(Department of Cardiology of Zhujiang Hospital,First Military Medical University,Guangzhou 510282)

凋亡原指“从树上飘落的树叶”，现在用于描述细胞死亡的一种独特形式。这种细胞死亡形式不同于坏死，没有细胞膜破裂，也不伴发炎症反应，亦称程序性细胞死亡，是基因控制下主动进行、精密调节的需能过程^［1］。越来越多的研究结果表明细胞凋亡与充血性心力衰竭的发生、发展有一定联系。

1细胞凋亡的概况

1.1细胞凋亡的基本特征^［2］：

细胞发生凋亡时，其体积迅速减小，密度增加，细胞表面皱缩并起泡。胞浆细胞器紧贴，内质网扩张。染色质首先在核膜下凝缩，很快波及细胞核大部分区域。随后细胞表面发生改变，邻近的吞噬细胞识别、结合和吞噬该细胞。细胞凋亡需要积极合成蛋白质，抑制蛋白质合成的药物能阻止凋亡的发生。

另外，细胞发生凋亡时，激活特异的核酸内切酶，在核小体间切断DNA，形成DNA小片断(寡核小体)，经琼脂凝胶电泳形成“区带图谱”。细胞片断进入凋亡小体，很快被邻近吞噬细胞所吞噬。细胞凋亡发生迅速，凋亡的细胞在数小时内消失，且不伴发炎症反应。

1.2细胞凋亡的相关基因：

细胞凋亡时表达的基因：Ced-3、Ced-4、Apo/Fas、P53、Bak、Bax、C-myc、Waf-1基因^［3-5］。

限制或阻止细胞凋亡的基因：Ced-9、Bcl-2、Dad-1、CrmA、P35基因^{［3，4，5］}。

上述能调节细胞凋亡的基因是在对不同类型的细胞凋亡的研究中被认识的，然而就某一类型的细胞发生凋亡而言，并不一定所有这些基因都参与调节，并且调节细胞凋亡的基因之谜远未完全揭开。

Apo-1/Fas基因表达Apo-1/Fas蛋白，是分子量为38 kd的跨膜受体蛋白。在许多组织器官，Apo-1/Fas蛋白与Fas配体结合后触发凋亡，这些组织器官包括肝、心脏、肺、胸腺、卵巢和活化的T、B淋巴细胞。Apo-1/Fas蛋白属于肿瘤坏死因子家族^［3］。

抗凋亡基因Bcl-2表达(或过度表达)，可阻滞(或限制)Apo-1/Fas受体-Fas配体系统导致的凋亡活性。Bcl-2分子代表分子量为25 kd的完整膜蛋白，它分布于许多细胞器，尤其是线粒体外膜、核膜及内质网^［3］。

最近的研究发现一系列与Bcl-2相关的蛋白。属于Bcl-2家族的有：Bcl-xl、Bcl-xβ、Bcl-xS、Bak和Bax。Bcl-2、Bcl-x和Bcl-xβ阻滞凋亡，而Bcl-xS、Bak和Bax触发凋亡。目前认为Bax通过与Bcl-2高度保守的BH-1、BH-2区结合，促进细胞凋亡^［3］。

1.3细胞凋亡的诱发因素：

有人认为，诱发细胞凋亡的因素可能与引起细胞坏死的因素相同。损伤较轻的，可以诱发细胞凋亡；而较重的损伤引起细胞坏死。细胞死亡的类型与损伤的性质无关。

在不同组织器官诱发凋亡的因素不尽相同。在心脏，诱发凋亡的因素有：炎性细胞因子、氧自由基、一氧化氮、缺氧、再灌注损伤、生长因子、机械牵拉、细胞内钙浓度升高^［1，6］。

能诱导凋亡的炎性细胞因子有：TNF-α、IL-1、IL-2、γ-干扰素。能抑制细胞凋亡的抗炎性细胞因子有：IL-4、IL-10、IL-13。

2细胞凋亡与充血性心力衰竭

2.1充血性心力衰竭心肌细胞凋亡的证据：

在1994年尚未认识充血性心力衰竭时心肌细胞存在凋亡的情况下，Bing OHL就指出：在慢性压力超负荷情况下，凋亡可能作为细胞死亡的一种形式，成为心脏由代偿向失代偿过渡的原因之一^［2］。

1995年Sharov等^［1］首次在充血性心力衰竭的心脏发现凋亡的证据。他们利用冠状动脉微栓塞制作犬的心力衰竭，并使用透射电镜直接观察到一些心肌细胞发生凋亡的现象。他们发现心肌细胞凋亡与其它细胞凋亡的特征相似：发生凋亡的心肌细胞凋亡体积减小，核染色质浓集，形成境界清楚的团块，紧贴于核膜。细胞膜皱缩和起泡。他们还发现膜包被的凋亡小体，并观察到一个巨噬细胞正在吞噬一个凋亡小体的现象。

此后又在其他充血性心力衰竭的患者和动物模型的心肌细胞发现凋亡现象，包括：心动过速诱发犬的扩张性心肌病^［7］、过度表达TNF-α的转基因鼠所患扩张性心肌病^［8］、自发性高血压鼠发生充血性心力衰竭时^［4，9］、多种原因所致的充血性心力衰竭患者^［10-12］，如：缺血性心肌病、心瓣膜病、扩张性心肌病、肥厚性心肌病终末期。支持充血性心力衰竭时心肌凋亡的间接证据有：特发性扩张性心肌病发生严重心力衰竭(NYHA分级为Ⅲ、Ⅳ级)的患者心脏脱氧核糖核酸酶-1的水平比健康心脏显著增高^［13］；充血性心力衰竭患者血清sFas随NYHA分级的增加而逐渐增加^［14］。

应用免疫细胞化学技术证实犬充血性心力衰竭时，表达Fas蛋白的心肌细胞显著增多^［7］。有作者研究自发性高血压鼠衰竭的心脏凋亡时，Western blot法证明心脏Bcl-2含量和正常组相似，Northern法WAF-1的mRNA含量高于正常组^［4］。而另有作者则发现衰竭心脏Bcl-2较正常心脏增加2.4倍，而Bax含量不变。免疫细胞化学分析也发现衰竭心脏表达Bcl-2的心肌细胞较正常组增加1.8倍，而含Bax的心肌细胞量不变^［11］。对于不同试验Bcl-2表达结果不一，有待进一步的研究。

2.2充血性心力衰竭时心肌细胞凋亡的检测手段：

目前用于充血性心力衰竭时检测心肌细胞凋亡的手段有^［1，6］：(1)组织化学分析：DNA片断原位组织化学标记。其中最常用TUNEL法——即终末脱氧核苷酸转移酶介导的dUTP缺口末端标记DNA片断的组织化学显象；(2)组织化学分析与聚集显微镜相结合；(3)琼脂糖凝胶电泳检测DNA“区带图谱”；(4)透射电镜分析。

多数研究者使用TUNEL法及琼脂糖凝胶电泳检测心脏凋亡。由于研究样本不够，这两种方法在研究充血性心力衰竭心脏凋亡时，他们的敏感性和特异性不很清楚^［5，10］。Olivetti G等使用TUNEL法与聚焦显微镜结合，较好的解决了这一问题。他们发现，运用这两种方法判断为凋亡的心肌细胞中，77%既有标记dUTP的DNA，又有染色体典型的凋亡形态特征。另外14%心肌细胞核染色体看似正常，而dUTP阳性。9%心肌细胞核有严重的染色体改变而dUTP阴性^［11］。

2.3充血性心力衰竭时心脏凋亡的发生率与发生部位：

在充血性心力衰竭患者，Olivetti等^［11］发现心脏凋亡率平均为0.23%，Saraste等^［10］报告为0.08%，Narula等^［15］报告为5.5%～35.5%。结果差异很大。

心肌梗死的犬发生充血性心力衰竭时，心肌细胞凋亡主要见于陈旧性梗死灶周边区，在距梗死灶较远处心肌细胞凋亡少见^［1］。类胰岛素因子-1(IGF-1)过度表达的转基因鼠因心肌梗死发生充血性心力衰竭时，也见到同样的现象^［16］。自发性高血压鼠发生充血性心力衰竭时，心肌凋亡主要见于心内膜下层^［4，9］。

一例16岁肥厚性心肌病终末期患者，死于充血性心力衰竭，其心肌凋亡主要发生于纤维组织与心肌细胞交界区^［12］。而Olivetti等^［11］研究扩张性心肌病、缺血性心肌病、心瓣膜病，发现心肌细胞呈散在分布，凋亡的心肌细胞核分布与瘢痕无关。

2.4充血性心力衰竭时心肌细胞凋亡的机制：

有作者发现自发性高血压鼠发生充血性心力衰竭时，其心脏凋亡与血管紧张素转化酶活性呈正相关，而与血压无关。他们认为在慢性压力超负荷情况下心脏血管紧张素转化酶活性增高，导致一氧化氮减少。一氧化氮含量与增加的血管紧张素Ⅱ的含量失衡，导致细胞凋亡。一氧化氮一方面能触发心肌细胞凋亡；另一方面，一氧化氮能保护细胞免于超氧阴离子诱发的细胞死亡。当心肌后负荷增加时，氧耗增加，大量超氧阴离子可能激活细胞凋亡，而此时一氧化氮则可以起着保护细胞的作用^［9］。

然而Li等^［4］研究自发性高血压鼠发生充血性心力衰竭时，发现左心室心内膜下层心肌细胞凋亡现象较别处明显增加，他们分析这与慢性压力超负荷时左心室应力模式一致，说明压力超负荷可能是诱导心肌细胞凋亡的因素。

目前有人认为那些引起心肌细胞凋亡的各种刺激，有可能全部或部分存在于充血性心力衰竭的心脏中。例如陈旧性梗死区边缘的心肌间质存在胶原沉积，引起心肌细胞缺血、缺氧，从而触发凋亡^［1］。

2.5细胞凋亡在充血性心力衰竭发生发展中的作用：

有资料表明，缺血性心肌病受损心肌发生凋亡，可能和心肌冬眠、缺血预适应一样，是心肌适应缺血的一种机制。心肌通过冬眠与缺血预适应，减少与缺血相关的心肌细胞死亡；而受损心肌细胞以凋亡形式消失，不会出现膜渗透性增高及细胞内液外渗，因而心律失常的危险性大大降低了^［3］。

不过大多数作者认为，发生充血性心力衰竭<