同型半胱氨酸与脑血管疾病ppt课件.ppt

同型半胱氨酸与脑血管疾病 江苏省苏北人民医院扬州大学临床医学院 神经内科 陈应柱袁成林许俊俞龙 脑血管病病因学多个遗传和环境因素相互作用 相关性但未必一定具有直接的因果关系 病因 诱因和旁观者 传统危险因素血脂异常高LDL C血症低HDL C血症高血压吸烟糖尿病肥胖代谢综合征饮酒 新显现的危险因素脂蛋白 a 和三酰甘油高同型半胱氨酸血症凝血和纤溶功能异常感染和炎症反应氧化应激 脑血管疾病危险因素 潜在的的危险因素饮食年龄和性别体力活动心理社会因素遗传影响如何判定 疾病易感 同型半胱氨酸 同型半胱氨酸 homocysteine Hcy 是一种含巯基氨基酸 是蛋氨酸代谢的中间产物 参与体内一碳单位的转移 同型半胱氨酸的认识历史 1933年的一天 美国麻省总医院急诊室接诊了一位8岁的小患者 这是一名具有爱尔兰血统的男孩 已经头痛 嗜睡 呕吐4d 医生在病史询问及体格检查中发现 这男孩存在思维发育迟缓 视力障碍及先天性髋关节畸形 入院后 小患者很快出现左侧偏瘫 持续高热 血压升高 3d后他终于抵挡不住病魔的折磨 离开了人世 尸体解剖发现 患者致命的杀手是颈动脉粥样硬化所致的脑梗塞 32年后 一名9岁爱尔兰血统的美国小姑娘由于智力障碍在麻省总医院儿科就诊 检查发现她还伴有视力障碍 女孩的妈妈告诉医生 30多年前 自己的一位兄弟在很小的时候突然死于有相似症状的疾病 原来 30多年前的小男孩是这姑娘的舅舅 医生将小姑娘的尿液进行化验 发现了一种特殊的化学物质 同型半胱氨酸 如果在患者尿中发现这种物质 则该患者就会被诊断为同型半胱氨酸尿症 这是一种遗传病 由此 医生推测小姑娘的舅舅 那个32年前死于中风的男孩 肯定有同型半胱氨酸尿症 约两年后人们认识到同型半胱氨酸尿症的病因为胱硫醚 合成酶 Cystathionine B Synthase CBS 缺陷 并发现CBS缺陷患者易患血栓栓塞性疾病 之后 人们又发现严重的亚甲基四氢叶酸还原酶 N5N10 methylenetetrahydrofolatereductase MTHFR 缺陷 细胞内维生素B12代谢障碍均可以引起与同型半胱氢酸尿症相似的临床表现 1969年McCully描述了同型半胱氨酸尿症患者的血管病变特征 他指出无论这些患者的代谢障碍存在于哪一步 Hcy是引起这些临床表现的原因 并由此提出了同型半胱氨酸可能与动脉粥样硬化有关的观点 1976年Lcken首次报道冠心病患者存在Hcy的代谢障碍 此后15年间 关于Hcy与冠心病 周围血管性疾病 静脉血栓性疾病及脑血管疾病之间关系的报道很少 直到1988年 Kang等发现MTHFR与Hcy的代谢有关以后 Hcy与冠心病的关系引起了人们极大的关注 90年代以来 国内外学者围绕这一问题开展了大量的研究 约有80个临床资料显示Hcy是冠心病的一个新的独立危险因素 并成为研究冠心病病因及预防等方面的一个新的热点 含硫氨基酸的代谢 含硫氨基酸 蛋氨酸 半胱氨酸 蛋氨酸代谢 S 腺苷蛋氨酸循环 1 循环过程 2 循环意义 将其他来源的一碳单位转变为活性甲基 参与体内各种甲基化反应 提供活性甲基 S 腺苷蛋氨酸 参与体内各种甲基化反应 肾上腺素 胆碱 肉毒碱等合成 叶酸和B12缺乏 半胱氨酸 半胱氨酸 谷胱甘肽 维持巯基酶类的活性 牛磺酸 参与结合胆汁酸的合成 同型半胱氨酸在体内存在形式 同型半胱氨酸 H e 包括同型半胱氨酸 Hcy 同型胱氨酸 homocystine 同型半胱氨酸 同型胱氨酸复合物 H e 有氧化型和还原型两种存在形式 还原型H e 含巯基 包括同型半胱氨酸及半胱氨酸 氧化型H e 含二硫基 包括同型胱氨酸及胱氨酸 正常人群中还原型H e 占2 而高H e 人群其还原型H e 可升高至10 20 存在形式 正常人每日产生H e 约20mmol 其中70 80 在血中以二硫化合物形式存在 如Hcy与蛋白的复合物 同型二聚体 同型半胱氨酸 与其它有硫化作用的复合物形成的异型二聚体等 Hcy除以二硫化合物形式与蛋白结合外 也以酰胺键 肽键形式结合存在于血红蛋白 白蛋白 球蛋白中 白蛋白是Hcy的主要载体 只有约1 的Hcy以游离形式存在于循环中 Hcy的代谢 1 再转变为蛋氨酸 Hcy 甲基四氢叶酸 甲基四氢叶酸甲基转移酶 蛋氨酸 VitB12 甜菜碱 甜菜碱Hcy甲基转移酶 蛋氨酸 肝脏 Hcy 2 降解成胱氨酸 Hcy 丝氨酸 胱硫醚 合成酶 VitB6 胱氨酸 胱硫醚 3 合成的Hcy直接释放到细胞外基质 形成一定的Hcy血浓度 高同型半胱氨酸的形成机制 遗传因素 酶的遗传代谢障碍胱硫醚 合成酶 CBS 缺陷 目前已发现至少99个CBS基因的突变位点 最常见的且与冠心病和脑卒中有关的突变为T833C 甲基四氢叶酸还原酶 MTHF 缺陷 MTHF酶基因突变 667位C变成T时 导致酶的耐热性及活性下降 667CC活性100 667CT为71 667TT为34 补充叶酸可纠正667TT活性降低 该酶的缺陷导致Hcy升高25 影响Hcy水平的因素 遗传因素胱硫醚 合成酶的基因缺陷 甲基四氢叶酸还原酶缺乏 遗传性的甲基化循环异常 包括维生素B12致蛋氨酸合成酶功能紊乱 年龄因素随着年龄的增长血浆Hcy浓度也逐渐增高 可能因老年人辅助因子维生素B6 维生素B12和叶酸缺乏 使各种蛋氨酸代谢酶活性降低及老年人肾功能减退 胱硫醚酶活性降低 性别因素一般男性血浆Hcy浓度比女性高 男性血浆Hcy浓度增高的原因如下 性激素对蛋氨酸代谢的影响 男性肌酐浓度增高使Hcy增高 男性骨骼肌发达也可使Hcy增高 肾功能不全因素血浆Hcy浓度与血浆肌酐浓度呈正相关 慢性肾功能不全患者血浆Hcy浓度可比正常人高2 4倍 营养素缺乏因素摄入的维生素B6 维生素B12 叶酸不足 造成体内维生素 叶酸缺乏 由于维生素B6是胱硫醚 合成酶的辅酶及胱硫醚酶的辅酶 缺乏时使两种酶的代谢发生障碍 导致体内Hcy增高堆积 维生素B12是蛋氨酸合成酶的辅酶 而叶酸使体内甲基的间接供体 两者缺乏阻碍了蛋氨酸的再生成 同时引起Hcy增高在体内蓄积现象 慢性疾病严重的硬皮病患者出现血浆Hcy浓度增高 可能使叶酸缺乏所致 淋巴细胞性白血病 乳腺癌 胰腺癌 高血压 糖尿病等患者有关 药物因素一些药物作用使血浆Hcy浓度增高 氨甲喋呤可使5 甲基叶酸浓度降低 使蛋氨酸合成酶的底物减少 一氧化氮可使依赖维生素B12的蛋氨酸合成酶失活动 卡马西平 苯妥因钠干扰叶酸的代谢 阿扎立平可抑制胱硫醚活性 抵抗维生素B6 上述药物均有增高Hcy的作用 生活因素吸烟 喝酒 肥胖 高血脂 大量饮用咖啡也可引起血浆Hcy升高 高Hcy血症导致动脉硬化 血浆Hcy水平升高可促使氧自由基生成 引起血管内皮细胞的损伤 高Hcy血症可增加细胞内腺苷Hcy 后者调控内皮细胞的凋亡 从而引起内皮功能受损 血浆Hcy水平升高还可抑制内皮细胞生长 一氧化氮有对抗Hcy的不良作用 当内皮受损使一氧化氮生成发生障碍时 Hcy毒性增强 高Hcy可促使动脉平滑肌细胞的增生 加速LDL胆固醇的氧化 削弱HDL胆固醇的保护性作用 从而增加泡沫细胞的形成 致使血管壁增厚 导致闭塞性血管病的发生 增加血小板凝血恶烷的产生 激活血小板的黏附和凝血因子V的活性 促进凝血机制 导致粥样硬化斑块的形成 Hcy可能作为一种血栓形成剂 影响血栓调节素的表达和蛋白C的活性 Hcy血症与缺血性脑血管病 高Hcy血症是脑血管病的独立危险因素之一 尤其是年轻的脑卒中患者常伴有血浆Hcy的升高 一项涉及1200例患者和相应对照的流行病学研究资料显示 轻至中度的高Hcy血症明显增加脑血管疾病的发病危险性 而且血浆Hcy水平升高与脑梗死的严重程度呈正相关 美国心脏病学会进行的心脏病预防评估 TheHeartOutcomesPreventionEvaluation HOPE 2期临床试验结果表明 血液中同型半胱氨酸浓度很高时 会提高心血管疾病风险性 使用叶酸 维生素6和维生素B12治疗可以降低25 30 的同型半胱氨酸水平 HOPE2期临床试验进一步验证了降低同型半胱氨酸与降低心脏病 卒中或死亡率的相关性 日本Konara等对1721例既往无脑卒中病史者进行头颅MRI检查 发现无症状性脑梗死的患病率在MTHFRT T纯合基因型明显高于T C和C C 这次结果指出日本人口中的MTHFR的T T基因型是无症状性脑梗死的一个独立危险因素 VISP thevitamininterventionforstrokeprevention 研究是探讨高Hcy与缺血性卒中之间关系的第一个大规模的干预研究 通过补充B族维生素来降低非致残性缺血性卒中患者的Hcy水平 其结果是Hcy浓度和血管危险有一定的关联 但是 降低血浆Hcy浓度对再发脑卒中 心肌梗死或降低病死率并没有预防作用 这项研究的不足之处在于研究对象局限于Hcy水平轻度升高的患者 同时Hcy水平被降低的幅度较小 随访时间较短 2年 同型半胱氨酸水平升高与其它因子协同作用促进心脑血管疾病的发生 其升高显著促进吸烟 胆固醇及高血压等危险因素对身体的危害 同型半胱氨酸水平升高使高血压病人心脑血管疾病的危险性提高2倍 同型半胱氨酸水平含量过高 中风的危险性增大 血浆同型半胱氨酸水平升高是中风的一个独立危险因素 不管静止性脑梗塞还是严重的脑白质损伤 患者血清中同型半胱氨酸水平都有明显的升高 同型半胱氨酸的含量超过13 8g ml的人 患静止性脑梗塞的比率是同型半胱氨酸的含量低于8 5g ml的2 5倍 同型半胱氨酸每增加一个标准差 患静止性脑梗塞机率就增加24 Yoo等发观MRA显示2 3个部位脑血管狭窄患者的Hcy浓度明显高于一处狭窄或没有狭窄的脑梗死患者 Hcy水平中度升高与狭窄血管数量显著相关 同型半胱氨酸含量升高 或者叶酸 维生素B12的缺乏 都会增大患痴呆症的危险性 同型半胱氨酸水平超出14umol L 患老年性痴呆的危险性加倍 英国OPTIMA项目研究发现 同型半胱氨酸水平大于11 2umol L的病人 3年后随访 发现他们大脑颞叶快速萎缩 同型半胱氨酸水平升高 影响了神经递质 磷脂等的甲基化 同型半胱氨酸还通过神经毒性氧化作用引起DNA损伤促进细胞凋亡导致痴呆 Yoo等报道78例脑梗死患者和140例对照者的研究显示 患者组血浆Hcy浓度平均值比对照组高3 3倍 且患者组存在2处或3处血管狭窄的血浆Hcy水平明显高于仅有1处或血管正常者 卒中患者tHcy水平的变化可能出现下列情况 发病后立即下降 紧接着在康复期恢复至原来的水平 发病后无变化 或立即升高 紧接着在康复期进一步升高 血清白蛋白含量下降 导致测定tHcy水平的人为误差 由于卒中后氧化基团产生增多 引起包括Hcy在内的巯基化合物的清除增加 Hcy导致脑血管病的可能机制 Hcy通过其硫基发生自氧化 促进氧自由基和过氧化氢的生成 引起血管内皮损伤和功能障碍 造成血管内皮细胞骨架结构发生变化 加速低密度脂蛋白氧化 增加泡沫细胞形成 使血管内壁增厚 甚至形成闭塞 Hcy可以抑制谷胱甘肽过氧化酶的活性 此酶是增强NO作用的关键酶 说明Hcy通过促进过氧化物的形成 抑制其代谢灭活而导致血管内皮细胞受损 另外 Hcy还可以抑制其他抗氧化酶 去束因子和PAG基因表达 同型半胱氨酸是动脉粥样硬化形成的一种独立危险因素 它可以通过诱导细胞粘附分子和趋化因子的表达促进动脉粥样硬化形成的早期事件 单核细胞粘附于血管内皮细胞 并迁入内皮摄取脂质转化为泡沫细胞的发生 高同型半胱氨酸血症患者的血清中亦可检出增高的可溶性细胞粘附分子和趋化因子 Hcy还能增加单核细胞IL 6的释放 IL 6作为一种多功能的促炎因子 既能诱导急性期蛋白的产生和IL 8的释放 TNF a的作用与IL 6相似 可促进自身及其他因子的表达 又是淋巴细胞的激活剂 可增强细胞生成因子的促分裂效应 促进平滑肌细胞增生 Hcy可以导致细胞凋亡 Hcy浓度高时凋亡细胞数较高 并伴有caspase 3表达和活化增强 还可以使动脉平滑肌细胞内cyclinmRNA和fos癌基因表达增加 诱导静止细胞进入分裂期 促进平滑肌细胞迅速增殖 导致动脉粥样硬化的产生 Hcy可以诱导炎症 免疫反应共同的转录因子NF KB的激活 而NF KB是一种有双向调节作用的转录因子 能调控包括IL 6在内的多种细胞因子增多 加重炎症反应造成细胞损伤和细胞凋亡 Hcy还可以通过改变内皮细胞抗血栓特征 改变血液成分如血小板 凝血因子 抗凝血成分而导致血栓前状态 Hcy及其衍生物能增加血小板产生血栓素 从而影响血小板聚集和凝血因子V的活性 促进凝血和抑制抗凝 导致患者动脉粥样硬化 甲硫氨酸负荷后的血浆Hcy中度增高常伴有低纤溶活性 说明其在形成血栓机制中可能还与干扰了纤溶系统有关 这些因素分别或以不同形式组合共同促进了动脉粥样硬化和血栓的发生 从而导致脑血管疾病的发生 血浆Hcy的检测 正常情况下 血浆Hcy含量甚微 但如果细胞的Hcy代谢发生障碍 Hcy不能循上述途径正常代谢 血浆Hcy浓度就会升高 正常血浆中70 Hcy以二硫键形式与蛋白结合 储存血浆会引起血浆巯基重新分布 使结合部分增多 游离部分减少 所以 临床实验室通常测血浆中总的Hcy浓度 高Hcy血症是指空腹总Hcy水平和 或 蛋氨酸负荷后的血浆总Hcy浓度超过正常对照组的95 高效液相色谱法 HPLC 是经典的检测方法 但操作比较复杂 试验耗时较长 在临床应用方面逐渐被酶免疫分析法和荧光偏振分析法所取代 体内的Hcy以还原形式或氧化形式存在 目前所采用高效液相色谱法均使用还原剂可以使所有形式的Hcy转变成还原形式 因此 HPLC方法所测定的Hcy为总Hcy Hcy检测方法 酶免疫分析法 EIA 是临床上测定同型半胱氨酸水平的常用方法 其特点是操作比较方便 快捷 重复性好 方法稳定可靠 缺点是大部分操作还是手工操作 比较耗时 使用酶将血样中所有形式的Hcy转变成S 腺苷 L Hcy 然后加入酶标的抗S 腺苷 L Hcy的单克隆或多克隆抗体 采用竞争结合的原理 将不同水平的标准品与酶标抗体竞争结合 然后以显色试剂和终止试剂分别进行显色和终止 制作出hcy浓度与发色强度的标准曲线 样品也按相同步骤处理 在标准曲线上就可以查出其Hcy的浓度 离子色谱法 主要用于实验研究 临床上较少使用 其基本分析原理是色谱分析的一种 主要是其固定相采用离子交换物质 根据其