PTH对心血管系统的影响

二、PTH对心血管系统的影响

(一)对心肌细胞的作用

基础研究发现,PTH可能引起心率增快、心肌细胞肥大,促进心肌细胞Ca++内流,干扰心肌细胞能量代谢,增强冠脉血流量和心肌收缩力,促进心肌细胞凋亡等病理作用。其中心环节是影响心肌细胞Ca2+的移动,PTH促进胞外Ca2+内流和抑制胞内Ca2+外排,使细胞内Ca2+含量增高,从而引起心肌细胞变时变力的作用。

1.增加窦房结细胞自律性

PTH具有增加心率的效应。排除神经和体液因素的影响,体外实验发现PTH对窦房结细胞有直接作用,20 nmol/L的PTH能明显缩短心动周期,由(600.6±25.9)ms缩短至(510.3±31.9)ms,自律性明显增加,由平均100次/min增加到118次/min;在灌流液中同时加入20 nmol/L的PTH与CCB硝苯地平2×10-7mol/L,PTH的正性变时作用则减弱,其可能是通过增加Ca2+内流和增加起搏电流If来增强自律性的,其正性变时作用并不依赖于神经因素。

2.对心肌收缩力增强的作用

PTH对心肌收缩力的影响,目前认为是一种间接作用,可能通过PTH对窦房结自律性的增强,导致心率增快和提升冠脉血流量,从而间接增强心肌收缩力。

在心率恒定的情况下,PTH在浓度为5、l0、20 nmol/L时,可使心肌收缩力分别增加9%、19%、45%,使冠状动脉流量分别增加27%、36%和58%,呈明显剂量依赖性。Ogino在心率恒定的情况下,发现PTH仍然可增加冠状动脉流量、左室最大压力、细胞内Ca2+最大浓度。

3.对心肌细胞肥大的作用

PTH刺激心肌细胞外信号调节激酶(ERK)1/2过度表达,这种刺激可能呈浓度依赖性存在。ERK是细胞质内的丝裂素活化蛋白激酶的亚家族之一,主要对有丝分裂刺激产生反应,ERK可促进增殖和肥厚相关基因表达,从而引起心肌细胞肥大。刘晓刚证实1×10-8mmol/L rPTH 1-34可使体外培养的心肌细胞直径、细胞蛋白合成速率轻度增加,当浓度提升10倍后,1×10-7mmol/L rPTH 1-34均显著增加心肌细胞的直径(与正常组相比增加13.6μm)和细胞蛋白合成速率(与正常组相比增加898 cpm/well)。

4.干扰细胞能量代谢,心肌纤维化和心律失常发生

PTH可激活心肌细胞膜上的磷脂酶A,Ca2+进入线粒体出现Ca2+超负荷,抑制氧化-磷酸化使ATP合成减少,造成Ca2+在细胞内的浓度堆积及ATP合成的减少,最终造成细胞损伤。此外,PTH可增加心肌细胞凋亡,且高浓度PTH的作用较低浓度更为明显。病理状态下细胞内钙超负荷将造成一系列代谢紊乱,并诱导细胞肥厚,促进凋亡,心肌出现不同程度的纤维化可能是导致心律失常的主要病理基础。(https://www.daowen.com)

(二)对血压的影响

对于高血压与PTH的关系探讨仍是现阶段未明确的领域。PTH在高血压的病程中究竟是“前因”还是“后果”?现有证据表明,PTH与血压二者之间是存在着某些重要的联系。

1.动物实验和临床研究依据

Lewanczuk在自发性高血压大鼠(SHR)血浆中发现一种因子,可使正常大鼠的血压产生延迟性升高,缓慢升高PTH会使血压逐渐升高,SHR行甲状旁腺切除后,血压明显下降。赵睿珊发现在高血压患者的循环血中PTH水平较正常人升高一倍多,人类与SHR引起血压升高的特点基本相同。诸多动物实验提示PTH与血压水平有相关性,且无论是内源性或是外源性因素导致的PTH升高,血压水平也随之升高。

在一项人群研究中,PTH增高,女性SBP和DBP均明显增高,在健康个体给予注射生理剂量PTH,与假性注射组比较,平均动脉压(MAP)显著增高。2011年美国健康和营养调查(NHANES)在7561例患者中,对维生素D、PTH和血压水平进行横断面研究,结果提示:PTH与SBP和DBP均呈正相关。有高血压的病人相比正常人PTH水平更高。Jorde发现在女性之中PTH水平与收缩及舒张期高血压水平呈正相关;之后纳入1784例平均年龄为67岁的受访者进行长达7年的随访,观察到PTH水平是男性收缩期高血压一个正相关的预测因子。类似结果也出现在其他临床研究,各种证据提示PTH与SBP或DBP之间存在相关性,且与性别和年龄没有明显关联。

2.发生机制

PTH与高血压之间可能存在的机制主要有以下几种:

第一、PTH参与了血管钙化过程。主要体现在对骨保护蛋白(OPG)的抑制。OPG是肿瘤坏死因子α受体超家族的一员,存在于正常的血管平滑肌细胞(VSMC)中,是血管钙化的保护因子。一方面,PTH能直接调控OPG表达抑制成骨细胞功能的发挥,使破骨细胞向成骨细胞的转化减少,也促进破骨细胞数量增加,活性增强,此时骨溶解增强,骨钙动员入血。体循环中的钙可沉积在动脉内膜和中层,血管壁硬化钙化,最终使血管僵硬度增加。另一方面,1,25(OH)2D3升高引起各种细胞,包括VSMC钙内流增加,导致外周血管阻力增加而引起血压升高。

第二、PTH促进醛固酮的分泌。肾上腺可能是PTH作用的靶器官之一,直接作用机制包括依赖Ca2+通道和依赖PTH/PTHrP受体。PTH可直接作用于肾上腺球状带或在肾素-血管紧张素-醛固酮系统介导下间接促进醛固酮分泌。Olgaard对离体小鼠肾上腺球状带细胞持续输注PTH 1-84或PTH 1-34后,醛固酮分泌较前增加了200%。Mazzocchi发现PTH与PTH/PTHrP受体结合,激活cAMP/PKA、PLC/PKC等信号转化通路,从而促进醛固酮分泌增加,导致血压升高。同时,PTH促进骨吸收过程中可使钙与钠同时释放入血,而骨骼含钠量占全身的40%~45%,血钠升高促进水钠潴留加重,亦可进一步使血压升高。

第三、PTH促进血管炎性反应。PTH能影响炎性因子的表达,对血管重构起着负向调控作用,可激活蛋白激酶C和蛋白激酶K途径,诱导一氧化氮、晚期糖基化终末产物受体及白细胞介素6的表达,最终参与高血压的发生。