现代科技综述系列肺循环的自身调节科技是人类区别于动物的重要文明之一，是人类对自然规律研究和利用的学科。本文提供对科技基本概念“肺循环的自身调节”的解读，以供大家了解。肺循环的自身调节近年来，由于血管内皮细胞(EC)功能的不断被揭示，静脉血在肺循环内进行动脉化不止是起气体交换作用，而且血液经肺循环以后，既有某些物质消失或减少，也有若干新的成分出现。特别是那些由肺血管内皮细胞所释放的物质如前列环素等对肺血管紧张度的调节起了重要作用。内皮细胞释放的生物活性物质 1内皮细胞舒张因子(EDRF)。1980年费尔告特(RF，Furchgott)等发现，乙酰胆碱(ACh)使主动脉或其他哺乳类动物动脉条发生的舒张反应，依赖于内皮细胞的存在，并且进一步发现，Ach所产生的舒张是由于Ach作用于内皮细胞的M受体，使其释放一种非前列腺素样物质所致。此物质称为EDRF。现已知体内其它一些舒血管物质如腺嘌呤核苷酸、凝血酶、P物质、加压素和促胰酶素等所致的血管舒张也是EDRF介导的。但硝酸甘油、硝普盐、心钠素和前列腺环素引起的血管舒张则是通过非内皮(非EDRF)依赖机制。EDRF舒张血管平滑肌的作用是由于其能激活鸟苷酸环化酶引起cGMP增加有关。近期鉴定表明EDRF是氧化一氮(NO)。半衰期为650s，其本身很不稳定，在超氧阴离子环境中更不稳定。一些有氧化还原作用的化合物，可通过超氧阴离子的生成而抑制EDRF的活性。血红蛋白抑制EDRF的活性，它的抑制作用不是通过超氧阴离子的生成，而是通过与EDRF分子的结合。2多种缩血管因子。其中一种与环氧化酶产物有关，可能是超氧阴离子，其作用主要参与脑血流的自身调节；另一种为内皮素(ET)，是近年来研究的重点；又一种是在缺氧时释出，其结构尚未明确，似乎与ET无关，可能在缺氧性肺血管收缩中起重要作用。ET是从猪主动脉内皮细胞所提纯的一种强大缩血管物质，系21个氨基酸残基的多肽。1990年高托(Goto)等提出，多种哺乳动物具有3种与ET有关的基因，由此推定出三种结构相近的多肽，分别命名为ET1，ET2和ET3。目前这三种多肽均已人工合成，其缩血管效能以ET2作用最强，ET1其次，ET3作用最弱。某些病理条件下，内皮细胞释放舒张因子的能力减退而释放收缩因子的能力不变或加强，从而可引发血管痉挛。花生四烯酸(AA)代谢产物对肺血管的调节作用 1花生四烯酸及前列腺素在肺的形成。肺内的AA主要以酯化形式存在于膜磷脂上。在多种刺激(包括机械、化学和免疫学等)的作用下，磷脂酶A2被激活，使膜磷脂释放AA。游离的AA迅即经环加氧酶和脂加氧酶两途径代谢。环加氧酶途径的活性产物总称为PG类物质或前列烃类化合物，包括初级PG(即PGE2、F2a、及D2)、前列环素(PGl2)及血栓素(TX)A2；脂加氧酶途径首先生成氢过氧廿碳四烯酸(HPETE)，后者还原为羟廿碳四烯酸(HETE)和或分子重排形成具有3个共轭双键的不稳定产物白三烯(Leukoluene，tT)A4。其中PG类物质对肺血管紧张度的调节起重要作用。2花生四烯酸代谢产物对肺血管的作用。在初级PG中，(1)PGF2a可使大多数种属的肺血管强力收缩。但反应大小及作用的血管部位因种属而异。例如，在体内，对猫的肺血管床的作用比猴的作用较大；在狗，主要作用于肺静脉及其属支，在猪、羊则作用于肺动脉。PGF2a的肺血管收缩作用与它对全身动脉阻力及动脉压不具明显作用形成鲜明对照。(2)PGE2。在狗，PGE2可使肺血管轻度收缩，其效力约为PGF2a的13；但在离体灌流的小牛及胎羊肺，PGE2使肺血管舒张。PGE2可降低新生儿肺血管张力。因此，孕妇摄入非类固醇抗炎药(NSAID，环加氧酶抑制剂)可能导致新生儿原发性肺动脉高压；对于动脉导管未闭的早产婴儿，则可用NSAID关闭动脉导管。(3)PGD2。其缩血管作用近似PGF2a。虽然PGD2是PGE2的异构体，但它对成年肺血管和支气管的收缩作用比PGE2强，而对全身血管的舒张作用则比PGE2小。在PGI2中，血管组织AA代谢的主要产物。肺的血管内皮总面积很大，因而，PGI2不但在肺产生局部作用，还可进入体循环导致全身作用。例如，肺PGI2合成和释放增加，可能补充血管PGI2的局部抗血小板聚集和血管舒张作用，增强机体对血栓和动脉粥样硬化的天然抵抗力。PGI2对肺血管及全身血管都具有强舒张作用，也可能是正常情况下肺血管张力较小的原因，也是使成年肺血管床舒张的AA的唯一代谢物。PGI2明显降低ADP和血管收缩剂引起的肺高压，阻止ADP引起的肺内血小板聚集。缓激肽及肼苯哒嗪的肺血管舒张作用也是通过PGI2介导的。给狗静脉注入或气雾吸入PGI2可显着逆转PGF2a引起的肺阻力增加及肺顺应性减小。在TXA2中，TXA2是豚鼠及仓鼠肺环加氧酶途径的主要产物，它能使离体灌流的家免肺内动脉螺旋条和豚鼠肺实质条收缩。TXA2也是在过敏性刺激、机械刺激以及各种化学刺激时从豚鼠肺释放的所谓“家兔主动脉收缩物质”(RCS)的主要成分。PGI2与TXA2对肺的效应相反。在实验模型上，TA2可引起呼吸功能显着变化，而PGI2则对抗TA2引起的肺血管和支气管产生的效应。这两种环加氧酶途径产物由肺的不同部位合成和释放；肺实质组织为TA2的丰富来源，肺血管和气管组织则是PG的来源。正常情况下，人肺组织环加氧酶途径占优势的产物是PGI2(及E2)，这有助于维持气道的开放和血管的舒张。1983年怀特(BJRwhittle)提出，病理情况下，PGI2TXA2失去平衡，PGI2减少TA2增加，引起支气管收缩及肺血管收缩。1990年布思(Busse)等提出，内皮细胞通过释放两种重要的自体有效物质调控着血管紧张度和血细胞的激活。它们就是EDRF和PGI2，它们在多种化学和物理因素作用下，从内皮细胞中平行地释出。这种存在于血管壁本身的主动的自身调节系统在维持肺血管的正常舒缩活动和病理机制中具有重要作用。【参考文献】： 1 Moncada S,at el. Arachidonic acid metabolites and the interactions between platelets and blood -vessel walls. N Engl J Med,1979,300(20):11421147 2 Furchgott R F,et al. The obligatory role of endothelial cells in the relaxation of arterial smooth muscle by acetycholine. Nature, 1980,288:373 - 376 3 philips J B. Prostaglandin D2 inhibits hypoxic pulmonary va-soconstriction in neonatal lambs. J Appl Physiol, 1983, 54 (6):15851589 4 whittle BJR. pharmacological interactions between prostac-yclinand thromboxanes. Br Med Bull, 1983, 39 (3) ,232 238 5 陈子彬，刘磊呼吸调节生理进展上海：上海医科大学出版社，1989115125 6 何瑞荣心血管生理的某些进展生理科学进展1990，21(1)8082 (南京医学院生理教研室倪慧教授撰)