硒自由基与老年心血管疾病

硒自由基与老年心血管疾病 陈华东丁克祥 (海军421医院海军抗衰老研究中心广州510318) 摘要:综述了硒与常见老年心血管疾病的关系。硒与心血管的结构、功能及其疾病的发生关系密切。老年退行性心血管疾病,自由基及其脂质过氧化反应能导致的膜损害是其主要原因。老年人硒与硒—谷胱甘肽过氧化物酶(Se—GSH—Px)活性降低,脂质过氧化物(LPO)浓度增高,心肌对过氧化物的解毒能力减弱而易受其损伤。因而,心脏对缺硒敏感性很高。缺硒与动脉粥样硬化、冠心病、糖尿病等老年常见心血管疾病的发生发展有着负相关关系。硒作为自由基清除剂,可保护心血管正常的结构和功能。饮食摄入一定量的硒和体内维持一定水平的硒,对防治常见老年心血管疾病具有积极的意义。 关键词:老年病心血管疾病 自由基和脂质过氧化物的形成,导致膜损害,被认为是许多老年退行性疾病的主要原因。动脉粥样硬化、冠心病、糖尿病等心血管疾病在老年人中发病率比较高。硒具有抗脂质过氧化、保护生物膜的作用。硒与心血管的结构、功能及其疾病的发生关系密切。因此,世界卫生组织和国际原子能协会已把硒列为与冠心病发病有关的5种元素之一而加以研究。 1 硒与心血管疾病息息相关 世界25个国家心血管病与微量元素关系的调查明:缺血性心脏病与硒呈负相关。芬兰前瞻性流行病学研究发现,血清硒浓度与心血管病的危险性呈负相关关系。Shamberger研究指出,老年人心脏病的发病率在富硒的州比全美平均水平低67%,在缺硒地区则比全美平均水平要高。而且,美国高硒地区死于老年性心血管病和高血压心脏病的比率非常低。提示低硒与心血管疾病密切相关。老年人血硒的含量和CSH—Px活性均降低,能以老年人心血管疾病发病率比较高与缺硒不无关系。 观察发现,心电图异常率与发硒呈显著相关,这提示人群心肌的早期损伤与硒缺乏有联系。缺硒状态下,动物心肌自由基含量增高,CSH—Px活性下降,提示心肌收缩性减弱。电镜观察发现,缺硒可导致心肌细胞膜和脂质降解、断裂,并形成跨膜的非特异性离子道道。补硒能使鼠受损心肌细胞的自由基含量、超微结构、动作电位、膜输入阻抗恢复正常。在离体灌流的鼠心上,硒能改善受损心脏的心肌收缩性能,硒能使受损鼠的心硒含量与CSH—Px活性回升,肝LPO含量下降。 已经证实,心脏对缺硒敏感性特别高。这主要由于缺硒容易通过氧应激反应对心脏造成损害。心脏的CSH—Px是含硒型酶,硒是它的活性中心。活酶是心脏消除H2O2的主要酶类,另一分解H2O2的CAT酶活性很低。动物实验表明,缺硒鼠的心脏CSH—Px活性降低,脂质过氧化物(LPO)浓度增高,心肌对过氧化物的解毒能力减弱,而易受其损伤。其次,低硒鼠心肌肾上腺素a1受体数量明显减少,受体与配体亲和力显著降低。a1受体主要分布于突触后膜,调节兴奋效应。心肌细胞膜表面的a1受体能接受儿茶酚胺刺激,调控心肌细胞反应,产生缓慢持久的正性肌力作用,并引起心肌细胞动作电位时程和有效不应期延长。低硒则出现动物心脏舒缩功能损害、心肌细胞动作电位振幅变小、时程缩短。严氏等实 验发现,低硒组大鼠非缺血区心肌去甲肾上腺素和肾上腺素水平均显著高于补硒组。儿茶酚胺的增高除了通过增加心肌细胞内的钙负荷和心肌细胞耗氧量而对心肌产生有害作用,另外还可氧化产生活性氧使得细胞膜上不饱和脂肪酸活性氧氧化,生成LPO,损伤膜结构和功能,使膜的流动性与通道性异常,最终导致心肌细胞不可逆损伤及主细胞坏死。 2 硒与动脉粥样硬化 以脂质代谢紊乱为特征的动脉粥样硬化(AS)是老年心血管系统退行性病变,同时又是冠心病等多种心脑血管疾病的病理基础。AS被认为与衰老在脂质过氧化机理上有一定的相关性。人们逐渐认识到LPO在AS发生中的作用。研究表明,人血浆LPO含量随年龄而增加,血浆和红细胞Se—CSH—Px活性随年龄而降低。老年人红细胞膜LPO升高,Na+—K+—ATP酶的活性降低,膜的流动性减弱,这与缺硒的后果相似。临床观察表明,老年人发硒与胆固醇(TC)及低密度脂蛋白胆固醇(LDL—C)呈明显负相关性。AS患者血浆LPO与TC、甘油三酯(TG)含量呈正相关。缺硒可导致CSH—Px活性下降,LPO浓度增高,抑制血管壁前列腺环素(PGI2)的合成,使PGl2/TXA2(血栓素)比值下降,致血栓形成,血管壁损伤区胆固醇沉积及血管平滑肌增生,促进AS。另外,AS斑块中的泡沫细胞被认为是LDL受到LPO或MDA氧化修饰为O—LDL或MDA—LDL后,被内皮细胞内饮而成。动物实验表明,补硒可提高老龄大鼠红细胞的抗氧化能力,降低LPO的含量,明显提高Se—GSH—Px/LPO比值。加硒可明显抑制高脂血清中小牛主动脉内皮细胞LPO的形成,升高PGI2的含量,防止血栓形成。Se—GSH—Px活性的增高能大量破坏在血管壁损伤处集聚的胆固醇,调节体内血脂代谢,防止或逆转上述AS过程的发生。 3 硒与冠心病 缺硒被认为是冠心病发生的危险因素。流行病学调查发现,美国和芬兰等国高硒地区冠心病、高血压的发病率比低硒地区明显降低。芬兰东部土壤及人们饮食中低硒,冠心病及动脉硬化引死亡率是世界上最高的国家。Salonen通过调查发现,大部分冠心病患者的平均血硒水平低于对照组。随着血硒水平降低,心肌梗塞及其死亡率的相对危险度显著增高。有人测定了急性心肌梗塞患者的血硒含量,发现该病发作4小时内血浆硒水平下降,并认为这在心肌梗塞前就已存在低硒。另有观察发现,冠心病患者(心肌梗塞11例,心绞痛14例)血硒水平低。可见,血硒浓度与冠心病具有负相关关系。用富硒酵母治疗冠心病,能使其LPO 均值下降,GSH—Px/LPO比值有所提高。另外,全血粘度、血浆粘度、纤维蛋白原等血液流变学指标也明显改善。说明心血管病易患因素呈下降趋势。补硒可使动物实验性心肌梗塞损伤减少,加速梗塞区细胞的修复过程;还可增加冠状血管的血流量,降低心肌耗氧量。有利于心肌细胞损伤的修复和功能的改善。 有人分析认为,缺硒与冠心病形成的多种因素密切相关。冠心病人体中的微量元素硒处于明显的缺乏状态。缺硒组人群的高密度脂蛋白(HDL)含量显著低于正常人,而且能反应卵磷脂胆固醇酰基转移酶(LCAT)活性的物质AP—CL的含量亦显著低于正常含硒组,当HDL含量偏低时,HDL上的apo—A(载脂蛋白)含量相应减少,细胞内游离胆固醇流出减少而堆积。同时,LCAT活性的降低,使得胆固醇进入肝细胞予以清除的能力减弱,容易造成卵磷脂和游离胆固醇的积累,这是冠心病形成的原因之一。实验表明,低硒时,体内GSH—Px和SOD活性降低。GSH—Px可将SOD歧化超氧自由基(·O2—)生成的H2O2转变成H2O而清除之,防止羟自由基(·OH)、·O2—产生,以减轻和阻断脂质过氧化作用的一级引发作 用,通过还原氢过氧化物以减轻或阻止二级引发作用,防止LPO或MDA的生成。低硒时,GSH—Px活性的降低,使得LPO浓度增高,花生四烯酸代谢失调,AS 形成,同时,还可导致心脏组织和血管蛋白质和磷脂的损害,从而引起冠心病的发生。硒是自由基清除剂,能提高GSH—Px活性,硒可通过直接或间接的抗氧化作用,减轻或阻止脂质过氧化反应,降低体内LPO浓度。因此,提高患者体内的硒含量,可以减少冠心病的易患因素,从而有利于冠心病的防治。 4 硒与糖尿病 据统计,糖尿病在我国的发病率40岁以上为20.44‰,老年人则更高。糖尿病成为老年人的主要心血管疾病之一,严重威胁着老年人的身体健康。实验发现,糖尿病患者血清硒均值明显低于健康人,说明糖尿病患者确有缺硒症状。低硒饲料饲养的动物.其胰岛内含Mn—SOD含量显著减少.胰岛素的分泌贮存减少,硒与维生素E联合缺乏还可使糖耐量异常。 胰岛素由胰岛的β细胞所分泌。胰岛素是过氧化损伤的敏感器官,低硒引起自由基清除受阻,而致胰岛的β细胞机能障碍,胰岛素的分泌减少。胰岛素能促进心肌胞膜载体对葡萄糖的转运,加速心肌细胞对葡萄糖的氧化利用。如果胰岛素分泌不足使心肌细胞能量代谢的中心环节障碍。也必然会加重心肌细胞的损伤。 研究发现,含硒中药可改善糖尿病患者的症状。治疗糖尿病的中药是富硒中药。日本经济新闻1990年5月28日报道:日本国立健康研究所首次发现,硒具有与荷尔蒙的胰岛素相似的作用,可调节体内糖分,有助于改善糖尿病患的症状。因而,机体摄入一定量的硒和维持一定的硒水平,对于防治继发于糖尿病的心血管疾患具有重要意义。 总之,人体硒水平的高低与动脉粥样硬化、冠心病、糖尿病等老年常见心血管疾病的发病率和死亡率之间存在着负相关关系。硒作为自由基清除剂.可直接或通过Se—GSH—Px酶的间接作用,清除自由基,阻止脂质过氧化反应.从而防止心肌细胞和细胞膜免受其损伤,保护心肌细胞膜的稳定性及正常通透性和心肌组织的正常结构和功能。那么,在防治老年心血管疾病的同时,注意微量元素硒的水平监测无疑具有积极的临床意义。 参考文献(略) 转引自《微量元素与健康研究》1966年,13(1):61