激素类药物的合理应用
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第二节 糖皮质激素

一、生理和药理作用

糖皮质激素(GC)和盐皮质激素虽然都通过肾上腺合成和分泌,但因结构的差异,其生理和药理作用也不尽相同。糖皮质激素是亲脂性激素,主要经细胞质内的高亲和力糖皮质激素受体(glucocorticoid receptor,GR)介导而发挥作用。人的GR是由777个氨基酸残基组成的蛋白质,肽链中含有激素结合、DNA结合和二聚化结构域等功能区。糖皮质激素进入细胞,GR即与“伴侣蛋白”解离,并与GC结合形成GC-GR复合物。复合物二聚化后于DNA分子上称为糖皮质激素反应元件(glucocorticoid response element,GRE)的特定区域结合,调节GRE下游的一系列反应。如激活RNA聚合酶,使RNA合成增加,最终完成DNA的转录程序,形成新的功能蛋白质。盐皮质激素的代表为醛固酮,主要由肾上腺皮质球状带合成及分泌,心脏、血管等组织也能合成少量醛固酮。醛固酮合成原料为胆固醇,经多种细胞色素P450及短链脱氢酶的催化作用而形成,其中最为关键的限速酶为醛固酮合成酶(CYP1B2),可催化皮质酮转变为醛固酮。CYP1B2由常染色体8q21-22中CYP1B2基因编码,该基因的转录受血管紧张素Ⅱ及血钾的调节。当血中血管紧张素Ⅱ水平升高后,即与球状带细胞上特异性Ⅰ型受体结合,激活磷脂酶C,启动磷酸肌醇通路,使细胞内钙离子浓度升高,通过钙调素和钙调素激酶激活cAMP反应元件结合蛋白,后者能与醛固酮合成酶基因启动子中的cAMP反应元件相结合,进而促进醛固酮合成酶的基因转录和蛋白合成,导致醛固酮分泌增加。另外,血钾升高也能促进细胞外钙离子进入细胞内,通过上述细胞途径直接促进醛固酮分泌。ACTH对醛固酮的调节作用在生理状态下并不明显,但应激时也能通过cAMP和蛋白激酶A激活cAMP反应元件结合蛋白,促进醛固酮分泌。

(一)糖皮质激素的生理作用

GC作用广泛而又复杂,在维持代谢平衡和对机体功能的全面调节方面都极其重要。GC常被认为是“允许作用”激素,因为其并不总是直接引起某些反应,而是通过酶的激活、诱导或者对其他激素作用环节的增强或抑制起作用。

1.调节物质代谢

糖皮质激素(GC)因能显著升高血糖效应而得名。对于糖代谢,GC能对抗胰岛素的作用,通过抑制葡萄糖转运体4(GLUT4)而减少外周组织摄取葡萄糖,并能减少细胞对糖的利用。GC可增强肝脏糖异生和糖原合成过程中所需酶的活性,利用肌肉等外周组织动员出的氨基酸,加速糖异生,增加肝糖的生成和输出速度。
GC能促进脂肪分解和脂肪酸在肝内的氧化。但GC引起的高血糖可继发引起胰岛素分泌增加,反而加强成脂作用,增加脂肪沉积。GC对不同部位脂肪细胞代谢的影响存在差异,因此,分泌过多时可引起躯体脂肪的异常分布,如项背分布增加,而四肢减少,呈现特殊的“水牛背”(buffalo hump)和“圆月脸”(moon facies)等现象。
GC对肝内和肝外组织的蛋白质代谢有所不同。一般而言,GC能抑制肝外组织的DNA合成,使肝外多数组织RNA与蛋白质合成均受到抑制,同时蛋白质分解加速,如肌肉、骨骼、结缔组织以及淋巴等组织。动员氨基酸转运至肝,为糖异生提供原料;而在肝内GC却可加速RNA和蛋白质合成。

2.影响水盐代谢

因结构的相似性,GC也有一定的醛固酮作用,但其对肾的保钠排钾作用远弱于醛固酮。此外,皮质醇还可减小肾小球入球小动脉对血流的阻力,增加肾血浆流量,使肾小球滤过率增加;抑制抗利尿激素分泌,总效应是有利于水的排出。因此,肾上腺皮质功能严重缺陷时,患者排水能力明显下降,可出现“水中毒”,应用GC治疗后即能纠正。

3.影响器官系统功能

糖皮质激素能增强骨骼的造血功能,使红细胞、血小板、中性粒细胞增多,淋巴细胞、嗜酸性粒细胞减少;能增加血管平滑肌对去甲肾上腺素的敏感性;能促进胃酸和胃蛋白酶原的分泌;能提高中枢神经系统的兴奋性等。表2-2列出了糖皮质激素对身体代谢和器官功能的影响。

4.参与应急

应急(stress)一般指机体遭受来自内、外环境和社会、心理等因素一程度的伤害性刺激时,除引起机体与刺激直接相关的特异性变化外,还引起一系列与刺激性质无直接关系的非特异性适应反应,这种非特异性反应称为应激反应(stress response)。引起应激反应的刺激因子统称为应激原(stressor)。可认为应激反应是机体遭受伤害刺激时所发生的适应性和抵抗性变化的总称,也称全身适应综合征(general adaptation syndrome)。
应激发生时血液中的ACTH与GC迅速增加,可达基础分泌量的10倍。在应激刺激作用下,首先引起肾上腺素、去甲肾上腺素和皮质醇的分泌,皮质醇在儿茶酚胺激素的警觉反应中发挥允许作用,随后皮质醇分泌变慢,但作用更持续,机体的反应更耐久,同时抵消某些激素作用,动员储备的能量,以维持反应过程中的能量需求。可见,肾上腺皮质激素与髓质激素共同参与机体的应激反应过程,皮质激素在于增强机体对伤害性刺激基础“耐受性”和“抵抗力”,而髓质激素则提高机体的“警觉性”和“应变力”,并与应激过程中特殊的情绪反应和行为活动有关。因此,以往将机体遭遇紧急情况时交感-肾上腺髓质系统活动的紧急动员过程称为“应急反应”,而将下丘脑-腺垂体-肾上腺皮质变称为“应激反应”。实际上,引起应急反应的各种刺激也同时引起应激反应。血液中生长激素、催乳素、血管升压素、β-内啡肽、胰高血糖素和醛固酮等激素水平同时升高。
表2-2 糖皮质激素对身体代谢和器官功能的影响

(二)糖皮质激素的药理作用 1.抗炎作用

糖皮质激素对炎症和炎症病理发展过程的不同阶段都有明显的非特异性抑制作用。在炎症的急性阶段,糖皮质激素可改善和消除红、肿、热、痛等局部症状。在炎症后期,能减轻组织粘连和抑制瘢痕的形成,同时亦延缓伤口的愈合过程。通过抑制炎症因子产生,有良好的退热作用。

2.免疫抑制作用

糖皮质激素对免疫反应的许多环节有抑制作用,包括抑制巨噬细胞吞噬和加工抗原;阻碍淋巴母细胞转化,破坏淋巴细胞。小剂量主要抑制细胞免疫;大剂量可抑制体液免疫。

3.抗毒作用

糖皮质激素虽然不能中和细菌内毒素,但能提高机体对内毒素的耐受力,迅速退热并缓解中毒症状。

4.血液与造血系统

糖皮质激素能降低外周血单核细胞、淋巴细胞、嗜酸性和嗜碱性粒细胞数,由血细胞从外周血向淋巴组织的重分布所致。糖皮质激素能刺激骨髓造血功能,使血液中红细胞、血小板、多核白细胞数增加;也能增加血红蛋白、纤维蛋白原含量和缩短凝血时间。

5.中枢神经系统

提高中枢神经系统兴奋性,出现欣快、激动、失眠等,偶可诱发精神失常,大剂量有时可致儿童惊厥或癫痫样发作。