李琛琪(綜述)，周明武(審校)

(1.新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453003； 2.解放軍第一五三中心醫(yī)院全軍創(chuàng)傷骨科中心，鄭州450042)

隨著現(xiàn)代工業(yè)的進(jìn)步，外科創(chuàng)傷愈發(fā)常見。臨床上缺血/再灌注(ischemia reperfusion,I/R)損傷所致的傷殘率、致死率不斷攀高，給患者造成了極大的生活及經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。肢體缺血/再灌注(limb ischemia reperfusion,LIR)損傷是指處于離斷或缺血狀態(tài)的肢體在血運(yùn)恢復(fù)之后引起機(jī)體生理、生化及病理性的一系列破壞性改變。這一現(xiàn)象是Sewell等[1]在進(jìn)行犬冠狀動(dòng)脈結(jié)扎實(shí)驗(yàn)時(shí)首次發(fā)現(xiàn)的。隨后Jennings[2]通過犬的冠狀動(dòng)脈阻塞實(shí)驗(yàn)觀察到并提出了I/R損傷的概念。但是一直到20世紀(jì)80年代后，這一現(xiàn)象才引起國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注和研究[3]，現(xiàn)將國內(nèi)外對(duì)LIR損傷的研究進(jìn)展綜述如下。

1 I/R損傷機(jī)制

1.1目前公認(rèn)的損傷機(jī)制

1.1.1氧自由基假說 自由基是自由基化學(xué)發(fā)展史上出現(xiàn)的名詞，指帶有一個(gè)不成對(duì)電子的原子、分子或離子的總稱[4]。1900年Gomberg對(duì)三苯甲基自由基的發(fā)現(xiàn)揭開了自由基化學(xué)的首篇章，1931年Mechaelis首次提出某些酶促氧化還原反應(yīng)的中間產(chǎn)物為自由基，表明生物體內(nèi)可能存在自由基[5]。自由基包括氧自由基、脂性自由基、Cl-、一氧化氮(ONOO-)等[4]。生理情況下，自由基的生成與清除處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)；病理情況下，如果自由基生成過多或機(jī)體抗氧化能力不足，可引發(fā)氧化應(yīng)激，導(dǎo)致細(xì)胞損傷[6]。

I/R可通過增加黃嘌呤氧化酶、增強(qiáng)線粒體內(nèi)氧單電子還原及兒茶酚胺氧化能力、激活中性粒細(xì)胞等途徑使氧自由基的生成增多[7]。氧自由基增多又可導(dǎo)致膜脂質(zhì)過氧化能力增強(qiáng)、線粒體功能抑制、ATP合成減少；另一方面又可抑制蛋白質(zhì)功能，破壞核酸及染色體進(jìn)而使組織細(xì)胞損傷、死亡。

1.1.2鈣超載假說 鈣超載是指缺血組織恢復(fù)血流后，細(xì)胞內(nèi)鈣含量顯著增高并導(dǎo)致細(xì)胞損傷的現(xiàn)象。細(xì)胞內(nèi)Ca2+主要儲(chǔ)存在線粒體和肌質(zhì)網(wǎng)內(nèi)，靜息狀態(tài)下，借助電壓依賴性鈣通道、受體操縱性鈣通道、鈣庫操縱性鈣通道作用，細(xì)胞外Ca2+數(shù)量維持為細(xì)胞內(nèi)Ca2+數(shù)量的104倍[8]。

I/R可致Na+/Ca2+交換異常、生物膜損傷，結(jié)果使細(xì)胞內(nèi)Ca2+增加[9]。細(xì)胞內(nèi)鈣增加的損傷機(jī)制為：抑制線粒體功能，減少ATP合成；激活磷脂酶，造成生物膜的損傷；產(chǎn)生一過性內(nèi)向離子流，形成心肌的遲后除極，引起心律失常；加速形成黃嘌呤氧化酶，促氧自由基生成，破壞細(xì)胞；促使肌原纖維發(fā)生攣縮、斷裂，破壞細(xì)胞[8]。

1.1.3中性粒細(xì)胞的黏附聚集及其介導(dǎo)的損傷 I/R時(shí)中性粒細(xì)胞的激活及其致炎因子的釋放造成微血管損傷有關(guān)，其機(jī)制為：I/R后數(shù)分鐘，血管內(nèi)皮細(xì)胞和白細(xì)胞表達(dá)大量黏附分子，如P選擇素，使白細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞形成不穩(wěn)定黏附；I/R后4 h，整合素增多，使不穩(wěn)定黏附變?yōu)槔喂甜じ?；同時(shí)，內(nèi)皮細(xì)胞和白細(xì)胞釋放炎性介質(zhì)，誘導(dǎo)白細(xì)胞在細(xì)胞間隙黏附聚集。聚集的白細(xì)胞可改變血液流變學(xué)、微血管口徑、微血管通透性，引起微血管損傷；釋放的大量致炎物質(zhì)也使細(xì)胞發(fā)生損傷、凋亡[10]。

1.2I/R損傷機(jī)制新發(fā)現(xiàn)

1.2.1一氧化氮作用 一氧化氮的損傷機(jī)制[11]:與超氧陰離子結(jié)合生成過氧亞硝酸根陰離子(ONOO-)及羥自由基(OH-)，損傷細(xì)胞；結(jié)合亞鐵原卟啉基團(tuán)抑制相關(guān)酶活性，破壞線粒體和DNA復(fù)制功能；引起核酸亞?；?破壞DNA。研究認(rèn)為[12],生理濃度的一氧化氮可作為內(nèi)皮細(xì)胞衍生舒張因子擴(kuò)張血管,阻止血小板的聚集；濃度降低時(shí)對(duì)機(jī)體有一定保護(hù)作用；濃度過高時(shí)可致細(xì)胞和組織損傷。

1.2.2無復(fù)流現(xiàn)象 當(dāng)心肌、腦、腎和骨骼肌等全身器官組織局部缺血一段時(shí)間再恢復(fù)血流后部分缺血區(qū)未能充分復(fù)流，此現(xiàn)象稱為無復(fù)流現(xiàn)象[13]。其發(fā)生原因未被公認(rèn),主要認(rèn)為I/R時(shí)血管收縮、白細(xì)胞黏附等因素使微血管處于缺氧狀態(tài)，此刻微血管突然擴(kuò)張會(huì)使血液流速減慢,血流減慢又導(dǎo)致缺氧狀態(tài)加重，這種惡性循環(huán)最終使I/R損傷不斷加重。

1.2.3細(xì)胞凋亡 Bcl-2是一種重要的抗凋亡基因，有研究表明Bcl-2可通過抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)釋放Ca2+,并阻止促凋亡基因的信號(hào)傳遞以共同抑制細(xì)胞凋亡[14]。因此認(rèn)為，Bcl-2與I/R損傷密切相關(guān)。此外，還發(fā)現(xiàn)即刻早期基因(如c-fos基因、c-jun基因)也在I/R損傷中發(fā)揮重要作用[15]。

2 LIR損傷對(duì)骨骼肌的影響

LIR可引起骨骼肌嚴(yán)重?fù)p傷。LIR損傷期間，由機(jī)體生理、生化和免疫學(xué)方面變化誘導(dǎo)的急性炎癥反應(yīng)可引起骨骼肌損傷，嚴(yán)重時(shí)可引起全身性反應(yīng)[16]。病理學(xué)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)LIR損傷后肌細(xì)胞水腫，形態(tài)改變，隨后肌細(xì)胞核變大、數(shù)量增多、向中心位移，間質(zhì)細(xì)胞增生，間質(zhì)有纖維化傾向，肌細(xì)胞功能喪失或下降，器官或肢體功能減弱、甚或壞死[17]。

近年研究認(rèn)為，骨骼肌I/R損傷機(jī)制包括氧自由基作用、鈣超載、中性粒細(xì)胞作用、一氧化氮作用、細(xì)胞凋亡與I/R、無復(fù)流現(xiàn)象[18]。然而，活性氧類增多和中性粒細(xì)胞激活才是引起損傷的主要因素，因此預(yù)防LIR對(duì)骨骼肌的損傷主要應(yīng)從控制性再灌注、缺血預(yù)適應(yīng)、清除自由基三個(gè)方面入手。

目前在LIR損傷方面的研究成果主要有：確立了LIR損傷模型的制備方法[19]；發(fā)現(xiàn)線粒體功能在LIR損傷中的重要作用[20]；發(fā)現(xiàn)LIR損傷對(duì)全身多器官均有影響[21]。Wilhelm等[22]利用自制體外循環(huán)機(jī)將復(fù)合灌注液與血液按比例混合灌入取栓后的患者體內(nèi)，發(fā)現(xiàn)可有效減輕I/R所致的骨骼肌損傷。Mansour等[23]通過大鼠的實(shí)驗(yàn)證實(shí)，遠(yuǎn)距離和局部缺血預(yù)適應(yīng)均可改善骨骼肌的線粒體功能，降低白細(xì)胞黏附、促進(jìn)微循環(huán)復(fù)流，最終減輕骨骼肌I/R損傷。Erdem等[24]發(fā)現(xiàn)褪黑激素可以有效減輕LIR所致的骨骼肌損傷。

3 I/R損傷對(duì)全身各系統(tǒng)的影響

I/R損傷是臨床常見病，其除最常見的LIR損傷外同時(shí)可累及身體其他遠(yuǎn)隔器官[25]。

3.1中樞神經(jīng)系統(tǒng) 杜冠華等[26]通過小鼠實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)丹酚酸可借助其抗氧化能力改善腦I/R損傷。盧旭霞等[27]發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)程缺血后適應(yīng)對(duì)大鼠腦缺血有保護(hù)作用，該作用可能與腦組織中增強(qiáng)子結(jié)合蛋白(CCAAT/enhaneer binding protein，C/EBP)同源性蛋白水平變化有關(guān)。

此外，研究證實(shí)與腦I/R損傷保護(hù)作用機(jī)制有關(guān)因素還有Bcl-2蛋白、Bax蛋白、熱激蛋白70、熱激蛋白A12B、丙戊酸鈉等。

3.2心血管系統(tǒng) 崔新明等[28]發(fā)現(xiàn)心肌缺血時(shí)間過短或過長,恢復(fù)血供后都不會(huì)形成再灌注損傷,缺血30 min再灌注120 min可形成典型心肌I/R損傷。Gedik等[29]發(fā)現(xiàn)肝素可顯著減輕心肌I/R損傷。

3.3呼吸系統(tǒng) 孫曉峰等[30]發(fā)現(xiàn)姜黃素預(yù)處理能有效減輕LIR所致的大鼠肺內(nèi)炎性反應(yīng)，其機(jī)制可能與抑制核因子κB激活，從而減少腫瘤壞死因子α和白細(xì)胞介素6介導(dǎo)的中性粒細(xì)胞聚集有關(guān)。Gedik等[29]發(fā)現(xiàn)肝素也可顯著減輕肺部I/R損傷。

3.4消化、泌尿系統(tǒng) 王保強(qiáng)等[31]發(fā)現(xiàn)缺血預(yù)適應(yīng)可減輕一氧化氮/內(nèi)皮素1系統(tǒng)失衡，保護(hù)LIR繼發(fā)的肝組織損傷，且此時(shí)內(nèi)皮源的一氧化氮產(chǎn)生增加,非內(nèi)皮源的一氧化氮產(chǎn)生減少。Czigány等[32]再次研究證實(shí)了缺血預(yù)處理可減輕I/R對(duì)肝臟的損傷。

研究還發(fā)現(xiàn)I/R對(duì)視網(wǎng)膜、關(guān)節(jié)軟骨及滑膜都有損傷影響[33]，最新報(bào)道指出補(bǔ)體系統(tǒng)激活可能對(duì)防治I/R損傷意義重大[34-36]。因此，I/R損傷是一個(gè)綜合性的疾病，其損傷可影響全身多個(gè)器官，尤其在器官移植、斷肢再植方面發(fā)生率最多。

4 展 望

LIR可通過氧自由基、鈣超載、中性粒細(xì)胞聚集、一氧化氮生成、補(bǔ)體系統(tǒng)激活等方式介導(dǎo)細(xì)胞凋亡、壞死，最終損傷局部肌肉或全身器官。雖然當(dāng)前研究已涉及基礎(chǔ)免疫方面，但進(jìn)展仍舊緩慢，建議在已有研究基礎(chǔ)上進(jìn)一步增加I/R損傷基礎(chǔ)病理方面的研究。需要指出的是，前述實(shí)驗(yàn)仍多數(shù)處于動(dòng)物實(shí)驗(yàn)階段，但是隨著研究的深入與完善,一定能夠?qū)⒀芯砍晒缛諔?yīng)用于臨床，指導(dǎo)解決LIR損傷防治難題。

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