论文关键词:中枢神经系统;脑利钠肽;颅脑外伤
论文摘要:现已发现利钠肽系是由心房利钠肽(ANP)、脑利钠肽(BNP)、C-型利钠肽(CNP)及3个类型受体所构成的3个内源性配体系统。它们在中枢神经系统内有广泛分布。研究脑利钠肽(BNP)在中枢神经系统(CNS)生物化学的特点及分布、释放规律,说明脑利钠肽(BNP)对水盐代谢的中枢调节作用,为阐明颅脑外伤(ACI)时水电解质失衡的发生机制具有重要的影响,临床可用于ACI预后的判断及治疗的指导。
脑利钠肽(brain natriuretic peptide.BNP)是继心房利钠肽(atrial natriuretic peptide,ANP)之后发现的利钠肽家族中另一个成员,于1988年由日本学者Matsuo、Sudoh等从猪脑中分离、钝化出来,以后发现心肌细胞也能合成和分泌BNP。与ANP一样,BNP具有强大的排钠、利尿、舒张血管和抑制肾素-醛固酮系统等作用,但在基因表达、合成和分泌部位、代谢清除及在中枢神经系统(central nervous systerm,CNS)中的分布等方面不同于ANP。随着放射免疫、免疫组化、分子生物学的发展,有关BNP的基础研究和其在中枢神经系统中的作用渐渐被人们所关注,现就这方面的报道报告如下。
1 BNP的生物化学特性
BNP是一种生物活性多肽,由26个氨基酸构成,BNP-26是其基本结构,但是不同种属的BNP其氨基酸组成和分子大小有一定差异。其hBNP-32的序列是:His-Arg-Arg-Leu-Val-Lys-Cys-Gly-Leu-Gly-Ser-Ser-Ser-Ser-IIe-Arg-Asp-Met-Lys-Arg-Gly-Phe-Cya-Gly-Ser-Gly-Gln-Val-Met-Lys-Pro-Ser-NH?2。BNP的基本结构中有一个2-硫基所构成的环状结构,其主要的活性基因之一是保持由17个氨基酸组成的以2-硫键在两个半胱氨酸位置相联形成的环状结构完整性。BNP在结构上与ANP极为相似,环状结构中17个氨基酸仅有6个氨基酸不同,且BNP氨基酸序列的C-端保留着类似ANP的C-端的化学结构,推测它们可能是来自不同基因的表达产物。在CNS中以小分子形式存在,它们是BNP-26、BNP-32。
2 BNP及受体的分布
BNP与ANP相似,在CNS内主要分布于心、肺、脑、脊髓和垂体以及血浆和脑脊液等。但BNP神经元及其纤维在CNS中的分布与ANP不同,其CNS中含量高于ANP。在狗脑中,BNP神经元主要集中在脑干、嗅脑与下丘脑,信捷职称论文写作发表网,猪脑中则以尾状核、延脑、豆状核含量较高。在CNS中,有两类利钠肽受体:一类是与利钠肽生物活性有关的B受体,它与颗粒状鸟苷酸环化酶偶联,通过与利钠肽结合,增加胞浆内CGMP含量而发挥生物效应。B受体又分为ANP-A、ANP-B两个亚型。另一类C受体,不通过CGMP作为第2信使起作用,而与利钠肽及其片段结合,参与其代谢。在CNS中主要是B受体,BNP多与ANP-A受体结合。
3 BNP的生理作用
3.1 外周BNP的作用
通过实验,验证了BNP抑制肾素-血管紧张素-醛固酮系统、提高肾小球滤过率以及抑制肾集合管对Na?﹢和Cl?﹣的重吸收来达到促进尿钠排泄、利尿和降低血压的作用。
3.2 中枢BNP的作用
BNP对水盐代谢的调节有两种途径:①作为神经递质释放入血,调节外周利钠肽释放;②直接作用于中枢神经系统(AV3V和PON区)。
中枢BNP的中枢性作用有以下几方面:①抑制饮水行为:BNP能够抑制由于禁水或注射血管紧张素Ⅱ(angiotensin,AngⅡ)引起的主动性饮水行为,这是由BNP可拮抗脑内肾素-血管紧张素-醛固酮系统而显示对饮水行为的抑制行为。②抑制盐摄入行为:经低血钠鼠脑室内给予BNP能抑制鼠对高盐的摄入。③利尿利钠排钾作用:通过与肾素-血管紧张素-醛固酮系统来共同维持机体水盐代谢。BNP主要是抑制了抗利尿激素(antidiuretic hormone,ADH)的释放而起作用,但目前文献报道中对这个还有一定的争议。BNP对水盐代谢的调节机制可能是:a.以ADH为中介体;b.以交感神经系统,特别是肾脏的分支为中介体;c.以Na+-K+-ATP酶抑制物为中介体。④参与中枢性血压调节:可以抑制注射AngⅡ引起的血压升高反应。这个可能是由于ADH分泌受抑制所致。
4 BNP与颅脑伤的关联
许多病理因素如外伤、蛛网膜下腔出血导致严重脑功能障碍。特别是当下丘脑、垂体功能受累时,极易诱发CNS中利钠肽分泌异常,从而出现水盐失衡。如不被正确认识与处理,会加重脑的继发性损害,甚至成为病人的直接死因。Gromov发现颅外伤后第3天即脑水肿高峰期,伤区脑组织中钠离子浓度增高。AngⅡ、ADH浓度也增加。Sviri等的研究发现经颅多普勒超声显示有严重脑血管痉挛的蛛网膜下腔出血病人,在起病至病后10天左右,血浆BNP水平显著进行性上升,表明BNP虽然在局部有扩张血管的保护性作用,但也可诱发或加剧动脉痉挛引起的血流减少而导致缺血性脑损害,其具体机制尚不十分明确,推测一种可能是蛛网膜下腔出血引起丘脑下部损害,促使BNP分泌增加;另一种可能是蛛网膜下腔出血后内皮素(一种强有力的血管收缩物质)释放增加,导致脑血管痉挛的发生,脑血管痉挛可以加剧下丘脑缺血,进而诱使BNP分泌,因此BNP增加可能为脑血管痉挛发生后一种附带现象。Tomida等近期研究18例蛛网膜下腔出血病人,11例出现低钠血症。在低钠血症组中,7~9天BNP含量明显高于0~2d和14d后(BNP升高与脑血管痉挛好发时期相吻合),并明显高于健康对照组,而非低钠血症组BNP含量呈下降趋势;两组抗ADH、ANP无显著性差异,而低钠血症组去甲肾上腺素(NE)含量明显高于非低钠血症组,表明BNP与蛛网膜下腔出血后低钠血症及脑血管痉挛密切联系,可能是NE引起的心室负荷增加、刺激心室分泌BNP,BNP浓度升高能诱导血容量减少性低钠血症,进而诱发或加剧脑血管痉挛。