_肾上腺素能受体与支气管哮喘研究进展

Β2肾上腺素能受体与支气管哮喘研究进展上海第二医科大学附属仁济医院中医科(200001上海) 闵　亮　沈惠风关键词　支气管哮喘;　Β2肾上腺能受体中图分类号　R562.2+5　文献标识码　A 文章编号　100826315(2002)0720581202 Β肾上腺素能受体(肺组织中主要是Β2A R)在支气管哮喘的发病及治疗中有着重要作用。

本文对近年来有关ΒA R在支气管哮喘中作用的研究进展综述如下。

1　Β2A R在肺内的分布及功能Β2A R在肺内分布广泛,存在于气道各个水平的平滑肌细胞表面,通过Β2A R来松弛气道平滑肌。

其它分布包括:粘膜下层腺体、气道上皮细胞、血管内皮细胞、肺泡壁及各种炎症细胞,如肥大细胞、嗜酸细胞和淋巴细胞。

外周血淋巴细胞Β2A R数量明显少于气道平滑肌细胞Β2A R数量,虽然它常被用来反映肺内Β2A R变化。

2　哮喘时肺内Β2A R变化20世纪60年代,提出哮喘发病中ΒA R反应性降低学说,认为哮喘发病中存在ΒA R数量减少及功能降低。

其后对于ΒA R在哮喘病理变化中的作用一直存在争论。

有些研究认为与正常人比较哮喘患者ΒA R没有变化;另一些研究认为哮喘患者存在ΒA R数量及功能降低。

一般认为与正常人比较,哮喘患者ΒA R并不存在内在缺陷,因为正常人运用Β阻滞剂引起ΒA R功能障碍,并不会导致哮喘发作,但哮喘发作时炎症细胞释放的炎症递质会损害受体的功能,如在哮喘发作时造成外周血淋巴细胞中c AM P对激动剂的反应性降低。

对因哮喘急性发作而死亡的患者气道标本研究发现,其对激动剂诱导的气道扩张反应存在障碍,说明ΒA R功能不健全,但数量没有变化[1]。

对7例哮喘死亡患者的气道平滑肌细胞研究发现,ΒA R数量较正常人增多而功能减退,说明有部分缺乏功能的受体存在[2]。

最近对11例急性发作期和19例缓解期患者外周血淋巴细胞ΒA R及c AM P研究发现,发作期患者ΒA R 及c AM P水平均明显降低,缓解期患者ΒA R明显增多, c AM P没有变化,推测ΒA R的变化与哮喘所属状态有关,急性期由于炎症、应激、缺氧等因素使ΒA R数量减少,功能降低,缓解期数量发生代偿性增高[3]。

3　Β2A R激动剂Β2A R上与激动剂结合的关键部位是第三跨膜区的天冬氨酸A sp113,第五跨膜区的丝氨酸Ser204、Ser207,第六跨膜区的苯丙氨酸Phe259、Phe290。

有关Β2A R激动剂有:①沙丁胺醇:它的亲水性很强,可通过膜外部分直接作用于受体活性部位,始动作用很快,但维持活性状态时间有限,疗效最多维持4～6小时。

②福莫特罗:本品属中等强度脂溶性,可先进入膜脂质层,储存在其中,然后不断扩散,与受体活性部位结合,始动比沙丁胺醇慢,其疗效较长,但与使用剂量有关。

临床疗效观察,剂量为6、12、24Λg时,其疗效可分别维持8、10、12小时[4]。

③沙美特罗:是强亲脂性,可迅速进入细胞膜脂质层,然后缓慢地侧向扩散至受体结合位点,其过程较慢,故其始动作用慢。

关于沙美特罗与受体的结合,有“附加结合位点学说”。

认为沙美特罗有一条强亲脂性的长侧链,它可与细胞膜上与受体非常接近的一个附加结合位点结合,然后使其主体不断地刺激受体而发挥长效作用。

研究发现,其主体与受体的结合与沙丁胺醇与受体的结合类似,而其长而可弯曲的侧链与受体的疏水区牢固结合,从而认为附加结合位点是受体蛋白的一部分[5]。

沙美特罗的始动作用比沙丁胺醇和福莫特罗慢,但表现出内在的长效性,且与使用剂量无关。

它们的功效由大到小依次是:sal m etero l>fo r mo tero l>albutero l。

异丙肾上腺素及沙丁胺醇可迅速提高气道平滑肌细胞内c AM P水平,但其维持时间较短,而沙美特罗对c AM P的影响较慢,但作用较持久[6]。

这种变化与其动力学特征相一致。

大剂量或长期使用激动剂会造成患者病死率和发病率提高,同时可加重气道炎症,其机理可能是激动剂干扰了糖皮质激素的抗炎功效有关[7]。

4　ΒA R的失敏及降解短时间与激动剂接触引起的失敏是由于非c AM P依赖性的ΒA R激酶(ΒA R K)对受体的磷酸化,受体胞内第三环及C2末端是主要磷酸化部位。

磷酸化的受体与Β2阻抑蛋白结合并使Gs蛋白与受体部分解偶联,从而限制受体功能。

这种解偶联是短暂的,随着激动剂的移去,受体的功能又很快恢复[8]。

较长时间与激动剂接触,可使受体发生内移,使细胞表面的受体数减少,但磷酸化的受体内移后可被去磷酸化而复敏,所以受体内移也是一种复敏机制。

与激动剂长时间接触可引发受体降解或合成降低从而引起的膜表面受体数目减少,此时,Β2A R mRNA水平降低,其过程与Β2A R基因转录受到抑制有关。

研究发现异丙肾上腺素可在4～8小时内明显抑制Β2A R基因转录,而沙美特罗没有这种下调作用,认为沙美特罗可通过不断刺激基因转录而保持有功能的Β2A R处于一定数量水平[9]。

受体失敏有特异性,肥大细胞ΒA R比气道平滑肌细胞ΒA R更容易失敏,运用激动剂异丙肾上腺素1Λm,肥大细胞内c AM P在90s内达到最高水平,并且不再增加,受体已经出现失敏,而气道平滑肌细胞中,在观察时间内以(103±9)%每分钟的速度增加,还没有达到最高值,表明没有出现失敏[10]。

这解释了反复使用Β2A R激动剂后,首先影响由肥大细胞Β2A R介导的气道保护反应,而不是气道平滑肌细胞Β2A R介导的支气管扩张反应。

皮质类固醇可以促进Β2A R基因转录,而调节受体数量,全身性使用皮质类固醇可以逆转由激动剂引起的Β2A R下调。

5　Β2A R的基因多态性Β2A R的基因多态性会影响其与激动剂结合后的行为,会影响受体下调的程度,从而影响支气管扩张反应。

Β2A R存在二种等位基因,每个个体可以是纯合子也可以是杂合子。

Β2A R基因存在9个点突变,其中4个点突变可导致相应氨基酸的改变,而其中3个点突变能导致受体功能特点改变:①氨基酸16,可以是精氨酸A rg或甘氨酸Gly,取决于基因46是A还是G。

受体的失敏很大程度与Glyl6有关,Glyl6受体与激动剂接触后引起的受体下调作用比A rgl6受体显著得多。

同时G1y16与气道高反应性和夜间加重型哮喘有关。

Glyl6与A rgl6出现的频率分别是65%和35%[11]。

②氨基酸27,可以是谷氨酰胺Gln或谷氨酸Glu,取决于基因76是C 或G,Gln27和Glu27出现的频率分别是55%和45%[12],与Gly16作用相反,Glu27可以阻止受体的下调作用,当与激动剂接触后,人气道平滑肌细胞中Glu27受体数量减少要明显少于Gln27受体。

用乙酰甲胆碱激发65位轻、中度哮喘患者,发现其中Gln27型的气道反应性是Glu27型的4倍。

当Glu27纯合子与Glyl6纯合子同时出现时,Glyl6的作用占优势。

③氨基酸164,可以是苏氨酸T h r或异亮氨酸Ile,其出现基因多态性的频率比氨基酸16、27小得多,氨基酸164位于受体第四跨膜区,毗邻与配基Β2OH基团结合的氨基酸165,其基因多态性会影响受体与配基的结合,与T h rl64相比Ile164可使受体与配基的亲和力减少4倍[13]。

鉴于大多数个体是杂合子,A rg2Glyl6和Gln2Glu27基因多态性存在连锁不平衡,需要对大规模人群进行研究,以了解Β2A R基因多态性与哮喘表型的关系。

6　中医中药对ΒA R的作用研究发现哮喘豚鼠肺组织中Β2A R的最大结合容量及c AM P在发作第8天及第14天明显低于正常,经电针刺激后,均能使其恢复正常水平[14]。

有人用延胡索、白芥子、甘遂、麻黄等中药敷贴于豚鼠哮喘模型颈背部,发现能提高肺Β2A R 水平,提高受体亲和力[15]。

中药复方对哮喘患者及动物模型外周血淋巴细胞及肺组织中Β2A R水平的影响的报道很多,目前认为用一些温性中药,运用温肺化痰、健脾补肾等治法,均有上调Β2A R的作用。

随着分子生物学技术的不断进步,人们对Β2A R的结构,分布,信号传导机制,自身调节机制,Β2A R激动剂的作用机理,及其基因多态性与哮喘发病关系进行了深入研究。

Β2A R 激动剂作为一种支气管扩张剂在控制症状方面有不可替代的作用,中医药因有提高Β2A R数量和功能的作用,且副作用小而受到重视,但其通过何种途径发挥作用尚待进一步研究。

参考文献　1　Sp ina D,R igby PJ,Paterson JW,et al.A uto radi ograph ic loxalizati on of beta2adrenocep to rsinasthm atic hum an lung.AmR ev R esp ir D is,1989,140(5):141021415　2　Bai TR,M ak JCW,Barnes PJ.A cpmparison of beta2adrenergicrecep to rs an in vitro relaxant responses to isop ro tereno l in asthm atic air w ay s moo th m uscle.Am J R esp ir Cell M o l B i o l, 1992,6(6):6472651　3　高海鹏,林友华,薛全福,等.哮喘患者不同期外周淋巴细胞ΒA R的变化.中国病理生理杂志,2000,16(3):1932195　4　R ingdah l N,D erom N E,Pauw els R,et al.O nset and durati on of acti on of sh ingle do ses of fo r mo tero l inhaled via T urbuhalerin m ild to moderate asthm a.Eur R esp ir J,1995,8(1):68　5　L ew ell XQ.A model of the adrenergic beta22recep to r and binding sites fo r agonist and antagonist.D rug D es D iscov,1992, 9(1):29248　6　M cC rea KE,H ill SJ.Sal m etero l,a long2actingΒ22adrenocep to r agonist m ediating cyclic AM P accum ulati on in a neurtonao cell line.B r J Phar m aco l,1993,110(2):6192629　7　Peters M J,A dcock I M,B row n CR,et al.Beta2adrenocep to r agonists interfere w ith glucoco rtico id recep to r DNA binding in rat lung.Eur J Phar m aco l,1995,289(2):2752281　8　F reedm an N J,L efkow itz RJ.D esensitizati on of G p ro tein2 coup led recep to rs.R ec P rogr Ho r m R es,1996,51:3192353　9　W ang S,Co llins S.R egulati on of the beta22adrenergic recep to r by the long2acting agonist sal m etero l in hum an bronch ial ep ithelial cell(abstract).Am J R esp ir C rit Care M ed,1996,153(2):73010　M cGraw DW,L iggett SB.H eterogeneity of beta2adrenergic recep to r k inase exp ressi on in the lung accounts fo r cell2specifiv desensitizati on of the beta22adrenergiv recep to r.J B i o l Chem, 1997,272(11):73382734411　H all IP.Beta22adrenocep to r po lymo rph is m s:are they clinicallyi m po rtant?T ho rax,1996,51(4):351235312　H all IP,W heatley A,W ilding P,et al.A ssociati on of the Glu27 Beta22adrenocep to r po lymo rph is m w ith low er air w ay reactivity in asthm atic subjects.L ancet,1995,345(8959):12132121413　Green SA,Co le G,Jacinto M,et al.A po lymo rph is m of the hum an Beta22adrenergic recep to r w ith in the fourth trans m em brane dom ain alters ligand binding and functi onal p trperties of therecep to r.J B i o l Chem,1993,268(31):231162 2312114　金元玖.电针对哮喘豚鼠肺中Β受体和AM P含量的动态变化的影响.延边医学院学报,1992,15(2):9129315　王忆勤.中药敷贴治疗哮喘的动物实验研究.上海中医药杂志, 1992,(6):42245[收稿:2002201212](本文编辑　于志恒)致读者:为规范医学名词的英文缩写,在中文首次出现处请注出中文、英文全称及缩咯语,后两者用“,”分开并加括号,如急性心肌梗死(acute m yocardial infarcti on,AM I)。