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上周我们介绍了硝酸甘油在1847年被发现之后经历了30年,才从军工炸药变身心脏良药,那时候,医生们虽然知道硝酸甘油可以扩张冠状动脉、改善心脏供血,但却并不知道它的作用机理是怎样的。这个谜题困扰了科学家一百多年,直到二十世纪八十年代才被揭晓,今天,我来给你介绍一下。
是一氧化氮吗?
自从硝酸甘油用于缓解心绞痛,它起效的机制就一直令人好奇,可经过了一个世纪,都没有什么实际进展。
直到1977年,美国药理学家穆拉德在研究治疗心绞痛的硝酸甘油和其他硝酸盐类物质的药理作用时发现,这些药物都可以释放出一氧化氮(NO)气体。他推测:一氧化氮气体分子可能有信号传递的作用,并因此松弛血管平滑肌,缓解心绞痛症状[1]。
可是,由于穆拉德缺乏直接的实验证据来证实推测,也没在权威的医学杂志上发表 章,因此他的发现和假说没有得到足够的重视。
可能是一氧化氮?
与此同时,美国血管生理学专家弗契哥特也在研究乙酰胆碱对血管的影响,他发现,乙酰胆碱只能使内皮细胞完整的血管扩张,因此,弗契哥特推测内皮细胞在乙酰胆碱的作用下会释放一种刺激血管扩张的物质,他把这种物质命名为“内皮细胞松弛因子”。
由于弗契哥特的论 在学术界引起了广泛关注,于是,关于该物质的研究开始风靡全球。1986年,弗契哥特和另外一位美国药理学家伊格纳洛根据硝酸甘油的研究发现,这种物质的化学性质和一氧化氮十分相似,因此他们也猜测,这种物质可能是一氧化氮[1]。
就是一氧化氮!
实践证明,想证实是还是不是,要比证实是什么容易得多。
就在1987年6月11日,英国科学家孟卡达在权威医学杂志《自然》发表的实验证实,内皮细胞松弛因子就是一氧化氮[1]!
这完全颠覆了当时已知的理论,当时认为的体内信息传递物质仅限于蛋白质等分子量较大的物质,而穆拉德、弗契哥特和伊格纳洛三位科学家却预测并发现了一氧化氮这样的气体,竟然可以作为机体的信息分子进行调节细胞的功能,这个发现具有非凡的意义!因此,他们三位在1998年被授予诺贝尔生理学医学奖[2]。
所以,硝酸甘油的作用机制谜底是:当人体摄入硝酸甘油后,硝酸甘油代谢为一氧化氮,调节平滑肌的收缩状态,引起血管扩张。
具体来说,硝酸甘油可以使全身的小静脉扩张,这样,就减少了回到心脏的血液量,为心脏的工作“减负”;而且,硝酸甘油还有较弱的扩张小动脉的作用,使血压下降,耗氧量降低,减少心脏的“需求量”;同时,硝酸甘油可以显著地舒张狭窄的冠状动脉,改善缺血区域的血流供应,增加心脏的“供给量”。就这样“多管齐下”,硝酸甘油达到治疗冠心病心绞痛的作用。
健哥说
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今天,我为大家介绍了硝酸甘油作用机制的发现过程,穆拉德提出假设,弗契哥特和伊格纳洛进一步推测和证实了一氧化氮的作用;
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硝酸甘油进入人体,通过代谢为一氧化氮来扩张血管,为心脏减负、降需并增加供给,从而缓解了心绞痛的发作;
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科学家这种不断探索,勇于假设,并且孜孜以求的科学精神,才是发现硝酸甘油作用机制的关键因素。
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说完硝酸甘油的作用机制,下次我们来聊聊如何使用硝酸甘油。
心脏健康知识就在《健哥说》,我们下期再见。
参考 献
[1]Marsh N, et al. A short history of nitroglycerine and nitric oxide in pharmacology and physiology. Clin Exp Pharmacol Physiol. 2000 Apr;27(4):313-9.
[2]杨挚鹰,等.一氧化氮的发现引起的思考——评1998年诺贝尔医学奖.医学与哲学.1999,20(2):34-35.
主讲人:刘健
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健哥说
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