ACEI的內皮保護作用的機制是甚麼？

　　內皮是主要的血管緊張性調節物，內皮功能是指在內皮依賴性刺激下，內皮通過其產生的血管活性物質，調節血管正常的舒縮反應並保持血液的流動性。內皮功能障礙主要表現為內皮依賴性舒張功能障礙。近年來，對動脈粥樣硬化形成過程的深入研究發現，內皮功能障礙是其起始和促進因素。早期阻止或減慢內皮功能障礙的發生發展、對內皮進行長效保護成為防治心血管疾病新的熱點和研究方向。
　　從治療為主轉向預防為主是里程碑地位的新醫學理念，我們迫切希望找到一種安全有效適用範圍廣的保護血管內皮藥物，延緩心血管疾病的發生發展。在現有的6大類一線降壓藥中，在改善內皮功能方面，ACEI居於首位。從1996年Mancini GB等[1]第一次在臨床試驗中肯定了ACEI對內皮功能障礙的改善作用，到最新的大規模臨床試驗（歐洲培哚普利治療穩定性冠脈疾病降低心臟事件研究，EUROPA）充分肯定了其在保護內皮功能方面，明顯優於ARB類藥物。十多年間，關於ACEI與內皮功能關係的研究逐步深入，發現了多個可能的機制，進一步指導臨床用藥。本文就這十年研究做一回顧，總結ACEI保護血管內皮的主要機制，探索其療效。
　　1、ACEI促進一氧化碳（Nitric Oxide， NO）介導的舒血管作用
　　（1）ACEI提高內皮一氧化碳合成酶（endothelial nitric oxide synthase，eNOS）的表達和活性
　　研究證明，內皮一氧化碳合成酶（eNOS）產生的NO介導了多種心血管保護效應。NO在eNOS的作用下，由L-精氨酸轉化而來。NO受升高的血流量（導致內皮受壓刺激增加）及緩激肽、溶血素、乙酰膽鹼及一系列循環因子的刺激而釋放。NO通過對鳥苷酸環化酶中的鐵原子作用，激活鳥苷酸環化酶，升高細胞內cGMP水平，使平滑肌細胞內鈣減少，引起平滑肌鬆弛。Xiao-Ping Yang等1999年的動物實驗表明： 敲除eNOS基因的小鼠eNOS-/-與正常小鼠相比，心肌缺血發作時對ACEI的治療反應顯著降低，提示ACEI通過影響eNOS的功能從而增加NO生成促進血管舒張。Shinichi Kanno等2001年在肺動脈高壓小鼠身上的實驗取得了類似的結果。H. Morawietz等2006年發表的研究選取了要做冠脈旁路手術的患者，按照他們之前是否服用ACEI分成兩組，在冠脈旁路手術中取心肌活檢，測量細胞中eNOS mRNA的表達。揭示了在冠心病和心力衰竭患者中，ACEI治療組患者體內的eNOS mRNA表達與對照組相比，顯著升高。直接證明了ACEI能夠促進體內eNOS的表達和活性。
　　（2）ACEI減少緩激肽（Bradykinin）降解
　　緩激肽是在激肽釋放酶的作用下由激肽原生成的血管活性物質。在體內，緩激肽很快被降解（半衰期小於30s），由於它的半衰期短，一般認為，它在組織合成，起局部效應。緩激肽和緩激肽B2受體（BKB2R）結合能夠促進內皮細胞NO和前列環素的釋放，引起血管舒張。James V. Gainer等[6]在1999年發表的研究中，在高血壓人群和血壓正常人群中，分別設立試驗組和對照組。對試驗組，先給予緩激肽拮抗劑，再給予ACEI（卡託普利）；對照組，只給予ACEI。高血壓組和血壓正常組的結果都表明，緩激肽拮抗劑明顯減弱了ACEI的降壓作用。說明ACEI的一部分降壓作用是通過緩激肽來實現的。現已證實，血管緊張素轉化酶（Angiotensin-converting enzyme inhibitor， ACE）是緩激肽酶中最重要的一種，它對緩激肽有很高的親和力並能將其降解。ACEI能通過對ACE的抑制而延長內皮附近的緩激肽的半衰期，從而促進NO和前列環素的釋放，增強血管內皮的舒血管功能。
　　（3）關於（1）和（2）的幾點說明
　　以上兩個途徑都是通過NO發揮作用的，於是我們產生疑問它們是不是一條通路上的？也就是說，ACEI是否通過減少緩激肽降解來促進eNOS的活性從而導致NO釋放增多？關於第一個途徑，目前沒有研究探索在緩激肽缺失的動物體內ACEI能否直接引起eNOS表達上調。關於第二個途徑，M. A. Hassan Talukder等在2004年發表的研究[8]中發現，在eNOS缺失的小鼠eNOS-/-體內，緩激肽同樣可以引起冠狀動脈的擴張，但神經細胞一氧化碳合酶（nNOS）抑制劑和鳥苷酸環化酶抑制劑可以大大減弱eNOS-/-小鼠體內緩激肽擴血管的作用，提示緩激肽通過多條途徑保護血管內皮功能。
　　2、ACEI抑制血管緊張素II（Ang II）依賴性內皮氧化應激
　　Ang II損傷內皮功能的主要機制之一是通過激活NAD（P）H氧化酶系統使內皮細胞和血管平滑肌細胞產生超氧自由基。這些超氧自由基和NO反應的速率很快，能夠直接使NO失活，併產生過氧化亞硝酸鹽。更進一步的，過氧化亞硝酸鹽和其他氧化劑能夠氧化作為eNOS主要輔助因子的四氫生物喋呤，破壞NO產生途徑。解體的eNOS還進一步加重了內皮的氧化應激，導致eNOS抑制物ADMA的降解酶DDAH失活。這個惡性循環大大破壞了NO介導的內皮功能。很明顯，ACEI通過抑制ACE能夠減少Ang II的產生，也就打破了這個惡性循環鏈，保護了內皮功能。
　　近年來，有觀點將緩激肽和血管緊張素II的比值作為療效的衡量標準，認為其值升高可使得血管eNOS的活性增大，對預防心血管事件具有重要意義。研究表明，ACEI（培哚普利）可顯著升高血管壁組織中緩激肽/Ang II比值，起到對血管的保護作用。
　　3、ACEI促進內皮素（Endothelin，ET）的產生
　　ET作為血管內皮細胞衍生的收縮因子是機體缺血、缺氧情況下產生的一種致損傷因子，在高血壓動脈粥樣硬化病人體內常常能檢測到過高的ET-1水平。早在1996年，就已經有研究表明，ACEI能夠顯著降低正常人或糖尿病病人體內ET水平，緩解內皮介導的舒張功能障礙。其機制可能是ACEI減少了ET的抑制劑Ang II的產生，從而促進了ET的產生和釋放。最近幾年國內研究ACEI與血管內皮功能關係的臨床試驗大多采用ET作為療效的指標，2008年有研究使用貝那普利治療慢性心衰的患者，治療10周後，患者體內的ET水平顯著性降低。2009年有研究使用福辛普利治療老年冠心病患者，治療8個月後患者的血清ET-1濃度明顯降低，肱動脈內皮壓力依賴性舒張反應明顯改善。這些研究都說明了ACEI可以通過降低ET濃度改善血管內皮功能。
　　4、ACEI促進內皮依賴性超極化因子（Endothelium-Derived Hyperpolarizing Factor，EDHF）的釋放
　　近幾年的多個研究同時證明了在NO和前列環素被抑制的情況下，內皮細胞還能通過另一種物質維持血管內平衡，這就是EDHF。現在認為，EDHF是內皮細胞產生並釋放的一種物質或電信號，它能超極化血管平滑肌細胞，使其舒張，擴張血管直徑。EDHF已被作為衡量內皮功能的重要指標之一。研究表明，EDHF的擴血管作用與動脈直徑相關，對小動脈的影響明顯強於大動脈。提示EDHF在器官血流調節、周圍血管阻力調節方面可能起著重要的作用。在血管內皮損傷，NO調節作用異常的情況下，EDHF可以起到代償調節的作用。Kenichi Goto等的動物實驗，給予治療1組小鼠ACEI（依那普利），治療組2鹽酸肼苯噠嗪和氫氯噻嗪，並設空白對照。結果表明，治療組1和治療組2的降血壓作用相當，但是通過電生理實驗測量膜電位發現，治療1組的由乙酰膽鹼啟動EDHF介導的超極化作用明顯強於治療2組和對照組。說明ACEI能夠促進EDHF的釋放，保護內皮功能，並且這種作用獨立於降血壓作用。這其中的機制並不明確，但現在發現的EDHF的幾個有趣的特性值得注意。動物實驗[18]表明，EDHF的代償調節作用有明顯的性別差異。在缺失了eNOS和COX-1（環氧合酶）的小鼠身上觀察EDHF介導的小動脈舒張作用：在雌鼠身上，EDHF可以完全代償，動物的平均動脈壓不受影響；而在雄鼠身上，代償結果不滿意，動物產生高血壓。後來在小鼠腸繫膜動脈和尾動脈以及兔子生殖器動脈上的研究也取得了類似的結果，暗示內皮介導的血管舒張作用可能存在性別差異，女性體內是EDHF起主要作用，而男性體內是NO起主要作用。還有動物實驗表明EDHF的作用會隨著年齡的增長而減弱，提示它可能與老年人內皮損傷、好發高血壓有關。這種動脈直徑相關、性別相關、年齡相關的EDHF調節的研究目前還處於起步階段，對其本身的探索已進行了諸多試驗，2009年最新的一份研究[20]表明S-亞硝基硫醇有可能就是神秘的EDHF，但還缺乏更多的證據。同時，關於EDHF的實驗還停留在動物實驗階段，對EDHF更深入的探索相信能夠在保護內皮功能方面給予我們新的啟示。
　　5、ACEI促進Ang-（1-7）生成
　　新近的研究發現了RAA系統的一個新分支，ACE2-Ang-（1-7）-Mas軸。Ang-（1-7）主要由ACE2（ACE的一種同源物）水解AngI或Ang II生成，並由ACE降解為無活性的Ang-（1-5）。Mas為血管內皮細胞表達的Ang-（1-7）的特異性受體。Mariana B.L等[23]2007年發表的研究發現，向血壓正常的小鼠體內短期注射AVE0991（Ang-（1-7）的非肽類似物）能夠顯著增強動脈內緩激肽的降血壓作用，但AVE0991的這種由緩激肽介導的降壓作用能夠被eNOS抑制劑（L-NAME）或Mas受體阻滯物（A-779）完全阻斷，體外的實驗也同時表明AVE0991的降壓過程涉及了NO的釋放。由此可以推測，Ang-（1-7）促進緩激肽降壓舒血管的作用機制中包括了Mas受體的特異性結合和eNOS介導的NO釋放。ACEI能夠抑制ACE，增加Ang-（1-7）產生的主要原料Ang I的濃度，並促進ACE2的活性，增加Ang-（1-7）的生成，同時通過抑制ACE減少Ang-（1-7）的降解，共同升高Ang-（1-7）的含量，促進其實現內皮介導的血管舒張功能。研究表明，ACEI的使用可以使Ang-（1-7）的量增加25-50倍之多。目前Ang-（1-7）在生理情況下的調節機制還不明確，進一步的研究有可能使其成為心血管疾病治療的新靶點。
　　6、ACEI抗內皮細胞凋亡，促其再生
　　（1）ACEI抗內皮細胞凋亡
　　內皮細胞每3個月發生1次凋亡和再生的循環，一旦打破這種凋亡和再生的平衡，血管內皮的完整性便被破壞。有研究表明，異常的血管內皮細胞凋亡是促進動脈粥樣硬化發生和發展的重要因素。EUROPA的亞研究之一PERTINENT研究觀察了培哚普利治療對內皮細胞凋亡的影響。結果表明，培哚普利8 mg/d治療1年降低患者內皮細胞凋亡率達31％（P<0.05），證明其能顯著降低冠心病患者異常增高的內皮細胞凋亡水平。目前認為其機制是培哚普利可抑制促凋亡因子AngII和腫瘤壞死因子TNF-α的產生，並升高抗凋亡因子緩激肽水平，恢復AngII和BK水平的平衡。
　　（2）ACEI增加內皮祖細胞（endothelial progenitor cells，EPCs）數量，改善其功能
　　內皮祖細胞是一種起源於骨髓的原始細胞，在生理或病理因素作用下，骨髓中的EPCs進入外周血循環，並在一定條件下可定向分化為成熟的內皮細胞。有研究證明，新生血管中25％的內皮細胞是由EPCs分化而來的，血管修復部分依賴於血中的內皮祖細胞在損傷部位的粘附、聚集、增值、分化形成新的血管內皮。因此，EPCs在修復內皮功能、促進再內皮化、延緩動脈粥樣硬化形成上有著重要的作用。除此之外，EPCs還能促進eNOS的生成，在缺血狀態下加強內皮功能。EUROPA研究中，心肌梗死患者使用培哚普利8mg/d治療7-10天，EPCs數量顯著增加，證明了ACEI促進EPCs生成，促進內皮細胞再生的作用。而在同一個研究中，ARB的治療沒有使EPCs增多。
　　綜上所述，血管內皮功能障礙可能是導致循環內環境失衡的重要原因，ACEI保護血管內皮功能的機制主要是通過上述6大途徑。在複雜的內環境中，各個途徑不是相互獨立的，而是互相影響。如緩激肽可以影響NO的釋放，也參與了Ang-（1-7）的作用過程；抗內皮細胞凋亡作用也涉及了Ang II和緩激肽水平的調節。人為地劃分出6個途徑只是為了幫助理解和總結。另外值得一提的是，ACEI的所有種類藥物在改善血管內皮功能方面的作用程度差異較大，研究表明，高親和力的ACEI比低親和力的ACEI具有更強的作用，提示我們作為目前改善內皮功能的首選用藥， ACEI大類下的不同藥物應該區別研究，其新適應症和新用法有待進一步的探索。可以預見，ACEI在保護血管內皮功能方面將大有作為。