隨著細胞分子生物學的進步,已經(jīng)基本明確了在動脈粥樣硬化時各種細胞相互剌激與應答的關系。病變時期,單核細胞、巨噬細胞在向內(nèi)皮下層入侵的同時攝取變性的LDL使其自身泡沫化。淋巴細胞則分泌多種生物活性物質(zhì),加速動脈粥樣硬化進程。
一、巨噬細胞與動脈粥樣硬化進程的關系
動脈粥樣硬化與膽固醇代謝有關已成共識,這些脂質(zhì)沉積于動脈管壁、巨噬細胞吞噬這些脂質(zhì)并逐漸泡沫化,動脈內(nèi)膜、中膜平滑肌細胞增殖形成粥樣斑塊(如圖11-3)。這個過程與炎癥時的免疫應答類似,巨噬細胞在這一病變過程中起著主導作用。
圖11-3 泡沫細胞透射電鏡照片
二、血管內(nèi)皮細胞與白細胞的相互作用
在動脈硬化過程中,單核細胞吸附于內(nèi)皮細胞,并向內(nèi)皮下層入侵分化引起內(nèi)皮細胞也發(fā)生相應變化。沒有單核細胞吸附的內(nèi)皮細胞,可以通過自身的調(diào)節(jié)作用發(fā)揮抗血栓形成,保持血管疏通,維持血流流動。但在單核細胞吸附或侵入時,自身調(diào)節(jié)作用減弱或消失,這是誘發(fā)動脈硬化發(fā)生的重要因素之一。
最初的動脈硬化機制假說認為血小板最先吸附于血管壁,但后來動物實驗證實這一假說是錯誤的,是白細胞和淋巴細胞首先吸附在內(nèi)皮細胞上。白細胞附壁之后不再游離,這與其分泌的幾種粘附蛋白密切有關,這些粘附蛋白屬糖蛋白類,現(xiàn)已知有血管細胞粘附分子-1(vascular cell adhesion molecule-1,VCAM-1),極遲抗原-4(very late antigen-4,VLA-4),淋巴細胞作用相關抗原-1(lymphocyte function-associated antigen-1,LFAA-1),這些因子可在白細胞介素-1(interleukin-1,IL-1)和內(nèi)毒素剌激下由白細胞合成和釋放。有人認為LDL(low density lipoprotein)過氧化物亦有誘導其分泌的作用。
白細胞吸附和人侵血管壁時,還會釋放多種生物活性因子如巨噬細胞會釋放腫瘤壞死因子(TNF)、IL-1、IL-6、成纖維細胞生長因子(fibroblast growth factor,FGF)、TGF-β等,T淋巴細胞合成和分泌干擾素-r(interferon-r,IFN-r)和集落剌激因子(colony stimulating factor,CSF)。同免疫反應一樣,在動脈粥樣硬化中,巨噬細胞和淋巴細胞進行了多種信息的傳遞和調(diào)控,其結果是平滑肌細胞和成纖維細胞增殖,細胞間質(zhì)增厚(圖11-4)。
圖11-4 動脈粥樣硬化灶內(nèi)細胞間應答示意圖
三、氧化型LDL在動脈硬化中的作用
已有許多證據(jù)說明低密度脂蛋白(LDL)被氧化后轉變?yōu)檠趸蚅DL,這種變性LDL與動脈硬化有關,當脂質(zhì)LDL在血液中蓄積時,被不明因素氧化,巨噬細胞對這種氧化LDL有極強的親和力且無休止地攝取,導致巨噬細胞泡沫化。體內(nèi)LDL的氧化修飾有幾種說法,一般認為,它與胞內(nèi)氧自由基產(chǎn)生有關,即細胞內(nèi)產(chǎn)生的活性氧(O2-)能夠氧化LDL。在動物實驗中,口服丙丁酚能夠抑制LDL氧化過程氧化LDL首先損害內(nèi)皮細胞,繼而使巨噬細胞泡沫化。有人認為它還能影響巨噬細胞花生四烯酸的代謝,又能誘發(fā)細胞釋放多種生物活性因子,因此,被認為與動脈粥樣硬化的各階段密切相關,見圖11-5。
圖11-5 氧化LDL與動脈粥樣硬化進展關系示意圖
四、巨噬細胞泡沫化和脫泡沫化
巨噬細胞泡沫化是動脈硬化的一個重要因素,如果讓泡沫化過程逆轉對臨床治療動脈硬化有極其重要的意義。Goldstein認為氧化LDL促使巨噬細胞泡沫化的機制是巨噬細胞通過胞膜上氧化LDL受體,結合氧化LDL并轉運至胞內(nèi),在胞內(nèi)由溶酶體水解LDL,生成大量的游離脂肪酸和膽固醇。游離膽固醇在膽固醇酰基轉移酶(ACAT)作用下與脂肪酸重新合成膽固醇酯貯存于細胞內(nèi)。大量膽固醇酯等脂質(zhì)的蓄積使胞內(nèi)亞細胞器所占空間越來越小,被迫逐漸退化甚至消失-泡沫化。另一方面,存在于胞內(nèi)的膽固醇酯可以被再分解成膽固醇和脂肪酸而反復循環(huán),正常肝細胞可以通過這種方式調(diào)節(jié)體內(nèi)膽固醇代謝。在細胞培養(yǎng)時,高密度脂蛋白(HDL)能夠從巨噬細胞吸取游離膽固醇,由HDL轉運到血漿,在卵磷脂膽固醇;D移酶(LCAT)作用下催化生成膽固醇酯,后者被膽固醇酯轉運蛋白(CETP)送至VLDL和LDL,由肝細胞攝取并代謝。HDL與巨噬細胞的相互作用機制尚不清楚,但可以肯定HDL能夠阻止巨噬細胞泡沫化,從而阻止動脈粥樣硬化。將HDL氧化形成氧化HDL后,后者能抑制HDL從巨噬細胞吸膽固醇,提示不僅是氧化LDL,氧化HDL也能促進動脈硬化的發(fā)展,見圖11-6。
圖11-6 巨噬細胞脫泡沫化與膽固醇的逆轉運機制示意圖
與炎癥反應相比,動脈粥樣硬化過程同樣有多種免疫細胞參人,這些細胞及其釋放的各種活性因子相互作用,形成血管硬化和抗硬化的復雜過程,要完全闡明這一過程,仍gydjdsj.org.cn/kuaiji/有待進一步研究。