蛇毒,可能的出血机制

把AaHI与体外培养的细胞作用,发现它既无细胞毒性也不能搅乱培养细胞的单层结构,这说明AaHI引起出血可能不是作用在内皮细胞上,而是作用在细胞间的联结部分。纤维蛋白溶酶在体内不能引起出血作用,可能因为内皮细胞内纤维蛋白中的Ca2+抑制了纤溶活性所致。

目前,有关蛇毒出血毒素造成出血的机制主要有两种学说:0hSaka等认为具有蛋白水解活性甚至纤溶活性的出血毒素通过诱导不十分清楚的组织因子或直接作用于血管内皮细胞之间的联结处,破坏了内皮细胞间的紧密联结及邻近的基底膜,最终造成出血;另一种学说认为出血毒素造成内皮细胞破裂,红细胞横向穿过细胞膜外渗,从而引起出血。这两种学说是目前较流行的,它以电镜观察为基础,没有从分子水平上对出血机制进行探讨。作者在对五步蛇出血毒素深入研究的基础上提出一种新的观点。五步蛇沉扣奶)蛇毒中含有大量的出血毒素,引起出血的主要因子是出血毒素I(AaHI),它是一种分子量为22000酸性蛋白质。何华平等(1988)用辣根过氧化物酶标记AaHI,电镜观察发现标记的HRP-AaHI能特异地结合到毛细血管内壁上,这说明AaHI对毛细血管内壁有特殊的亲和力,有可能其内壁有AaHI的结合位点。用1251标记AaHI,把肾匀浆组织与125I-AaHI结合研究其结合动力学,研究发现125I-AaHI与肾匀浆组织结合有时间饱和性、浓度饱和性。未标AaHI与125I-AaHI之间存在着强烈的竞争抑制结合作用,从结合常数大小来看,AaHI和肾匀浆组织之间有很强的亲和力。总之,结合动力学符合配体-受体结合的特点。把AaHI与体外培养的细胞作用,发现它既无细胞毒性也不能搅乱培养细胞的单层结构,这说明AaHI引起出血可能不是作用在内皮细胞上,而是作用在细胞间的联结部分。AaHI具有蛋白酶的活性,但在出血过程中这种活性可能不是主要的,假如蛋白酶活性在出血作用中占主导地位,那么它不可能对培养细胞的单层无搅乱作用。与纤维蛋白溶酶相比,AaHI也有纤溶活性,但它的纤溶活性能被Ca2+激活,而纤维蛋白溶酶的纤溶活性能被Ca2+抑制。纤维蛋白溶酶在体内不能引起出血作用,可能因为内皮细胞内纤维蛋白中的Ca2+抑制了纤溶活性所致。综合实验结果,认为AaHI进入体内后与毛细血管壁上内皮细胞间质中特异的部位结合,由于细胞间质中的Ca2+对其纤溶活性有激活作用,所以它能很快水解内皮细胞内纤维蛋白和内皮细胞间及基底膜中的Ca2+-纤维蛋白复合体,使血管内外相通,从而引起出血。

关于出血毒素在体内是否存在结合位点一直没有肯定而满意的答案,作者的研究结果无疑是对存在受体或结合位点持肯定态度,至少对AaHI是这样的。最近,韦传宝等(1989)从尖吻蝮蛇毒中发现了同时具有出血和细胞凝集作用的毒素,这种毒素对红细胞和血小板无凝集作用,而对其他各种正常发育的细胞都有凝集活性,因此推测这种出血毒素在正常发育细胞上有特异的结合位点。我们相信关于出血毒素是否和神经毒素相似,在体内有特异结合位点是可以重新讨论的。

引起出血的机制目前争论较多,尚无定论,也许不同种属的蛇毒出血组分作用机制彼此迥异,这有待于大量的研究来阐明。为了弄清某种出血组分的出血机制,Ohsaka建议应该逐步地对三个问题进行研究:①出血组分对毛细血管通透性的影响;②在生化和形态方面应对最初红细胞如何横穿毛细血管壁进行阐述;③对为什么能出血不止(包括破坏凝血和抑制血小板的聚集)应进行研究。

第一个问题有了较好的解决办法。决定某种物质是否对毛细血管通透性有影响多采用Miles(1955)等的方法,即在试验动物(如家兔)体内先注射某种染料(如Evansblue等),然后在皮内注射待试验的样品,60min后观察注射样品处是否有染料扩散引起的斑点,测量斑点直径的大小,按照一定的标准可以确定某种样品是否有增加毛细血管通透性的作用。Just(1970)先把1251标记的血清和51Cr标记的红细胞静脉注射到动物体内,然后把待测样品进行皮内注射并测定血清和红细胞渗透情况。按这种方法测定,Just把各种能改变毛细血管通透性的物质分为3类:像舒缓激肽和组胺这些物质通过使血清从血管透出而增加血管通透性;像胰蛋白酶等物质在低浓度、低剂量时和第一类物质作用相同,而在高剂量时红细胞也可以透出;第三类物质在出血之前通透性不会改变,也就是说细胞和血清外渗与出血作用同时进行,这类物质如从蛇毒中分离的出血毒素HR2等。

第二个问题是红细胞如何横穿毛细血管壁的。如前所述,用电子显微镜和摄像机为工具,一些学者研究了几种纯出血毒素和粗毒作用于毛细血管后发生的变化。所用的毒素不同,其结果也不一样,有的出血毒素引起内皮细胞间紧密联结的破坏而使红细胞通过间隙而渗出;有的引起内皮细胞的破裂而使红细胞外出;有的出血毒素兼有上述两种作用方式。目前,对于细胞联结和基底膜如何被打开、毛细血管内皮细胞如何被溶解的生化和分子生物学问题都还知道得很少,但很多实验在为彻底解决这个问题提供了线索。Ishida等(1976)发现提纯的出血组分在各种离体组织和器官中可以诱导一些介质,如组胺和5-羟色胺等,假如这些物质在活体内释放,许多物质可以打开细胞间的联结而使红细胞外出。为了知道出血组分在体内的直接作用模式,Ohsaka等(1973)把基底膜分离出来与出血组分作用,以能引起出血的细菌毒素胶原酶作为对照。所有的出血组分及胶原酶都能释放出蛋白质和糖,胶原酶释放蛋白质和糖的速度快而且多。它们的释放作用可以被EDTA半胱氨酸和抗血清所抑制,蛇血清中的抗出血因子也能抑制其释放作用。这些抑制剂在抑制释放作用的同时也抑制了这几种出血物质的出血活性。Ohsaka推测酶活性和出血活性是相关的,并假设较先由于酶的作用破坏了基底膜而使毛细血管的完整性受到破坏。但是在基底膜部分受损的情况下如何一下子打开细胞之间的联结现在还不知道,可能是由于出血组分诱导的某些未知介质作用的结果。

第三个问题是出血毒素如何抑制凝血而使出血不止的。这个问题还没有足够的资料来得出普遍性的结论。粗毒中普遍存在抗凝因子和血小板聚集抑制因子,但是否纯出血毒素也同时具有这种活性却是一个问题。以后发现很多出血毒素本身具有抑制止血的功能,Grotto等(1969)首先报道从蛇毒中分离的出血毒素能减少凝血酶的生成,使纤维蛋白原的可凝性降低,降低纤维蛋白稳定因子的活性,降低血小板收缩活性,降低ADP和结缔组织诱导的血小板聚集,还能够降低由结缔组织诱导的血小板对ADP的释放。这些出血毒素用DFP处理后蛋白水解活性消失,上述作用中的前4种作用也消失,后两种作用也被减弱,但它的出血作用依然存在。Yamanaka等(1974)发现从蛇毒中分离的出血毒素HR:和HR2能够抑制由ADP诱导的血小板聚集,其中HRt的抑制作用比HR2大。这种作用可以解释为什么这些毒素引起出血后出血部位血栓形成较少,以及在出血部位为什么缺乏血小板的粘性变形。以上所述都是出血毒素抑制止血的情况。也有出血毒素诱导血栓形成的例子,Ownby等(1987)最近发现从蛇毒中分离的出血毒素HP-IV能够诱导形成血栓。注射该毒后30min到24h这段时间内都可以发现动脉和静脉血管内有纤维蛋白沉积。在受损的毛细血管附近有血小板聚集是常见的现象,从amw:毒中分离的出血毒素a、b、c也能产生这种作用,但血管内有纤维蛋白沉积,许多血管被聚集的血小板块阻塞实属少见。前面已经说过HP-IV引起毛细血管内皮细胞破裂而使其出血,可以设想它引起的纤维蛋白的沉积和内皮细胞的破坏同时发生。其实,实验中这两种现象确实相关。在体外纤维蛋白本身就可以引起内皮细胞损伤;0kad0me(1981)在纤维蛋白形成过程中释放的肽在体内可以调节内皮细胞的功能。因此可以认为HP-IV破坏内皮细胞与引起血小板聚集、使纤维蛋白沉积有关,纤维蛋白的沉积或纤维蛋白形成过程中释放的肽又使内皮细胞的破坏进一步加剧。

蛇毒出血毒素的作用复杂,是一个难解决的问题,与蛇毒出血机制难以解决相似,目前常用止血药对蛇咬伤出血没有明显的止血效果,EDTA虽然能抑制出血活性,但只能局部试用。蛇伤后立即施予抗蛇毒血清可能是较好的办法,这样处理能够减轻出血和局部坏死症状。要最后解决出血毒素的出血机制和有效地止血还要众多的科学家一致努力做艰苦的工作才能完成。

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