非腎上腺素能非膽堿能神經(jīng)機制在糖尿病膀胱中的研究進(jìn)展

施 龍,衛(wèi)中慶

(南京醫(yī)科大學(xué)第二臨床醫(yī)學(xué)院,南京醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院泌尿外科，江蘇南京 210011)

糖尿病膀胱(diabetic cystopathy,DCP)是糖尿病的晚期并發(fā)癥，占糖尿病患者的45%～85%，即便血糖控制良好的患者，DCP的發(fā)病率仍可高達(dá)25%[1]。DCP主要是由高血糖導(dǎo)致的肌源性及神經(jīng)源性病變引起逼尿肌收縮功能受損[2]，導(dǎo)致尿頻、尿急、殘余尿增多、尿失禁、尿潴留等膀胱功能障礙,多進(jìn)展到終末期神經(jīng)源性膀胱。不過因此時疾病的不可逆性及繼發(fā)一系列并發(fā)癥，患者的生活甚至生命受到嚴(yán)重威脅。到目前為止,本病依然是臨床醫(yī)治難點。糖尿病神經(jīng)病變的主要分子機制是交感腎上腺素能、副交感膽堿能以及非腎上腺素能非膽堿能神經(jīng)(non adrenergic non cholinergic nerve，NANC)合成和分泌的神經(jīng)遞質(zhì)與受體的信號傳導(dǎo)出現(xiàn)障礙[3]。以前的研究表明，膽堿能神經(jīng)對膀胱逼尿肌收縮功能起關(guān)鍵調(diào)控作用。隨著基礎(chǔ)研究的不斷深入，NANC神經(jīng)遞質(zhì)及其受體作用的信號通路在DCP中的作用越來越受到重視，如肽能、神經(jīng)生長因子、5-羥色胺、嘌呤能、內(nèi)皮素、r-氨基丁酸、氮能以及前列腺素等受體的活性或數(shù)量發(fā)生變化均會導(dǎo)致膀胱功能障礙。本文就近年來NANC機制在DCP中研究比較多的的降鈣素基因相關(guān)肽、神經(jīng)生長因子、5-羥色胺、三磷酸腺苷及其受體的研究現(xiàn)狀作一綜述，以期對DCP的發(fā)病機制做進(jìn)一步了解。

1 降鈣素基因相關(guān)肽

降鈣素基因相關(guān)肽(calcitonin gene-related peptide，CGRP)以α-CGRP和β-CGRP兩種方式存在。β-CGRP與α-CGRP有3個氨基酸的差異，生物學(xué)特性幾近相同。CGRP是一種由NANC神經(jīng)合成，37種氨基酸組成的生物活性多肽，約3800 u的相對分子質(zhì)量，半衰期約18 min，與降鈣素基因同源，同是神經(jīng)肽家族成員。CGRP廣泛位于中樞和外周神經(jīng)系統(tǒng)中，當(dāng)神經(jīng)末梢遭受外界各種因素干擾時，神經(jīng)末梢和細(xì)胞膜表面的“辣椒素受體”被激動，促進(jìn)鈣離子向細(xì)胞內(nèi)流動，鈣離子含量升高，從而促進(jìn)CGRP的釋放，主要通過與其受體CLR/RAMP1 RCP結(jié)合，然后結(jié)合小G蛋白促進(jìn)cAMP的增加[4]，激活A(yù)TP敏感性K+通道發(fā)揮作用。近年來大量研究發(fā)現(xiàn)CGRP具備多種生物學(xué)特性，作為舒血管多肽可以拮抗和平衡內(nèi)皮素(endothelin,ET)的作用維持正常的生理活動，主要負(fù)責(zé)保護(hù)心臟、血管的修復(fù)、保護(hù)神經(jīng)系統(tǒng)、疼痛調(diào)節(jié)、骨修復(fù)、肺功能的保護(hù)、介導(dǎo)多種免疫調(diào)節(jié)機制，在疾病的診療中具有重要作用[5]。大量的研究報導(dǎo)，糖尿病及其并發(fā)癥患者，CGRP的含量顯著降低，ET含量明顯增加，導(dǎo)致劇烈的毛細(xì)血管收縮、內(nèi)皮細(xì)胞損害、微循環(huán)障礙，進(jìn)一步導(dǎo)致神經(jīng)組織缺血缺氧，發(fā)生各種并發(fā)癥。糖尿病時CGRP減低的原因可能為：①CGRP的mRNA表達(dá)減低[6]；②CGRP的轉(zhuǎn)移有困難；③外界電流引起血管中CGRP分泌減低；④內(nèi)皮受損后分泌CGRP功能產(chǎn)生障礙；⑤糖尿病時NO合成減低，不能促進(jìn)CGRP的釋放[7]。CGRP是負(fù)責(zé)膀胱感覺重要遞質(zhì)，而糖尿病大鼠膀胱壁CGRP的含量下降，神經(jīng)分布也明顯減少，這很可能是引起膀胱感覺損害的重要原因，是促使糖尿病膀胱功能障礙進(jìn)一步發(fā)展的始動因素[8]。衛(wèi)中慶[9]使用咖啡因來治療糖尿病大鼠膀胱病變，其機制可能是促進(jìn)背根神經(jīng)節(jié)和膀胱壁的CGRP合成，進(jìn)一步增強逼尿肌收縮力,提高膀胱的充盈感覺；李倩[10]應(yīng)用益氣理氣法可以改善糖尿病膀胱病患者的癥狀、降低血脂、血液流變學(xué)等程度，減少膀胱殘余尿量方面效果明顯，并能延緩DCP的進(jìn)展，對DCP有明顯的效果，其機制可能是促進(jìn)了神經(jīng)遞質(zhì)CGRP合成和釋放；DING等[11]認(rèn)為，通過體外電脈沖刺激可以改善糖尿病膀胱病，其機制可能是增加膀胱壁和背根神經(jīng)節(jié)CGRP蛋白合成。上述不同的研究結(jié)果表明：通過提高NANC神經(jīng)遞質(zhì)中的CGRP的表達(dá)對改善糖尿病膀胱病變有一定的效果。

2 神經(jīng)生長因子

神經(jīng)生長因子(nerve growth factor，NGF)是一種神經(jīng)營養(yǎng)因子，對維持感覺神經(jīng)的功能具有極其重要的意義。小鼠[12]、大鼠[13]、人[14]的膀胱中均存在NGF以及對應(yīng)的受體。NGF對部分膀胱組織細(xì)胞發(fā)揮生物學(xué)功能有重要作用，尤其是膀胱的傳入神經(jīng)[15]。NGF在小鼠膀胱上皮細(xì)胞的高表達(dá)可顯著增加膀胱感覺傳入纖維和交感神經(jīng)纖維的數(shù)目[16]。CHEN等[17]認(rèn)為糖尿病膀胱主要是由于高血糖引起外周神經(jīng)受損致其合成和分泌的NGF減少，神經(jīng)生長因子前體升高，神經(jīng)生長因子及其前體平衡紊亂，導(dǎo)致神經(jīng)病變的發(fā)生，應(yīng)用葡萄籽原花青素治療糖尿病膀胱，其可通過調(diào)節(jié)Nrf-2途徑NGF mRNA的表達(dá)，從而改善受損的神經(jīng)，達(dá)到治療糖尿病膀胱的目的。

3 5-羥色胺

5-羥色胺(serotonin，5-HT)是重要的神經(jīng)遞質(zhì),在體內(nèi)含有多種亞型和次亞型，與其各自對應(yīng)的受體結(jié)合后通過與G蛋白偶聯(lián)發(fā)揮其特定的生理效應(yīng)。有研究報道，5-HT及其受體對排尿過程中具有重要意義[18]。5-HT1、5-HT2、5-HT7等亞型的激活會影響膀胱的功能[19]，其受體主要分布在脊髓背角、骶髓副交感神經(jīng)核及骶髓核中[20]，中腦中縫5-HT能神經(jīng)元發(fā)出的信號可刺激這些受體來調(diào)控排尿過程[21]。SONAWANE 等[22]報道糖尿病患者血液中5-HT含量增加，認(rèn)為5-HT與糖尿病并發(fā)癥的發(fā)生可能關(guān)聯(lián)。相關(guān)實驗研究發(fā)現(xiàn)用電場刺激糖尿病鼠逼尿肌肌條，其收縮力在5-HT存在的情況下可明顯增強，并且可被阿托品所抑制。糖尿病時5-HT可間接加強乙酰膽堿的分泌進(jìn)而在電場刺激下提高肌條收縮力[23]。糖尿病時逼尿肌收縮效應(yīng)與5-HT2受體的激活之間的聯(lián)系可能最為緊密，可能的原因有：①糖尿病膀胱重量增加，逼尿肌平滑肌細(xì)胞代償性肥大與增生，5-HT2A受體數(shù)目相應(yīng)的增加，最終會增加膀胱逼尿肌收縮效應(yīng)并引發(fā)尿頻、尿急等癥狀[24]；②糖尿病膀胱逼尿肌細(xì)胞上5-HT2A受體密度的增大，導(dǎo)致5-HT2A受體數(shù)量的提高，提高了糖尿病膀胱逼尿肌收縮效應(yīng)[23]。有人報道Sarpogrelate(5-HT2A受體選擇性拮抗劑)對治療糖尿病患者尿頻有很好的療效[25]。上述資料表明：通過干預(yù)NANC神經(jīng)中5-HT及其受體可改善糖尿病膀胱病變。

4 三磷酸腺苷

三磷酸腺苷(adenosine triphosphate，ATP)不僅可以作為直接的能源物質(zhì)為機體提供能量，而且還是重要的嘌呤能信號分子參與細(xì)胞間的信號傳遞，是NANC神經(jīng)合成和分泌的遞質(zhì)之一。細(xì)胞內(nèi)ATP維持著較高的含量，對維護(hù)正常細(xì)胞功能是極為重要的；細(xì)胞外ATP的濃度很低，參與其它組織功能的調(diào)節(jié)。有研究發(fā)現(xiàn)，在細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞膜上存在特有的ATP受體或離子通道[26]。目前的研究表明，嘌呤堿基可分為兩種類型：PI、P2。P1可以識別并結(jié)合腺苷；P2可以識別并結(jié)合ATP，P2X受體具有配體門控特性，P2Y受體可與G蛋白家族偶聯(lián)。研究指出，特異性多克隆抗體與免疫組化方法顯示大鼠膀胱存在7種P2X受體亞型。分布在血管壁黏膜下、平滑肌膜上和漿膜層的是P2X1；P2X2廣泛位于平滑肌細(xì)胞內(nèi)；分布在膀胱逼尿肌內(nèi)的神經(jīng)束的是P2X3，與感覺神經(jīng)相關(guān)；上皮細(xì)胞中P2X4分布特別高；P2X5參與上皮細(xì)胞的分化，主要分布在上皮細(xì)胞膜上；分布在上皮細(xì)胞下的基底膜上的是P2X6；上皮細(xì)胞核內(nèi)主要是P2X7[27]。ATP結(jié)合其受體P2X后，通過變構(gòu)效應(yīng)，非選擇性通透如Na+、Ca2+等離子，短時間之內(nèi)即可形成膜電流，進(jìn)一步促使平滑肌細(xì)胞產(chǎn)生舒張或收縮反應(yīng)，并不需經(jīng)過膜和胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)[28]。VROMAN 等[29]報道ATP作為NANC神經(jīng)遞質(zhì)之一，可能在膀胱功能的生理調(diào)控中具有重要作用。有研究發(fā)現(xiàn)，離體的逼尿肌肌條放在加有ATP的培養(yǎng)液中會抑制卡巴膽堿刺激的肌條收縮，而外源性ATP加入剝除上皮細(xì)胞的肌條后，對卡巴膽堿的刺激可以達(dá)到與完整肌條同級的水平，提示逼尿肌收縮受到上皮細(xì)胞釋放的ATP的抑制[30]。現(xiàn)在清楚的是，ATP觸發(fā)臨時逼尿肌收縮和隨后的緩慢而持續(xù)的膀胱傳入弛緩狀態(tài)的特征，排空膀胱、排尿反射的形成需要在正常的ATP轉(zhuǎn)導(dǎo)條件下。李日東[31]認(rèn)為糖尿病是膀胱P2X3受體減少的重要原因，P2X1和P2X3受體的表達(dá)變化可能表明膀胱在非生理狀態(tài)下的異常感覺或收縮。膀胱感覺通路中P2X受體的分布是介導(dǎo)膀胱感覺功能的前提，推測對其表達(dá)的破壞可能是糖尿病膀胱發(fā)病的重要原因之一。李日東使用加味五苓散治療糖尿病膀胱時，認(rèn)為加味五苓散具有雙向調(diào)節(jié)P2X3受體的作用，對于延緩糖尿病膀胱逼尿肌的進(jìn)展具有一定的意義[31]。

5 結(jié) 語

總之，除了以上NANC神經(jīng)遞質(zhì)與受體，目前關(guān)于此類的研究還包括NO、辣椒素、P物質(zhì)、組胺、r-氨基丁酸及血管活性腸肽等。證據(jù)表明，當(dāng)發(fā)生糖尿病膀胱時，CGRP、5-HT、NGF、ATP等及其受體的異常變化可能是糖尿病膀胱發(fā)病的重要分子機制，有可能為我們將來治療糖尿病膀胱提供新的方向。因此，進(jìn)一步探索NANC機理，對于我們進(jìn)一步認(rèn)識糖尿病膀胱病發(fā)病的分子機制和探索新的治療方法具有重要的意義。

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