應(yīng)激的發(fā)病機(jī)制及機(jī)制

應(yīng)激的發(fā)病機(jī)制及機(jī)制

新的適應(yīng)性定義意味著身體處于不穩(wěn)定狀態(tài)，并且內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定性受到威脅。機(jī)體發(fā)生應(yīng)激時(shí)的主要特征為下丘腦-垂體-腎上腺軸(HPA)及交感腎上腺髓質(zhì)活性增強(qiáng),而啟動(dòng)腎上腺軸活性的關(guān)鍵物質(zhì)是下丘腦室旁核(PVN)分泌的促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素(CRH),通過垂體門脈循環(huán)作用于腺垂體,使腺垂體細(xì)胞分泌促腎上腺皮質(zhì)激素(ACTH),血液中的ACTH作用于腎上腺皮質(zhì),引起皮質(zhì)激素分泌,后者進(jìn)一步產(chǎn)生生理功能,如使動(dòng)物的血糖升高、心跳加快等。近年來,許多研究顯示,CRH不僅可通過內(nèi)分泌系統(tǒng)在應(yīng)激反應(yīng)中發(fā)揮核心作用,而且還可通過植物神經(jīng)系統(tǒng)及對行為的調(diào)控來發(fā)揮核心作用。筆者就CRH與應(yīng)激反應(yīng)及行為的關(guān)系作一綜述。1crh的基因表達(dá)CRH可與存在于細(xì)胞膜上的G蛋白相關(guān)受體結(jié)合發(fā)揮體內(nèi)調(diào)節(jié)作用。CRH受體(CRHR)屬于腦腸肽受體家族,廣泛分布于中樞神經(jīng)系統(tǒng),其中以腺垂體和中間葉密度最高。目前,克隆到的包括人、大鼠和小鼠的CRHR除存在于垂體外,在某些腦區(qū)如皮質(zhì)、小腦也有中等密度的CRHR存在,在脾臟中CRHR的密度很低,CRHRmRNA的表達(dá)在垂體、皮質(zhì)和小腦最高。CRHR可分為2種亞型,即CRHR1與CRHR2,并且CRHR2至少有3種亞型,CRHR2α、CRHR2β及CRHRγ。CRHR1與CRH家族結(jié)合強(qiáng)度相似,而CRHR2則與CRH家族的結(jié)合存在明顯梯度,依次為蛙皮降壓肽>硬骨魚緊張肽>CRH。CRHR1主要分布于中樞神經(jīng)系統(tǒng),外周組織如皮膚、卵巢、子宮平滑肌也有少量表達(dá)。CRHR1主要介導(dǎo)經(jīng)典的CRH促進(jìn)垂體ACTH的釋放作用參與應(yīng)激反應(yīng)。CRHR2在中樞神經(jīng)系統(tǒng)也有一定量表達(dá),但分布不同于CRHR1。CRHR2主要分布于外周系統(tǒng),如心血管、骨骼肌等,它可介導(dǎo)CRH的擴(kuò)張血管作用和應(yīng)激反應(yīng)后的恢復(fù)期。CRH與受體結(jié)合后,通過偶聯(lián)的G蛋白活化細(xì)胞內(nèi)腺苷酸環(huán)化酶,使細(xì)胞內(nèi)cAMP濃度增加,后者激活蛋白激酶A(PKA),CRH的諸多作用都是通過此信使途徑實(shí)現(xiàn)的。即CRH→受體→G蛋白→AC→cAMP→PKA→功能蛋白表達(dá)→生物學(xué)效應(yīng)。另外CRH還可以通過DG/PKC途徑調(diào)節(jié)ACTH的釋放和生物合成。2crh和壓力2.1新生兒腦室旁核相關(guān)基因表達(dá)變化當(dāng)動(dòng)物受到內(nèi)外環(huán)境刺激后其中樞神經(jīng)系統(tǒng)不同腦區(qū)CRH含量會(huì)發(fā)生不同變化,大多數(shù)應(yīng)激源會(huì)引起下丘腦室旁核區(qū)CRH神經(jīng)元的分泌和釋放。損害大鼠下丘腦室旁核引起垂體門脈血流中的CRH水平明顯降低,也引起血液循環(huán)中的ACTH和GC水平明顯降低。有研究表明,連續(xù)給予皮質(zhì)酮處理的大鼠其下丘腦室旁核表達(dá)CRHmRNA有所減少,而中央杏仁核(CEA)表達(dá)CRHmRNA有所增加。新生仔豬的早期隔離也發(fā)現(xiàn)杏仁核合成CRH的含量較對照組有明顯增加。另外,長期給予短尾猿皮質(zhì)醇處理的研究表明,與對照組相比短尾猿下丘腦室旁核神經(jīng)元CRHmRNA表達(dá)顯著降低,結(jié)果暗示持續(xù)高水平的糖皮質(zhì)激素可能通過抑制靈長類動(dòng)物下丘腦室旁核處CRH的表達(dá),進(jìn)而影響腎上腺軸活性。在對妊娠50d的母豬禁食48h后,用原位雜交檢測其胎兒下丘腦室旁核部位CRH表達(dá)水平,與對照組相比胎兒下丘腦室旁核神經(jīng)元CRHmRNA表達(dá)顯著減少,這一點(diǎn)提示妊娠母豬的營養(yǎng)限制應(yīng)激可以抑制其胎兒下丘腦室旁核處CRHmRNA的合成,從而抑制腎上腺軸活性。最近,有關(guān)新生仔豬的試驗(yàn)結(jié)果表明,早期隔離可以降低其出生后第8周時(shí)下丘腦室旁核部位CRH的含量,這表明早期隔離應(yīng)激能夠?qū)筇炷I上腺軸功能以至整個(gè)神經(jīng)內(nèi)分泌免疫網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生影響。21日齡的仔豬母源隔離試驗(yàn)結(jié)果顯示,這種應(yīng)激可以顯著提高仔豬下丘腦室旁核神經(jīng)元c-fosmRNA和CRHmRNA的表達(dá)水平,同時(shí)伴隨垂體腺中CRHR1mRNA的下調(diào)和c-junmRNA的上調(diào),另外對妊娠49d的母豬持續(xù)注射ACTH,結(jié)果發(fā)現(xiàn)其胎兒下丘腦室旁核中c-fosmRNA表達(dá)顯著增加,而CRHmRNA水平未見明顯變化,結(jié)果表明早期應(yīng)激事件通過影響下丘腦室旁核處有關(guān)基因的表達(dá)進(jìn)而影響腎上腺A軸功能。張?jiān)茤|等在對嚴(yán)重創(chuàng)傷的大鼠應(yīng)激研究中發(fā)現(xiàn),在傷后30min下丘腦室旁核部位c-fos含量達(dá)高峰,以后迅速下降;CRHmRNA表達(dá)的變化明顯遲于c-fos的變化,下丘腦室旁核神經(jīng)元CRHmRNA表達(dá)量于創(chuàng)傷后2小時(shí)增加最為明顯,然后持續(xù)增加,12小時(shí)達(dá)最高。這表明創(chuàng)傷應(yīng)激后下丘腦室旁核迅速增加的c-fos對CRHmRNA的上調(diào)可能起關(guān)鍵作用。在慢性應(yīng)激試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),CRH含量與下丘腦的mRNA水平變化顯著相關(guān)。使雄性大鼠生活于雌雄混居等級(jí)結(jié)構(gòu)中,觀察慢性群居心理應(yīng)激對腎上腺軸的影響,用定量免疫細(xì)胞化學(xué)檢測正中隆起外帶(ZEME)貯存的CRH,結(jié)果發(fā)現(xiàn)應(yīng)激后19～28d,低等級(jí)鼠CRH免疫染色不增加,因安靜時(shí)皮質(zhì)酮水平升高,表明這可能反映了皮質(zhì)酮對CRH神經(jīng)元或下丘腦以上中樞的抑制作用。用同樣的檢測方法觀察到慢性間斷胰島素致低血糖應(yīng)激模型中正中隆起外帶處CRH免疫著色短暫下降。用Northern斑點(diǎn)分析和原位雜交發(fā)現(xiàn)持續(xù)7d的電擊使整個(gè)下丘腦CRHmRNA水平增加,而在單次急性電擊應(yīng)激24h內(nèi)下丘腦CRFmRNA未發(fā)現(xiàn)顯著變化。慢性腹腔注射高漲鹽水應(yīng)激反應(yīng)引起下丘腦小細(xì)胞處CRHmRNA顯著積聚;慢性給予Naloxone和嗎啡后急性撤除也引起小細(xì)胞CRHmRNA在4h內(nèi)顯著增加,并維持高水平達(dá)24h,而單嗎啡撤除對CRHmRNA無影響。2.2應(yīng)激作用機(jī)制動(dòng)物在應(yīng)激狀態(tài)下,下丘腦室旁核分泌的CRH進(jìn)入垂體門脈,作用于垂體前葉細(xì)胞上高度表達(dá)的CRHR1,誘導(dǎo)ACTH、β-內(nèi)啡呔和其他POMC-源性肽釋放入血,隨之腎上腺糖皮質(zhì)激素分泌引發(fā)機(jī)體的一系列生理功能改變。目前,大量研究表明CRH的作用遠(yuǎn)比最初設(shè)想的廣泛得多,比如應(yīng)激可以引起動(dòng)物生長和生殖功能障礙,CRH可能通過促進(jìn)生長抑制素的釋放而抑制生長激素的分泌,CRH既可能通過直接作用于促性腺釋放激素(GnRH)神經(jīng)元下調(diào)促性腺釋放激素的合成,也可能間接通過β-內(nèi)啡肽介導(dǎo)的通路抑制促性腺釋放激素,進(jìn)而抑制促性腺激素的合成與分泌,CRH還可減少胃酸的分泌等。另外,在人體炎癥部位也發(fā)現(xiàn)了免疫陽性CRH,因此可以表明CRH是應(yīng)激反應(yīng)產(chǎn)生的內(nèi)分泌、代謝、心血管功能和行為變化的主要調(diào)節(jié)者,CRH通過整合心血管功能、免疫系統(tǒng)及行為使機(jī)體適應(yīng)應(yīng)激的改變。許多研究表明,CRH的合成釋放受到其他因素的影響。應(yīng)激源能有效地促進(jìn)CRH從下丘腦釋放,但應(yīng)激過程中CRH反應(yīng)的范圍和時(shí)間依賴于刺激因素的性質(zhì)和動(dòng)物的狀態(tài)。近年的研究發(fā)現(xiàn),應(yīng)激過程中下丘腦室旁核CRH分泌迅速增加的原因可能是存在超短正反饋機(jī)制,即CRH以自分泌的方式作用于室旁核的CRHR1,進(jìn)而促進(jìn)自身分泌。但也有研究認(rèn)為CRH超短反饋機(jī)制還包括另外一種形式,即CRH刺激與室旁核有突觸聯(lián)系的蘭斑去甲腎上腺素能神經(jīng)元促進(jìn)自身的分泌。另外,除已知的膽堿能或5-羥色胺能神經(jīng)元、腎上腺素、阿片樣物質(zhì)能促進(jìn)CRH分泌外,NO神經(jīng)元能通過NO活化環(huán)加氧酶促進(jìn)CRH的釋放。而γ-氨基丁酸則可通過纖維投射到室旁核的GABA神經(jīng)元抑制室旁核CRH的表達(dá)。作為腎上腺軸的負(fù)反饋調(diào)節(jié)因子,糖皮質(zhì)激素能通過在下丘腦室旁核及上游水平進(jìn)行調(diào)節(jié)而有效抑制CRH的釋放,其中海馬糖皮質(zhì)激素受體的作用較大。而垂體分泌的CRH結(jié)合蛋白能高親和力結(jié)合CRH而頡頏CRH與CRHR的作用。3crh對豬的行為影響有研究顯示,CRH在參與中樞協(xié)調(diào)動(dòng)物的應(yīng)激行為反應(yīng)和介導(dǎo)不同的病理狀態(tài)中起著重要的作用。有研究表明,CRH能夠影響大鼠自主神經(jīng)系統(tǒng)并引起采食行為﹑焦慮樣行為﹑覺醒行為﹑學(xué)習(xí)和記憶等一系列行為改變。KoobGF等的試驗(yàn)結(jié)果表明,中樞給予CRH注射對大鼠的行為影響具有劑量依賴性,也暗示CRH在動(dòng)物行為改變中的重要角色。在研究CRH受體頡頏劑對動(dòng)物行為的影響時(shí)發(fā)現(xiàn),CRH受體頡頏劑可以明顯抑制CRH誘導(dǎo)的大鼠焦慮樣行為。在一個(gè)熟悉或“家”的環(huán)境中,側(cè)腦室給予的CRH能極大地促進(jìn)動(dòng)物運(yùn)動(dòng)活動(dòng)度。但在開放場地進(jìn)行的試驗(yàn)中,盡管極低劑量的CRH亦能使運(yùn)動(dòng)活化,大劑量卻顯著減少運(yùn)動(dòng)活動(dòng)度。Parrott等在CRH對豬的行為和內(nèi)分泌功能的研究中發(fā)現(xiàn),中樞注射CRH后可以明顯降低豬的操作性采食活動(dòng)和引起豬的焦慮樣行為,如頻繁地前后走動(dòng)、重復(fù)的呆板行為等,此外有報(bào)道指出腦室給予CRH注射后幾分鐘能夠顯著增加豬的運(yùn)動(dòng)量和提高其發(fā)聲情況。JaneenL等在研究不同劑量CRH和其受體頡頏劑對豬行為的影響后指出:和對照組相比,低劑量組CRH(0.5μg和5μg)對豬的行為影響不大,較高劑量組CRH(50μg)能夠誘導(dǎo)豬的過度行為反應(yīng)(不停的走動(dòng)﹑咀嚼﹑拱地﹑舔食及恐懼等相關(guān)行為);高劑量組CRH(150μg)和較高劑量組CRH相比,誘導(dǎo)豬的行為反應(yīng)強(qiáng)度又有所降低,而CRHR頡頏劑能夠明顯抑制CRH誘導(dǎo)的部分行為變化。目前,關(guān)于CRH影響動(dòng)物行為的確切機(jī)