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心的本义指心脏。在《说文解字》中对“心”的描述为:“心,人心,土藏,在身之中,象形”。甲骨文的“心”字就很像一个心脏的形状,有4个腔和四个瓣膜。可见,在中国传统文化中,“心”最早是作为解剖器官出现的。中医典籍《难经》中有记载:“心重十二两,中有七孔三毛,盛精汁三合。”然而,随着医学和文化的发展,人们对心的认识,从“心主身之血脉”(《内经》),逐渐衍变到“心者,君主之官也,神明出焉”。(《素问·灵兰秘典论》)。从殷商的甲骨文到战国的《内经》,经历约1300年左右的时间,中国传统医学逐渐形成了将“心”视为循环功能与神经功能的结合体的理论,并在具体辩证施治中加以应用。
在古希腊时期,西方医学的始祖希波克拉底(约前460——前377)就已认为,心脏有两心房和两心室。但仍没有建立起血液循环的理论。大约2000年后,英国医生威廉·哈维于1628年发表《心血运动论》,指出人体的血管是一个封闭的循环系统,血液从静脉流入心脏而借道动脉而流往身体其他各处,而其动力来源于心脏。由此“把生理学确立为科学”(恩格斯)。在随后现代医学的发展中,以心脏作为循环系统动力器官的理论逐渐完善。
直到30年前,Bold【1】等的研究为我们打开窥探心脏的另一扇窗户。Bold等从心房中提取出一种具有生物活性的多肽,具有强大而快速的利尿和排钠作用,从而发现了心房的内分泌活动。Blod称之为心房利钠多肽(ANP)。这是一个具有里程碑意义的发现。从希波克拉底到Blod,经历了约2200年,在现代医学理论体系中心脏不再仅仅是一个单纯的泵器官,而是循环功能与神经内分泌功能的统一。在此基础上,Sudoh等分别于1988年和1990年发现了脑尿钠肽(BNP)【2】和C型尿钠肽(CNP)【3】。
进入21世纪后,大量的实验室和临床研究从神经内分泌角度对心脏功能进行了探讨。其中BNP作为心脏神经内分泌多肽的典型代表,受到较多关注。人体BNP主要来源左心室,部分来自右心室,其合成受到左心室室壁张力和多种神经激素作用的调节,主要在肾脏降解。最近的研究表明,缺血也是影响钠尿肽合成与释放的因素。BNP的生物活性包括,降低交感神经兴奋性,舒张血管,降低血浆肾素和醛固酮的浓度,从而在容量负荷过多左心室室壁张力增加的时候产生利钠、利尿、血管扩张、血压下降的效应。2000年11月,美国食品与药品管理局(FDA)批准BNP用于辅助诊断心力衰竭,最初的应用焦点是急诊呼吸困难或心力衰竭患者的床旁诊断,随着应用的推广和研究的深入,BNP及其代谢中间体(NT-proBNP等)的应用超出急诊范围,可以提供心衰患者的关于死亡和再住院的独立预测信息,并且在筛查潜在心功能不全和高风险患者危险分层,心衰患者的治疗监测等方面发挥作用。
由于BNP等心脏神经内分泌物质与心肌张力负荷有关,因此还有学者提出BNP或其它心脏生物标记物可作为监测危重症患者的液体复苏的血流动力学参数。其优势是可以床边监测,可重复性好。但也有作者提出,除心衰患者外,其他心脏危重症(如ACS和严重的心律失常)及许多非心脏系统的危重症患者(呼吸系统疾病、脑血管疾病以及脓毒症等)BNP水平也明显升高。其原因可能是危重患者存在心功能异常和心肌损伤。因此,使用BNP家族作为液体复苏的监测指标还需要更多的证据支持。
作为“内分泌器官”的心脏,当机体血流动力学状态改变时,通过神经内分泌多肽等多种途径,参与血流动力学的代偿。这种调节不仅作用于心肌本身,而且可以影响体内多个靶器官。因此,心脏不仅是被调控的靶器官,也是血流动力学稳定的主动参与者。
既然心脏的内源性神经内分泌多肽可以参与血流动力学代偿,那么,通过基因工程合成的外源性神经内分泌多肽则可能通过相似途径发挥治疗作用。Colucci等【4】为急性失代偿充血性心力衰竭患者静脉使用重组人脑钠肽类药物——奈西立肽,获得较好疗效,患者的血流动力学参数和临床症状均得到改善。另一项随机对照研究也显示,标准治疗联合应用奈西立肽可改善急性失代偿充血性心力衰竭患者的血流动力学状态,其中降低肺动脉毛楔压(PCWP)的效果优于硝酸甘油【5】。我国的一项多中心随机对照研究显示,临床应用重组人脑利钠肽治疗心衰的不良事件发生率低,能明显改善患者呼吸困难程度,改善左室射血分数【6】。
尽管在心力衰竭等领域,心脏神经内分泌功能的研究取得了较大进展。但令人遗憾的是,时至今日,在心肺复苏领域有关研究仍不多见。心跳骤停是最严重的心脏事件之一。此时最直观的表象就是心脏泵血功能丧失。因此,心肺复苏时人们常使用儿茶酚胺类药物,使心肌收缩力加强、兴奋性增高,传导加速,心输出量增多。这些都是以心脏的泵血功能为靶点发挥治疗效应。但是,心脏的神经内分泌因素是否参与调节?抑或,在自主循环恢复后,心脏的内分泌功能在心脏骤停后综合征中发挥什么样的作用?也许将是我们探寻的新领域。
探讨心脏神经内分泌的功能,不仅仅是借助BNP家族作为心血管疾病的生物标志物,也不仅仅是观察rhBNP类药物的疗效。心脏的神经内分泌功能的发现,为我们重新认识心脏在人体中的作用,提供了新的视角。在20世纪以前,人们认为胰腺只是分泌胰液的消化器官。自从1921年加拿大科学家班廷(Banting)和贝斯特(Best)发现胰岛素以来,胰腺的内分泌功能逐渐被人们了解,糖尿病作为独立的疾病,也逐渐被人们所认识。可以想象,心脏神经内分泌功能的发现和深入研究,将会为心脏病的治疗学开创一个全新的领域。
参考文献:
1.De Bold AJ,Borenstein HB,Veress AT,Sonnenberg H.Arapid and important natriuretic response to intravenous injection of atrialmyocardial extracts in rats.Life Sci 1981;28:89–94.
2.Sudoh T,Kangawa K,Minamino N,Matsuo H.A newnatriuretic peptide in porcine brain.Nature 1988;332:78–81.
3.Sudoh T,Minamino N,Kangawa K,Matsuo H.C-typenatriuretic peptide(CNP):a new member of natriuretic peptide familyidentified in porcine brain.Biochem Biophys Res Commun 1990;168:863–870.
4.Colucci WS,Elkayam U,Horton DP,et al.Intravenous nesiritide,a natriureticpeptide,in the treatment of decompensated congestive heart failure.NesiritideStudy Group.N Engl J Med.2000 Jul 27;343(4):246-53.
5.Publication Committee for the VMAC Investigators(Vasodilatation in the Management of Acute CHF).Intravenous nesiritide vsnitroglycerin for treatment of decompensated congestive heart failure:arandomized controlled trial.JAMA.2002 Mar 27;287(12):1531-40.
6.重组人脑利钠肽多中心研究协作组.重组人脑利钠肽治疗心力衰竭安全性和疗效的开放性随机对照多中心临床研究.《中华心血管病杂志》2011,39(4):305-308.