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糖皮质激素具有多种重要的生理和药理作用,其经典作用途径为“基因组机制”,通过调节基因转录发挥作用。近年来,其“非基因组机制”在生理和药理学方面的作用越来越受重视。在这一作用途径中,可能有多种受体、激酶、信号分子的参与,“基因组机制”和“非基因组机制”间还可能存在交互调节,对非基因组机制进行深入研究有利于糖皮质激素的临床合理应用。 (1)免疫系统 糖皮质激素是强效的免疫抑制剂,通常认为,其免疫抑制作用是通过其转录调节机制实现的。最近研究发现,糖皮质激素也可以通过非基因组机制发挥免疫调节作用,糖皮质激素可通过减弱Lck-cd4和fyn-cd3的偶联而抑制这些激酶向T细胞复合体募集,同时,糖皮质激素可以通过非基因组机制快速抑制人中性粒细胞脱颗粒;(2)心血管系统 糖皮质激素可通过非基因组机制快速增加内皮细胞一氧化氮合酶活性,增加大脑缺血局部的血流,减小梗死面积。此外,糖皮质激素还可通过此机制减轻心脏缺血再灌注损伤后血管炎症反应并减小心肌梗死面积;(3)神经细胞 ①腹腔神经节细胞.体外细胞培养实验表明,在低Ca2+/高Mg2+条件下,糖皮质激素可在2min内使豚鼠腹腔神经节神经元细胞膜电位发生超级化,该效应可被GC胞浆可溶性受体拮抗剂阻断。牛血清白蛋白-GC复合物具有相同的生物学效应,GC造成的膜电位超级化可以降低或消除神经元的自发放电。②豚鼠海马CA1区神经元。GC可以稳定抑制CA1区神经元细胞由-80mv到-10mv去极化过程中激发的 Ca2+通道电流峰值,其IC50为298nm.GC降低了Ca2+内流的激活和灭活速度,而电压依赖性并无改变。GC主要抑制w-contoxin(CgTX)敏感型或N-型Ca2+通道的电流;(4)生殖行为 内源性GC是蝾螈生殖行为的有效抑制剂。当注射GC后几分钟内,蝾螈的生殖行为即受到抑制。 对于糖皮质激素发挥“非基因组效应”的分子机制,目前还不十分清楚,但研究表明,糖皮质激素大致通过三种途径激活多种细胞信号转导通路发挥“非基因组效应”:a.通过与特异性的糖皮质激素膜受体作用;b.通过与细胞膜的物理化学作用;c.通过与细胞浆中经典糖皮质激素受体的特异性作用。糖皮质激素发挥“非基因组效应”的这三种机制之间不是相互孤立,三种机制之间在某些水平上存在一定的交互调节。(1)特异性糖皮质激素膜受体 越来越多的证据显示,多种细胞膜上存在糖皮质激素受体,根据已经发现的糖皮质激素膜受体的特点,提出糖皮质激素核受体基因编码的膜受体(nuclear receptor gene encode menbrane receptor,NmGR)和非核受体基因编码的膜受体(non-nuclear,receptor gene encoded menbrane receptor nNmGR)的概念,核受体基因编码的膜受体是指编码膜受体的基因与编码核受体的基因相同,只是转录水平或翻译水平修饰不同而产生了不同的转录翻译产物,而非核受体基因编码的膜受体则是指编码膜受体的基因与编码核受体的基因不同。①核受体基因编码的膜受体(NmGR)②非核受体基因编码的膜受体(nNmGR)。(2)与细胞膜的物理化学作用 糖皮质激素的非基因组效应分为非特异和特异的非基因组效应两种,糖皮质激素与细胞膜的物理化学作用就属于非特异的糖皮质激素的非基因组效应。近年来的研究还发现,细胞膜磷脂微环境的改变对某些蛋白质的功能具有调节作用,糖皮质激素可通过代谢和直接嵌入方式影响细胞膜磷脂微环境,因此可能通过这种方式对其自身的作用进行调节。(3)细胞浆中经典糖皮质激素受体介导的“非基因组效应” 糖皮质激素可减弱Lck/Fyn的磷酸化,抑制这些激酶向T细胞复合体募集,从而快速发挥免疫抑制效应,而在糖皮质激素核受体缺乏的Jurkat细胞中或者采用药理剂量的糖皮质激素受体拮抗剂RU486证实,糖皮质激素的这种Lck/Fyn激酶抑制效应是核受体依赖性的,提示糖皮质激素的这种快速免疫抑制效应是由经典受体介导的。糖皮质激素可改善缺血心脏和大脑的局部血流,减小心肌和大脑梗塞面积,这一作用可被糖皮质激素受体阻断剂RU486和PI3K激酶抑制剂阻断,提示这种保护作用是通过经典受体和PI3K激酶途径实现的。 4 糖皮质激素“基因组机制”与“非基因组效应”的交互调节 基因组效应和非基因组效应间存在着许多不同点,如时间差异,基因组与非基因组效应的药物拮抗体或激动剂存在明显不同等,但是他们之间存在交互调节。快速效应和慢速效应的交互调节最常见的信号分子可能是cAMP,活化的腺苷环化酶作用于ATP,生成cAMP,影响蛋白激酶A(proteinkinnase A,PKA)途径。使cAMP反应元件结合蛋白(cAMP response element binding protein,CREB)发生磷酸化,最终活化丝裂原活化蛋白激酶(Mitogen-activated protein kinase,MAPK)途径,然后可能导致甾体激素受体辅后化因子1(steroid receptor coactivator-1,SRC1)发生磷酸化,磷酸化CREB和SRC1一起共激活核类固醇受体,调节基因的转录。大剂量地塞米松可引发快速的非基因组效应来稳定大鼠肝溶酶体膜,影响膜结构的完整性。β-葡萄糖苷酸酶是溶酶体膜完整与否的分子标志物,当膜出现破坏时,它表达增加静脉注射3mg/kg塞地米松10min后,β-葡萄糖苷酸酶释放减少38%,在24h后也观察到相类似的抑制作用,RU486可抑制24h后的慢抑制效应,但不能拮抗快速抑制效应。因此这种现象可能是由两种机制所带来的,即快速的非基因组效应和慢速的受体介导的基因组效应。另外研究还发现钙离子不仅参与非基因组效应,同时也参与基因组效应,也是两者相互对话常见的信号分子。基因组效应和非基因组效应不是总可以被直接区分的,两者之间是相当复杂,累加的,甚至两者之间可能存在一种协同作用,共同来调节生物反应的多样性。 |
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