高尿酸血症(第2版)
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第二节 尿酸导致高血压的可能机制

研究显示,体内尿酸水平的升高通过一种机制导致血压水平的升高,而通过另一种机制维持这种高血压的水平,进而形成高血压。首先,尿酸通过激活肾素血管紧张素系统以及降低一氧化氮(nitric oxide,NO)水平诱导内皮细胞功能紊乱导致肾脏血管收缩,引起血压水平增高。这一期间的高血压类型是盐抵抗而尿酸敏感型。其后,尿酸引起肾脏微血管病变(小动脉硬化),诱导动脉血管平滑肌增殖导致血管腔变窄,阻力增加,导致血压升高。这一期间的高血压是盐敏感,肾脏依赖型,而不受尿酸水平的影响。现将尿酸导致高血压的可能机制分述如下。
一、尿酸抑制NO合成
尿酸浓度增高同心血管系统疾病发生率与死亡率密切相关,而血管内皮功能障碍是众多心血管系统疾病发病基础之一。NO是介导血管舒张效应的重要活性氮基团,它对血管内皮系统起保护作用。之前研究已经发现NO和氧气以比超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)清除氧自由基快3倍的速率起反应生成自由基,使NO浓度下降,进而导致血管内皮功能障碍。通过动物模型和离体实验研究尿酸对NO的影响,研究者通过尿酸氧化酶抑制剂诱导高尿酸血症大鼠,结果显示高尿酸血症大鼠血清NO浓度较对照组明显下降,而降低尿酸浓度后,血清NO浓度可以恢复,接着用含不同浓度尿酸的培养液对牛主动脉内皮细胞进行培养,并测定该组及对照组内皮细胞NO浓度和培养液中氧自由基浓度。结果显示尿酸呈剂量依赖性抑制NO的基础生成,而与NO生成量正相关的硝酸根离子水平较对照组下降,证明高尿酸浓度抑制血管内皮NO的合成。利用放射荧光标记尿酸,研究尿酸对NO的作用,发现尿酸在血浆及人主动脉内皮细胞内可直接同NO反应而将NO清除,进一步研究发现即使有自由基存在,尿酸仍然优先与NO反应,而血浆中的抗氧化剂谷胱甘肽(glutathione)对此反应具有部分阻断作用,他们的系列实验充分证明尿酸对NO具有直接灭活作用。内皮型一氧化氮合酶(nitric-oxide synthase,NOS)是血管NO合成的关键酶,我国学者对急性冠脉综合征(acute coronary syndrome,ACS)患者内皮型一氧化氮合酶(eNOS)基因多态性研究发现,汉族人群中eNOS基因多态性与ACS患者不相关,而与ACS组患者血清尿酸水平相关,证明尿酸在eNOS基因水平影响NO合成。此外,尿酸还可通过氧化还原反应及激活精氨酸酶的活性等作用导致NO生物活性的下降。
二、尿酸导致外周血管阻力增加
尿酸可引起血管收缩。尿酸在体内体外抑制NO合成酶,改变血管内皮功能,结果阻力血管和肾脏入球小动脉收缩,以非钠离子依赖方式增加系统性血压。起初,这种效应会对血清尿酸水平的降低产生应答,随着持续的血管收缩,血管收缩转变为血管结构改变,导致小动脉管腔宽度下降、血管稀疏,血管阻力增加。其次,尿酸也会在血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cell,VSMC)水平产生不良作用。在这些细胞中,尿酸被转运进入细胞质,活化细胞间信号控制酶,同时合成血小板源生长因子及其受体A、C链。促进VSMC有丝分裂,导致血管阻力增加。最后,血清尿酸也可抑制内皮细胞增殖诱导内皮细胞功能不良,而且,高尿酸血症与氧化代谢、血小板黏附、血液流变的不良效应相关。
三、高尿酸血症导致动脉弹性下降
一些证据支持血清尿酸或者黄嘌呤氧化酶途径可能在动脉弹性或动脉压力调节中起到重要作用。血管中层增厚与内皮功能不全是动脉弹性下降和动脉血压的主要结构和功能的决定因素。首先,血清尿酸可以通过增加血小板源性生长因子表达刺激血管平滑肌细胞增殖。实际上,已有一些研究报道了血清尿酸水平与血管中层内膜增厚之间的显著联系。其次,在牛的内皮细胞中血清尿酸也可以抑制基底膜和血管内皮生长因子诱导的NO的生成。这一机制可以说明为什么血清尿酸与内皮细胞功能不全相关。最后,在一些研究中已经论证了黄嘌呤氧化酶抑制剂别嘌醇能够改善慢性心衰患者、代谢综合征患者、睡眠呼吸暂停综合征患者的内皮功能。在内皮细胞中,尿酸阻止NO释放,抑制内皮增殖,刺激C反应蛋白生成。一些研究证实尿酸激活平滑肌细胞,通过活化专一MAP激酶,核转录因子,刺激Cox-2和多种炎症调节因子如组织肾素血管紧张素系统。
四、肾素血管紧张素系统的激活
尿酸培养VSMC发现,尿酸可诱导VSMC增殖、炎性反应、氧化应激以及血管紧张素和血管紧张素Ⅱ表达,兴奋局部肾素血管紧张素系统。
五、尿酸对肾血管平滑肌和内皮细胞具有直接效应
尿酸可以兴奋肾素血管紧张素系统,最终引起肾脏微血管疾病,肾入球小动脉硬化,同时改变尿钠排泄,钠离子负载加重,最后形成钠依赖性高血压。
六、尿酸导致肾脏疾病
尿酸导致肾脏疾病是高血压形成的一个最重要的病理过程。尿酸盐可以形成尿酸结石,引起肾后性梗阻,也可以沉积于肾小管、肾间质直接造成肾小管间质炎症、纤维化的增加,导致肾脏疾病。尿酸还可诱导内皮功能不良和炎症反应,在培养的血管平滑肌细胞和人基底膜内皮细胞中增加单核细胞趋化蛋白-1(monocyte chemoattractant protein 1,MCP-1)的表达,MCP-1被认为是动脉硬化和慢性肾脏疾病的关键化学增活素;而且高尿酸血症改变肾小球血流动力学,增加入球小动脉和出球小动脉阻力,导致皮质肾血管收缩;肾素表达增加,肾小球血流量下降,滤过系数减小,肾小球压力增加。而且,高尿酸血症时多数伴有明显的炎症应激和胰岛素抵抗,也会直接或间接导致肾脏损伤。除此之外,高尿酸还可以诱导氧化应激、活化RAS、形成肾脏小动脉病变;肾脏间质T细胞和巨噬细胞浸润;肾脏缺血和肾血管收缩。高尿酸血症兔子模型研究显示,尿酸能够引起肾脏入球小动脉和肾小管间质病变,导致高血压形成。
七、尿酸诱导胰岛素抵抗
胰岛素需要NO来激活葡萄糖的吸收,而尿酸可抑制NO的生物利用,使组织对胰岛素反应下降,产生胰岛素抵抗。血清胰岛素水平增加会引起交感神经系统去抑制,增加血浆去甲肾上腺素浓度,升高血压;激活肾素血管紧张素系统,增加肾脏钠离子重吸收,增加肾素活性和血管紧张素Ⅱ水平。
尿酸导致高血压形成同时,诱导肾内缺血,进一步增加交感神经系统兴奋,最终导致乳酸的释放,而由于乳酸可以竞争尿酸肾脏排泄转运体,减少尿酸排泄导致血清尿酸水平进一步升高,使得高尿酸血症的纠正变得困难,形成恶性循环。