運動對血小板內(nèi)NO影響的研究進展

竇 麗，張 鈞

高血壓是導致心腦血管病變的主要危險因素，其并發(fā)癥主要是血栓栓塞性并發(fā)癥，如心肌梗塞、血栓栓塞性腦卒中，其中血小板功能異常是其易患血栓性并發(fā)癥的重要環(huán)節(jié)。運動鍛煉作為高血壓患者一種非藥物治療手段，可有效預防其血栓性并發(fā)癥，成為運動醫(yī)學界的研究課題。運動鍛煉有效防治高血壓血栓性并發(fā)癥的作用機制是多途徑的，其中一氧化氮(nitric oxide,NO )在運動抗血小板功能中扮演著重要角色。NO除了舒張血管功能外，還具有抗氧化、抑制血小板聚集和單核細胞粘附等多種功能[1]。血小板自身存在L-精氨酸/一氧化氮(L-Arg/NO)系統(tǒng)，其自身能合成NO，即血小板源NO(PDNO)，對調(diào)節(jié)血小板的粘附與聚集功能有重要作用[2]。病理狀態(tài)時，血小板NO的作用和調(diào)節(jié)發(fā)生異常，出現(xiàn)“血小板NO抵抗”現(xiàn)象[3]。長期有氧運動訓練對健康機體和高血壓時血小板內(nèi)L-Arg/NO通路均能產(chǎn)生積極的影響。通過提高PDNO合成和生物活性，促進PDNO發(fā)揮抗血小板功能，從而預防心血管疾病的發(fā)生和發(fā)展。本文將綜述血小板NO與高血壓研究現(xiàn)狀及其運動訓練對血小板NO的影響作用。

1 血小板源NO概述

1900年，Radomski等[2]首次報道人血小板存在L-Arg/NO通路，隨后的研究證實了血小板內(nèi)存在一氧化氮合酶(NOS)，以eNOS為主。細胞外L-Arg通過高親和性非Na+依賴型的y+型轉(zhuǎn)運體進入細胞內(nèi)，在還原型尼克酰二磷酸腺苷(NADPH)，四氫葉酸(BH4)等輔助因子存在的條件下，經(jīng)NOS作用生成PDNO，生成的PDNO有重要的生理和病理意義。血小板NOS活性和血小板NO合成受多因素調(diào)節(jié)[4]，血小板致聚劑、葡萄糖、vWF、膠原、花生四烯酸、β腎上腺素、胰島素、剪切力等均可調(diào)節(jié)血小板NOS活性。在生理狀態(tài)下，血小板可持續(xù)產(chǎn)生具有生物活性的PDNO。盡管較內(nèi)皮源性NO產(chǎn)生量小，但PDNO對抑制血栓的生成，維持血小板正常活性有重要作用[5]。PDNO是各種血小板激活劑(如ADP、花生四烯酸等)作用于血小板的通路，當血小板被不同因素活化后，胞液中Ca2+濃度升高，NOS活性顯著增加，釋放的PDNO代償性地抑制血小板功能。研究表明，血小板NO可通過激活血小板GC，使血小板內(nèi)cGMP含量升高，啟動血小板抗聚集作用，抑制血小板的粘附[6]、聚集和再募集[7]，甚至能使已聚集的血小板解聚，并能抑制血小板和白細胞的異型聚集[8]，抑制循環(huán)單核細胞與血小板聚集物(MPA)的形成，可延緩動脈內(nèi)血栓形成[9]。

2 血小板源NO與高血壓病

目前國內(nèi)外對PDNO與高血壓的研究多集中在高血壓與PDNO的關(guān)系及高血壓時血小板NO系統(tǒng)的調(diào)節(jié)等方面。且大多研究表明，在高血壓狀態(tài)時血小板內(nèi)NO信號通路受損，這對血栓性疾病的發(fā)生和進一步發(fā)展起一定的作用。眾多的研究顯示，PDNO的釋放與年齡、平均動脈壓、總膽固醇水平、低密度脂蛋白(LDL)水平、吸煙、高血壓呈明顯負相關(guān)，其中PDNO與吸煙，年齡和高血壓呈顯著獨立負相關(guān)[10]。近年來，Willoughby SR等研究發(fā)現(xiàn)，PDNO反應損傷是急性冠脈綜合征高危病人的一個新的獨立危險預測因子[11]。Sala C等研究結(jié)果提示[12]，血小板NO/cGMP系統(tǒng)的異常是無并發(fā)癥高血壓患者血栓事件發(fā)生危險的標志。可見，血小板NO的變化和調(diào)節(jié)對高血壓的發(fā)生和發(fā)展及其防治有重要的價值。

研究表明[13]，EH患者內(nèi)皮細胞和血小板內(nèi)L-Arg/NO通路均存在障礙，PDNO作用調(diào)節(jié)異常。臨床表現(xiàn)為患者PDNO的產(chǎn)生量、NOS活性和血小板L-arg跨膜轉(zhuǎn)運率均明顯低于正常人，同時可見血小板內(nèi)cGMP含量顯著下降，PDNO含量與血小板聚集功能呈顯著負相關(guān)性。高血壓患者循環(huán)血中白細胞—血小板聚集體(MPA)形成增多、血小板P—選擇素上升、血小板聚集性增強均與PDNO合成和反應性降低有關(guān)[14]。

王軍等[15]研究了EH患者血小板聚集功能與高血壓病程及與PDNO之間的關(guān)系后發(fā)現(xiàn)，EH患者血小板聚集功能與PDNO呈顯著負相關(guān)性，而與高血壓病程無顯著相關(guān)性。EH患者血小板L-Arg跨膜轉(zhuǎn)運功能顯著下降，其最大轉(zhuǎn)運率較正常對照組下降了21%，結(jié)果提示，高血壓PDNO功能受損是其臨床表現(xiàn)之一。他們的進一步實驗還表明[17]，高血壓時PDNO受損和調(diào)節(jié)異常是血小板聚集功能增強的重要原因。如果在積極降壓的同時配合促進血小板L-Arg轉(zhuǎn)運的藥物，對防治高血壓患者動脈粥樣硬化和減少血栓性并發(fā)癥可能有更好療效。國外Camilletti及其同事[12]，對不同性別EH患者PDNO與血小板內(nèi)Ca2+濃度的研究發(fā)現(xiàn)，EH患者PDNO含量顯著減少，血小板L-Arg轉(zhuǎn)運率也顯著下降，PDNO含量與胞漿鈣離子濃度呈顯著負相關(guān)。他們還對年齡匹配的男女PDNO含量進行比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)高血壓女子PDNO含量顯著高于男子組。從而揭示了年齡匹配的男女PDNO可能受到體內(nèi)激素的調(diào)節(jié)，即雌激素又通過增加內(nèi)源性NO的釋放而對心血管疾病起保護作用。近來一項對近期未接受治療的輕度高血壓患者的研究發(fā)現(xiàn)[18]，患者體內(nèi)血小板NOS3活性已經(jīng)顯著下降，該試驗觀察到膠原和沙丁胺醇刺激血小板后正常人血小板內(nèi)NOS3活性顯著提高，而高血壓患者NOS3活性未見明顯上升，表明在高血壓狀態(tài)下，血小板NOS3對外源性刺激的反應能力明顯受到損傷。國外學者Rajendran S等研究發(fā)現(xiàn)，心腦血管疾病時，機體內(nèi)源性NO生理作用降低，無活性NO生成增多，同時機體對外源性NO供體的反應也降低，即出現(xiàn)“血小板NO抵抗”現(xiàn)象，并認為血小板NO抵抗是機體病理狀態(tài)時血小板高聚集性的重要原因[3]，這在高血壓及其心血管疾病中扮演重要的病理作用。

綜上所述，高血壓時血小板NO抵抗，PDNO合成和活性調(diào)節(jié)異常，主要表現(xiàn)為血小板內(nèi)NOS的表達和活性、L-Arg的濃度和利用率及PDNO的代謝滅活等環(huán)節(jié)。(1)血小板NOS活性改變參與多種疾病，NOS活性降低時，PDNO產(chǎn)生減少，血小板過度激活導致血栓形成。高血壓時血小板NOS活性降低，血小板激活，并發(fā)生粘附、聚集，釋放TXA2和5-羥色胺等縮血管活性物質(zhì)，最終可促進AS的形成。研究表明[18，19]，體內(nèi)存在調(diào)節(jié)NO合成的內(nèi)源性機制，即烷基二甲胺(ADMA)，它能競爭性抑制NOS活性，減少NO的生成。高血壓患者血漿和血小板內(nèi)ADMA含量上升，抑制血小板NOS活性，從而下調(diào)PDNO生物功能。(2)L-Arg跨膜轉(zhuǎn)運為血小板內(nèi)NOS提供底物，它是血小板L-Arg/NO系統(tǒng)合成NO的重要限速步驟之一。高血壓患者血小板L-Arg轉(zhuǎn)運率較健康人明顯低下，最大轉(zhuǎn)運率顯著降低，而Km值無明顯差異。說明高血壓時存在著L-Arg利用的異常[16]，這與膜Y+L轉(zhuǎn)運系統(tǒng)功能下降有關(guān)。(3)高血壓患者體內(nèi)過氧化應激增強，過多的超氧陰離子與NO作用生成亞硝酸鹽、硝酸鹽等產(chǎn)物，使大量NO滅活，而且能產(chǎn)生過氧化亞硝酸鹽陰離子(ONOO-)，具有強大的氧化性。高血壓時，超氧陰離子對NO的滅活增加是NO活性降低的重要原因。

3 運動與血小板源NO

3.1 運動對血小板源NO的影響

運動訓練是高血壓患者一種既經(jīng)濟又無藥物副作用的治療方法。有氧運動能有效降低患者的血壓，規(guī)則運動能促進和改善高血患者的心血管參數(shù)，改善內(nèi)皮功能和左心室舒張期容量，緩和動脈剛性和系統(tǒng)炎癥狀態(tài)，能有效降低高血壓急性冠脈事件的發(fā)生危險。隨著NO及其運動對高血壓影響的研究逐漸深入，越來越多的學者開始關(guān)注血小板NO在運動防治高血壓疾病中的作用。并認為，適宜的運動訓練能改善和提高PDNO合成的成功率和提高生物活性，是運動防治高血壓血管栓塞性疾病的機制之一。

目前，運動醫(yī)學界有關(guān)血小板源NO的研究報道表明[20,21]，急性運動可下調(diào)健康個體PDNO的水平，使血小板對NO或NO類似物的敏感性降低，NO的生物活性降低，血小板內(nèi)cGMP含量下降，導致膠原或ox-LDL誘導的血小板聚集性增強，這可能引起高血壓病人運動中急性冠脈事件的發(fā)生。長期有氧運動訓練可增強健康機體和高血壓患者PDNO合成和活性，增強L-精氨酸跨膜轉(zhuǎn)運和NOS活性，使血小板內(nèi)cGMP含量升高，調(diào)節(jié)血小板活化狀態(tài)。Wang等[22]研究表明，長期中等強度運動(50%VO2max，每天30min，每周五次，持續(xù)2個月)后健康女性血小板內(nèi)亞硝酸鹽水平及胞內(nèi)cGMP水平均比安靜對照組顯著上升，血小板聚集率顯著下降。國內(nèi)學者[23]研究結(jié)果表明，適宜游泳運動可提高WKY大鼠血小板L-Arg轉(zhuǎn)運率，促進PDNO的合成。竇麗等[24]建立了高血壓大鼠游泳運動模型，研究規(guī)則運動訓練對高血壓血小板L-Arg/NO系統(tǒng)的影響，結(jié)果表明，運動組PDNO含量、血小板NOS 活性和血小板cGMP水平上升，而血小板聚集性降低，與對照組相比均有顯著性差異。國外也有學者研究了12周有氧運動訓練對高血壓患者血小板L-Arg/NO系統(tǒng)的影響，結(jié)果表明[25]，運動組高血壓患者血小板L-Arg轉(zhuǎn)運率顯著提高，血小板內(nèi)NOS活性和cGMP水平顯著提高。因此認為，長期有氧運動訓練對健康機體和高血壓時血小板內(nèi)L-Arg/NO通路均能產(chǎn)生積極的影響，通過提高PDNO合成和生物活性，促進PDNO發(fā)揮抗血小板功能。

3.2 運動調(diào)節(jié)血小板源NO的作用機制

適宜運動訓練能通過提高血小板L-Arg跨膜轉(zhuǎn)運率和增強血小板內(nèi)NOS活性兩個環(huán)節(jié)，促進PDNO合成和釋放，使PDNO含量和活性提高。血小板L-Arg跨膜轉(zhuǎn)運是血小板生成NO的限速環(huán)節(jié)，運動提高血小板L-Arg跨膜率可以保證血小板合成NO時有持續(xù)的底物供給，從而提高PDNO合成，降低高血壓血小板活性。研究表明[25]有氧運動訓練能顯著提高高血壓患者血小板L-Arg跨膜轉(zhuǎn)運率，這可能與運動訓練能有效降低高血壓血漿炎癥反應、Ang-II水平和內(nèi)源性L-Arg類似物(L-NMMA,ADMA)含量，增強高血壓Y+L活性有關(guān)。此外，剪切力促進PDNO的合成[11],運動使血流剪切力增加，調(diào)節(jié)血小板NO合成。

竇麗等[27]研究表明，適宜游泳運動訓練后，自發(fā)性高血壓大鼠血小板內(nèi)SOD活性顯著增強，而MDA含量顯著降低，使血小板內(nèi)NOS活性增強，PDNO含量和活性顯著提高，表明運動訓練能通過降低血小板內(nèi)超氧化物含量增強NOS活性，調(diào)節(jié)PDNO合成和活性。血小板NOS活性受到血小板內(nèi)鈣離子濃度([Ca2+]i)，NOS磷酸化水平等多因素調(diào)節(jié)，長期規(guī)則運動后血小板PKC活性減弱，血小板聚集下降[28]，而血小板內(nèi)PKC可直接導致eNOS磷酸化作用，降低eNOS活性，抑制PKC后，PDNO釋放水平提高，說明PKC與血小板NO水平密切相關(guān)。有關(guān)運動訓練影響血小板NOS活性和表達的機制有待進一步實驗研究。

運動能降低氧化應激狀態(tài)，表現(xiàn)為血漿總抗氧化能力提高和超氧化物活性降低，同時血漿NO含量和PDNO含量上升[29]，提示運動后PDNO水平的提高與血漿抗氧化防御系統(tǒng)的改善有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)[26]，中等強度的運動后健康男性體內(nèi)PDNO釋放量增加與血小板氧化應激水平降低，SOD活性上升密切相關(guān)。機體內(nèi)NO能與超氧陰離子等結(jié)合生成過氧亞硝酸根離子(ONOO-)而失去活性[30]，SOD可減少因NADPH氧化酶等產(chǎn)生的血小板內(nèi)超氧陰離子[31]。運動后血小板SOD活性的上升對超氧陰離子的滅活作用增強，進一步抑制血小板NO與超氧陰離子生成大量的ONOO-，從而提高PDNO的釋放及生物活性，調(diào)節(jié)血小板功能，抑制血小板聚集性。這些研究結(jié)果說明，運動訓練可以降低無活性NO的氧化應激狀態(tài)，改善NO的代謝滅活，提高PDNO的活性。

由此可見，運動訓練通過加快血流速度、提高血管壁剪切力、增強抗氧化能力等方式，對血小板NOS的活性及表達、L-Arg轉(zhuǎn)運、NO活性起到促進作用，從而增強血小板源NO在體內(nèi)的生物學作用。運動對血小板源NO影響的作用機理是多環(huán)節(jié)的，對此進行深入的實驗研究，對于運動防治心血管疾病將會提供新的依據(jù)。

4 研究展望

研究表明，PDNO在調(diào)節(jié)心血管功能及維持體內(nèi)凝血止血平衡中起重要調(diào)節(jié)作用，它的合成與釋放的減少與高血壓、AS等多種心血管疾病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。適宜的運動訓練可抑制血小板聚集和血小板內(nèi)超氧陰離子產(chǎn)生，促進PDNO的合成和釋放，從而預防心血管事件的發(fā)生，但運動負荷多少適宜？還有待進一步實驗和臨床實驗研究。運動調(diào)節(jié)高血壓患者血小板NO系統(tǒng)的作用機制是多環(huán)節(jié)的，人體實驗研究還不多。血小板NOS活性對調(diào)節(jié)血小板功能有重要意義，運動調(diào)節(jié)血小板NOS活性是否與血小板NOSmRNA和蛋白水平有關(guān)，尚待實驗證實。研究表明，體內(nèi)存在調(diào)節(jié)NO合成的內(nèi)源性機制，即ADMA，它能競爭性抑制NOS活性，減少NO的生成。研究發(fā)現(xiàn)，ADMA對血小板L-Arg/NO通路起調(diào)節(jié)作用，運動對ADMA與血小板L-Arg/NO通路的影響尚待實驗研究。

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