和蛋白激酶C(PKC)本身又可使受体磷酸化,从而直接引起受体脱偶联。PKA和PKC产生的脱敏多为异源性脱敏,而GRKs引起者均为同源性脱敏[8]。Ⅱ.受体数量下调,一种情况是受体数量的绝对减少,可能由于基因转录生成受体mRNA的减少,亦可能由于mRNA的稳定性降低所致[9]。另一种情况是受体数量的相对减少,即受体发生了“扣押”(Sequestration)与“内陷”(Internalization)。所谓“扣押”是指受体在细胞膜上的位置改变使得胞外区配基的结合位点减少。所谓“内陷”是指受体离开细胞膜进入细胞浆内。
2.2.2 增敏 即受体对激动剂反应的敏感性增高。实验表明:耗竭儿茶酚受或用肾上腺素受体拮抗剂都可导致组织对儿茶酚胺的敏感性增强和受体数目增多。Michael等对15例严重扩张型心肌病患者以美洛尔(90mg.d-1)或普萘洛尔(90mg.d-1)治疗,结果9例症状改善,4例疗效十分显著。测其心脏β受体密度比未经治疗者增加50%。正常动物服用普萘洛尔后,同样引起心脏,肺及淋巴细胞中的β受体上调。除了β受体阻滞剂外,体内许多激素可使β受体数目增加及敏感性增高。例如:甲亢病人很多组织对β受体的敏感性增高,淋巴细胞的β2受体的数目也增多,
表明甲状腺激素可以使β受体上调。甲亢病人心率加快可能即此缘故。许多类固醇激素均能增加β受体数目及腺苷酸环化酶活性,引起β受体上调,其主要机制可能是改变靶基因的转录与表达。仓鼠平滑肌细胞系MF2、DDT1具有β受体和糖皮质激素受体,用糖皮质激素处理30min后,β受体的基因转录速度增快3倍,β受体数目增加1倍,其mRNA的增加发生于β受体增加之前,用放线菌素抑制转录后,上述现象不再发生。
3 β受体相关疾病
β受体存在几乎所有细胞膜表面,它的功能正常与否(包括亲和力、密度、与G蛋白偶联等)与许多疾病的病理发展过程密切相关。因此,人们也在日益重视β受体与相关疾病的关系,以便进一步了解疾病的发病机制,并可能有益于临床指导作用药,提供新的防治方案。
3.1 β受体与心衰 心衰患者由于交感神经系统活性亢进,肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS)反应强烈,血中儿茶酚胺浓度过高,致使β受体脱敏。主要表现为β1受体下调和β2受体脱偶联。后者的机制是β2受体激酶活性增高及其基因高表达。在衰竭的心脏中,β受体密度和亲和力随着心肌功能异常的严
重程度下降。最近的研究表明[10],在体内将β2受体基因转入血压超负荷大鼠的心脏可以增强心肌对β受体激动剂异丙肾上腺素的反应性,提示通过冠状动脉灌注β2受体基因可能作为一种新的治疗心衰的方法。另外,Anderson-KM等[11]也证实心肌功能异常与β受体密度下降是一致的。重要的是,β受体激酶1的水平增高和活性增强发生在心肌功能异常之前,β受体激酶1能抑制受体与G蛋白的相互作用,降低β受体的功能,提示β受体激酶1可能在代偿性心肌肥厚演化为心衰过程中是一个关键因素。 3.2 与动脉粥硬化 血管内皮损伤是动脉粥样硬化的起始点,用氯醛糖麻醉兔造成交感神经兴奋模型,可使胸主动脉的内皮细胞受损率高于正常对照5倍。预先予以β1受体拮抗剂美托洛尔可完全阻断内皮细胞损伤。提示β1受体可介导损伤内皮细胞,从而启动动脉粥样硬化病变,β1受体拮抗剂直接拮抗亢进的交感神经功能,故有可能用于动脉粥样硬化的防治[12]。
3.3 β受体与扩张性心肌病 自Limas等1989年首先报道特发型扩张心肌病血清中存在β1受体自身抗体以来,自身抗体学说已日益受到重视,β1受体自身抗体在正常人血清中也有微量存在,主要起到调节β1
受体动态平衡作用。在扩张性心肌病患者中,β1受体自身抗体发挥着一种激动剂样的、变时样的作用。自身抗体体能削弱受体与配基的结合,同时以能增强受体介导的信号放大效应。这种增强在体外能被5mmol.L-1
bisoprolol阻断[13]。经观察,新生大鼠心肌细胞分别与异丙肾腺素和β1受体自身抗体长时间孵育后,心肌细胞对异丙肾上腺素的剌激反应减弱,通过反转录PCR及免疫印记分析,大鼠心肌细胞中β1受体的表达情况与扩张性心肌病患者中的β1受体的表达情况相似[14],也支持自身抗体学说。
3.4 β受体与高血压 高血压患者体内交感神经功能亢进,释放递质持续增多,持久地作用于β受体,引起β受体脱敏。主要原因是β受体激酶活性增高及其基因高表达,使已与激动剂结合的β受体磷酸化,抑制受体与G蛋白之间的相互作用,故导致β-AR-AC系统活性降低。此时AC的调节亚基与催化亚基解联,使后者难以正常催化由ATP转变为cAMP的反应,由于这一系统对其他介导血管扩张的受体(PG、腺苷和5-HT)是通用的,它的功能障碍导致这些扩张血管物质的作用减弱,从而表现为血管扩张反应迟钝。与此同时,过量递质会与α受体结合,使之过度兴奋,
导致血管收缩。两种效应的最终结果即表现为高血压。另外,最近的实验证明[15]:β2受体的Gly16等位基因由杂合型Gly16/Arg16突变为纯合型Gly16/Gly16后,在灌注羟甲异丁肾上腺素后,血管扩张效应明显下降。基础血压值明显上升。提示β2受体的Gly16等位基因与血压调节密切相关,值得深入研究其在高血压病理发展过程中的作用。
3.5 β3受体与相关疾病 曾有人提出假说,认为β3受体64位氨基酸突变与内脏肥胖有关[16],进而认为这种突变是引起高血压、动脉粥样硬化、非胰岛素依赖型糖尿病、胰岛素耐受等疾病的危险因素。但新近的研究表明[17],β3受体64位氨基酸的多态性与肥胖或Ⅱ性糖尿病没有明确的关系。Tonolo-G等[18]通过实验得出β3受体64位氨基酸的多态性与高血压有一定的关系的结论,提示这一领域的研究值得深入进行。
3.6 β受体与哮喘 自1968年Szentivanyi提出“β受体阻滞学说”以来,支气管哮喘患者体内β2受体功能低下现象已受到广泛重视。但其确切机制仍不清楚。Venter等首先应用放射性配基结合分析法在患者血清中检测到自身抗体,并认为这种自身抗体是β2受体功能低下的原因。新近的研究表明[19]:β2受体基因的
错义突变(16、27、164位氨基酸)能明显改变受体功能:Ile164影响腺苷酸环化酶的偶联,Gly16能增强激动剂诱导的受体下调,Glu27对下调产生耐受。因此提示,β2受体多态性可能是引起β2受体功能低下的有一重要原因。另外,在哮喘过程中,炎症细胞释放大量细胞因子,其中包括白介素-1β。实验表明[18]:IL-1β显著增加β2受体密度。但却抑制cAMP对异丙肾上腺素的反应,这种抑制效应能以抑制性GTP结合蛋白(Gi)活性增高来解释。因为IL-1β能使能结合百日咳毒素的Giα蛋白增加大约2.5倍。以上说明增高的IL-1β可能导致哮喘患者气道功能异常。 4 结 语
β受体是广泛存在于机体组织细胞上的,介导许多重要生理功能的一类受体,尽管对其调节的详细机制尚不十分清楚,但可以肯定的是β受体的功能异常与许多疾病有密切关系,已经建立一系列灵敏度高的检测方法,随着分子生物学技术的飞速发展,相信今后研究β受体在相关疾病病因中的作用将方兴未艾。 任京力(1971-)男,硕士研究生,助教