像 NO 和 CO 一樣,硫化氫\\( H2S\\) 也曾被認為是一種工業有毒氣體,但是,近些年的研究表明,H2S 是機體內一種重要的神經遞質,能參與機體多種生理過程。本文主要探討 H2S 在胃腸道中的生理作用。

1 H2S 是一種新型氣體信號

分子H2S 是一種有臭雞蛋氣味的無色氣體。在生理鹽水中,有1/3 的 H2S 以非溶解狀態存在,剩余的 2 /3 以 HS - 存在,并與 H2S 形成動態平衡,這樣既保證了 H2S 在體內的穩定,又不改變內環境的 pH 值。

H2S 在脂溶性溶劑中的溶解度為水中的 5 倍,故可自由通過細胞膜。生物體內的 H2S 是通過胱硫醚 -γ - 裂解酶\\( CSE\\) 和胱硫醚 - β - 合成酶\\( CBS\\) 兩條途徑分解半胱氨酸形成的?？茖W家于 1989 年成功檢測到腦內游離的 H2S,提示 H2S 可能是一種內源性氣體分子,調節機體的生理活動。以后陸續發現CBS 和 CSE 在人體大多數組織中表達,其中在腦、心臟、肝臟、腸道等表達較多,腦內主要表達 CBS,而外周組織以表達 CSE 為主。內源性 H2S 參與了機體多項生理及病理過程,因此被認為是繼 NO、CO 后體內的第三種信號分子。

2 H2S 在胃腸道平滑肌運動中的作用

腸神經系統\\( ENS\\) 是消化道特有的一套完整的自主神經系統,由粘膜下叢和肌間神經叢構成,肌間神經叢主要調節平滑肌運動。ENS 內有感覺神經元、中間神經元和運動神經元,它們形成復雜的神經網絡,調節消化道的感覺、運動和分泌等生理活動。

ENS 不僅受外來\\( 交感和副交感\\) 神經調控,而且自身也完成一些基本的反射活動,精細地調節著消化道的活動。外來神經除少數纖維直接支配靶細胞外,大多數纖維都通過 ENS 內神經元間接調節消化道的活動。CSE 和 CBS 在動物和人的消化系統廣泛表達。大鼠消化道上 CBS 和 CSE 主要表達于 ENS的神經元和間質內 Cajai 細胞。H2S 具有舒張胃腸平滑肌的作用。Teague B表明,H2S 能引起兔及大鼠回腸平滑肌舒張,而且抑制 Ach 和電場刺激對豚鼠回腸運動的興奮作用。CBS 和 CSE 抑制劑可以提高平滑肌條對電場刺激的敏感性,H2S 能通過 ENS 內神經元抑制平滑肌運動。GALLEGO D等報導,H2S抑制人、大鼠及小鼠的離體結腸和空腸收縮。

3 H2S 在胃腸粘膜中的作用

消化道粘膜僅有一層上皮細胞將胃腸道與機體內環境隔開,胃腸粘膜細胞是人體內更新速度最快的細胞。胃腸粘膜這種高代謝和絨毛血管結構的特性,對灌注不足特別敏感。胃腸功能的正常進行需要充足的血液供應,在正常情況下,循環血液的 25 ~30% 供應消化道,其中 75% 供應胃腸粘膜。最近研究表明,H2S 能夠改善胃腸粘膜的血液供應。運用激光 - 多普勒流式儀測定,表明 H2S\\( 100μmol / L\\) 可使胃粘膜血流增加 25%,使血壓下降 10mmHg。

H2S 在保持胃腸粘膜的完整中發揮重要作用。

如果 H2S 生成減少,會導致粘膜的損傷。Fiorucci等通過實驗表明,非甾體類抗炎藥\\( NSAIDs\\) 能明顯抑制胃粘膜 CSE\\( CSE 是胃粘膜產生 H2S 的主要酶\\)的表達,使內源性 H2S 生成減少,導致急性胃粘膜損傷。Fiorucci等實驗還表明 Sp1 在細胞外信號調節激酶\\( ERK\\) 磷酸化的作用下,能夠與 CSE 基因啟動子結合,NSAIDs 可以影響 ERK 的磷酸化,減弱兩者的結合,抑制 CSE 的轉錄,減少內源性 H2S 的產生。

如果,先經腹腔注射硫氫化鈉,再給小鼠服用NSAIDs,發現胃粘膜的血流較直接給予 NSAIDs 增加,從而提高粘膜的抗損傷作用。ATB -337 是雙氯芬酸與 H2S 釋放劑通過酯鍵連接的復合體,Wallace等通過給小鼠喂養 ATB -337,發現可以預防或減少 NSAIDs 的胃粘膜損傷作用,說明一定量的 H2S 具有胃粘膜保護作用。

但是,如果 H2S 的 含量過高,也對粘膜不利。

Levine 測得潰瘍性結腸炎\\( UC\\) 患者糞便中 H2S 的含量較正常人增高 3 ~4 倍。Ramasamy實驗提示結腸粘膜中硫氰酸生成酶局灶性減少,對 H2S 的解毒能力降低,可能與 UC 的發病有關。結腸上皮細胞丁酸鹽的氧化作用是維護結腸粘膜屏障功能的重要因素,Moore 等實驗表明硫氫化鈉能減少丁酸鹽氧化作用、減弱屏障功能。此外,Christi 的實驗顯示 H2S可引起人離體結腸細胞過度增殖而參與 UC 的發病。

綜上所述,H2S 作為一種新型的氣體信號分子,在胃腸平滑肌的運動和胃腸粘膜的保護中發揮著重要的作用,為疾病機理的研究提供了新的方向,并為以后新藥的開發提供了新的空間,具有廣闊的研究前景和應用價值。