡的发生。
在细胞凋亡的过程中,一些关键的细胞调控因子如Bcl-2家族蛋白、半胱氨酸蛋白酶家族、caspase家族等将参与到这些信号通路中,调控细胞的生死命运。
二、细胞凋亡的调控相互信号转导通路1. Bcl-2家族蛋白Bcl-2家族蛋白是一个重要的细胞凋亡调控因子家族,在这个家族中有许多具有调控细胞凋亡功能的成员。
Bcl-2和Bax是这个家族中最常见的成员,它们在细胞凋亡过程中构成一个动态平衡,调控细胞的生死命运。
Bcl-2与凋亡抑制有关,它可以保护细胞免受凋亡的影响;而Bax则与促进凋亡有关,它可以促进线粒体膜通透性的改变,从而引发凋亡的发生。
这两者之间的平衡关系将影响细胞凋亡的发生。
2. 半胱氨酸蛋白酶家族半胱氨酸蛋白酶家族是另一个重要的细胞凋亡调控因子家族,在细胞凋亡的过程中它们将发挥重要的调控作用。
这个家族中有许多重要的成员,如半胱氨酸蛋白酶-3(caspase-3)、半胱氨酸蛋白酶-9(caspase-9)等,它们在细胞凋亡的过程中发挥重要的调控作用。
在细胞凋亡的信号转导通路中,这些半胱氨酸蛋白酶家族成员将参与到一系列蛋白质的分解过程中,从而引发细胞凋亡的发生。
3. c-JUN N端激酶(JNK)JNK是一个与细胞凋亡密切相关的蛋白激酶,它在细胞凋亡的信号转导通路中发挥重要的调控作用。
自噬在心血管疾病中的作用研究

自噬在心血管疾病中的作用研究【摘要】自噬是一种细胞自我降解的过程,在心血管疾病中起着重要作用。
本文分析了自噬在动脉粥样硬化、心肌梗死、心衰、动脉瘤等心血管疾病中的作用及其潜在应用。
研究显示,自噬在这些疾病中具有双重作用,既可促进细胞存活,又可能导致细胞死亡。
了解自噬与心血管疾病的关系对于预防和治疗这些疾病具有重要意义。
未来的研究应该继续探索自噬在心血管疾病中的作用机制,为开发新的治疗策略提供依据。
自噬在心血管疾病中的作用不容忽视,其深入研究将有助于揭示疾病发生和发展的机制,为临床治疗带来新的突破。
【关键词】自噬、心血管疾病、动脉粥样硬化、心肌梗死、心衰、动脉瘤、预防、治疗、重要性、未来研究方向1. 引言1.1 自噬在心血管疾病中的作用研究自噬是一种细胞自我溶解的生理现象,在维持细胞内部环境稳定和清除受损细胞器或蛋白质的也被发现在心血管疾病的发生和发展中扮演着重要的角色。
自噬在心血管疾病中的作用研究近年来备受关注,为揭示心血管疾病发生机制、寻找新的治疗靶点提供了新的思路和方法。
随着对自噬机制的深入研究,科学家们发现自噬在动脉粥样硬化、心肌梗死、心衰等心血管疾病中扮演着不可忽视的作用。
自噬能够清除心血管内皮细胞和血管平滑肌细胞中的氧化应激物质,维持血管的正常功能;自噬还能够调节心肌细胞的能量平衡,减轻心肌的损伤;自噬还能够消除心血管疾病进展过程中产生的有害细胞。
深入研究自噬在心血管疾病中的作用,不仅有助于我们更好地理解心血管疾病的发病机制,还为未来的心血管疾病预防和治疗提供了新的思路和方向。
2. 正文2.1 自噬在动脉粥样硬化中的作用动脉粥样硬化是一种慢性疾病,其发病机制复杂,与血管内膜受损、血脂累积、炎症反应等多种因素有关。
近年来的研究表明,自噬在动脉粥样硬化的发生和发展中发挥着重要作用。
自噬是一种细胞自身对自身进行降解和再利用的生物学过程,在动脉粥样硬化中,自噬通过清除炎症细胞、氧化应激物质和血管内皮细胞中的异常蛋白等方式,有助于维持血管内皮功能的稳态,抑制内皮细胞凋亡和血管平滑肌细胞增殖,从而减少血管病变的发生。
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细胞凋亡与心血管疾病关系的研究(作者:___________单位: ___________邮编: ___________)【关键词】细胞凋亡;心血管疾病;病理学从细胞形态、超微结构和生化变化等特征来分析,细胞有坏死(necrosis)和凋亡(apoptosis) 2种死亡形式[1],坏死是细胞受到伤害时,细胞肿大、胀裂,胞内物质溢出,导致细胞周围组织发生炎症的病理生理改变;而凋亡是与细胞增殖相平衡的维持正常组织形态、体积和功能的主动自杀过程,无炎症改变。
目前,细胞凋亡与疾病发生、发展、转归的研究是医学研究的热点之一,通过对凋亡的研究发现很多疾病都与细胞凋亡有着密切的联系。
本文对凋亡与心血管疾病关系的研究简要概述。
1 凋亡概述凋亡是在基因调控下发生的主动、有序的细胞死亡,大多数发生在生理情况下,某些病理性刺激也可影响凋亡的发生,其形态学特征表现为染色质浓缩、边集(margination),进而形成月牙形核、细胞膜出芽、胞质进行性浓缩、细胞骨架改变、凋亡小体(apoptosis body)形成等[1]。
生物化学特征性改变尤以DNA片段化断裂及蛋白质的降解为特点,凋亡发作时,细胞内外的凋亡诱导因素通过一系列细胞内信号转导环节激活内源性核酸内切酶使DNA碎裂成180~200 bp或其整数倍的片段,琼脂凝胶电泳时表现出典型的DNA梯状带(DNA ladder patern)[2]。
细胞凋亡往往需要新的基因转录和蛋白质合成,是个耗能的过程,需要ATP的参与。
细胞凋亡过程有凋亡信号传导、凋亡基因激活、凋亡的执行、凋亡细胞的清除4个阶段和死亡受体、线粒体2个途径。
细胞凋亡是一种不同于细胞坏死的生理死亡过程,在机体生命活动过程中调控着细胞增殖与更新间的平衡,维持组织器官正常生理功能及细胞数量的相对稳定[3]。
2 凋亡在心脏中的主要信号转导途径心肌细胞凋亡涉及5种主要的信号转导通路:(1)氧化还原系统(通过氧自由基和NO/ONOO激活);(2)细胞因子受体中的FadTNFa受体操纵(通过死亡区域与几条胞内信号通路联系);(3)半胱天冬氨酸激酶-半胱氨酸蛋白激酶家族操纵(受体起始信号或线粒体相关的细胞色素C激活的级联反应中);(4)配体、激动剂诱导的G蛋白偶联受体(CPcR)依赖的刺激,如ATⅡ和它的受体信号系统G caq和新颖的和Caq相关的CPcR通路[4]。
其共同作用原理为:单个前凋亡刺激可能导致凋亡单个或多条通路的激活;凋亡信号通路的最后共同通路都包括许多细胞结构功能核蛋白的分解、转录的调节和细胞循环的调节;调节凋亡过程的检查点也在心肌细胞中出现,Bcl2家族蛋白和Bax 相关蛋白可能调制细胞膜或线粒体激活的凋亡[5]。
3 凋亡与心血管疾病心肌细胞属终末分化细胞(极少数细胞具有增殖能力),因此其在生理或病理状态下是否发生凋亡一直颇有争议。
Carson等[6]和Kawano等 [7]采用电镜结合DNA琼脂糖凝胶电泳方法取得心肌细胞凋亡的直接证据,从而揭示心肌细胞存在凋亡,随后的大量研究表明心肌细胞凋亡存在于各种类型的心脏病中,甚至存在于正常的老化细胞中。
3.1 心律失常3.1.1 凋亡与Wolff Parkinson White(WPW)综合征形态学观察WPW综合征病人的右心房心肌组织心肌细胞有凋亡性退化改变,这种改变可能与快速性心律失常时引起的微循环障碍有关,微循环障碍引起心肌细胞的代谢改变和缺血可能触发凋亡,而凋亡后的广泛纤维化可能是病人发生恶性心律失常和猝死的原因之一[8,9]。
3.1.2 凋亡与房颤(AF) 心房纤颤是最常见的快速心律失常之一,发病率大约为1% ,其基本特征是电重构和功能退化。
这两种现象是可以逆转的,但长期持续心房纤颤后,快速电重构和收缩功能的慢恢复之间出现不一致,这种不协调可能导致心肌形态学重构[10]。
在单心房纤颤的实验模型上,重构包括可记忆恢复的去分化细胞改变,特征是细胞体积增大、肌溶解、糖原堆积、线粒体改变和染色体再分布,研究表明与细胞凋亡有关[11]。
Aime 等[12]观察了50例心房纤颤病人的右房心肌,发现大部分心肌中存在心肌细胞凋亡现象,凋亡促成了心肌细胞的重构,这种解剖上的变化结合房颤引起的心房肌电生理特性改变,导致心房纤颤频繁复发和不可逆。
Hatem等[13]也认为心房纤颤中的电重构与心肌细胞凋亡有关。
3.1.3 凋亡与长QT综合征长QT综合征心电图显示为QT间期延长及T波改变,临床表现以反复晕厥发作、猝死为特点,此类疾病有较强的家族遗传性,以往对细胞凋亡与长QT综合征的关系研究较少。
James等[14] 在对5例长QT综合征病人切下的窦房结研究发现窦房结中线粒体数量多、体积小、畸形,窦房结细胞染色质浓缩、核仁碎裂、凋亡小体形成,有吞噬现象,无炎症反应,提示窦房结中存在凋亡现象,推测这种窦房结的异常是引起该类病人窦性心动过缓、窦性停搏、异位心律失常甚至猝死的原因之一。
Gorgels等[15]报道了1例长QT综合征病例,QT延长同时伴有2∶1房室传导阻滞,左、右束支传导障碍,希氏束、蒲肯野纤维传导异常,窦性停搏和加速的房室交界性逸搏心律,发现在传导系统异常中有细胞凋亡现象。
目前,关于长QT综合征相关细胞凋亡的研究较多,基本可以明确长QT综合征是一类与心肌细胞凋亡异常有关的疾病[16]。
3.2 高血压以往观点认为,心肌细胞作为一种终末分化细胞不具备增生能力,但新近观点认为,成年心肌细胞在特定的条件下具有一定的增殖能力。
实验表明,高血压病心肌肥厚除了与间质增生有关外,还与心肌细胞增殖与凋亡的失衡有密切的关系,在血压升高早期或之前心肌细胞以增殖为主,凋亡相对不足。
此外人体实验也表明,慢性心力衰竭的高血压病患者心肌细胞与非心肌细胞凋亡均增多,心肌细胞凋亡指数增加,caspase3表达激活,而功能代偿状态的肥厚心肌和血压正常的心脏则无上述现象[17]。
由此推测,在高血压病早期心肌细胞以增殖为主,其凋亡不足是促使心肌肥厚的主要原因;至高血压病晚期(心力衰竭),由于过度代偿肥大的心肌细胞相对缺血缺氧和多种细胞凋亡相关基因 (如c.myc、c.fos、053和WAF1等) 的表达诱导大量心肌细胞凋亡,则是促使心功能严重恶化的重要原因[18]。
心脏压力负荷增加可诱发心肌细胞肥大、凋亡,说明凋亡可能参与高血压心室重构的发病过程。
Hatem等[13]报道遗传性高血压病鼠的心、脑、肾组织中实质细胞凋亡增多,凋亡诱导剂对自发性高血压病大鼠(SHR)主动脉平滑肌细胞(SMC)的作用明显强于正常血压鼠,提示原发性高血压病的发病和高血压所致靶器官损害的机制可能与细胞凋亡有关,losartan和硝苯地平可刺激SHR肥厚血管壁的SMC发生凋亡而使血管肥厚消退[19]。
Diez等[20]发现SHR 心肌内小动脉SMC中Bcl2过度表达,用喹那普利治疗后Bcl2表达降至正常而Bax表达明显增加,提示Bcl2/Bax平衡失调可能是高血压病血管SMC凋亡失衡的机制。
3.3 缺血性心脏病研究表明,细胞凋亡是缺血性心肌细胞死亡的重要方式之一。
在培养的乳鼠心肌细胞,缺氧刺激12 h 后便有核小体间DNA 断裂,即凋亡的证据,而成纤维细胞缺氧72 h 也可发生凋亡。
在离体的乳头肌,发现心肌过重负荷触发细胞凋亡,在体心脏实验表明,再灌注损伤和心肌梗死均能诱发心肌细胞凋亡。
大量临床资料也表明,细胞凋亡参与人类心肌梗死的病理过程[21]。
3.3.1 动脉粥样硬化动脉粥样硬化(AS)病变中细胞凋亡发生率虽然较低,但可致细胞数减少并贯穿于整个病变发展过程中,细胞凋亡多数是SMC和巨噬细胞。
在AS中,凋亡的重要性取决于斑块所处的阶段、部位和所涉及的细胞类型,原发性AS中凋亡能导致斑块破裂和血栓形成,因此它是有害的;在血脂下降后凋亡的减少可能在斑块的细胞生物学稳定方面发挥重要作用。
纤维帽中细胞凋亡增加可降低斑块稳定性而致急性临床事件发生。
血管成形术后血管再狭窄(RS)病变中细胞凋亡检出率很高。
实验显示,新生内膜的SMC有c myc 基因上调,p53蛋白在部分血管成形术后RS部位出现过度表达,提示新生内膜中c myc上调可能激活p53,通过p53依赖性通路可诱导细胞凋亡[21]。
3.3.2 急性冠脉综合征(ACS) ACS包括不稳定型心绞痛(UA)和急性心肌梗死(AMI)。
大量基础研究和临床实验表明ACS与凋亡密切相关,心肌缺血、缺氧可刺激体外培养的心肌细胞凋亡,而且凋亡现象还普遍存在于动物的缺血和心肌梗死模型及心肌梗死患者尸检标本中。
Chen等[22]通过不完全结扎猪冠状动脉左前降支造成心肌缺血、缺氧状态,分别于1、7 d及4周后复查,证实缺血区心肌细胞存在细胞凋亡,且心肌细胞凋亡发生的严重程度与缺血程度正相关。
Kajstura等[23]发现实验大鼠心肌梗死区及周边区有特殊标记的DNA片段,并且指出AMI时先有心肌细胞凋亡,随后心肌坏死。
此外,在AMI的并发症如室间隔穿孔、再灌注损伤、心力衰竭中也发现有细胞凋亡参与。
3.3.3 心肌缺血再灌注 1994年Gottlies等[24] 首次在家兔心脏实验性缺血再灌注后发现,持续0.5~4h的缺血无DNA ladder,缺血30 min后再灌注则表现出典型的DNA ladder,该实验证实了再灌注损伤使心肌细胞凋亡,并指出是再灌注损伤而非心肌缺血本身导致心肌细胞迟发性死亡;之后Fliss等[25]在大鼠心肌缺血前给予胰岛素样生长因子-1(IGF-1)或抑制凋亡的Bc12基因产物,结果使再灌注损伤引起的细胞凋亡明显减轻,从另一方面证实了细胞凋亡在缺血再灌注损伤中的作用。
如上所述,心肌缺血达一定程度后心肌细胞会发生凋亡,而凋亡是个耗能过程,早期再灌注恢复了能量供应,可为凋亡程序的完成提供能量,促进凋亡的进展。
一方面,由于凋亡的非炎症性反应减少了次级损伤,另一方面,凋亡细胞的膜稳定性较坏死更能减少心律失常的发生,从这一意义上说,缺血再灌注时心肌细胞通过凋亡方式起到了非常有益的保护作用。
另外Fliss 等[25]还发现心肌的阶梯状电泳条带,可作为诊断凋亡的可靠指标,在心肌缺血再灌注中的病理生理作用和地位越来越受到承认和重视,为临床上心肌缺血再灌注治疗提供了重要依据。
3.4 心肌病心肌病是一组原因不明的以心肌病变为主的一类疾病,其局灶性心肌损害、无炎症反应提示可能与细胞凋亡有关。
Namla等[26]对7例移植的心脏研究发现其中的4例特发性扩张性心脏病(IDCM)经证实全部有凋亡的依据。
原发性心肌病终末期心衰患者心肌中脱氧核糖核酸酶I(DNAase I)水平升高,快速起搏心室导致的扩张型心肌病狗心肌中Fas表达增加,心肌细胞凋亡增加。
大量的实验证实,扩张型心肌病的早、中期已有明显的心肌细胞凋亡,并随着心脏扩大、心力衰竭的进展而加重。