近年来,随着研究的不断深入,人们发现内源性硫化氢(H2S)广泛存在于哺乳动物的多种组织器官中,并通过多种调节和信号传导形式,在生理、病理过程中发挥着重要的作用。其中,内源性H2S与神经系统疾病,特别是阿尔茨哈默病(AD)的关系日益受到人们的重视。
晏勇教授
近年来,随着研究的不断深入,人们发现内源性硫化氢(H2S)广泛存在于哺乳动物的多种组织器官中,并通过多种调节和信号传导形式,在生理、病理过程中发挥着重要的作用。其中,内源性H2S与神经系统疾病,特别是阿尔茨哈默病(AD)的关系日益受到人们的重视。在第二届全国痴呆与认知障碍高级讲授班及学术研讨会上,重庆医科大学附属第一医院晏勇教授以《新型气体信号分子硫化氢与老年性痴呆的研究》为题进行了关于H2S的专题演讲。本网对其报告内容做了整理,与读者分享。
H2S是具有强烈臭鸡蛋气味的剧毒气体,采矿、冶炼、橡胶、开挖和整治沼泽、沟渠以及分析化学实验室等700多项工作均有接触H2S的机会。天然气、矿泉水、火山喷气和矿下积水也常伴H2S存在。温泉浴、大蒜、洋葱和皮蛋等十五中也含有H2S。人体主要是通过呼吸道吸入H2S,其对眼和呼吸道等粘膜有强烈刺激性,会损伤呼吸系统、神经系统和心脏以及其他系统,也可致人猝死。
1989年,Goodwin等在鼠、牛及人的大脑中发现有相对较高浓度的H2S存在。1996年,Abe等首次通过实验证明内源性H2S可能是一种神经活性物质。
H2S的生理功能主要包括:血管舒张和抗氧化作用,可通过多条细胞内信号通路发挥多种生物学效应;促进胰岛素释放,H2S降低可诱导胰岛β细胞凋亡;H2S具有抗炎、免疫调节、代谢调节和神经元保护作用,还可显著抑制Hcy水平。
2007年我们进行了关于H2S与AD的研究,结果显示血浆H2S水平与AD的严重程度呈负相关。通过研究,我们认为H2S降低致AD的可能机制分为以下几方面:
1.H2S降低对海马LTP易化减弱和突出调节受损;
2.H2S降低致神经元的抗氧化保护作用减弱;
3.H2S降低可引起脑血管张力增加,致使脑组织缺血,长期可以引起大脑认知功能下降;
4.H2S降低增加了APP的γ代谢导致的Aβ沉积和tau磷酸化;
5.H2S减少致AD的发病可能涉及细胞信号通路,APP/BACE/Aβ代谢通路调节异常,致不溶性Aβ过量产生、tau蛋白异常磷酸化。
晏勇教授还对AD以及H2S关系做了总结,他指出以下几点:
1.AD患者脑内H2S含量降低,与痴呆的严重程度呈正相关;
2.体内和在体外实验表明补充外源性H2S可降低BACE1和Aβ1—40和Aβ—42水平;
3.H2S是通过P13K/Akt/BACE1信号通路调控Aβ生成,脑内H2S水平降低可能是AD发生的启动因素。
最后,晏勇教授指出H2S与AD存在的问题与研究的发展趋势:
1.21三体综合征为什么出现CBS和H2S增加?为什么也表现为进行性智力衰退?
2.NO、CO、H2S都是机体产生的气体信号分子,都具有广泛的组织分布和多样的生物学效应。但三者的体内代谢途径信号转导的相互作用等还不清楚。今后应重点研究他们的代谢途径、作用的分子靶点、细胞内信号转导通路以及生物学效应上彼此间相互作用,与其他递质的相互作用;
3.H2S与AD核心病理改变间的细胞机制到底是什么?
4.机体其他气体分子如二氧化硫、氨气、氧化亚氮等是否具有生物学效应?
注:本文系根据重庆医科大学附属第一医院神经内科晏勇教授于“第二届全国全国痴呆与认知障碍高级讲授班及学术研讨会”上的专题演讲整理。
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