根据世界卫生组织统计调查,全世界冠心病患者约有多万,发病率大约为10.5%,随着社会经济的发展以及人民生活水平的提高,我国冠心病的发病率和死亡率也逐年升高,并呈现年轻化趋势。世界卫生组织将冠心病分为5大类型:无症状心肌缺血(隐匿性冠心病),心绞痛,心肌梗死,缺血性心力衰竭(缺血性心脏病)和猝死5种类型。
心绞痛是指由于冠状动脉粥样硬化狭窄导致冠状动脉供血不足,心肌暂时缺血与缺氧所引起的以心前区疼痛为主要临床表现的一组综合征。美国有万缺血性心脏病,万有心绞痛,万发生过心梗,在心梗发作后的五年内50%的病人出现心绞痛。在欧洲45-54岁女性的心绞痛患病率为0.1%-1%,男性2-5%;65-74岁女性的患病率猛增至10%-15%,男性增至10-20%。我国心绞痛的患病率约为0.9-1.3%,约1万,其中约万接受治疗。
临床上将心绞痛分为:①稳定型心绞痛:表现为阵发性胸骨后压榨样疼痛,多发生于体力负荷增加时,每次持续数分钟,休息或含化硝酸甘油可缓解;②不稳定性心绞痛:疼痛部位,性质与稳定型心绞痛相似,但程度更严重,持续时间更长,药物效果更差,体力负荷关联性不强等。原有疼痛近一个月内加剧,或休息时出现的心绞痛,梗死后心绞痛,以及变异性心绞痛等均为不稳定型心绞痛。
心绞痛部位广而多变,典型部位是在胸部正中之后,疼痛范围约有拳头或手掌大小,可累及心前区或胸骨后,有时可放射到牙齿,左肩,左臂,咽喉部或上腹部。
硝酸甘油是一种短效抗心绞痛药物,适用于急性发作的患者,是治疗心绞痛的一线治疗药物,其在治疗心绞痛方面迄今已有多年历史,是心绞痛患者随身携带的“救命药”,心绞痛发作时,舌下含服给药2-3分钟即可起效,5-10分钟可缓解症状。
一.硝酸甘油的作用机制
硝酸甘油进入血管平滑肌细胞,在膜上或膜附近经过线粒体乙醛脱氢酶(Aldehydedehydrogenase-2,ALDH2)代谢,形成一氧化氮(NO),NO通过鸟苷酸环化酶促使Ca2+进入肌浆网和细胞外,造成血管平滑肌扩张,降低心肌耗氧量,增加心肌供血,从而发挥抗心绞痛效应。
二.硝酸甘油代谢关键酶——乙醛脱氢酶
乙醛脱氢酶2(ALDH2)是硝酸甘油(GTN)的有效代谢物一氧化氮(NO)形成的关键酶。ALDH2广泛分布于人体各器官组织中,以肝脏最为丰富,同时也大量存在于其他需要消耗大量ATP的器官,如心脏和大脑。与其他ALDH同工酶相比,ALDH2同时具有乙醛脱氢酶和酯酶活性,其酯酶活性可以通过将硝酸甘油脱硝形成NO,发挥非内皮细胞依赖性血管舒张作用。流行病学研究也证实,携带ALDH2基因突变(ALDH2*2)的个体对心脏疾病更易感;近几年研究显示ALDH2能够改善心力衰竭的预后、保护心肌缺血再灌注损伤,基因突变后造成酶活性下降,增加冠心病和心肌梗死的风险,ALDH2已成为心脑血管疾病生化标记物研究的新热点。
自年Chen等首次报道了ALDH2在硝酸甘油的生物活化中起着重要作用,且对ALDH2的抑制可能与引起硝酸甘油的耐药有关,之后研究者们逐渐意识到ALDH2可能在硝酸甘油发挥疗效过程中起着关键作用。如果患者基因中携带有突变的ALDH2,可以使硝酸甘油在体内的生物转化过程受阻,药物难以有效发挥作用。研究发现中国汉族人群中使用硝酸甘油无效的比例高达30%左右,而欧美人群则很少出现无效现象,表明在硝酸甘油使用过程中,应将患者的遗传因素考虑在内。
另外,饮酒脸红的人也是因为ALDH2酶活性的降低或缺失有关,不能将酒精充分代谢,导致乙醛在肝脏内大量累积,引起酒精中*,此类人群若服用硝酸甘油,其效果同样可能不好甚至无效。
三.ALDH2基因多态性
人类ALDH2基因位于12号染色体,相关研究已发现ALDH2基因在12号染色体外显子位点存在一个点突变,即鸟嘌呤(G)被腺嘌呤(A)所替换,导致第位氨基酸(Glu)由谷氨酸突变为赖氨酸(Lys)(GluLys)。ALDH2有2种等位基因:野生型(ALDH2*1)和突变型(ALDH2*2),ALDH2基因多态性对硝酸甘油代谢的影响如下图所示:
ALDH2基因具有单核苷酸多态性,早期研究显示不同种族和地区之间ALDH2等位基因的分布频率存在显著差异。CotaH等发现突变无活性的ALDH2*2等位基因存在于大约30%-50%的亚洲人群中,但是在高加索人、非洲人和欧洲人中罕见。
四.ALDH2与硝酸甘油耐受
硝酸甘油作为一种血管扩张剂,广泛地应用于心血管疾病,包括心绞痛、心肌梗死和心力衰竭,其舒张血管的作用通过释放一氧化氮(NO)所介导。然而,硝酸甘油持续应用24-72h或频繁使用,其扩血管作用会减弱或消失,即产生硝酸甘油耐受。硝酸甘油产生耐受性的机制目前尚未完全阐明。研究表明硝酸甘油耐受可能与ALDH2功能缺失有关,相关研究发现活性氧和超氧化物的大量生成时,ALDH2的活性则相应性降低,其呈明显的负相关,研究发现二者均有氧化巯基的作用,同样也能氧化ALDH2中的活性位点巯基,从而导致机体内ALDH2失活。正如前所述,ALDH2基因的突变率在亚洲人群中较高,其基因的突变或缺失亦会降低ALDH2自身的活性,从而降低其抗氧化应激功能,导致活性氧的大量生成,形成了一个恶性循环,进一步降低了硝酸甘油的扩血管作用。流行病学研究发现,与ALDH2野生型患者相比,亚洲人群中携带ALDH2*2突变位点的患者硝酸甘油的心血管保护作用更弱,ALDH2*2心绞痛患者舌下含服硝酸甘油的有效率和迅速起效率均显著低于ALDH2*1患者。体外实验发现抑制ALDH2活性,可以抑制硝酸甘油转化生成1,2-二硝酸甘油,从而阻断其扩血管作用。
对于携带突变等位基因(ALDH2*2)等位基因的心绞痛患者应谨慎服用硝酸甘油,建议心绞痛患者服用硝酸甘油前行ALDH2基因检测,合理服用硝酸甘油,必要时应备用或改服其他药物。
检测项目
基因型
临床意义
ALDH2
基因多态性
ALDH2*1/1
酶活性正常,为正常代谢,使用硝酸甘油有效
ALDH2*1/2
ALDH2*1/2是ALDH2*1/1活性的8-15%,酶活性降低,影响硝酸甘油正常代谢,导致药效发挥受阻
ALDH2*2/2
ALDH2*2/2是ALDH2*1/1活性的6-7%,酶活性缺失,影响硝酸甘油正常代谢,导致药效发挥受阻,可以考虑慎用或不用硝酸甘油,改用其他药物
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