Tài liệu Hiệu quả và chi phí thở khí nitric oxide ở trẻ sơ sinh suy hô hấp nặng [full]

1 TV N Suy hô h p c p là v n th ng g p nh t tr s sinh tháng, non tháng mu n (>34 tu n) nh p khoa H i s c s sinh. Cao áp ph i t n t i s sinh (PPHN) là m t nguyên nhân gây suy hô h p tu n hoàn quan tr ng, t n su t kho ng 1,9 trên 1000 tr sinh s ng [77], x y ra do tình tr ng không thích nghi nguyên phát c a tr s sinh ho c th phát sau các b nh lý khác nh viêm ph i hít phân su, nhi m trùng huy t, và thoát v hoành b m sinh. PPHN ngày nay là m t y u t b nh n n th ng g p nh t tr c n ph i u tr v i Oxy hoá máu màng ngoài c th (ECMO). Tr ng c khi có th khí NO (iNO), u tr thông th ng bao g m cung c p oxygen cao, th máy t n s cao, giãn c , an th n, và ki m hoá máu b ng t ng thông khí và Bicarbonate. Nh ng ph ng pháp u tr này không gi m c t l t vong ho c nhu c u ECMO qua các th nghi m ti n c u ng u nhiên. m 1987, Furchgott và Zawadzki ã ch ng minh s giãn m ch máu d i tác ng c a acetylcholine c n s hi n di n c a t bào n i mô, và s giãn m ch này x y ra qua trung gian y u t giãn m ch có ngu n g c t n i mô (EDRF) [51]. S khám phá ti p theo v s t ng h p phân t nitric oxide (NO) t L-arginine b i t bào n i mô ã m r ng nhi u công trình nghiên c u v sinh h c khí NO. T p chí Science ã c a n m” vào n m 1992. Ngày nay ng t tên NO là “Phân i ta nh n th y NO là phân t quan tr ng trong th . Khí NO ngo i sinh khu ch tán qua ph nang n t bào c tr n m ch máu ph i và gây giãn m ch. Khi NO vào máu, s nhanh chóng b b t ho t b i hemoglobin, vì v y tác ng giãn m ch c a NO ch khu trú m ch máu ph i và không có bi u hi n giãn m ch th ng. Trong khi ó, các thu c giãn m ch khác nh Prostacyclin, Magnesium sulphate d ng truy n t nh m ch s gây giãn m ch h th ng và t t huy t áp. Tác d ng giãn m ch ch n l c này giúp NO tr thành bi n pháp u tr an toàn và hi u qu . Hi n nay, ch có t vài công trình nghiên c u riêng l v hi u qu c a Sildenafil [160], Bosentan [117], và ch a có d li u ng h cho vi c s d ng các thu c giãn m ch ph i này [99]. Trên th gi i, nhi u báo cáo cho th y hi u qu [88] và chi phí [158] c a th NO trong u tr tr s sinh b suy hô h p n ng do t ng áp ph i. Các nghiên c u g n ây cho 2 th y th khí NO có th c s d ng trong nhi u tr ng h p b nh v i m c ích u tr , ánh giá, và phòng ng a b nh lý tim m ch và hô h p [146]. i Vi t nam cho trong n nay ch a có công trình nào báo cáo v s d ng khí NO u tr suy hô h p n ng. Hàng n m Khoa H i s c s sinh B nh vi n Nhi nh n kho ng 200 tr s sinh g n ng I tháng (>34 tu n) suy hô h p n ng ph i th máy, trong ó có h n 30 tr suy hô h p do cao áp ph i t n t i n ng, th t b i v i th máy rung t n s cao, t l t vong cao, kho ng 70%. Nghiên c u này tr s sinh nào. c th c hi n nh m tr l i câu h i u tr th khí Nitric oxide tháng và non tháng mu n suy hô h p n ng có k t qu và chi phí nh th 3 C TIÊU NGHIÊN C U c tiêu t ng quát: Kh o sát k t qu chi phí u tr th khí Nitric oxide tr s sinh tháng và non tháng mu n suy hô h p n ng. c tiêu chuyên bi t 1. Xác nh các c m (%, trung bình) lâm sàng, c n lâm sàng c a tr s sinh tháng và non tháng mu n suy hô h p gi m Oxy máu n ng. 2. Xác nh t l oxide áp ng hoàn toàn, m t ph n ho c không áp ng v i th khí Nitric nhóm tr s sinh 3. So sánh c tháng và non tháng mu n suy hô h p n ng. m lâm sàng, c n lâm sàng trong nhóm tr áp ng th NO hoàn toàn và không áp ng. 4. Xác nh t l t ng MetHemoglobin máu, t ng NO2 máu. 5. Xác nh k t qu u tr , t l t vong và di ch ng lúc 30 ngày tu i c a nhóm nh chi phí u tr trung bình c a th khí NO. tr . 6. Xác u 4 CH NG 1 NG QUAN TÀI LI U 1. 1. C S SINH H C PHÂN T TRONG CAO ÁP PH I 1.1.1. Phân lo i cao áp ph i Tháng 6 n m 2009, nh ng k t qu c a H i ngh chuyên th t ã c th gi i v cao áp ph i l n ng trên T p chí c a H i Tim m ch h c Hoa k (Journal of the American College of Cardiology) và cho ra h th ng phân lo i hi n nay c a cao áp ph i [126]. Phân lo i g m 5 nhóm: Nhóm 1: Cao áp ng m ch ph i Di truy n: BMPR2 Cao áp ph i t n t i tr s sinh Nhóm 2: Cao áp ph i do b nh lý tim trái. Nhóm 3: Cao áp ph i do b nh lý ph i và/ho c thi u oxy máu. Nhóm 4: Cao áp ph i do thuyên t c m ch mãn tính Nhóm 5: Cao áp ph i v i c ch Khía c nh phát; nh ã u tiên ay ut . c nh n m nh là tránh dùng thu t ng PAH nguyên phát và th c s d ng tr c ây t i H i ngh chuyên th gi i v cao áp ph i l n th ba n m 2003 [126]. 1.1.2. Sinh h c phân t cao áp ph i Nh ng phát hi n g n ây nh n m nh vai trò co th t m ch máu trong ti n trình tái c u trúc [126] (Hình 1.1). 1.1.2.1. R i lo n ch c n ng n i mô trong cao áp ph i Gia ình Rho GTPase (Ras homologous guanosine triphosphatase) : Kích ho t RhoA làm gia t ng co t bào, và t ng tính th m t bào n i mô, c ch men t ng h p Nitric oxide c a t bào n i mô (eNOS). 5 Nitric oxide (NO) và Prostacyclin (PGI2) : R i lo n ch c n ng n i mô trong cao áp ph i c th hi n b ng gi m s n xu t các ch t giãn m ch nh NO, PGI2 và t ng s n xu t các ch t co m ch nh endothelin-1 và thromboxane A2. Hình 1.1. C ch cao áp ph i gây b i các thay i v ch c n ng và c u trúc trong m ch máu ph i d n n gia t ng kháng l c m ch máu ph i. c ch ho t ng kênh K+ góp ph n t ng n ng Ca++ t do trong bào t ng, làm co m ch máu. ++ ng Ca t do trong bào t ng t ng gây co th t và t ng sinh m ch máu. Tenascin- C làm t ng sinh t bào c tr n b ng cách ho t hóa th th tyrosine kinases (RTK). t bi n nhi m s c th BMPR-II gây gi m tín hi u BMP d n n tái c u trúc m ch máu ph i. Ang-1 ho t hóa th th TIE2, gây t ng sinh t bào c tr n m ch máu. Gi m s n xu t các ch t giãn m ch nh NO, PGI2 Th th 5-HT1B là trung gian gây co m ch. ROCK là ch t c ch ho t ng c a men MLCP (myosin light chain phosphatase) và gây co m ch. Nhi m siêu vi HHV (Human Herpes Virus) s n xu t y u t t ng tr ng GF (Growth factor) kích thích 5-HT. “Ngu n: Nicholas W. Morrel, 2009” [126]. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. bào c tr n Co th t m/máu ph i Bình th ng PAH bào n i mô Tái l p m ch máu ph i Bình th ng PAH 6 1.1.2.2. R i lo n ch c n ng t bào c tr n m ch máu trong cao áp ph i 5-hydroxytryptamine (HT) : Th th 5-HT1B là trung gian gây co m ch b nh nhân cao áp ph i, gây tái l p c u trúc m ch máu ph i sau thi u oxy máu. Kênh K+ và Ca++ : N ng Ca++ t do trong bào t ng ([Ca++]cyt) là y u t quan tr ng gây co th t và t ng sinh m ch máu. Gi m ch c n ng kênh K và t ng n ng Ca++ t do trong bào t n kh c c màng ng, làm co m ch máu. RhoA/ROCK (Ras homologus A/Rho kinase) : Tr am it a ng l c t bào c tr n là k t qu ng quan gi a s phosphoryl hóa (gây co c ) và kh phosphoryl (gây giãn c ) a chu i myosin nh (MLC: myosin light chain). ROCK c ch ho t MLCP, là men gây kh phosphoryl, làm t bào c tr n không giãn ng c a men c, và gây co m ch. Tenascin- C là m t glycoprotein quan tr ng, là trung gian chính làm t ng sinh t bào tr n b ng cách ho t hóa th th tyrosine kinases. 1.1.2.3. R i lo n thông tin riêng gi a n i mô và c tr n m ch máu t bi n nhi m s c th BMPR-II c tìm th y trong gia ình c a kho ng 70% nh nhân cao áp ph i. Gi m tín hi u BMP gây tái c u trúc m ch máu ph i. Angiopoietin (Ang)-1 o tác d ng thông qua TIE2. Ang-1 do t bào c tr n m ch máu bài ti t, và TIE2 là th th xuyên màng n m trên t bào n i mô. Ang-1 ho t hóa th th TIE2, gây t ng sinh t bào c tr n m ch máu. Kích thích t bào n i mô b ng Ang-1 gây phóng thích 5-hydroxytryptamine (HT), là ch t kích thích t ng sinh t bào c tr n. 1.1.3. Gien trong cao áp ph i Cao áp ph i có th có tính ch t gia ình, và n m 2000, các nhà khoa h c ã tìm th y BMPR2 trong h n 70% tr tr i trên nhi m s c th th ng h p cao áp ph i có tính di truy n. Cao áp ph i di truy n ng, v i t l n : nam là 1,7:1. 1.1.3.1. C u trúc BMPR-II và s d n truy n tín hi u Ph c h p các th th lo i I g m ALK 1, BMPR1A ho c BMPR1B, và BMPR-II h p nh t g n k t phía ngoài c a t bào. BMPR-II ho t hóa các th th lo i I. Ti p theo, các th th lo i I s phosphoryl hóa gia ình th th Smad (protein tín hi u trong bào t ng), là Smad 1/5 ho c 8 [141]. Khi c ho t hóa, ái l c c a R-Smads v i Smad-4 gia t ng. Ph c h p này ti n t i nhân, nh h ng vi c u hòa b gien ích (Hình 1. 2). 7 Hình 1.2. S truy n tín hi u BMPR- II Trong quá trình g n k t, th th lo i II phosphoryl hóa th th lo i I, có th là BMPR1A/B ho c ALK-1. T ó a n s d n truy n tín hi u vào bào t ng thông qua R-Smads 1/5/8 ho c qua p38MAPK. Cùng v i SMAD4, R-Smads chuy n v vào trong nhân và u hòa bi u hi n b gen ích. “Ngu n: Rajiv D. Machado, 2009” [141]. Màng t bào u hòa bi u hi n gen Chuy n m 1.1.3.2. t bi n c a BMPR-II t bi n c a BMPR-II do khuy t m t n v mã (codons) nh m c a BMPR-II làm BMPR-II không ho t hóa hi u qua con v trí 2q32. t bi n d ch c Smad, vì v y h u nh các tín ng Smad b lo i b hoàn toàn. Gi m tín hi u BMPR-II gây kích thích ng sinh m ch máu, m t y u t quan tr ng trong sinh b nh h c cao áp ph i [141]. 1.2. KHÍ NITRIC OXIDE 1.2.1. L ch s m 1980, Furgott và Zawadzki [52] l n u tiên báo cáo r ng c tr n m ch máu ph n ng khác nhau v i ch t giãn m ch t o acetylcholin khi có n i mô m ch máu h n là khi không có. Lúc u, ng i ta g i y u t này là y u t giãn m ch xu t phát t n i mô (Endothelium derived relaxing factor, EDRF), v sau ng phát t n i mô này là nitric oxide (NO), m t lo i khí có i ta bi t y u t giãn m ch xu t c tính gây giãn m ch m nh [73],[132]. Nitric oxide khu ch tán qua màng t bào và có ái l c cao g n k t v i Hemoglobine. S khuy ch tán c a NO n i sinh vào t bào c tr n gây giãn m ch [99]. 8 1.2.2. Gi i thi u khí Nitric Oxide Nitric oxide (NO) là m t lo i khí không màu, không mùi. Tr nh m t s n ph m 10 cc a ng c c ây, NO t trong, khói thu c. N ng NO trong khí quy n n 500 p.p.b (parts per billion), 1,5 p.p.m. (parts per million) và 1000 p.p.m. trong khói thu c lá. i, n ng t 25 n 64 p.p.b., n ng hô h p, còn 1-6 p.p.b NO n ng ng hô h p c a ng c xem n i xe c ông úc, i s n xu t ra NO t i niêm m c NO gi m áng k khi vào sâu h n trong ng mi ng, khí qu n và ph qu n. th p giúp t bào t n t i và phát tri n, tuy nhiên, n ng cao, NO l i gây ng ng phát tri n t bào, ch t t bào và /ho c lão hóa [104]. Các ph n ng sinh h c a NO c chia thành hai nhóm: Các ph n ng qua tác d ng tr c ti p và ph n ng qua tác d ng gián ti p (Hình 1.3). Hình 1.3. Tác d ng tr c ti p và gián ti p c a NO ph thu c n ng . “Ngu n: Louis J. Ignarro, 2010” [104]. Tác d ng gián ti p n ng Các lo i Nitrogen ph n ng: Tác d ng tr c ti p n ng cao th p NO2,, N2O3 t ph n ng i O2 và O-2 ng tác v i: Các lo i g c t do ph c h p kim lo i Các ph n ng sinh h c xúc v i các n ng c hi u c a NO tùy thu c vào n ng NO khác nhau, ng lo i protein tín hi u tùy theo n ng i ta ch ng minh c a NO (Hình 1.4). [104]. Cho t bào ti p c s ph thu c c a nhi u 9 1.2.3. T ng h p khí Nitric oxide 1.2.3.1. Nitric Oxide n i sinh Hình 1.4. NO ho t ng tín hi u riêng bi t theo ki u ph thu c n ng Cho t bào ti p xúc v i các n ng NO khác nhau vào nh ng th i m nh tr c: ng NO m c 10-30 nM kèm v i ph n ng phosphoryl hóa ERK (Extracellular signal regulated kinases) ph thu c GMP vòng t bào n i mô, có tác d ng t ng sinh và b o v t bào. n ng t 3060nM d n n ph n ng phosphoryl hóa Akt, b o v ch ng ch t t bào thông qua ph n ng phosphoryl hóa, b t ho t Bad và caspase-9. N ng NO t n m c 100nM d n n s n nh u t thi u oxy c m ng HIF-1 (Hypoxia inducible factor). T ó, kh i ng áp ng t ng sinh và b o v ch ng t n th ng mô. n ng NO trên 400 nM, P53 c phosphoryl hóa và acetyl hóa. Nitrosyl hóa các proteins quan tr ng nh PARP (Poly ADP ribose polymerase) x y ra ng NO trên 1µM, gây c ch hô h p ty th .” Ngu n: Louis J. Ignarro, 2010” [104]. - Men t ng h p NO Phân t NO n i sinh có ngu n g c t ph n ng gi a oxy và 1 nguyên t nit c a acid amine L-Arginine, d i tác d ng c a men t ng h p NO (NOS). Các nghiên c u phát hi n ng men t ng h p NO thúc y L-arginine k t h p v i O2 chuy n thành NO và L- Citrulline [119],[124]. Ph n ng này c n có nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADP), flavin adenine dinucleotide (FAD), flavin mononucleotide (FMN), và tetrahydrobiopterin (BH4) làm y u t Có ba d ng ng v n [19],[179] (Hình 1.5). ng phân c a men NOS trong mô ph i : lo i I (neuronal ho c nNOS), lo i II (inducible ho c iNOS), và lo i III (endothelial ho c eNOS). Ba d ng ng phân 10 này c mã hóa b ng 3 lo i gen khác nhau trên các nhi m s c th 7, 12, và 17, khác Hình 1.5. C u trúc NOS. oxy hóa. i bán n v c a NOS g m có ph n men kh và ph n men Ph n men kh có kh n ng chuy n n t t NADPH n flavin FAD và FMN. Ph n men kh có th k t p v i calmodulin (CaM), t ó kích thích n t v n chuy n bên trong ph n men kh . Heme c n thi t cho s t ng tác gi a hai ph n men kh và men oxy hóa và c n cho s chuy n n t gi a hai bán n , t flavin n heme c a bán n v i di n. Khi có L-Arginine và y u t ng v n BH4, NOS n i hai heme l i và kh oxy t o thành NO và L-Citrulline. T t c các d ng ng phân c a NOS u có ch a ion k m ph i h p tetrahedral v i CXXXXC giao di n dimer NOS. ây là v trí quan tr ng g n k t BH4 và L-Arg. S v n chuy n n t t ph n men kh (*) giúp cho NOS ferric (Fe3+) heme k t h p v i 2+ O2 và t o thành d ng ferrous (Fe ) dioxy. D ng này có th nh n m t n t th hai t BH4(**) . T ó ho t hóa oxygen và cho phép xúc tác th y phân L-Arg. “Ngu n: Louis J. Ignarro, 2010” [104]. nhau tùy theo ch c n ng, v trí t bào và c tính sinh hóa (B ng 1.1). ng NOS I (nNOS) hi n di n m t ph n trong t bào th n kinh và NOS III (eNOS) có trong t bào n i mô. C hai n xu t NO liên t c v i s l u thu c d ng NOS c c u (constitutive), luôn t n t i và ng ít. Chúng hi n di n p NO tu n t v i t cách là các ch t trung gian tác truy n th n kinh. Chúng là men t o ra NO ng n, khi c ho t hóa b i các ch t n ng tr ng thái sinh lý, cho phép t ng ng giãn c tr n m ch máu và d n nh (nanomole) và trong th i gian ng v n khác làm t ng calcium n i bào. ng NOS II (iNOS) g i là NOS c m ng (inducible), hi n di n trong bi u mô ng hô h p và m t s t bào viêm, ch xu t hi n khi có b nh, ví d nh s c nhi m 11 ng 1.1. c m ng phân NOS [104] eNOS iNOS nNOS Tên khác NOS c c u, NOS-III NOS c m ng, NOSII Ch c n ng Giãn m ch, gi m k t ti u c u Ph n ng viêm, ch ng tác nhân gây nh m trên nhi m s c 7q35-7q36 17cen-q11.2 12q24.2-12q24.3 u trúc gen 26 exons, 25 introns 26 exons, 25 introns 29 exons, 28 introns NOS c c u, NOS-I n truy n th n kinh th trí bi u hi n Ph thu c Ca2+ Hình 1.6. Ki u bào n i mô, t bào tr n, gan Có i th c bào Không bào th n kinh Có u hòa h u chuy n mã c a iNOS ng i i HuR, KSRP (KH-type spicing regulatory protein) và TTP (Tristetraprolin) A: T bào không có cytokines: KRSP g n v i iNOS mRNA 3’-UTR (untranslated regions) và a exoxome vào mRNA. u này d n n thoái hóa r t nhanh iNOS mRNA. B: T bào có cytokines: p38 MAPK (Mitogen- activated protein kinase) c ho t hóa và gia t ng bi u hi n TTP. T ng tác protein gi a TTP và KSRP c ng t ng lên. Vì TTP không g n vào iNOS mRNA, t ng tác TTP-KSRP làm cho ph c h p KSRP- Exoxome b ánh b t ra kh i iNOS mRNA. Vì HuR và KSRP cùng c nh tranh g n k t v i iNOS t i v trí 3’-UTR, vi c tách kh i v trí c a KSRP giúp HuR g n vào iNOS mRNA, t ó d n n s h ng nh c a iNOS mRNA, và gia t ng bi u hi n a iNOS. “Ngu n: Louis J. Ignarro, 2010” [104]. A: Không có cytokines B: Có cytokines 12 trùng gây ra t n i c t c a vi khu n. Nó c t ng h p ch t trung gian c a ph n ng viêm và t o NO n ng ph n ng v i nhi u hóa l n (micromole) theo ph ng th c không ph thu c calcium [101],[130]. Gien mã hóa cho NOS c m ng, bình th ng không có m t trong t bào, gây ra s t ng h p l n n a protein này. M t khi protein này hi n di n, nó s ho t ng liên t c do k t n i g n nh không chuy n h i v i calmoduline. u này gi i thích s c l p c a NOS c m ng v i calcium n i bào. Khi thích b i các tín hi u c a ph n ng viêm, NOS II s n xu t NO v i t c nh ng v i s l ng l n. Ho t ng c a NOS II khi n n ng nhi u l n so v i m c c b n, do ó, NO a c kích ch m h n NO n i sinh t ng h n c xem nh m t d u ch c a hi n t ng viêm ng hô h p (Hình 1.6). ng h p NO x y ra ph i trong t bào n i mô m ch máu (Hình 1.7), t bào bi u mô [60], t bào th n kinh [15], t bào c tr n và t bào viêm, nh nh ng t bào ng hô h p trên, [24],[106],[107], sinh ra m t l c bi t i th c bào. Ngoài ra, m i và các xoang c nh m i ng l n NO. Hình 1.7. S n xu t nitric oxide c a t bào n i mô Kích thích ho t tính NOS làm gia t ng phóng thích NO, sau ó NO khu ch tán vào t bào c tr n c n và k t h p v i ph n heme c a guanylate cyclase. Ho t hóa guanylate cyclase làm gia t ng ng c a guanosine monophosphate vòng, d n n giãn c tr n m ch máu. M t khi c phóng thích, NO nhanh chóng b b t ho t do k t h p v i hemoglobin t o thành methemoglobin và cu i cùng t o thành nitrate và nitrite vô c . “Ngu n: Sekar, 2006” [159] T bào tr n T bào i mô 13 - Gi m ho t tính sinh h c NO trong b nh tim m ch Các y u t nguy c c a b nh tim m ch (cao huy t áp, t ng cholesterol máu, ti u ng, và x v a m ch máu) làm gia t ng các lo i oxy hóa ph n ng (ROS: Reactive oxygen species) trong thành m ch. ROS bao g m các g c oxy t do, superoxide (O2-) và peroxides. Superoxides g n k t v i NO t o thành peroxynitrite ONOO-. Peroxynitrite oxy hóa BH4. Do s g n k t gi a L-Arginine và BH4, L-Arginine có khuynh h ng khu ch tán xa kh i men eNOS. H u qu là eNOS b r i lo n ch c n ng, không t ng h p c NO, vì v y ho t tính sinh h c NO s gi m i (Hình 1.8). 1.2.3.2. Nitric Oxide ngo i sinh Trong th c nghi m, khí NO có th c t o thành t ph n ng c a acid sulfuric l ng (H2SO4) và sodium nitrite l ng (NaNO2), và sau ó l c s ch nitrogen (N2), nitrous Oxide Hình 1.8. Stress oxy hóa kèm r i lo n ch c n ng t bào n i mô Superoxide (O-2) có th k t h p v i NO t o thành peroxynitrite (ONOO -). Peroxynitrite oxy hóa BH4 t o thành s n ph m b t ho t là BH3 ho c BH2. L-Arginine có khuynh h ng khu ch tán xa kh i men eNOS trong tình hu ng này.” Ngu n: Louis J. Ignarro, 2010” [104]. (N2O) và carbon dioxide (CO2) : H2SO4 + 2NaNO2 = NO + NO2 + NaSO4 + H2O [44] 14 1.2.4. Tác d ng c a khí Nitric Oxide NO ho t hoá guanyl cyclase hòa tan (sGC) b ng cách g n k t v i thành ph n heme n n t o thành cyclic guanylate monophosphate (cGMP). cGMP kích ho t protein kinase ph thu c cGMP trong ti u não, t bào c tr n và c tim, ti u c u và b ch c u [105]. T ó, kinases qua trung gian cGMP làm gi m n ng calcium trong t bào c tr n m ch máu và gây giãn m ch [63]. 1.2.4.1. Tác d ng trên ph i c a Nitric Oxide Nitric oxide có tác d ng thu n l i trên ch c n ng ph i b ng cách duy trì áp l c ch ph i th p. Nghiên c u g n ây trên heo cho th y r ng s n xu t NO b ch t c ch NOS trong máu (nh dextromethylarginine không ch tr c ti p c a eNOS) [97] trong tr c c ch b i i x ng ho c b i s c ng h p có s hi n di n c a th NO (iNO). Do ó, iNO có tác d ng hai m t: giãn m ch máu ph i ph i ng nh ng vùng c thông khí và co m ch nh ng vùng thông khí kém ho c vùng thi u oxy máu. Tác d ng chung là gi m áp ng m ch ph i, làm gi m s b t t oxy hóa máu. Các nghiên c u trên ng x ng gi a thông khí và t ng v t cho th y r ng iNO i máu, và c i thi n c bi t có hi u qu trong u tr cao áp ph i do thi u oxy máu [50],[185]. Bên c nh tác d ng trên m ch máu ph i, NO có m t s tác d ng kháng vi khu n thông qua s hình thành nitrogen oxides ph n ng nh peroxynitrite [4]. NO có th Th khí NO ã nh h c ch ho c kích thích bài ti t ch t nhày [123],[143]. c quan tâm n nh m t ch t giãn m ch ph i ch n l c, không có ng v m t lâm sàng trên huy t áp và cung l ng tim. Tác d ng ch n l c này do g n k t c a khí NO vào ph n heme c a phân t hemoblobin sau khi i qua thành m ch máu ph i. Sau ó NO b oxid hóa thành NO2 và NO3. Hemoblobin methemoblobin, r i c chuy n thành c kh l n th hai thành hemoblobin b i men methemoblobin reductase [46], [65]. 1.2.4.2. Tác d ng trên ông máu c a Nitric Oxide Nitric oxide có nh h [3], và t n th ng tái t ng trên ch c n ng ti u c u và b ch c u [109], tiêu s i huy t i máu b ng cách c ch k t dính phân t ng cách ho t hóa sGC, d n b m t b ch c u và n t ng nhanh sGC trong ti u c u và c ch k t t ti u c u. 1.2.4.3. Tác d ng trên ph n ng viêm c a Nitric Oxide Ng i ta quan sát th y các hóa ch t trung gian c a ph n ng viêm t ng và gi m nh nhi b b nh màng trong n ng u tr v i iNO [10],[20],[25],[150],[163]. Nh ng tác ng khác nhau này ph thu c vào n ng c a NO, kh n ng oxid hóa kh t i ch , và s 15 hi n di n c a các hóa ch t trung gian c a ph n ng viêm khác và các g c t do xu t phát oxygen [30],[95]. Ng i ta tin r ng m t l ng nh NO xu t phát t eNOS và nNOS là có l i, trong khi ng l n NO s n xu t b i iNOS góp ph n gây ra nhi u t n th iNOS có th làm n ng thêm t n th ng viêm trong m t s tr ng.Tuy nhiên, c ch ng h p, NO xu t phát t iNOS có th có tác d ng b o v . NO tác u này ch ng t ng lên y u t B sao chép nhân (NF- B) và c ch y u t ho i t u (TNF), ho t hóa alpha c a NF- B thông qua s n nh c a I B- và gia t ng bi u hi n gene I B- . NO bi n i nh ng t ng tác gi a ch c u và n i mô và s thâm nh p c a t bào b ch c u ho t hóa vào v trí viêm b ng cách c ch s trình di n c a các phân t k t dính [84],[93],[162],[167],[168]. NO có th có tác d ng ti n ph n ng viêm b ng cách làm gia t ng trình di n các proteins ph n ng viêm nh TNF- và cyclooxygenase-2 [135],[161]. Th khí NO không làm gi m áp ng viêm khi ti n trình viêm ang x y ra, nh ng khi th NO r t s m ho c tr c khi ph n ng viêm x y ra có th giúp gi m ti n trình viêm i ph i và ngoài ph i. Trong th c nghi m heo, iNO bi n i ph n ng viêm ph i ng cách ng n ng a s n xu t các hóa ch t trung gian c a ph n ng viêm nh matrix metalloproteinases [69],[70]. Th khí NO s m trong ti n trình b nh có th ng n ng a r i lo n ch c n ng t bào n i mô ph i sau khi tiêm n i lo n ch c n ng c tim chu t b nhi m n i ph i sau ph u thu t b nh tim b m sinh ng c t [48]. Th khí NO làm gi m r i c t [125] và có th phòng ng a cao áp i [115]. 1.2.4.4. Tác d ng trên m ch máu h th ng c a Nitric Oxide NO và O2 c phóng thích khi hemoblobin thay cao và O2 cao) sang co (hàm l ng NO th p và O2 th p). NO hemoblobin qua màng t bào thông qua protein trao gi i thích s v n chuy n c a NO ã Nitrite trong huy t t ng c ng có th tr ng, và làm t ng l u l ng h p x v a 1.2.5. C ch c v n chuy n t i vào t bào sGC [142]. c kh thành NO trong môi tr ng máu n u con ng acid [116]. ng máu n u con ng NO sGC b m c ng NO sGC c ch , nh trong ng m ch [23]. Th i gian bán h y c a khí NO t 2 u hòa s n xu t Nitric Oxide ng NO i anion [58],[133]. M t s c ch c g n k t v i proteins NO có tác d ng khác trên h tu n hoàn, làm gi m l u l bình th i d ng t giãn (hàm l n 5 giây. sinh h c phân t 1.2.5.1. Gi i thi u Tr ng l c co th t c a t bào c tr n m ch máu c u hòa thông qua nh ng c 16 ch th n kinh, th d ch và t i ch . Các nhà khoa h c nh n bi t NO óng vai trò chính y u trong ki m soát tr ng l c m ch máu t i ch , khi c phóng thích t t bào n i mô và khu ch tán vào t bào c tr n m ch máu [52]. NO tham gia qua c ch u hòa th n kinh m ch máu u hòa ph n x giao c m và phó giao c m, và ng n truy n th n kinh nh h ng trên m ch máu c ng nh nh ng t bào khác. 1.2.5.2. Nitric Oxide d n xu t t n i mô và m 1970, n i mô u hòa v n m ch c nh n bi t có vai trò u hòa tr gián ti p, do n i mô ng n ng a k t t ti u c u [118]. T n th u và d n i ta nh n th y NO là ch t ng l c m ch máu m t cách ng n i mô gây k t t ti u n phóng thích các ch t co m ch (thromboxane A2 và 5-hydroxytryptamine). m 1979 – 1980, Robert Furchgotte ch ng minh n i mô óng vai trò ch trong u hòa v n m ch [51]. Ông nh n th y ng ng m ch b l y i l p n i mô thì m t kh ng giãn m ch khi ti p xúc v i bradykinin và acetylcholine (Hình 9). Furchgotte ã gi i thích v ch t có th khu ch tán trong t bào n i mô gây giãn m ch, b ng cách ch ng minh m t ng m ch không có l p n i mô, khi c áp sát m t l p n i mô c ng có kh ng giãn m ch [52]. Furchgotte, Ignarro [72] và Palmer [132] ã nghiên c u nh ng c tính sinh hóa c a “y u t giãn m ch có ngu n g c t n i mô” có th khu ch tán và th y u t này t ng t NO. Nghiên c u này c ng ch ng minh y u t giãn m ch gi ng NO kích thích guanyl cyclase hòa tan, có th i gian bán h y trong dung d ch sinh lý kho ng 5 giây, và b l y i b i oxyhemoglobin. Ti p theo ng i ta th y y u t giãn m ch gi ng NO là y u t có th khu ch tán và b b t ho t b i superoxide anion [59]. Sau ch ng minh NO c t ng h p t arginine trong i th c bào, Palmer và c ng s trình bày y u t giãn ch xu t phát t amino acid này [131]. Nh ng nghiên c u xác minh s t ng h p NO t arginine t bào n i mô gi i thích cho y u t giãn m ch mà Furchgotte khám phá. Moncada và c ng s nhanh chóng thi t l p vai trò r ng rãi c a NO trong ch. NO là ch t giãn h vi tu n hoàn th n [94] thú v t th c nghi m c ng nh 1.2.5.3. u hòa phóng thích NO n i mô m ch vành [5], ph i [192], c x tu n hoàn c ng tay ng u hòa v n ng [136] và i [182]. - Phóng thích NO m c c b n áp ng co m ch c a m ch máu gia t ng khi l y i l p n i mô ho c khi có m t ch t c ch men t ng h p NO (NOS), g i ý r ng NO c phóng thích trong tr ng thái ngh a t bào n i mô nguyên v n và NO c ch s co t bào c tr n lân c n [176]. S phóng thích NO m c c b n x y ra khi n ng calcium c b n trong t bào n i mô kích ho t calmodulin, ch t này s k t h p và kích thích NOS trong t bào n i mô (eNOS) 17 [156]. M c calcium c b n trong t bào c duy trì b i s cân b ng gi a dòng calcium i vào t bào qua kênh ion và calcium b l y i kh i bào t ng qua b m v n chuy n ra ngoài t bào ho c i vào trong khoang d tr trong t bào. Kênh d n ion calcium trong i mô là kênh ion không ch n l c. Không gi ng nh kênh calcium lo i L, là kênh không có trong n i mô, kênh cation không ch n l c t bào n i mô không t ng d n truy n v i kh c c. Dòng calcium i vào qua nh ng kênh này x y ra màng n c c âm và gia ng b i s phân c c c a t bào n i mô [127]. - Kích thích d ch chuy n phóng thích NO ul ng máu t ng kích thích phóng thích NO b ng cách gia t ng l c d ch chuy n trên t bào n i mô [38]. áp ng t bào hóa kênh kali i v i s d ch chuy n có th qua trung gian ho t màng t bào [75]. K t qu t ng phân c c làm dòng calcium i vào nhi u n, và do ó t o thành NO b i eNO [75]. Kích thích d ch chuy n trên m t n ng ch ch làm t ng phóng thích NO thoáng qua, b i c ch ph thu c calcium. Ti p theo sau ó là giai n không ph thu c calcium, t n t i kéo dài theo kích thích c h c, qua trung gian c a dòng thác tín hi u phosphoryl hóa tyrosine [43]. Phosphoryl hóa tyrosine a eNOS x y ra do kích thích d ch chuy n s d n màng bào t và có th ng, và thay hi n t i ch c n ng [43]. N i mô r t nh y c m v i l c d ch chuy n áp ng v i nh ng thay gia t ng r t nh c a ng giãn n chuy n v trí gi a d ch n i bào và i r t nh trong kích thích d ch chuy n kèm theo s nh t [177]. Kích thích d ch chuy n làm t ng NO gi i thích ng m ch khi l u l ng máu ho c nh p p m ch máu t ng. c áp ng n m ch v i kích thích d ch chuy n góp ph n vào gi m phóng thích endothelin [108], và gia t ng phóng thích y u t t ng tr ng có ngu n g c ti u c u (PDGF) t n i mô [67]. Kích thích d ch chuy n, ho c giãn m ch "qua trung gian l u l u hòa sinh lý l u l ng c v n so v i lúc ngh ng i. Kháng l c a c thi u máu. ng, n i ó l u l ng m ch gi m u này làm t ng l u l ng dòng thích NO do chuy n d ch. C ch ph n h i d ch nuôi c thi u máu ho c ang v n ho t ng" quan tr ng trong ng máu có th t ng g p 100 l n áp ng v i tình tr ng chuy n hóa ng m ch và là k t qu c a phóng ng tính này có th làm giãn t i a ng [113]. L u l ng máu ng n c c ng tay ang ng s gi m i n u hi n di n ch t c ch NOS [56]. ng nh u hòa phóng thích NO qua trung gian kích thích d ch chuy n ã trên c ng là hình th c c p u hòa huy t áp [144]. - Kích thích th d ch phóng thích NO Ngoài nh ng ch t mà Furchgott ã mô t [52], nhi u ch t khác c ng ã c báo cáo 18 làm t ng phóng thích NO t t bào n i mô và do ó gây giãn m ch (B ng 1.2). Có nhi u ch t th d ch là trung gian gia t ng calcium trong t bào n i mô và NOS. S gia t ng calcium n i bào ho t hóa G-protein và phospholipase C ph thu c th th , t o thành inositol triphosphate, và phóng thích calcium t khoang d tr n i bào [47]. Thêm vào ó, d tr calcium n i bào gi m làm cho dòng calcium i vào n i bào [55]. S gia t ng calcium t do n i bào ho t hóa kênh potassium ph thu c calcium, t ó thúc y t ng phân c c và dòng calcium i vào s nhi u h n (Hình 1.9). Hình 1.9. S phóng thích NO t t bào n i mô i ti t t và autacoids tác d ng th th màng (R) c a t bào n i mô, ho c kích thích d ch chuy n qua trung gian G-protein làm gia t ng dòng calcium i vào t bào, ngoài ra phospholipase-C (PL-C) qua trung gian th y phân phosphatidyl linositol bisphosphate t o thành inositol triphosphate (IP3), t ó phóng thích calcium vào trong t bào n i mô t d tr n i bào. u qu c a vi c gia t ng calcium là ho t hóa men NOS, t ó kích thích s n xu t NO trong t bào n i mô. n th màng c a t bào n i mô (Vm) t ng phân c c, có th do ho t hóa kênh kali ph thu c calcium, ho c do gia t ng calcium ho c do tác d ng NO theo ki u t ti t (autocrine). ng phân c c giúp calcium i vào t bào do t ng khuynh n tích c a calcium, t ó qua ph n h i d ng tính làm phóng thích NO [29]. “Ngu n: Joseph Loscalzo, 2000” [79]. T bào n i mô Giãn m ch Hi n nay ng ng trong c x i ta ã báo cáo r ng acetylcholine, khi ng, và gia t ng l u l Khi dùng ch t ng máu áp ng nhu c u chuy n hóa [54]. c ch men chuy n angiotensin bradykinin, có th làm gia t ng l c phóng thích t t m v n ng bradykinin ng n c n s thoái bi n c a kích thích phóng thích NO. Adenosine diphosphate, 5-hydroxytryptamine, và epinephrine c phóng thích t ti u c u ng ng k t c ng kích thích t bào n i mô [102]. Vasopressin [82] và PDGF [35] ng c phóng thích t ti u c u ng c tính h y protein, t i, góp ph n cho phóng thích NO. Các ch t này có ó ho t hóa th th t bào n i mô c hi u, nên thrombin, ch t c t o thành trong ông máu n i m ch, c ng có th kích thích phóng thích NO [66]. Vì 19 ng 1.2. Kích thích th d ch c a nh ng y u t v n m ch t bào n i mô Ch t kích thích Th th t bào n i mô M2 H1,2 VP1 Alpha 2 B2 P2y 5-HT1 T ETB I Acetylcholine Histamine Arginine vasopressin Norepinephrine/epinephrine Bradykinin Adenosine di-,triphosphate 5-Hydroxytryptamine Thrombin Endothelin Insulin nhi u trong s nh ng ch t này thi u l p n i mô, nên hi n t c phóng thích t ti u c u ng ng k t, gây co c tr n khi ng phóng thích NO r t quan tr ng cho vi c xác nh áp ng c a m ch máu trong huy t kh i n i m ch. B ch c u ho t hóa c ng phóng thích adenosine diphosphate, 5-hydroxytryptamine, c ng nh E2 , t leukotrienes và prostaglandin ó kích thích t bào n i mô phóng thích NO [83] (B ng 1.2). 1.2.6. C ch tác d ng c a Nitric Oxide m c sinh h c phân t 1.2.6.1. Tác d ng NO ph thu c n ng Trên hai th p niên qua, nh ng ki n th c sinh h c phân t v nitric oxide (NO) ã làm thay i nh n th c v nó, t m t ch t gây ô nhi m môi tr ng nguy hi m [57] tr thành t phân t truy n tin quan tr ng th hai, qua trung gian nh ng tín hi u n i bào và gian bào. T gi nh [122], và sau ó c ch ng minh [73], NO có liên quan nhi u n ti n trình sinh lý bao g m giãn c tr n, c ch k t t ti u c u, làm gi m t ng sinh t bào c tr n m ch máu (Smooth muscle cell, SMC), d n truy n th n kinh và b o v mi n d ch. NO c ng có liên quan trong b nh h c c a nhi u b nh lý viêm, bao g m viêm kh p, viêm tim, viêm ti u i tràng, viêm th n, c ng nh m t s l n tình tr ng b nh lý nh ung th , ng, và b nh thoái hóa th n kinh [193]. Tính a d ng c a ti n trình sinh lý b nh c c a NO ph n ánh tác d ng NO ph thu c vào hai nhóm n ng ti n trình sinh lý b nh và s bi n hóa, c n n ng khác nhau. Nh ng i protein ph thu c NO, nh nitrosyl hóa và nitrate NO l n (>1µM) ho c s tích t nh ng ch t chuy n hóa c a NO [39], trong khi s giãn c tr n, giãn m ch, ng ng t b ch c u, ti u c u, và d n truy n th n kinh ch c n n ng NO r t nh (10-30nM). 20 1.2.6.2. Tín hi u NO/cGMP và s giãn m ch Nh ng tác nhân khác nhau, nh endothelin [139], acetylcholine [74], insulin [181], estrogen [148], và n i ti t t phóng thích corticotrophin [28], kích thích t bào n i mô s n xu t NO, t ó ho t hóa t o thành cGMP dependent protein kinase (PKG) ti p theo s c nh t bào c tr n. Ho t hóa cGMPnh h ng n nhi u ti n trình, bào c tr n. Chu t thi u gien NOSIII, m c dù có th s ng trung bình lên 30% [68]. Chu t có PKGI có th s ng nh ng 50% ch t tr c 6 tu n tu i u hòa calcium, và gi m giãn m ch [153]. Hi n nay, gi m Ca2+ t do n i bào, s m t nh y c m c a h th ng co c và n giãn c nh ng b t ng huy t áp -/- [137] và c ng b cao huy t áp, gi m a u hòa ch c n ng c a s i c m ng là ti n trình chính b tác i v i Ca2+ ng b i con ng NO/cGMP trong quá trình giãn t bào c tr n. 1.2.6.3. Gi m Ca2+ n i bào Gi m n ng tr n. 2+ y Ca Ca2+ trong c t ng ([Ca2+]I) là xuyên qua màng bào t u ki n tiên quy t cho giãn t bào c ng là m t trong nh ng c ch kh i bào c tr n, ph thu c vào NO/cGMP. NO ngo i sinh và nh ng ch t t u c a giãn ng t cGMP làm t ng áng k dòng Ca2+ i ra ngoài t bào ph thu c Na+ thông qua s ho t hóa b m Ca2+/ATPase [53]. Phosphoryl hóa PKG và ho t hóa phosphatidyl inositol kinase (PIkinase) [186], t ó sinh ra phosphatidyl inositol-4 phosphate có kh n ng kích ho t b m Ca2+/ATPase. Protein 240-kDa c n thi t cho s kích ho t b m Ca/ATPase sau khi phosphoryl hóa b i PKG [195]. B m Ca/ATPase c ng ch u trách nhi m cho Ca2+ vào ic t ng (Sarcoplasmic reticulum, SR), do ó gi m [Ca2+]I. Ch c n ng này u hòa b i protein màng phospholamban, m c tiêu ã c c ch ng minh c a PKG [33]. Phosphoryl hóa phospholamban n m trong t bào c tr n m ch máu, cùng v i PKG, gia ng ho t tính b m Ca/ATPase. NO ngo i sinh c ch c ng vào. Hi n t n áp c a kênh Ca2+ [140], d n ng gi m kh n ng s d ng c a nh ng kênh Ca2+ nhóm L qua trung gian c a ch ph thu c cGMP, PKG [178]. M t c ch khác Ca 2+ n gi m dòng Ca2+ i c gi nh v s c ch kênh nhóm L c a NO/cGMP/PKG v i vai trò quan tr ng trong ti n trình này kích ho t Ca2+ (KCa). Con kênh K+ ng NO-cGMP-PKG gia t ng ho t tính c a kênh KCa trên t bào c tr n khí qu n và m ch máu b ng cách phosphoryl hóa tr c ti p kênh này [173]. u này làm t ng dòng K+ i ra d n 2+ n t ng phân c c màng t bào, t 2+ n th c a kênh Ca và c ch dòng Ca ó c ch c ng i vào. S phóng thích c a Ca2+ t ng n d tr n i bào, nh là l ic t ng, c ng b nh