内源性物质代谢

更新于 2026年10月28日 版权声明
一、内源性物质代谢

部分内源性化合物通过肺循环时可被完全清除,部分不受影响,部分将被激活(表13-1)。肺血管内皮细胞是肺内代谢最活跃的细胞,但采集困难,不容易直接培养测定,故多采用间接手段了解肺血管内皮细胞的功能。由于不同血管来源的内皮细胞结构基本相似,故多采用人脐静脉等其他部位的血管内皮细胞进行培养;然而由于来源不同,内皮细胞的代谢功能常有很大差异,如肺循环可使PGE2失活,而其他部位则无此功能。肺血管内皮细胞中虽然缺乏代谢活动的细胞器,如线粒体、滑面内质网及微粒体,但仍能进行大量代谢活动。此外,内皮细胞膜上的小凹显著增加了细胞的表面积(约126 m2),为细胞膜结合酶和进行相应的代谢提供了有利条件。

表13-1 各种内源性物质通过肺循环后的代谢特点

图示

(一)氨基酸类 主要是儿茶酚胺和乙酰胆碱。肺血管内皮细胞能够选择性摄取去甲肾上腺素和5-羟色胺,而对肾上腺素、异丙肾上腺素、多巴胺等无影响。

1.去甲肾上腺素 血液中儿茶酚胺的半衰期约为20 s,一次肺循环摄取约30%的去甲肾上腺素,由单胺氧化酶(MAO)和儿茶酚胺氧位甲基转移酶(COMT)迅速代谢。肺血管内皮细胞是能够摄取去甲肾上腺素的非神经细胞之一,但选择性较其他组织差。

2.5-羟色胺 一次肺循环后98%的5-羟色胺被有效摄取,其代谢过程与去甲肾上腺素相似。5-羟色胺在血液中的半衰期为1~2 min,肺内代谢可有效防止其再次进入体循环发挥作用。若用可卡因或三环类抗抑郁药抑制5-羟色胺的摄取,则肺内清除将明显减少。

3.组胺、多巴胺、肾上腺素 尽管肺内有丰富的MAO,但由于缺乏通过血-内皮屏障的转运机制,这些分子通过肺循环时并未被清除。

4.乙酰胆碱 血液中的生物半衰期仅为2 s,可迅速水解,故虽然肺内存在乙酰胆碱酯酶和拟酰胆碱酯酶,但不发挥作用。

(二)肽类

1.血管紧张素 血管紧张素Ⅰ为血管紧张素原经肾素裂解产生的十肽,进入肺循环后,经血管内皮细胞的血管紧张素转化酶(ACE)作用,转化为具有强大血管活性的血管紧张素Ⅱ(图13-1)。ACE可在血浆中自由存在,亦可结合于内皮细胞表面。一般血管内皮细胞均含ACE,但肺内含量特别高,可沿管腔线样分布,且突入管腔内,增加与血流接触面积。ACE是一种含锌的羧基肽酶,具有2个活性位点,各含有1个深沟,其内的结合位点使其与蛋白质底物紧密结合,然后含锌的催化部分使底物的苯丙氨酸-组氨酸键(血管紧张素Ⅰ)或苯丙氨酸-精氨酸键(缓激肽)断裂。ACE抑制剂可结合到ACE的深沟中,从而覆盖结合蛋白的活性位点,使其失活。(https://www.daowen.com)

图示

图13-1 肾素-血管紧张素-醛固酮轴代谢模式图

2.缓激肽 具有血管活性的九肽分子,可被肺或其他血管床有效清除。其血浆半衰期约为17 s,但多数血管床的半衰期<4 s,这是因为缓激肽和血管紧张素Ⅰ一样可被ACE代谢。

通过血管紧张素Ⅰ和缓激肽,ACE对人体血压的调控发挥重要作用。缓激肽能够扩张血管、降低血压;血管紧张素Ⅱ的作用则相反,从而产生复杂的变化,如钠潴留、血管收缩、释放去甲肾上腺素,升高血压。ACE抑制剂广泛应用于治疗心血管疾病,在减少血管紧张素Ⅱ生成的同时,也减少缓激肽的降解;由于缓激肽也可通过其他途径降解,故ACE抑制剂较少产生低血压。

3.心房钠尿肽(ANP) 许多动物体内的ANP依赖肺清除,由于人类左心房和右心房均可分泌ANP,故对人肺是否代谢ANP不完全清楚,通过放射性同位素示踪研究,ANP 在肺内的代谢并不显著。

4.花生四烯酸衍生物 肺是合成、代谢、摄取、释放花生四烯酸代谢产物的主要场所。花生四烯酸是一组含20碳的不饱和脂肪酸类的氧化物。膜磷脂在磷脂酶A2作用下降解为花生四烯酸,再分别由环氧化酶(COX)和脂氧酶2条途径进一步代谢,其中经COX 氧化、环化生成PG,非特异性过氧化物酶可将其进一步转化为PGH2,这是合成多种重要产物的前体物质(图13-2);通过脂氧酶途径代谢产生白三烯,其中LTC4、LTD4有较强的支气管收缩作用,LTB4的收缩作用较弱,但可提高血管通透性。

图示

图13-2 花生四烯酸及其衍生物

5.嘌呤衍生物 肺血管内皮细胞存在特异性酶,可将AMP、ADP及ATP降解为腺苷。腺苷自身对循环有重要保护作用,但也会因内皮细胞的快速摄取而失活,在内皮细胞内磷酸化为AMP或降解成肌苷,最终形成尿酸排泄。

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