降钙素基因相关肽生物学效应及其运动对其的影响

摘要：降钙素基因相关肽是具有强大的扩张血管作用的生物活性多肽。本文采用文献资料法，对新近研究的降钙素基因相关肽及运动对其的影响进行分析，总结了降钙素基因相关肽生物学效应；运动可引起降钙素基因相关肽的分泌改变；运动对血浆中降钙素基因相关肽含量变化的影响；在运动心脏重塑中起重要的调节作用。为今后降钙素基因相关肽在运动医学领域的研究提供新思路。

关键词：运动 降钙素基因相关肽 血管 生物学效应

中图分类号：[G804.5] 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）06（a）-0000-00

降钙素基因相关肽（calcitonin gene related peptide， CGRP）在身体组织器官中起着非常重要的调节作用，具有强烈的扩张血管、改善脑和冠脉血液循环，介导神经-免疫系统的协调。研究表明，CGRP有重要的病理、生理意义和较好的临床应用前景，在治疗某些心血管疾病具有重要的意义。以往的研究多集中在医学领域，近年的研究逐渐向运动引起降钙素基因相关肽的改变渗透。

1 CGRP的结构、分布及生物学效应

1.1 CGRP的分子结构

1983年，Rosenfeld等[1]应用基因重组和分子生物技术发现的辣椒素敏感的感觉神经末梢释放一种生物活性多肽—CGRP。感觉神经末梢能在前列腺素、ET、神经生长因子及血管张力的刺激下释放CGRP。CGRP基因先转录成mRNA前体，在心血管系统和神经系统转录成CGRP mRNA，然后转译出CGRP发挥其生物效应。CGRP分子量约为3800道尔顿，由37个氨基酸残基组成，生物半衰期约为18分钟，在第2位和第7位有一对二硫键的生物活性多肽，由2800个碱基对组成，基因含有5个内含子和6个外显子，全长7.6kb。

1.2 CCRP的分布

CGRP浓度在人类外周血中非常低，最大程度的来源是神经元的胞体、感觉神经末梢及甲状腺。整个心血管系统布满了CGRP的神经纤维，98%以上的血管分布有CGRP能神经纤维，同一条神经纤维内包含CGRP与P物质。在心脏以冠状动脉走行的部位、房室结、乳头肌和窦房结居多。心外膜、心内膜及心脏局部的副交感神经节上也存在CGRP免疫反应纤维。以左冠状动脉前降支中CGRP样免疫反应最高，其次右心房、左心室。在血管系统，以颈动脉、肠系膜动脉、腔静脉和股动脉上CGPR的结合位点的密度最高，而在肾动脉、肺静脉、肺动脉的密度则较低。

1.3 CGRP的生物学效应

在体内CGRP广泛分布于神经系统、心血管系统和肺组织内。它是一种具有强大舒血管作用和神经细胞保护作用的调节肽。在神经系统，CGRP能扩张脑血管、感受伤害性信息、介导神经-免疫系统相互调节、保护和功能恢复损伤的神经元等。在心血管系统，CGRP具有强大的舒血管作用（目前已知最强的内源性舒张血管活性多肽），促进细胞分化增殖，抑制内皮细胞凋亡和平滑肌细胞增殖，参与机体激素的调节，参与正性肌力作用及血管新生。

2 降钙素基因相关肽与运动

静脉注射CGRP可增高心脏收缩力，对心房肌尤其明显；CGRP可增加哺乳动物心肌细胞DNA和蛋白质合成，有致心肌肥大作用；高浓度的CGRP可引起窦房结的节律失常；人静脉注射CGRP表现为心率加快，并且这种作用不会因肾上腺受体阻滞剂的影响而减弱。Ren YS等[2]提出CGRP具有保护血管内皮细胞和缺血心肌的作用。欧阳伟等[3]研究发现，缺血预适应和降钙素基因相关肽预适应均能降低缺血所致的心室纤维性震颤和窦性心动过速的发生率，缺血/再灌注后的心肌梗塞面积明显低于对照组，提示CGRP具有心肌保护作用。

Fernandez等[4]对大鼠进行间歇运动后，对血浆CGRP进行测试发现其浓度下降，并认为运动过程中CGRP参与了神经-肌肉接头上G4Ache的调节。在李昭波等[5]的运动性心肌肥大模型中研究发现，运动组血浆和心肌组织中CGRP含量均显著高于对照组，提示运动性心肌肥大的形成过程中CGRP具有重要的调节作用。常芸等[6]指出，耐力训练以后心脏中的CGRP的分泌增加，测试发现血浆和心房中CGRP增高较明显。停止一段时间训练，发现CGRP的分泌与释放下降。金其贯等[7]对大鼠进行8w不同负荷的游泳训练发现，对照组血浆CGRP含量高于1h训练组，但无显著性差异；2h训练组血浆CGRP含量显著低于对照组，提示长期大负荷的运动可抑制机体CGRP的分泌。潘晓贵等[8]对SD大鼠进行为期10周的耐力训练，研究发现，耐力训练力竭心室肌CGRP含量较对照组显著下降（P<0.05）；血清CGRP显著高于对照组（P<0.01）。提示耐力运动可造成CGRP的合成减少，降低了心脏CGRP储备。孙晓娟等[9]研究指出，对照组大鼠心肌组织CGRP含量明显低于耐力运动组；耐力运动组大鼠心肌组织CGRP含量明显高于力竭运动组。提示长期耐力运动使心脏CGRP含量增加，CGRP增强了心脏的作用；力竭运动使心脏CGRP含量下降，CGRP对心脏的保护作用减弱。

CGRP是一种具有强大舒血管作用和神经细胞保护作用的调节肽，目前对CGRP的研究已广泛应用于心血管领域。目前认为CGRP舒张血管机制可能有以下四种：①CGRP对血管的直接舒张用；②CGRP结合受体，激活了腺苷酸环化酶，腺苷酸环化酶的激活使细胞内c - AMP升高，然后再通过第二信使c - AMP的介导而发挥CGRP的生物活性，AMP升高的程度与血管扩张反应的强弱密切相关；③CGRP维持细胞内C2+稳定，降低收缩单位对钙的敏感性；④血管平滑肌细胞上的K+ - ATP通道被CGRP激活；⑤神经元P型和N型电压敏感性Ca通道与CCRP的血管扩张作用。适量的动可以使CGRP分泌和释放增多，过度训练使CGRP分泌和释放减少。运动性心肌肥大形成过程中CGRP作用的生理机制、运动过程中CGRP在神经-肌肉损伤与修复中所起的作用、运动过程中CGRP与神经-免疫的关系等问题有待进一步的研究。

参考文献

[1] Rosenfeld MG， Mermod JJ， Amara SG et al. Production of a novel neuropeptide encoded by the calcitonin gene via tissue-specific RNA processing.Nature，1983， 304（5922）：129-35.

[2] Ren YS， et al. Protective effects of Calcitonin gene-related peptide （CGRP） on myocardial cell injury and calcium and magnesium contents following severe hypoxia and simulated reperfuion. Med Sci Res，1993，21：177-178.

[3] 欧阳伟等.降钙素基因相关肽预适应对在体大鼠心肌缺血/再灌注损伤的保护作用[J].1998，6（3）：228-232.

[4] Fernandez HL， Hodges-Savola CA. Physiological regulation of G4 AChe in fast-twitch muscle： effects of exercise and CGRP. J Appl Physiol. 1996； 80（1）：357-62.

[5] 李昭波，高云秋，李维根，等.运动性肥大心脏心肌和血浆降钙素基因相关肽含量的变化[J].中国运动医学杂志，1999，18（1）：7.

[6] 常芸，赵中应，孙迎.耐力训练后大鼠心脏中原癌基因c-myc的表达[J].中国运动医学杂志，1999，18（2）.

[7] 金其贯，李宁川，孙新荣，等.不同负荷的运动训练对大鼠心血管系统调节肽分泌的影响[J].浙江体育科学，2000，22（1）.

[8] 潘孝贵.降钙素基因相关肽对运动心脏重塑和保护作用机制的研究[D].上海：上海体育学院，2007.

[9] 孙晓娟，潘珊珊.耐力运动和力竭运动对大鼠心脏降钙素基因相关肽及其受体样受体表达的影响.中国运动医学杂志，2008，27（3）：340-343.