炎症与代谢综合征和硫化氢的关系

代谢综合征是一组复杂的代谢紊乱症候群,包括胰岛素抵抗、血脂障碍、高血压和肥胖等病理变化。发病机制尚未完全明确,已证明炎症在其发生、发展和预防中有重要作用。硫化氢属内源性气体信号分子家族,近年来,越来越多的证据表明内源性硫化氢的代谢异常与多种疾病相关。本文就代谢综合征、炎症、硫化氢之间的关系予以综述。     

内源性一氧化氮与硫化氢在大鼠低氧性肺动脉高压中的相互作用

目的:研究一氧化氮(nitric oxide,NO)/一氧化氮合酶(nitric oxygnase, NOS)体系和硫化氢(hydrogen sulfide,H2S)/胱硫醚γ-裂解酶(cystathionine-γ-lyase,CSE)体系在低氧性肺动脉高压发生机制中的作用及其相互关系.方法:将25只大鼠随机分为4组:低氧组(7只)、低氧 L-NAME组(给与NOS抑制剂Nω-硝基-L-精氨酸甲酯处理的低氧组,6只)、低氧 PPG组(给与CSE抑制剂炔丙基甘氨酸处理的低氧组,6只)和对照组(6只).低氧21 d后,测定肺动脉平均压、血浆NO及H2S含量,分别测定低氧组、低氧 L-NAME组及对照组CSE活性,应用免疫组织化学的方法检测低氧组、低氧 PPG组及对照组的肺动脉内皮细胞eNOS表达.结果:低氧21 d大鼠肺动脉平均压力明显增高,同时血浆中NO和H2S含量、肺动脉内皮细胞eNOS表达及肺组织CSE活性亦明显下降;而低氧 L-NAME组,伴随着NO含量的下降,肺动脉平均压显著上升,同时,血浆中的H2S含量及肺组织CSE活性较低氧组显著上升;在低氧 PPG组,伴随血浆H2S含量的降低,肺动脉压力显著升高,同时血浆中的NO含量及肺血管内皮细胞eNOS表达也较低氧组显著上升.结论:内源性NO/NOS体系与H2S/CSE体系在低氧性肺动脉高压中呈现相互的负性调节作用.它们既相互独立又以网络调节的方式共同参与低氧性肺动脉高压形成的调控机制.     

三种气体信号分子在动脉粥样硬化发生发展中的相互作用

动脉粥样硬化是冠心病、脑梗死、外周血管病等众多心脑血管疾病的主要病理基础。目前发现的三种气体信号分子一氧化氮、一氧化碳与硫化氢在动脉粥样硬化中有调节血管张力,抗血小板在内皮细胞中的粘附,抑制血管平滑肌细胞的增殖和迁移等作用。在动脉粥样硬化形成的过程中,它们两两之间起协同或代偿作用,抑制动脉粥样硬化的发生发展。     

硫化氢及一氧化氮气体信号分子在冠心病发病中的作用及其与冠脉病变类型的关系

目的研究硫化氢(H2S)及一氧化氮(NO)气体信号分子在冠心病患者中的变化及其与冠脉病变类型的关系,探讨其在冠心病发病中的病理生理意义。方法冠心病组40例,造影正常对照组17例,冠心病患者根据临床表现和辅助检查,分为稳定性心绞痛组、不稳定性心绞痛组、急性心肌梗死组;根据冠脉造影结果,再分为单支病变组、双支病变组、三支病变组。采用硫敏感法测定所有研究对象血浆H2S含量,并用Greiss法测定血浆NO含量,分析不同亚型冠心病患者和对照者血浆H2S、NO含量的差异及H2S、NO与不同冠脉病变类型的关系。结果冠心病患者血浆H2S、NO含量为(26.10±14.27)、(44.25±9.71)μmol/L,远低于冠脉造影正常对照组的(51.74±11.94)、(53.94±4.36)μmol/L,两组比较差异均有统计学意义(P<0.01);在冠心病各常见亚型中,不稳定性心绞痛患者和急性心肌梗死患者血浆H2S含量分别为(23.60±14.41)μmol/L、(19.98±7.52)μmol/L,明显低于稳定性心绞痛患者的(38.41±14.53)μmol/L;急性心肌梗死患者血浆NO含量为(39.71±6.03)μmol/L,明显低于稳定性心绞痛患者的(44.25±9.71)μmol/L(P<0.05)。冠脉双支和多支病变组血浆H2S含量分别为(16.91±7.98)、(18.39±7.78)μmol/L,差异无统计学意义(P>0.05),但均明显低于单支病变组的(33.04±15.01)μmol/L(P<0.05);不同支数病变冠心病患者血浆NO含量差异无统计学意义(P>0.05)。冠脉血管有闭塞组其血浆H2S、NO含量明显低于单纯狭窄组(P<0.05)。结论 H2S与NO的代谢异常可能参与了冠心病的发病过程,其中血浆H2S含量的高低与冠脉病变类型相关。     

新型气体信号分子硫化氢对左向右分流大鼠一氧化氮/一氧化氮合酶体系的影响

目的探讨内源性硫化氢(H2S)对左向右分流大鼠一氧化氮(NO)/一氧化氮合酶(NOS)体系的影响。方法将雄性SD大鼠随机分为分流组,分流+炔丙基甘氨酸(PPG)组,假手术组和假手术组+PPG组,每组8只。分流组及分流+PPG组大鼠经腹主动脉-下腔静脉穿刺建立左向右分流动物模型。术后4周,测量大鼠平均肺动脉压(MPAP);测定血浆NO、肺组织H2S、NO含量及NOS活性;用Western印迹方法测定肺组织eNOS含量。结果分流术后4周,分流组与假手术组比较,大鼠MPAP无明显变化;分流组与假手术组比较血浆NO(23·2μmol/L±3·6μmol/Lvs17·9μmol/L±3·4μmol/L,P<0·05)、肺组织H2S(37·6μmol/mg±2·1μmol/mgvs14·4μmol/mg±1·8μmol/mg,P<0·05)、肺组织NO(38·5±6·5μmol/μgvs31·8±6·5μmol/μg,P<0·05)、肺组织NOS活性(15·1U/mg±2·4U/mgvs12·0U/mg±1·4U/mg,P<0·05)及肺组织eNOS含量(0·3±0·1vs0·2±0·1,P<0·05)均明显升高。分流+PPG组大鼠MPAP较分流组及假手术组分别升高了15·82%和20·55%(19·5mmHg±1·7mmHgvs16·4mmHg±1·7mmHg和19·5mmHg±1·7mmHgvs15·5mmHg±1·3mmHg,P<0·05),肺组织H2S含量降低(28·8μmol/mg±2·2μmol/mgvs37·6μmol/mg±2·1μmol/mg,P<0·05),而血浆NO(27·8μmol/L±4·8μmol/Lvs23·2μmol/L±3·6μmol/L,P<0·05)、肺组织NO(46·0μmol/μg±6·0μmol/μgvs38·5μmol/μg±6·5μmol/μg,P<0·05)、NOS活性(20·9U/mg±3·9U/mgvs15·1U/mg±2·4U/mg,P<0·05)及eNOS含量均明显升高(0·4±0·1vs0·3±0·1,P<0·05)。结论内源性H2S可能通过抑制NO/NOS体系调节左向右分流大鼠肺动脉压力。     

新型气体信号分子硫化氢在大鼠肺纤维化发病中的作用

目的:在博来霉素(Bleomycin,BLM)诱导的肺纤维化大鼠模型上,观察内源性胱硫脒-γ-裂解酶/硫化氢(CSE/H2S)体系的变化以及应用外源性H2S供体硫氢化钠(NaHS)对肺纤维化的影响,以探讨内源性H2S在肺纤维化发病中的病理生理意义.方法:(1)雄性Wistar大鼠48只,随机分为对照组、肺纤维化组(经气管内滴入BLMA5 5 mg/kg)、肺纤维化+NaHS低剂量组(腹腔注射NaHS 1.4 μmol/kg,每日两次)和肺纤维化+NaHS高剂量组(腹腔注射NaHS 7 μmol/kg,每日两次).分别于第7天、第28天取肺组织行HE染色和Masson染色,用生化法测定丙二醛(MDA)、羟脯氨酸含量,采用敏感硫电极测定血浆H2S的生成量及亚甲基蓝法测定CSE活性,用半定量RT-PCR方法测定肺组织CSE的mRNA水平.(2)以羟自由基发生系统Fe2+(5 mmol/L)/H2O2(25 mmol/L)单独及与不同浓度NaHS(10^-5、5×10^-5、10^-4、10^-3mmol/L)共同孵育离体大鼠肺组织,测定MDA含量.结果:(1)第7天纤维化组大鼠血浆H2S含量较对照组下降46%,第28天时增加25%(均P＜0.01);肺组织CSE活性在第7天时比对照组降低26%(P＜0.01),第28天时CSE活性恢复,与对照组相比差异无统计学意义(P＞0.05);第7天和第28天纤维化组肺组织CSE mRNA含量较对照组分别升高34%和144%(P＜0.01);第7天及第28天纤维化组肺组织MDA、羟脯氨酸含量均较对照组明显升高(P＜0.01),NaHS高剂量组和低剂量组的MDA、羟脯氨酸含量均较纤维化组显著降低,高、低剂量组间差异无统计学意义(P＞0.05).(2)Fe2+/H2O2孵育组肺组织MDA含量较对照组明显升高,经给予不同浓度NaHS处理后,MDA含量均显著下降.结论:内源性CSE/H2S体系参与了大鼠肺纤维化的病理生理过程,外源性补充H2S可能通过减轻氧化应激抑制肺纤维化的发生.     

气体信号分子——硫化氢

近年来的研究表明,内源性气体信号分子硫化氢广泛参与机体多种生理、病理过程,被认为是继一氧化氮和一氧化碳之后的第3种气体信号分子。继续探索硫化氢的作用是当前生物医学领域中备受关注的问题,对其研究是当前充满挑战的课题,具有重要的理论和临床意义。     

硫化氢对代谢综合征小鼠血糖和血胰岛素水平的调节

目的 观察硫化氢（H2S）对代谢综合征小鼠血糖和血胰岛素水平的影响及可能机制.方法 8～10周的雄性C57BL/6J小鼠10只作为正常对照组（CON组）,同周龄雄性KK/Upj-Ay/J小鼠随机分为MS＋NaHS组和MS组,每组各6只,MS＋NaHS组每日腹腔注射0.25 mL H2S供体NaHS（78 μmol/kg）,CON组和MS组每日腹腔注射等量生理盐水,均连续干预4周.采用ONE TOUCH Ultra血糖仪测定血糖值,放射免疫分析法测定胰岛素值,荧光显微镜观察小鼠C2C12骨骼肌细胞株对2-脱氧荧光葡萄糖（2-NBDG）的摄取能力.结果 KK/Upj-Ay/J小鼠的腹围、Lee指数和空腹血糖、胰岛素以及三酰甘油、总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇均比CON组显著升高（P＜ 0.01）;MS＋NaHS组小鼠空腹血糖和胰岛素比MS组分别降低24.2％和46.98％（P＜ 0.05）;NaHS干预后,骨骼肌摄取葡萄糖增加（P＜0.05）;在高糖（16.7 mmol/L）刺激下,不同浓度NaHS干预后,胰岛素分泌水平下降（P＜0.05）.结论 NaHS可以促进骨骼肌细胞对葡萄糖的摄取,同时可以直接抑制高糖刺激下的胰岛素分泌.     

气体信号分子硫化氢在肝硬化患者中的表达和意义

目的:了解肝硬化患者血清中硫化氢(H2S)的变化,探讨气体信号分子H2S在肝硬化发病过程中的作用.方法:对43例肝硬化失代偿期患者、16例肝硬化代偿期患者和28例健康对照分别采用敏感硫电极法测定血清H2S浓度;用全自动生化分析仪测定血清ALT和ALP含量.结果:肝硬化各组(代偿期、失代偿期)血清H2S浓度较对照组明显降低(P<0.01),血清ALT、ALP浓度较健康对照组明显升高(P<0.01),随肝功损害程度更加显著.H2S与ALT、ALP的相关系数分别为0.731和0.702(P<0.01).结论:H2S浓度的降低可能是加重肝硬化程度的重要因素,H2S含量的检测对肝硬化的诊断、治疗以及病情判断有重要意义.     

气体信号分子硫化氢在脂多糖诱导大鼠肺急性炎症反应中的作用

硫化氢(hydrogen sulfide，H2S)一直被认为是一种毒性气体，近年来研究表明，生理浓度的H2S具有特定的生物学效应，它是体内一种新发现的气体信号分子。已证实H2S可参与海马长时程增强效应和大脑的发育，也可以作为一种KATP通道开放剂使血管平滑肌细胞膜超极化，从而使血管平滑肌细胞舒张，实现其舒血管作用。     

硫化氢对海洛因依赖大鼠一氧化氮/一氧化氮合酶体系的影响

目的探讨硫化氢（H2S）对海洛因依赖大鼠一氧化氮（NO）/一氧化氮合酶（NOS）体系的影响。方法实验大鼠随机分成3组：正常对照组、海洛因依赖组（herion组）、海洛因依赖＋NaHS组（heroin＋NaHS组）。采用比色法测定大鼠血浆及海马组织NO含量,Real time PCR测定海马组织nNOS mRNA表达量。结果血浆及海马NO含量比较,herion组与heroin＋NaHS组均高于对照组（〈0.05）,heroin＋NaHS组低于herion组（〈0.05）;海马组织nNOS mRNA表达量比较,herion组高于对照组（〈0.05）,heroin＋NaHS组与对照组无显著差异（〉0.05）,heroin＋NaHS组低于herion组（〈0.05）。结论海洛因依赖可导致大鼠体内NO水平升高,H2S供体NaHS可抑制NO的产生,下调nNOS mRNA表达。     

Changes in plasma hydrogen sulfide and nitric oxide levels and their clinical significance in children with Kawasaki disease

Background  Cardiac involvement is the most common complication of Kawasaki disease (KD); however, the underlying mechanisms are not understood. The present study was designed to investigate changes in plasma hydrogen sulfide (H₂S) and nitric oxide (NO) levels in the acute and recovery stages of KD children and to examine their clinical significance.

Methods  Thirty-five KD patients and 32 healthy children were enrolled in the study. KD patients were divided into two subgroups: a non-cardiac involvement group and a cardiac involvement group. Plasma H₂S levels were measured using the sulfur-sensitive electrode method and plasma NO levels and NO synthase activity were determined using the nitrate reductase method both before and after intravenous immune globulin (IVIG) therapy.

Results  Plasma H₂S levels significantly decreased in KD patients during the acute phase of the disease and NO levels were significantly increased, compared with the control group (P <0.01). After treatment with IVIG, both plasma H₂S and NO levels significantly increased (P <0.01). The plasma levels of H₂S were significantly lower in the cardiac involvement group compared with the non-cardiac involvement group (P <0.05).

Conclusion  H₂S and NO may play a role in the pathophysiological process of inflammation during the acute phase of KD. Endogenous H₂S may exert protective effects with respect to cardiac complications in KD.

     

Effects of nitric oxide and hydrogen sulfide on the relaxation of pulmonary arteries in rats

Background The balance between vasodilation and vasoconstriction plays a major role in maintaining vascular homeostasis. However, the underlying mechanisms are unclear. More and more evidence suggested that there was an interaction in the regulation of vasorelaxation between nitric oxide （NO） and hydrogen sulfide （H2S）. We explored the interaction between and effects of NO and H2S on the relaxation of pulmonary arteries in rats. Methods Seven male Sprague-Dawley rats were anaesthetized with chloral hydrate and the pulmonary arteries of each rat separated for the study of vascular activities. The vasorelaxing activities of pulmonary artery rings in response to different doses of a NO donor, sodium nitroprusside （SNP）, or a H2S donor, sodium hydrogensulfide （NariS）, were measured in vitro. When pulmonary artery rings were treated with a cystathionine-y-lyase inhibitor, DL-propargylglycine, in the presence of SNP or a nitric oxide synthase inhibitor, Nω-nitro-L-arginine methyl ester, in the presence of NariS, the changes in relaxing activities were analyzed. Results The relaxation of pulmonary artery rings was in a dose dependent manner in response to either SNP or NariS. The relaxation rates of pulmonary artery rings increased from （30.90±4.62） % to （60.50±8.08） % when the concentration of SNP increased from 1 pmol/L to 3 pmol/L and from （26.13±4.12） % to （53.09±14.01） % when the concentration of NariS increased from 25 pmol/L to 100 μmol/L. However, when appropriate inhibitor was added, the relaxation responses to SNP and NariS decreased. Conclusions The results suggested that similarly to NO, H2S acted as a vasorelaxant either independently of, or synergistically with NO in the regulation of vasorelaxation. The interaction between NO and H2S played an important role in regulating relaxing activities of pulmonary arteries.     

Exhaled hydrogen sulfide in patients with chronic obstructive pulmonary disease and its correlation with exhaled nitric oxide

Background Exhaled nitric oxide (NO) is a noninvasive biomarker of airway inflammation in pulmonary diseases.Hydrogen sulfide (H2S),as the third member of the gasotransmitter family,is involved in the ...     

硫化氢对1型糖尿病大鼠肾诱导型一氧化氮合酶的影响

目的：观察硫化氢(hydrogen sulfide,H2S)对1型糖尿病大鼠肾诱导型一氧化氮合酶(inducible nitric oxidesynthase,iNOS)的影响。方法：将32只雄性SD大鼠随机分为4组(n=8)：正常对照(NC)组、糖尿病(DM)组、糖尿病治疗(NaHS+DM)组和NaHS对照(NaHS)组。采用腹腔注射55 mg/kg链脲佐菌素复制1型糖尿病大鼠模型。造模成功后,NaHS+DM组和NaHS组大鼠腹腔注射56 μmol/kg NaHS溶液进行干预治疗。8周后,分别测定各组大鼠血清和肾组织中总一氧化氮合酶(total nitric oxide synthase,T-NOS)、iNOS活性和一氧化氮(NO)水平;测定肾组织中谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)活性;采用透射电镜观察肾皮质超微结构变化;Western印迹检测肾组织iNOS蛋白表达。结果：与NC组相比,NaHS组各项指标间差异均无统计学意义(P>0.05),而DM组大鼠血清和肾组织中T-NOS,iNOS活性和NO水平均显著增高(P<0.01);肾组织GSH-Px活性明显下降(P<0.01)。电镜观察显示DM组大鼠肾小球基底膜增厚、系膜基质增多,足突融合;iNOS蛋白表达明显升高。与DM组相比,NaHS+DM组血清和肾T-NOS,iNOS活性和NO水平明显下降(P<0.01),GSH-Px活性明显升高(P<0.01),肾超微结构损伤明显减轻,iNOS蛋白表达显著降低(P<0.01)。结论：H2S对1型糖尿病大鼠肾损伤具有保护作用,其机制可能与下调iNOS活性和蛋白表达,降低肾NO生成相关。     

代谢综合征大鼠下丘脑室旁核神经元型一氧化氮合酶的表达

目的:观察代谢综合征大鼠下丘脑室旁核(para-ventricular hypothalamic nucleus,PVN)内神经元型一氧化氮合酶(neuronal nitric oxide synthase,nNOS)表达的变化,探讨PVN内一氧化氮(nitric oxide,NO)在代谢综合征发病中的作用机制。方法:高脂高糖诱导大鼠代谢综合征24周,应用免疫组织化学染色方法观察代谢综合征大鼠PVN内nNOS的表达。结果:与对照组相比较,模型组PVN内nNOS表达明显增加(P<0.01)。结论:PVN内nNOS的表达在代谢综合征大鼠中明显升高,nNOS活性改变可能与代谢综合征神经内分泌改变有关。     

Hydrogen sulfide defends against the cardiovascular risk of Nw-nitro-L-argininemethyl ester-induced hypertension in rats via the nitric oxide/endothelial nitric oxide synthase pathway

Background Dyslipidemia caused by liver injury is a significant risk factor for cardiovascular complications.Previous studies have shown that hydrogen sulfide （H2S） protects against multiple cardiovascular disease states in a similar manner as nitric oxide （NO）,and NO/endothelial nitric oxide synthase （eNOS） pathway is the key route of NO production.The purpose of this study was to investigate whether H2S can ameliorate the high blood pressure and plasma lipid profile in Nw-nitro-L-argininemethyl ester （L-NAME）-induced hypertensive rats by NO/eNOS pathway.Methods Thirty-six 4-week old Sprague-Dawley （SD） male rats were randomly assigned to 6 groups （n=6）：control group,L-NAME group,control ＋ glibenclamide group,control ＋ NaHS group,L-NAME ＋ NaHS group,and L-NAME ＋ NaHS ＋ glibenclamide group.Measurements were made of plasma triglycerides （TG）,low-density lipoprotein （LDL）,high-density lipoprotein （HDL）,total cholesterol （CHO）,glutamic-pyruvic transaminase （ALT） levels after 5 weeks.Then measurements of NO level and proteins expression of eNOS,P-eNOS,AKT,P-AKT were made in liver tissue.Results After 5 weeks of L-NAME treatment,the blood pressure,plasma TG （（1.22±0.12） mmol/L in L-NAME group vs.（0.68±0.09） mmol/L in control group; P ＜0.05） and LDL （（0.54±0.04） mmol/L in L-NAME group vs.（0.28±0.02） mmol/L in control group; P ＜0.05） concentration were significantly increased,and the plasma HDL （（0.26±0.02） mmol/L in L-NAME group vs.（0.69±0.07） mmol/L in control group; P ＜0.05） concentration significantly decreased.Meanwhile the rats treated with L-NAME exhibit dysfunctional eNOS,diminished NO levels （（1.36±0.09） mmol/g protein in L-NAME group vs.（2.34±0.06） mmol/g protein in control group; P ＜0.05） and pathological changes of the liver.H2S therapy can markedly decrease the blood pressure （（37.25±4.46） mmHg at the fifth week; P ＜0.05）,and ameliorate the plasma TG （（0.59±0.06） mmHg）,     

硫化氢下调大鼠血小板L-精氨酸/一氧化氮合酶/一氧化氮通路

目的观察硫化氢（hydrogen sulfide，H2S）对血小板L-精氨酸／一氧化氮合酶／一氧化氮（L-Arg／NOS／NO）通路的影响以探讨H2S和NO这两种气体信号分子间的相互作用。方法离体孵育大鼠血小板，加入H2S气体溶液（10^-6～10^-3mol／L）孵育2h，采用Greiss法测定血小板孵育液亚硝酸盐（NO2^-）含量；同位素示踪法检测血小板NOS活性及L-Arg转运。结果一次性给予H2S（10^-3～10^-3mol／L）孵育2h，呈浓度依赖的抑制了L-Arg／NO通路，血小板孵育液中NO2^-含量比对照组分别降低6％、11％（均P〉0.05）、24％、36％和52％（均P〈0．01）；NOS活性分别下降1％、14％（P〉0.05）、25％、37％和42％（P〈0.01）；L-Arg转运分别减少12％（P〉0．05）到72％（P〈0.01）；IC50分别为53、02、41．63及21、53μmol／L（P〈0.01）。结论H2S通过抑制血小板L-Arg转运和NOS活性，下调L-Arg／NOS／NO通路，从而减少血小板NO生成。     

硫化氢在妊娠高血压综合征发病中的变化及意义

目的研究新型气体信号分子硫化氢(H2S)在妊娠高血压综合征(PIH)和正常孕妇血浆中H2S水平的差异,探讨其在妊娠高血压综合征发病中可能发挥的作用.方法重度先兆子痫组18例,对照组20例,测定产前血浆H2S含量,并动态监测重度先兆子痫组产后第3天的血浆H2S含量,分析重度先兆子痫组和对照组血浆H2S含量的差异以及与血压的关系.结果重度先兆子痫组产前血浆中H2S含量为31.93±8.23μmol/L,低于对照组的53.17±9.04μmol/L,差异有显著性(P<0.05).重度先兆子痫组产后第3天的血浆H2S含量为26.23±13.26,与产前相比,无显著性差异(P>0 05) .血浆H2S含量与收缩压/舒张压呈负相关(R值分别为-0.756和-0.746).结论 H2S下调可能与妊娠高血压综合征发病有关.