〔提要〕高血压、冠心病、动脉硬化等病是老年人的多发病,国外在这方面作了不少研究,并且取得了一些新成果。这里四篇文章对于治疗和病理机制提出了新方法和新见解,仅供医务工作者参考。
动脉硬化在工业化国家已是健康上一个很大的问题。动脉硬化及其后遗症如心绞痛、心肌梗死和中风,在一些工业化国家已是最高的死亡原因。目前已知一系列的危险因素,如高血压、抽烟、血液中胆固醇含量的增高等等,很明显,这些都可能使动脉硬化病例提高。动脉硬化是由于血管壁发生变化,是很久以来就知道的,但是近年来才对动脉硬化产生的动力有准确的认识。在这些新的认识中,发现血小板对动脉硬化起决定的作用。血小板的正常任务是在受损伤的血管壁中凝集,并和其他血液成分—起形成血栓,阻止血液流出。血小板凝集作用的过程对动脉硬化也有作用。最新研究指出,血小板的功能(它的凝集作用或凝块能力)是受体内产生的两种化学物质调节的,这两种物质具有相互对抗的作用,在正常情况下它们是彼此平衡的。这两种物质是凝血素A2(Thromboxan A2)和前列环素(Prostazyklin)。如这两种物质中的一种的作用胜过另一种,则两者的平衡破坏,血管变窄,并促进血小板的凝集。发现这两种物质,以及对它们的作用的阐明,是有目的地治疗动脉硬化的重要前提。
心绞痛、心肌梗死和中风,是目前最常见的心血管循环系统疾病,这些疾病年复一年地慢慢发展。专家们称这些病为心血管疾病。由于动脉硬化,血管口径变窄,因此有关的组织不能得到足够的血液营养。
这种血管疾病开始时是很难诊断的。动脉硬化的早期是没有什么症状的因此病者自己也不知有病,直到最后发生心绞痛、心肌梗死或中风。在这个时期动脉硬化发展很快,要使之减轻或治愈是很难的。治疗动脉硬化必须:
1. 在还没有到发生血流障碍和出现症状时,要了解病的早期。
2. 治疗的方式要有改进,在病的早期就要阻止动脉硬化的发展。
到目前对产生动脉硬化的认识
健康动脉的内壁是由细胞平滑层即内皮所组成,这层围衬着血管,与血管壁的环形和螺旋形排列的平滑肌细胞有明显分界。在这些平滑肌细胞之间有弹性纤维,它与肌肉细胞共同调节血管的口径大小和弹性。
动脉硬化的血管,其内皮细胞层受损伤、膨胀和破坏。血小板就积集在损伤的血管内壁处,在这里不再有内皮细胞层。平滑肌细胞增殖,并在内皮细胞之间成长,同时变成脂肪化,并有一部分坏死。总的来说是血管壁变厚和脂肪化。由于血管壁变厚,就使血管内口径变窄。
目前认为血管变化的发展过程如下:
血管变化的第一步骤是内皮细胞层的损伤。还不能确实知道哪些危险因素是使内皮细胞损伤的。但可以知道,例如血压增高时、内皮细胞受到机械的较强度负荷都可使内皮细胞受伤害。内皮细胞层破坏便导致血小板堆聚和凝集在这里。
坏死的血小板能放出一种刺激血管壁肌肉细胞生长的物质。
平滑肌细胞生长在血管内面,血管壁就变厚,因此血管口径变窄。如不附加别的因素,如血液中胆固醇含量增加、血中沉积的肌细胞开始脂肪化,损伤的血管壁是完全能够复原的。脂肪化的肌细胞死亡,便出现脂肪丰富的血管壁坏死,即粥样硬化斑块。反过来,这血管壁坏死又促进血小板堆聚。
因此血小板凝集、生长刺激、脂肪化和细胞死亡都在引起血小板堆聚,到最后慢慢全部血管壁破坏。
关于动脉硬化发展的所谓“损伤反应”的假设,对确定动脉硬化发展进程中血小板的堆聚和凝集有特别意义。
怎样会出现血小板的凝集?
为什么在血管壁上有内皮细胞层破坏的部位会出现血小板的凝集,而在正常完好的血管壁内皮又不会凝集,对此直到几年前还没有准确的见解。
花生四烯酸(有20碳元素的多倍不饱和脂肪酸)的物质代谢的知识,对血小板凝集的调节作用,提供了新的认识基础。
花生四烯酸是所有细胞膜中都具有的磷脂类成分。多数细胞有一酶系统,花生四烯酸通过不稳定的中间阶段(环形前列腺素- 内过氧化物)能转变为前列腺素,这种前列腺素又在许多生物系统中以“局部激素”来调节细胞功能。
三年前在卡罗里斯卡研究所(在斯特加德摩尔)的科学家发现血小板由花生四烯酸形成一种不稳定的物质——凝血素A2。这种凝血素A2有两种很重要的生物学作用:
1. 促使血小板凝集;
2. 使动脉收缩。
如果血小板在受损伤的血管中,与结缔组织成分相接触,便会产生凝血素A2。这种凝血素A2在血管中对产生血4^板凝集或血栓都有决定性作用,特别是如果在这些血管中,含有促进凝集作用的物质,例如在动脉硬化变态的血管壁的坏死组织。
尚未了解的问题是,为什么血小板在与健康的血管壁的内皮细胞接触时不会凝集呢?两年前在英国得到一个决定性的发现:血管壁有一种酶系统即花生四烯酸,它是形成凝血素A2的起始物质,它转变为另外的一个物质代谢产物,即前列环素。这种物质也不是很稳定的,常常沉积在血管壁的内皮细胞,并且有两种与凝血素相反的生物学作用,即是:
1. 抑制血小板的凝集;2. 扩张血管,也包括冠状动脉血管。
于是这里有两种物质,这些物质在物质代谢过程中,由同一的脂肪酸即花生四烯酸形成,这花生四烯酸对血小板和血管的作用是相互对抗的。两种物质如前已述,是由同一的不饱和脂肪酸(花生四烯酸)产生。这不饱和脂肪酸,首先转变为很不稳定的共同前身——环形前列腺素 - 内过氧化物。在前列环素发现之时,英国科学家已提出一个假设,即前列腺素- 内过氧化物通过血小板能大量产生,它被血管壁的内皮细胞吸收,并能转变为前列环素。
于是在完好的内皮细胞层的血管中有:在血管壁中能抑制凝集的和使血管扩张的前列环素同在血小板中促进凝集作用的和使血管收缩的凝血素A2之间的平衡现象。
如这个平衡破坏,便会出现病态,这病是以发生血小板凝集块为特征的。它使有关的血管发生血栓和血管变窄。
前列环素在动脉硬化中的作用
前列环素和凝血素A2的形成和作用已能解释,即是血小板在血管的完好的内皮细胞不会停集,但却在出现动脉硬化变化的血管表面积聚。另一个对发生动脉硬化的重要因素已发现,即脂肪酸的过氧化物抑制那些使前列腺素- 内过氧化物转变为前列环素的酶。这种前列环素合成酶的抑制作用是很特别的。
脂肪酸的过氧化物(脂类过氧化物),能够通过自动氧化作用由多倍的不饱和脂肪酸产生,这些不饱和脂肪酸可从食物中得到。很久以来已知道有些脂类过氧化物,在脂肪化的组织中出现在动脉硬化变化的血管中。这现象对了解动脉硬化发生是很重要的。
在波兰卡拉卡大学药物研究所的科学家们,已证实了在实验中使家兔产生动脉硬化,这些家兔的动脉具有产生前列环素的最低限度的能力。已观察到这种物质在冠状动脉和主动脉中有较强的抑制作用。在这些血管范围中,前列环素的释放减少一半。也就是在这些血管范围最常发现动脉硬化变化的。
在动脉硬化的动物中,前列环素产生的抑制作用时,还伴随有增高血小板凝集的敏感性。这表明血小板是容易凝集的。提高凝集敏感性对人的动脉硬化也有叙述。血小板的生活周期在人的血管系统中是相同的,如在患有动脉硬化症者,则血小板的生活周期变短,因为血小板由于停集在动脉硬化病变的血管范围被消耗。
于是在这里提出一个发生动脉硬化的新概念:
1. 脂类过氧化物在血管的内皮细胞中,抑制前列环素的产生;
2. 能使血小板附着、凝集和局部的血栓形成;
3. 凝集的血小板因受哪些血管壁的平滑肌细胞形成并长入到内皮细胞层中的因素而释放。
这个概念如“损伤反应”假设一样,不要求内皮细胞层的破坏,来作为发生动脉硬化过程的第一步骤。根据这个假设,如果在血液中含有较高量的脂肪酸,反应链也能被释放;由于脂肪酸含量增高,又相对增高了脂类过氧化物的浓度,最后导致动脉硬化。
影响动脉硬化的可能性
上面对凝血素A2和前列环素作用的新认识,也是影响发生动脉硬化的新的可能性。多倍的不饱和脂肪酸是脂类过氧化物的源泉,而这过氧化物又能抑制前列环素的产生。在食物中想要排除这些多倍不饱和脂肪酸是不可能的。它对身体有重要的意义:从动物试验可知,如果食物中缺少不饱和脂肪酸,就会产生皮肤病、血液的血凝破坏、失去生殖能力和其他缺陷现象,这些缺陷现象如体重减轻、一般的衰弱,都是可作为特征的。
然而所论及治疗动脉硬化的物质,是影响花生四烯酸的物质代谢的。
如阿士匹林或磺胺吡胺。这些物质阻断使花生四烯酸变为前列腺素-内过氧化物的酶系统。在那种阻断作用中,血小板没有具备产生凝血素A2的前身。血小板的凝集作用的能力将被抑制。可惜前列环素的合成受到阻碍,其效应人们根本还不知道。
临床研究指出这种物质对动脉硬化的患者实际上的后遗症,有适当的影响。阿士匹林对降低血液可凝性的能力,多年来已经知道,曾指出对患急性脑贫血和中风死亡的病例都降低。
可惜这些物质的效果,在所有研究中并不一致,这是可以理解的,如前所述,抑制凝集和扩张血管的前列环素,可由内过氧化物形成。当作用物质抑制使花生四烯酸转变为前列腺素-内过氧化物的酶时,凝血素A2在血小板中的产生便受阻断,同时在血管内皮细胞中前列环素的形成会影响这些抑制凝集和扩张血管的物质。因此有目的来找到影响血小板功能的方法,原则上有三个途径:
1. 选择在血小板中使前列腺素 - 内过氧化物转变为凝血素A2的抑制物质;
2. 选择一种物质,例如前列环素的稳定的类似物质来抑制血小板凝集;
3. 选择一种物质,以加强前列环素对血小板凝集抑制的作用。
对这个范围的研究结果表明,动脉硬化的发展受药剂的影响是可能的。
最后还谈到波兰和德国共同的工作。P. S. 申赫费尔的工作组和本文作者在克拉科夫的工作组,对前列腺素的研究范围,都表明是与本文有紧密关系的。本文作者进行了对花生四烯酸的物质代谢的生物学测定方法研究,而P. S. 申赫费尔的工作组则较多地从事于对结缔组织细胞前列腺素作用的研究。这个工作组的研究又是以核苷酸的问题为最重要的。
由于凝血素和前列环素的促进凝集和抑制凝集的作用,在血小板中是有核苷酸参与的,因此对本文作者的工作来说,又补充和扩展了很有意义的前景。作者希望所得到的方法上的知识也在波兰的研究工作上可以利用。
(Umschau 1978. Heft 23)