幽門螺桿菌(Hp)是慢性胃炎和消化性潰瘍的重要致病因素之一。有關(guān)Hp的致病機(jī)理,學(xué)者們從不同角度提出兩種不同假說,一是胃泌素相關(guān)(gastrin-link)假說,即Hp感染—胃泌素釋放增多—胃酶增高—胃十二指腸粘膜損傷;一種是漏屋(leking roof)假說,即Hp損傷胃十二指腸的粘液屏障和粘膜屏障,使粘膜易受H+等攻擊因子的損傷。本文僅就Hp產(chǎn)生的酶類對(duì)粘液屏障的破壞作用,以及某些抗?jié)兯幬飳?duì)這些酶的影響作一綜述。
1 胃粘液屏障
胃粘液屏障系一層連續(xù)分布于胃粘膜表面不溶于水的凝膠樣粘液。正常人胃竇部該層的厚度為50μm~450μm,中位數(shù)值180μm,由蛋白質(zhì)(占70%)、碳水化合物(占14%)、脂質(zhì)(占16%)等組成。其中粘蛋白占粘液層干重的30%-40%。粘蛋白含70%~80%的碳水化合物(糖鏈)、20%~30%的核心蛋白和0.3%~0.4%的共價(jià)結(jié)合的脂肪酸。核心蛋白的肽鏈有糖基化及非糖基化部位,非糖基化部位易受蛋白酶作用而使粘蛋白裂解。
胃粘液層的空間結(jié)構(gòu)尚未完全闡明。已知粘蛋白是由4個(gè)Mr500的糖蛋白亞單位,籍二硫鍵與連接蛋白(linking protein)相連組成的分子量為2×106的多聚體。多個(gè)的粘蛋白多聚體摻入脂質(zhì)形成球形或橢圓形的微膠粒。微膠粒相互作用形成具有彈性、疏水性和抗蛋白水解性的粘液層。過去認(rèn)為胃粘液層的結(jié)構(gòu)主要是粘蛋白的結(jié)構(gòu),近十年來逐步認(rèn)識(shí)到胃粘液層中的脂類,尤其是磷脂在胃粘液層中的作用類似于肺表面活性物質(zhì)中的磷脂,其分子在粘液層中呈疏水端向外的線狀排列,形成疏水層,阻H+逆彌散。Slomiany等也指出,脂質(zhì)可增強(qiáng)胃粘液層拮抗H+的滲透,其中以磷脂作用最強(qiáng)。并認(rèn)為磷脂是與核心蛋白非糖基化部位相結(jié)合的,而糖脂的中性脂則似結(jié)合于粘蛋白的外周部位,形成粘蛋白與脂質(zhì)等相結(jié)合的動(dòng)態(tài)粘液層。
2 Hp酶類對(duì)胃粘液屏障的破壞作用
2.1 尿素酶
尿素酶是Hp產(chǎn)生的最重要的酶類之一,可分解尿素生成氨和二氧化碳,使局部pH升高,不但籍以維持生存所需的外部環(huán)境,也為產(chǎn)生的其他酶提供合適的氨環(huán)境。氨還有破壞胃粘膜屏障的作用。Triebling觀察到慢性腎衰且Hp陽性病人的胃炎程度與胃液內(nèi)氨濃度相關(guān)。Sidebotham認(rèn)為氨可加速粘液細(xì)胞內(nèi)儲(chǔ)存的粘液向細(xì)胞外轉(zhuǎn)運(yùn),這些不能與脂質(zhì)結(jié)合成微膠粒的粘蛋白所組成的粘液層結(jié)構(gòu)疏松,屏障功能弱。此外,實(shí)驗(yàn)表明,與粘液屏障作用密切相關(guān)的粘蛋白與脂質(zhì)形成的微膠粒結(jié)構(gòu),不能被尿素酶或蛋白酶解體,但在pH9左右的堿性環(huán)境下則解體;尿素酶加2M尿素,或1M碳酸氨,或40mmol/L碳酸鹽—碳酸氫鹽緩沖液(pH8.7)均可使粘蛋白微膠粒解體,釋出Mr6000000的粘蛋白多聚體。Hp產(chǎn)生的尿素酶分解尿素產(chǎn)生的氨,加上局部固有的碳酸氫鹽,可在粘膜表面形成25~50mmol/L碳酸鹽—碳酸氫鹽緩沖液(pH9),足以使粘液層中微膠粒解體而降低其屏障作用。2.2 磷脂酶A2
Langton等報(bào)道,Hp感染者胃液中磷脂酶A2(PLA2)活性顯著高于Hp陰性者,PLA2作用的最適pH為7.4,pH4.0時(shí)活性降低60%,pH2.0時(shí)活性全部喪失,掃描電鏡發(fā)現(xiàn),Hp感染者胃粘液層中磷脂結(jié)構(gòu)破壞和減少。Hp感染胃炎病人胃粘膜表面疏水性降低,用鉍劑和抗生素根除Hp后其疏水性恢復(fù)正常。以上事實(shí)表明,Hp產(chǎn)生PLA2,后者在適宜pH破壞粘液層中的磷脂,降低粘液層的疏水性。此外,亦有實(shí)驗(yàn)表明,PLA2可使粘液層中的磷脂酰膽堿和磷脂酰乙醇胺轉(zhuǎn)變?yōu)槿苎字D憠A和溶血磷脂酰乙醇胺,而10mmol/L溶血磷脂酰膽堿可使粘蛋白粘度下降74%,粘蛋白抗H+彌散能力下降12%,胃蛋白酶對(duì)粘蛋白的裂解效應(yīng)增加75%。同時(shí),部分溶血磷脂酰膽堿經(jīng)乙酰轉(zhuǎn)移酶作用可生成血小板激活因子,后者是致胃粘膜損傷的炎性介質(zhì),因此,Hp產(chǎn)生的PLA2對(duì)粘液屏障的破壞具有重要作用。
2.3 脂肪酶
Hp可產(chǎn)生脂肪酶,其最適pH為7.2,最適溫度為37°C。將其與大鼠粘液中性脂肪共同孵育后,甘油一酯與甘油二酯增加2.8倍,而膽固醇酯含量不變。表明該酶亦參與胃粘液層脂質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化。
2.4 蛋白酶
Sidebotham報(bào)道Hp濾液與白蛋白共同孵育后未見蛋白裂解,因此認(rèn)為Hp不產(chǎn)生蛋白酶。但Sarosiek等將Hp過濾液與豬胃粘液制備的粘蛋白多聚體共同孵育12h和48h后,粘蛋白的粘度分別下降15%和31%,并且釋出Mr500的粘蛋白亞單位。這種粘蛋白亞單位與Mr6000000的粘蛋白多聚體相比,各糖基比例未變,而蛋白質(zhì)卻減少了22%,表明Hp濾液中含有蛋白酶,并能分解蛋白質(zhì),使粘液層中粘蛋白多聚體解體
破壞粘液屏障結(jié)構(gòu)。該酶作用的最適pH為7.0,pH3.0時(shí)活性降低60%,pH8時(shí)活性降低45%。