倪 敏，沈甫明

(第二軍醫(yī)大學(xué)藥學(xué)院藥理學(xué)教研室,上海 200433))

肝臟缺血再灌注損傷發(fā)生機(jī)制及藥物干預(yù)研究進(jìn)展

倪 敏，沈甫明

(第二軍醫(yī)大學(xué)藥學(xué)院藥理學(xué)教研室,上海 200433))

缺血再灌注損傷是許多因子參與的復(fù)雜的病理生理過(guò)程，是影響肝移植、肝臟葉段切除術(shù)后肝功能的一個(gè)多因素過(guò)程。本文主要闡述肝臟缺血再灌注損傷的發(fā)病機(jī)制及藥物預(yù)處理對(duì)其的防治。

肝臟；缺血再灌注；藥物干預(yù)

肝缺血再灌注損傷(hepatic ischemia reperfusion injury，HIRI)好發(fā)于休克及多種肝臟外科手術(shù)中，是影響肝移植、肝臟葉段切除術(shù)后肝功能的一個(gè)多因素過(guò)程[1]。肝缺血再灌注可致Kupffer細(xì)胞、中性粒細(xì)胞和血小板活化，繼而引發(fā)一系列細(xì)胞反應(yīng)，同時(shí)由于肝竇內(nèi)皮細(xì)胞的損害導(dǎo)致微循環(huán)障礙，進(jìn)一步加重肝臟缺血、缺氧。其病理生理過(guò)程復(fù)雜，迄今尚無(wú)明確認(rèn)識(shí)，故對(duì)其發(fā)生機(jī)制的研究已成為熱點(diǎn)，本文就對(duì)近年來(lái)肝臟缺血再灌注損傷發(fā)生機(jī)制及藥物干預(yù)的研究進(jìn)展作一簡(jiǎn)要概述。

1 HIRI的發(fā)生機(jī)制

肝臟缺血再灌注后可激活Kupffer細(xì)胞、中性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞[2]，這些細(xì)胞的激活，可直接釋放大量促炎的細(xì)胞因子，如TNF-α、IL-1β、IL-6；也可釋放脂質(zhì)炎性介質(zhì)，如白三烯(LTs)、血栓素A2(TXA2)、血小板激活因子(PAF)等。炎性介質(zhì)能激活炎癥細(xì)胞，使之合成和釋放多種炎癥因子。炎癥因子在肝內(nèi)既可通過(guò)單個(gè)形式也可通過(guò)彼此間協(xié)同作用引起肝細(xì)胞損傷。TNF-α直接導(dǎo)致肝竇內(nèi)皮細(xì)胞腫脹；通過(guò)中性粒細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞的相互作用導(dǎo)致肝臟微循環(huán)障礙[3,4]；可激活中性粒細(xì)胞釋放氧自由基；同時(shí)刺激單核巨噬細(xì)胞和其它細(xì)胞分泌IL-1β、 IL-6等炎性因子。IL-1β可誘導(dǎo)IL-8的合成并增加細(xì)胞黏附分子選擇素、整合素的表達(dá)，這些均增強(qiáng)中性粒細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞的黏附，進(jìn)一步導(dǎo)致合成更多的細(xì)胞因子。

多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，氧自由基在肝臟缺血再灌注時(shí)發(fā)揮重要作用，其發(fā)生機(jī)制有：①細(xì)胞缺血缺氧使ATP生成減少，Ca2+進(jìn)入線粒體增多，使線粒體功能受損，從而使氧自由基生成增加。②鈣超載又可激活鈣離子依賴性蛋白酶，后者可催化黃嘌呤脫氫酶轉(zhuǎn)化為黃嘌呤氧化酶.，而黃嘌呤氧化酶在有氧條件下能促進(jìn)黃嘌呤在分解為尿酸的同時(shí)產(chǎn)生大量的氧自由基。在再灌注時(shí)大量氧進(jìn)入的情況下，黃嘌呤氧化酶作用于次黃嘌呤，產(chǎn)生大量超氧陰離子自由基[5,6]。③再灌注時(shí)，由于缺氧、ATP減少及鈣進(jìn)入線粒體增多，使細(xì)胞色素氧化酶功能失調(diào)、細(xì)胞內(nèi)線粒體膜電勢(shì)喪失、呼吸鏈功能障礙、電子傳遞鏈漏電子增多、超氧化物歧化酶生成減少等，同時(shí)可導(dǎo)致大量氧自由基生成[7]。④ 缺血期組織細(xì)胞含氧量減少，作為電子受體的氧含量不足，再灌注后恢復(fù)組織氧供應(yīng)，使氧自由基在短時(shí)間內(nèi)爆發(fā)性增多。

氧自由基損傷肝細(xì)胞的機(jī)制主要有：①氧化細(xì)胞膜，改變膜的流動(dòng)性和通透性，產(chǎn)生脂質(zhì)過(guò)氧化物，直接損傷細(xì)胞；②通過(guò)直接作用于肝竇內(nèi)皮細(xì)胞膜增加血小板及中性粒細(xì)胞的粘附位點(diǎn)，增加血小板及中性粒細(xì)胞的的黏附、聚集，造成微循環(huán)障礙[8]；③激活肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞核內(nèi)的氧化核酸酶，使DNA雙鏈斷裂而造成肝臟結(jié)構(gòu)和功能的損傷；④氧自由基抑制線粒體的氧化磷酸化，使能量物質(zhì)減少。

缺血再灌注能導(dǎo)致細(xì)胞凋亡的事實(shí)已經(jīng)有所報(bào)道。細(xì)胞凋亡是指細(xì)胞受到某些特殊信號(hào)刺激后，由其內(nèi)部機(jī)制調(diào)控的主動(dòng)的細(xì)胞死亡，屬于機(jī)體自身的生理活動(dòng)，也稱為程序性細(xì)胞死亡(PCD)。PCD是導(dǎo)致缺血再灌注損傷的重要機(jī)制之一，是肝功能衰竭的重要原因[9]。缺血再灌注后的細(xì)胞凋亡是一個(gè)復(fù)雜過(guò)程，能量代謝障礙、氧自由基、細(xì)胞因子、細(xì)胞內(nèi)鈣超載以及Caspase家族、Bcl-2家族均可誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，其中氧自由基的爆發(fā)性形成是關(guān)鍵因素，在缺血再灌注時(shí)氧化磷酸化障礙，線粒體內(nèi)自由基及其代謝的中心產(chǎn)物增多，而此時(shí)自由基防御體系活性下降，自由基介導(dǎo)的DNA損傷可激發(fā)多聚ADP核糖轉(zhuǎn)移酶的活化和p53積累，這二者均與凋亡有關(guān)。

2 HIRI的藥物干預(yù)

藥物預(yù)處理是利用某些活性物質(zhì)直接或間接的藥理作用來(lái)達(dá)到類似缺血預(yù)處理的保護(hù)作用 ，增強(qiáng)組織或細(xì)胞對(duì)缺血再灌注損傷的耐受性，從而減輕損傷。對(duì)HIRI具有預(yù)處理效果的藥物主要原則有：①保護(hù)生物膜，改善微循環(huán)及細(xì)胞能量代謝。缺血組織酵解過(guò)程增強(qiáng)，因此補(bǔ)充糖酵解底物能有效保護(hù)缺血組織，有利于生物膜功能的恢復(fù)。缺血時(shí)線粒體氧化磷酸化代謝受阻，鑒于此，可給予外源性ATP、磷酸肌酸、細(xì)胞色素C等；②自由基清除劑：給予低分子自由基清除劑，例如維生素A、維生素C、維生素E和谷胱甘肽還原酶(GTH-PX)[10]；酶型自由基清除劑，例如：過(guò)氧化氫酶(CAT)、超過(guò)氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化物酶；③減輕炎癥反應(yīng) 給予具有穩(wěn)定溶酶體酶膜作用的糖皮質(zhì)激素、阻斷中性粒細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞間粘附反應(yīng)的特定粘附分子的單抗等，均可明顯減輕缺血再灌注損傷[11]；④減輕鈣超載的鈣通道阻斷劑。

但其中許多藥物具有較大的毒副作用，影響了它們?cè)谂R床上的應(yīng)用。中草藥以安全范圍大、毒副作用小、作用環(huán)節(jié)較多等優(yōu)點(diǎn)，成為研究的熱點(diǎn)。一些活血化瘀中藥能清除氧自由基，對(duì)臟器缺血再灌注損傷具有一定的保護(hù)作用，如丹參、參附、銀杏葉提取物、大黃素等等[12～14]。川芎可以抑制PMN聚集粘附、減輕鈣超載、抗TXA2、合成、阻止血小板聚集、清除自由基、保護(hù)線粒體；丹參具有減低OFR脂質(zhì)過(guò)氧化物含量，提高SOD活性，減少鈣超載，促進(jìn)再生修復(fù)功能。此外，有研究表明三七總皂苷、阿魏酸鈉(當(dāng)歸的有效成分)、綠茶Pingpien Gingseng Rhizome物(GTE)、黃芪總黃酮等對(duì)肝臟缺血再灌注損傷都具有保護(hù)作用。

近年來(lái)，高張鹽水(HS)也開始受到人們的重視。小劑量HS不僅能快速改善休克的血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)，提高心肌收縮力和心排出量，改善微循環(huán)，而且還能抑制應(yīng)激狀態(tài)下的過(guò)度炎癥反應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)[15,16]，HS可抑制中性粒細(xì)胞過(guò)度激活，抑制TNF-α、IL-6及黏附分子的分泌，同時(shí)增加抗炎細(xì)胞因子IL-10的釋放與表達(dá)。高張鹽水預(yù)處理能明顯增強(qiáng)缺血再灌注后肝臟血紅素加氧酶-1的mRNA及蛋白表達(dá)，明顯改善肝臟微循環(huán)，對(duì)肝臟缺血再灌注損傷具有一定的保護(hù)作用。

隨著尼古丁α7膽堿能受體成為研究熱點(diǎn)。人們開始了對(duì)α7受體在缺血再灌注損傷中的作用的研究。Elahe T Crockett等人[17]研究發(fā)現(xiàn)，給予尼古丁α7受體激動(dòng)劑可在肝臟缺血再灌注早期降低細(xì)胞炎癥因子的表達(dá)，減輕肝損傷。這可能是由于Kuffer細(xì)胞上的尼古丁α7受體被激活，啟動(dòng)了尼古丁α7受體抗炎通路，從而減輕組織損傷。尼古丁α7受體抗炎通路是指迷走神經(jīng)末梢釋放的乙酰膽堿與巨噬細(xì)胞膜上的尼古丁α7受體結(jié)合后，可調(diào)控由感染、休克等引起的炎癥反應(yīng)程度[18]。最近研究發(fā)現(xiàn)，山莨菪堿可增加乙酰膽堿與N型膽堿能受體的結(jié)合率，從而增強(qiáng)尼古丁α7受體抗炎作用[19,20]。山莨菪堿作為M受體膽堿阻斷劑，能解除血管痙攣(尤其微血管)，改善微循環(huán)，在補(bǔ)充血容量的前提下可使降低的血壓升高。早期研究也發(fā)現(xiàn)[21,22]，山莨菪堿有抑制Na-Ca交換的作用，可防止鈣超載，對(duì)防止再灌注損傷有一定效果。山莨菪堿有一定的細(xì)胞保護(hù)作用，可在細(xì)胞水平上穩(wěn)定膜結(jié)構(gòu)，防止自由基對(duì)質(zhì)膜的破壞。使用山莨菪堿的治療組肝細(xì)胞壞死較輕，MDA含量顯著減低，證明山莨菪堿具有抗肝缺血再灌注損傷的作用。這些研究均為尼古丁α7受體在缺血再灌注損傷中的保護(hù)作用提供了證據(jù)，同時(shí)為缺血再灌注損傷的防治提供了新的靶點(diǎn)。

3 展望

肝臟缺血再灌注損傷的防治已經(jīng)在控制再灌注條件、應(yīng)用細(xì)胞保護(hù)劑和調(diào)動(dòng)機(jī)體內(nèi)源性防御能力等方面取得了豐碩成果。但是，肝臟缺血再灌注損傷的機(jī)制復(fù)雜，是多種因素相互、共同作用的結(jié)果，而單一機(jī)制的研究往往不能達(dá)到滿意的效果，因此多種機(jī)制的、多藥物聯(lián)合運(yùn)用的綜合性研究有待進(jìn)一步開展。隨著對(duì)膽堿能抗炎通路的研究不斷趨于完善，也一定會(huì)產(chǎn)生更多相關(guān)的應(yīng)用思路和切實(shí)可行的方法服務(wù)于臨床治療，為研究防治缺血再灌注損傷提供了一條的新的策略。科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，使人們對(duì)缺血再灌注損傷的機(jī)制研究不斷深入，防治疾病的方法也將越來(lái)越的有效。

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2010-03-19

[修回日期] 2011-02-28

Advancesinthemechanismandmedicationcurewaysofischemia-reperfusioninjury

NI Min, SHEN Fu-ming

(Department of Pharmacology, School of Pharmacy, Second Military Medical University,Shanghai 200433, China)

Ischemia-reperfusion injury was a complex course in pathophysiology with many factors which had been implicated in the pathogenesis of a variety of clinical conditions including liver transplantation, and liver resectional surgery. The mechanism of ischemia-reperfusion injury and medication cure ways for ischemia-reperfusion injury were investigated in this paper．

liver; ischemia-reperfusion injury; medication cure way

作者介簡(jiǎn)倪 敏(1986-)，女，碩士研究生.Tel:(021)81871276，E-mail:antie-1986@163.com.

沈甫明.E-mail:fumingshen@126.com.

R965.1

A

1006-0111(2011)03-0179-03