Eur Heart J:高血压患者中线粒体损伤机制及治疗进展
2014-12-08 MedSci MedSci原创译
高血压是一种慢性疾病,在全球范围内将近有10亿人受到其影响,并且,其影响的深度还呈逐渐升高的趋势。血压升高,对于心脏和其他器官有着远期的伤害,主要在于其并发症的发生。 高血压患者心肌线粒体很容易受到损伤,主要是线粒体结构,生物功能和稳态的改变。线粒体是细胞的主要供能者,大量分布于心、肾、脑,以及高血压患者主要靶器官的实质细胞中。这些膜结合细胞器不仅维持细胞呼吸,还包括调节细胞增殖、凋亡,产生活性
高血压是一种慢性疾病,在全球范围内将近有10亿人受到其影响,并且,其影响的深度还呈逐渐升高的趋势。血压升高,对于心脏和其他器官有着远期的伤害,主要在于其并发症的发生。
高血压患者心肌线粒体很容易受到损伤,主要是线粒体结构,生物功能和稳态的改变。线粒体是细胞的主要供能者,大量分布于心、肾、脑,以及高血压患者主要靶器官的实质细胞中。这些膜结合细胞器不仅维持细胞呼吸,还包括调节细胞增殖、凋亡,产生活性氧,和维持细胞内钙稳态等多种功能。因此线粒体损害和功能障碍会累及整个细胞的功能。
在这篇综述中,我们总结了高血压中心肌细胞线粒体损伤的证据,以及在高血压患者中将线粒体治疗作为潜在治疗靶点。
一、线粒体畸形和功能异常特征以及机制
高血压引起的线粒体结构改变包括:线粒体数量、密度改变,线粒体肿胀,线粒体嵴重塑、破碎或丢失。高血压主要影响心磷脂——一种在线粒体膜上特有的磷脂,在线粒体嵴的形成中起到了重要的作用。对高血压动物的线粒体染色,横截面观察到心磷脂减少(如图1)[1]。
图1.荧光染色显示心磷脂(40X)减少——肾血管性高血压猪动物模型中
高血压引起的线粒体功能异常也常常与线粒体代谢和生物能量学改变有关,包括线粒体呼吸,ATP合成减少以及活性氧生成增加。而线粒体稳态的改变,往往牵扯3方面的因素:线粒体的生物发生,动力学和自噬降解。
二、实验性高血压中心肌线粒体损伤:
从很多研究中收集到高血压实验模型中线粒体损伤主要如表1。
表1.高血压模型中心肌线粒体损伤证据
同时,研究也证实了高血压导致的线粒体结构和功能障碍主要包括生物合成和线粒体动力学改变,肾素-血管紧张素-醛固酮系统诱导的线粒体损伤,活性氧高度表达,线粒体凋亡以及mtDNA突变(图2)。
图2.疾病进展中线粒体介导的机制
三、线粒体损伤诱导其余器官损伤
线粒体异常和功能障碍在高血压患者其余主要靶器官中也有着关键的病理机制。对眼睛、心脏、肝脏、肾脏、神经系统、骨骼肌、胰腺、外周血管都有影响。主要如图2所示:
图2. 线粒体损害和功能失调对器官的病理条件。
四、减少在高血压进程中线粒体损害的治疗的手段 :
高血压患者使用抗高血压药物首要是治疗高血压,其次才有减少线粒体损伤的疗效。目前,减少高血压致线粒体损伤的方案有两种,一是使用抗高血压药,二是使用线粒体靶向治疗。
1.抗高血压药:主要是肾素血管紧张素RAAS抑制剂,在降低血压的同时,也显示了其线粒体保护作用。比如依那普利能够保护心肌组织和线粒体功能,提示RAAS在线粒体中的直接作用[2]。显示了RAAS 抑制剂对高血压诱导线粒体改变有保护作用。
2.线粒体靶点治疗:抗氧化剂作为新的细胞渗透性化合物,通过阻止线粒体氧化损伤来达到治疗目的。在实验模型中,辅酶衍生物MitoQ能够减少脂质氧化和线粒体损伤。有研究显示MitoQ能够减少细胞凋亡,降低血压,保护内皮细胞等功能。同时,论文也介绍了mPTP抑制剂和Bendavia,它们也具有减少高血压对线粒体的损伤的作用。
总结:
高血压实验模型数据显示高血压及其靶器官损伤进程中存在线粒体损伤。线粒体损伤在高血压进程中的联系以及临床意义仍有待考证。肾素血管紧张素抑制剂对高血压模型中的线粒体损伤有直接作用。新的治疗方案也显示,靶向治疗对线粒体结构和功能保护作用在高血压实验中显示良好的疗效。其缓解症状和并发症的疗效仍需进一步实验和临床研究。
相关文献:
[1]. Piotrkowski B, Koch OR, De Cavanagh EM, Fraga CG. Cardiac mitochondrial function and tissue remodelling are improved by a non-antihypertensive dose of enalapril in spontaneously hypertensive rats. Free Radic Res2009;43:390 –399
原始出处:
Eirin A, Lerman A, Lerman LO. Mitochondrial injury and dysfunction in hypertension-induced cardiac damage. European heart journal. 2014 Nov 10;
PMID: 25385092
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