压力性肺水肿负反馈调节机制的研究

【摘要】： 心力衰竭已经日益成为最常见、对患者危害最大的心血管病之一,而心源性肺水肿是心衰严重的并发症,并且目前还没有针对性的治疗措施。通常认为心源性肺水肿的原因是Starling力失去平衡,最近有研究发现肺血管压力变化能引起血管内皮细胞的改变,调节血管的通透性,并且可以影响肺水肿的形成。为此我们深入研究了内皮细胞在压力性肺水肿形成过程中的作用。 我们利用实时显微镜显影技术,观察内皮细胞钙离子(Ca~(2+))浓度变化和内皮生成的一氧化氮(NO)的变化;通过测量离体灌注肺的重量变化计算肺的滤过系数(K_f),证明了在肺血管静水压上升的情况下,内皮细胞参与的一系列病理生理反应构成一个负反馈回路,能够保护微血管屏障。利用免疫组化和Western boltting方法我们证实了瞬时受体电位香草素4(TRPV4)通道和磷酸二酯酶5(PDE5)在肺内皮细胞的表达。利用TRPV4通道激动剂和抑制剂,我们发现肺毛细血管的静水压的上升会激活TRPV4通道,引起Ca~(2+)内流,而Ca~(2+)浓度上升又激活了肌球蛋白轻链激酶(MLCK),引起平滑肌收缩,导致K_f增加,同时NO合成也增加。在TRPV4基因缺失小鼠,我们发现由于肺毛细血管静水压增高引起的Ca~(2+)内流;NO合成增加和肺湿/干比例增大等明显减弱,进一步印证了TRPV4在压力性肺水肿中的作用。内皮合成的NO能够促进环磷酸鸟苷(cGMP)形成,cGMP作为重要的第二信使之一,能够抑制静水压升高引起的Ca~(2+)内流,继而抑制血管渗透性的增加。通过原位显影技术观察内皮细胞Ca~(2+)浓度,我们证明了cGMP可以使TRPV4通道失活。这样,肺毛细血管静水压升高引起Ca~(2+)经由TRPV4通道流入内皮细胞,导致血管渗透性增加;但是与此同时,Ca~(2+)内流也激活了NO参与的负反馈回路,这个负反馈反应是由cGMP介导的,能够减轻Ca~(2+)对内皮的伤害,起到保护血管屏障的作用。另外,在急性心肌梗塞大鼠活体模型中,我们应用了PDE5抑制剂—西地那非,它能够抑制cGMP降解。结果证实西地那非能够减轻压力性肺水肿的严重程度。这一新的调节通路的发现,为治疗肺水肿提供了一个新的方向。