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摘要：IGF-1 对心脏具有重要的生物学效应。随着IGF-1对心脏作用机制的阐明，将为某些心脏疾病的防治提供有效手段。
关键词：胰岛素样生长因子-1；心肌
中图分类号：R541 文献标识码：A 文章编号：1671-864X（2016）03-0157-01
胰岛素样生长因子（IGF）是属于胰岛素家族的一类多肽，包括IGF-1和IGF-2。IGF-1对心脏具有重要的生物学效应。机体中的IGF-1主要由肝细胞分泌，部分来自组织的自分泌或旁分泌。在血液中可检测到具有活性的IGF-1。循环中IGF-1的运载和储存方式主要通过与IGF结合蛋白（IGFBP）结合。目前已发现来源于不同组织各6种IGFBP。IGF-1主要与IGFBP-3结合后对一些生理机能起调节作用。
一、心肌上IGF-1的来源及其受体
心肌组织的IGF-1除来自血液循环外，其本身也具有分泌IGF-1的能力。IGF-1主要与IGF-1受体结合，两者有较高的亲和力，亦能与IGF-IIR结合，但亲和力低。
二、IGF-1对心肌的作用
（一）IGF-1参与胚胎和出生后早期心脏的生长发育。
IGF-1为胚胎和产后新生个体生长发育所必需 。IGF-1基因缺失的转基因大鼠，表现为个体小，肌肉严重萎缩，出生时的死亡率增高，心脏重量和体重明显下降。外源性的IGF-1剂量依赖性地促进新生大鼠心肌细胞蛋白的合成，增强心肌细胞DNA合成及有丝分裂，促进细胞增生。
（二）IGF-1对心脏功能的影响。
IGF-1使离体灌流心脏的左心室收缩压、左心室dp/dt max和左心室收缩压与舒张压之差均明显增高，但在31p核磁共振成像上未见收缩期中细胞内钙增加。
（三） IGF-1和心肌肥厚。
IGF-1在心肌肥厚形成中有重要作用：1.IGF-1促进胚胎和出生后早期心脏生长发育。2.在肥厚心肌组织中，IGF-1/IGF-IR系统的活性上调。3.在成年大鼠，长期应用外源性IGF-1可使心肌细胞体积增大，左心室重量增加，左心室壁增厚，舒张末直径和舒张容积增大。4.IGF-1促进成年心肌细胞合成蛋白。
（四）IGF-1和心肌细胞凋亡。心肌细胞凋亡是不同于心肌细胞坏死的另一种死亡形式，已证实IGF-1对心肌细胞凋亡有抑制作用。在小鼠心肌缺血-再灌注模型上，IGF-1能减少缺血-再灌注引发的心肌细胞凋亡。
三、IGF-1对心脏的作用机制
（一）促细胞增殖和肥大。
IGF-1主要通过MEK-MAPK和/或P13K信号途径激活或调节心肌细胞的增殖和肥大效应。在体内、体外实验均发现IGF-1促心衰心脏细胞增殖和肥大现象，但研究其机制的实验大都在体外培养心肌细胞中进行，这些细胞均是正常细胞，因而IGF-1在心衰心脏中的促增殖和肥大作用，是直接作用于心衰细胞还是作用于功能障碍细胞周围的正常细胞，抑或是作用于心肌干细胞分化产生的细胞周期的亚群需要进一步的实验研究。
（二）抑制细胞凋亡。
IGF-1与细胞表面的特异性受体结合后，磷酸化的IRS与P13K结合，P13K启动去磷脂反应和激活AKT，AKT通过激活抗凋亡靶因子或抑制凋亡因子抑制细胞凋亡。目前已知的AKT靶因子有：bcl-2家族成员BAD、Procaspase-9、CREB、GSK-3β等。但近来有实验证明IGF-1可同时通过两条和两条以上信号途径来调节抑制细胞凋亡。
（三）增加心肌收缩性。
IGF-1通过促进三磷酸肌醇和二酰甘油的生成，从而分别使细胞内钙离子浓度增高和蛋白激酶C激活途径来增加心肌收缩性。Von Lewinski等研究人的心衰心肌细胞，IGF-1的正性肌力作用机制。Ca2+转运和SR Ca 2+浓度的增加与正性肌力作用相关。IGF-1提高L-型Ca2+流，证实IGF-1在心衰心肌细胞中执行Ca2+依赖的正性肌力作用。Ren等在IGF-1缺乏的小鼠心衰模型中，发现IGF-1缺乏直接与心肌细胞的兴奋-收缩耦联的功能障碍有关。
（四）增加冠状动脉供血。
Kiowski等1994年发现NO参与IGF-1的舒血管效应。Wickman等在切除垂体的雌性大鼠中发现IGF-1使血管内皮的eNOS上调，提高NO的生物利用度，从而改善冠状动脉供血。
四、结语
IGF-1是一种具有广泛作用的多肽，为维持心脏的正常结构和功能所必需。它可促进心脏正常生长发育，增强心脏功能，参与心肌肥厚的形成，减轻心肌细胞损伤，改善衰竭心脏的工作性能。增加心输出量，心博量和左室射血分数；又可以降低心血管系统的阻力，降低心脏后负荷，增加冠状动脉供血，改善心功能。随着IGF-1对心脏作用机制的阐明，将为某些心脏疾病的防治提供有效手段。
关键词：胰岛素样生长因子-1；心肌
中图分类号：R541 文献标识码：A 文章编号：1671-864X（2016）03-0157-01
胰岛素样生长因子（IGF）是属于胰岛素家族的一类多肽，包括IGF-1和IGF-2。IGF-1对心脏具有重要的生物学效应。机体中的IGF-1主要由肝细胞分泌，部分来自组织的自分泌或旁分泌。在血液中可检测到具有活性的IGF-1。循环中IGF-1的运载和储存方式主要通过与IGF结合蛋白（IGFBP）结合。目前已发现来源于不同组织各6种IGFBP。IGF-1主要与IGFBP-3结合后对一些生理机能起调节作用。
一、心肌上IGF-1的来源及其受体
心肌组织的IGF-1除来自血液循环外，其本身也具有分泌IGF-1的能力。IGF-1主要与IGF-1受体结合，两者有较高的亲和力，亦能与IGF-IIR结合，但亲和力低。
二、IGF-1对心肌的作用
（一）IGF-1参与胚胎和出生后早期心脏的生长发育。
IGF-1为胚胎和产后新生个体生长发育所必需 。IGF-1基因缺失的转基因大鼠，表现为个体小，肌肉严重萎缩，出生时的死亡率增高，心脏重量和体重明显下降。外源性的IGF-1剂量依赖性地促进新生大鼠心肌细胞蛋白的合成，增强心肌细胞DNA合成及有丝分裂，促进细胞增生。
（二）IGF-1对心脏功能的影响。
IGF-1使离体灌流心脏的左心室收缩压、左心室dp/dt max和左心室收缩压与舒张压之差均明显增高，但在31p核磁共振成像上未见收缩期中细胞内钙增加。
（三） IGF-1和心肌肥厚。
IGF-1在心肌肥厚形成中有重要作用：1.IGF-1促进胚胎和出生后早期心脏生长发育。2.在肥厚心肌组织中，IGF-1/IGF-IR系统的活性上调。3.在成年大鼠，长期应用外源性IGF-1可使心肌细胞体积增大，左心室重量增加，左心室壁增厚，舒张末直径和舒张容积增大。4.IGF-1促进成年心肌细胞合成蛋白。
（四）IGF-1和心肌细胞凋亡。心肌细胞凋亡是不同于心肌细胞坏死的另一种死亡形式，已证实IGF-1对心肌细胞凋亡有抑制作用。在小鼠心肌缺血-再灌注模型上，IGF-1能减少缺血-再灌注引发的心肌细胞凋亡。
三、IGF-1对心脏的作用机制
（一）促细胞增殖和肥大。
IGF-1主要通过MEK-MAPK和/或P13K信号途径激活或调节心肌细胞的增殖和肥大效应。在体内、体外实验均发现IGF-1促心衰心脏细胞增殖和肥大现象，但研究其机制的实验大都在体外培养心肌细胞中进行，这些细胞均是正常细胞，因而IGF-1在心衰心脏中的促增殖和肥大作用，是直接作用于心衰细胞还是作用于功能障碍细胞周围的正常细胞，抑或是作用于心肌干细胞分化产生的细胞周期的亚群需要进一步的实验研究。
（二）抑制细胞凋亡。
IGF-1与细胞表面的特异性受体结合后，磷酸化的IRS与P13K结合，P13K启动去磷脂反应和激活AKT，AKT通过激活抗凋亡靶因子或抑制凋亡因子抑制细胞凋亡。目前已知的AKT靶因子有：bcl-2家族成员BAD、Procaspase-9、CREB、GSK-3β等。但近来有实验证明IGF-1可同时通过两条和两条以上信号途径来调节抑制细胞凋亡。
（三）增加心肌收缩性。
IGF-1通过促进三磷酸肌醇和二酰甘油的生成，从而分别使细胞内钙离子浓度增高和蛋白激酶C激活途径来增加心肌收缩性。Von Lewinski等研究人的心衰心肌细胞，IGF-1的正性肌力作用机制。Ca2+转运和SR Ca 2+浓度的增加与正性肌力作用相关。IGF-1提高L-型Ca2+流，证实IGF-1在心衰心肌细胞中执行Ca2+依赖的正性肌力作用。Ren等在IGF-1缺乏的小鼠心衰模型中，发现IGF-1缺乏直接与心肌细胞的兴奋-收缩耦联的功能障碍有关。
（四）增加冠状动脉供血。
Kiowski等1994年发现NO参与IGF-1的舒血管效应。Wickman等在切除垂体的雌性大鼠中发现IGF-1使血管内皮的eNOS上调，提高NO的生物利用度，从而改善冠状动脉供血。
四、结语
IGF-1是一种具有广泛作用的多肽，为维持心脏的正常结构和功能所必需。它可促进心脏正常生长发育，增强心脏功能，参与心肌肥厚的形成，减轻心肌细胞损伤，改善衰竭心脏的工作性能。增加心输出量，心博量和左室射血分数；又可以降低心血管系统的阻力，降低心脏后负荷，增加冠状动脉供血，改善心功能。随着IGF-1对心脏作用机制的阐明，将为某些心脏疾病的防治提供有效手段。