血清SOD、MDA、MPO檢測(cè)在心肌缺血再灌注損傷治療中的應(yīng)用價(jià)值

余 帆 徐彤彤 呂祥威 覃 泱 (廣西桂林醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院特需病區(qū)，廣西 桂林 541001)

缺血心肌在恢復(fù)血流灌注后，反而加重?fù)p傷，會(huì)導(dǎo)致超微結(jié)構(gòu)、心功能、代謝和心肌電生理等方面的一系列損傷〔1，2〕。而據(jù)世界衛(wèi)生組織WHO統(tǒng)計(jì)表示〔3〕：到2020年急性冠狀動(dòng)脈梗阻性疾病將會(huì)成為世界上人類致死的主要原因。在臨床工作中，無(wú)論是在內(nèi)科用藥治療還是介入或搭橋手術(shù)中，冠狀動(dòng)脈再通后都直接面臨著缺血再灌注損傷(IRI)。如何早期診斷與預(yù)防在臨床工作中可能出現(xiàn)的心肌缺血再灌注損傷(MIRI)已成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。

1 超氧化物歧化酶(SOD)與MIRI

MIRI的發(fā)生機(jī)制主要與活性氧(ROS)的大量產(chǎn)生、細(xì)胞內(nèi)鈣超載、炎癥介質(zhì)的釋放和高能磷酸化合物生成障礙等有關(guān)〔4〕。研究表明，心肌缺血再灌注時(shí)機(jī)體通過(guò)酶系統(tǒng)與非酶系統(tǒng)產(chǎn)生大量的ROS。ROS主要包括：氧自由基(OFR)、單線態(tài)氧、H2O2、NO、脂氫過(guò)氧化物(LOOH)及其裂解產(chǎn)物 LO·和LOO·等。低水平的ROS通常能夠被一些抗氧化的酶或物質(zhì)降解，如果高水平的ROS在胞內(nèi)大量蓄積將會(huì)引起氧化應(yīng)激〔5〕，蓄積在細(xì)胞內(nèi)ROS通過(guò)氧化蛋白及脂質(zhì)不僅使它們失去功能而且促使其形成脂褐素來(lái)影響溶酶體活性而導(dǎo)致細(xì)胞的死亡〔6〕。所以ROS的產(chǎn)生和降解平衡是細(xì)胞發(fā)揮正常生理功能的保證。而SOD是心肌內(nèi)天然存在的OFR清除劑，是重要的抗氧化酶，其機(jī)制為：能將黃嘌呤氧化酶系所產(chǎn)生的氧自由基·O－2轉(zhuǎn)化化成活性較低的H2O2，而H2O2再進(jìn)一步經(jīng)過(guò)氧化氫酶或谷胱甘肽過(guò)氧化物酶轉(zhuǎn)變?yōu)榉肿友鹾退９识鳶OD的活性高低能夠反映機(jī)體對(duì)OFR的清除能力的大小。當(dāng)缺血心肌在恢復(fù)供血供氧及側(cè)支循環(huán)重建時(shí)，能夠產(chǎn)生大量的OFR〔7〕，這些OFR不僅使SOD在數(shù)量與活性上均有所下降，同時(shí)還會(huì)抑制SOD酶的活性，進(jìn)一步加氧自由基，從而使組織與血脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)增強(qiáng)，導(dǎo)致再灌流損傷。因此，在MIR的早期，大量氧自由基的釋放及抗氧化酶活性的降低，都可導(dǎo)致心肌細(xì)胞嚴(yán)重受損〔8〕。研究發(fā)現(xiàn)SOD可通過(guò)抑制Haber-Weiss反應(yīng)而減少羥自由基(OH－)的產(chǎn)生〔9〕。另有實(shí)驗(yàn)表明，SOD與肌苷相聯(lián)用不僅可以提高肌苷對(duì)缺血心肌的保護(hù)效果，還可以增加缺血心肌的ATP儲(chǔ)備能力〔10〕。由此表明SOD在心肌缺血再灌注過(guò)程中起到了保護(hù)缺血心肌的作用，SOD含量高低與病情的嚴(yán)重程度有關(guān)。

2 丙二醛(MDA)與MIRI

缺血再灌注時(shí)心肌組織中產(chǎn)生的大量氧自由基使機(jī)體處于氧化應(yīng)激狀態(tài)，通過(guò)脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)損傷細(xì)胞膜。在氧化應(yīng)激領(lǐng)域里，脂質(zhì)過(guò)氧化研究較為廣泛，生物膜作為ROS攻擊的主要部位，當(dāng)膜脂質(zhì)過(guò)氧化水平增加時(shí)，會(huì)導(dǎo)致膜液態(tài)性下降、通透性增強(qiáng)、膜蛋白受損、線粒體腫脹與脂質(zhì)信號(hào)分子轉(zhuǎn)導(dǎo)異常〔11〕，及毛細(xì)血管內(nèi)皮損傷，促進(jìn)了血小板黏附于血管壁上，增加了血管的滲透性，造成不可逆的組織損傷。同時(shí)，大量的氧自由基誘導(dǎo)大量的中性粒細(xì)胞黏附于內(nèi)皮細(xì)胞上，導(dǎo)致微血栓的形成〔12〕。微血栓的形成與中性粒細(xì)胞的聚集能夠引起再灌注的無(wú)復(fù)流現(xiàn)象〔13〕而加重MIRI。心肌細(xì)胞膜上存在的大量脂質(zhì)成分與自由基細(xì)胞膜周圍的ROS極易反應(yīng)，其中脂質(zhì)成分因能產(chǎn)生多種脂質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)物，而擁有自動(dòng)放大這種反應(yīng)的能力。MDA作為細(xì)胞內(nèi)最重要的脂質(zhì)過(guò)氧化代謝產(chǎn)物，它能促使心肌細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)與核酸脂類發(fā)生交聯(lián)，導(dǎo)致心肌細(xì)胞突變、衰老或死亡及胞膜變性〔14〕。嚴(yán)重、廣泛的心肌損傷導(dǎo)致嚴(yán)重的細(xì)胞代謝紊亂，自由基生成增多則脂質(zhì)氧化反應(yīng)的代謝產(chǎn)物也增多，血中MDA的含量隨著損傷反應(yīng)的加重而逐漸升高。故MDA在血清中的水平能直接反映心肌細(xì)胞脂質(zhì)過(guò)氧化程度，且間接反映氧自由基的活性，以此來(lái)了解缺血再灌注過(guò)程中心肌細(xì)胞氧化損傷的程度〔15〕。

3 髓過(guò)氧化物酶(MPO)與MIRI

研究發(fā)現(xiàn)，炎癥反應(yīng)在MIRI中發(fā)揮了重要作用，在急性MIR的最初6 h，參與炎癥反應(yīng)的中性粒細(xì)胞到達(dá)心肌梗死區(qū)域，其后的24 h會(huì)遷移到心肌組織中。而MPO作為存在于中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞等細(xì)胞中的溶酶體酶，參與了炎癥、血管炎和動(dòng)脈粥樣硬化等疾病過(guò)程〔16〕。據(jù)研究MPO作為中性粒細(xì)胞的活化標(biāo)志物，其活化水平與中性粒細(xì)胞的激活程度有著密切關(guān)系，MPO代表著嗜中性多形核白細(xì)胞(PMN)的功能與活性狀態(tài)〔17〕。PMN的過(guò)度激活不僅能夠破壞血管內(nèi)皮細(xì)胞基底膜和結(jié)締組織，還可通過(guò)呼吸爆發(fā)進(jìn)一步產(chǎn)生更多的自由基，導(dǎo)致脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)更為劇烈，造成組織進(jìn)一步的損傷。在一定條件下，MPO可以通過(guò)細(xì)胞信號(hào)通路誘導(dǎo)炎癥相關(guān)基因的表達(dá)，從而上調(diào)機(jī)體炎癥反應(yīng)，使效應(yīng)細(xì)胞更易于到達(dá)炎癥組織〔18，19〕。MPO可在炎癥部位催化過(guò)氧化氫生成具有廣泛生物學(xué)效應(yīng)的活性氧分子，而當(dāng)它生成過(guò)量，超過(guò)了抗氧化防御范圍時(shí)，導(dǎo)致氧化應(yīng)激與組織損傷。MPO也可通過(guò)調(diào)節(jié)NO對(duì)血管信號(hào)的傳遞，來(lái)直接改變血管的炎癥反應(yīng)性〔20〕。急性冠脈綜合征(ACS)時(shí)，患者冠脈管壁的炎性反應(yīng)較顯著，MPO表達(dá)升高明顯，因此，研究者認(rèn)為其可以作為ACS或者胸痛的預(yù)測(cè)指標(biāo)〔21，22〕。在 Baldus 等〔23〕進(jìn)行的 CAPTURE 實(shí)驗(yàn)表明，伴隨MPO水平的升高，心血管發(fā)病的風(fēng)險(xiǎn)明顯升高，對(duì)低TnT水平的ACS患者的危險(xiǎn)性更大。歐陽(yáng)茂等〔24〕研究表明，ACS患者的MPO濃度明顯高于對(duì)照組，且高濃度MPO患者的半年心血管事件的發(fā)生率升高。Roman等〔25〕研究也證實(shí)MPO能為ACS患者提供長(zhǎng)期的預(yù)后信息，獨(dú)立有效地預(yù)測(cè)不良心血管事件發(fā)生。同時(shí)，還有研究表明〔26，27〕基線水平的 MPO仍可獨(dú)立預(yù)測(cè)AMI的風(fēng)險(xiǎn)及其他不良冠脈事件，從而說(shuō)明MPO可能在ACS患者的早期危險(xiǎn)分層中起到了作用。MPO基因多態(tài)性的相關(guān)研究亦表明，MPO與冠狀動(dòng)脈疾病關(guān)系密切〔28〕。由此表明，血清MPO的水平與ACS的預(yù)后有關(guān)，并反映著ACS的不同方面，MPO可作為一個(gè)預(yù)測(cè)冠狀動(dòng)脈不良事件的危險(xiǎn)因素〔29〕。

4 小結(jié)

在心肌缺血再灌注過(guò)程中，大量氧自由基產(chǎn)生導(dǎo)致的氧化應(yīng)激、脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)是造成心肌細(xì)胞損傷的因素之一。而心肌缺血后強(qiáng)烈的炎癥反應(yīng)是造成心肌細(xì)胞繼發(fā)性損傷的另一因素，炎癥反應(yīng)中的中性粒細(xì)胞的過(guò)度激活可通過(guò)增加氧化應(yīng)激而造成更進(jìn)一步的傷害?？寡趸瘧?yīng)激，抑制體內(nèi)脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)，對(duì)MIRI產(chǎn)生保護(hù)作用〔30〕，可改善缺血再灌注心臟的心功能恢復(fù)〔31，32〕。而與上述各反應(yīng)密切相關(guān)的 SOD、MDA 和MPO這些物質(zhì)，在心肌缺血再灌注的臨床檢測(cè)與治療中也發(fā)揮著不小的作用，它們?cè)隗w內(nèi)水平的高低與病情的嚴(yán)重程度有關(guān)，是反映疾病情況的敏感指標(biāo)，心肌細(xì)胞損傷越嚴(yán)重，其血清中SOD含量越低，MDA和MPO含量越高。近年來(lái)，多標(biāo)志物聯(lián)合使用的策略得到了廣泛的認(rèn)識(shí)與提倡，在此若能將MDA、SOD、MPO與傳統(tǒng)的標(biāo)志物結(jié)合起來(lái)對(duì)于將對(duì)缺血再灌注疾病的早期診斷與預(yù)后將產(chǎn)生巨大的幫助。

1 Jahania MS，Sanchez JA，Narayan P，et al.Heart preservation for transplantation：principles and strategies〔J〕.Ann Thorac Surg，1999;68(5)：1983-7.

2 Zheng X，Lian D，Wong A，et al.Novel small interfering RNA-containing solution protecting donor organs in heart transplantation〔J〕.Circulation，2009;120(12)：1099-107.

3 Lopez AD，Murrau CC.The global burden of disease，1990-2020〔J〕.Nat Med，1998;4(11)：1241-3.

4 韋 薇，沈愛(ài)華.心肌缺血再灌注損傷機(jī)制及保護(hù)因素〔J〕.中國(guó)現(xiàn)代醫(yī)藥雜志，2007;9(7)：128-31.

5 Fleury C，Mignotte B，Vayssiere JL.Mitochondrial reactive oxygen species in cell death signaling〔J〕.Biochimic，2002;84(2-3)：131-41.

6 Yorimtsu T，Klionsky DJ.Eating the endoplasm reticulum：quality control by autophagy〔J〕.Trends Cell Biol，2007;17(6)：279-85.

7 Bolli R，Patel BS，Jeroudi MD，et al.Demonstration of free radical generation in“stunned”myocardium of intact dogs with the use of the spin trap alpha-phenyl N-tert-butyl nitrone〔J〕.J Clin Invest，1988;82(2)：476-85.

8 Laskey WK.Brief repetitive balloon occlusions enhance reperfusion during percutaneous coronary intervention for acute myocardial infarction：a pilot study〔J〕.Catheter Cardiovasc Interv，2005;65(3)：361-7.

9 Uraizee A.Failure of superoxide dismutase to limit size of myocardial infarction after 40 minutes of ischemia and 4 days of reperfusion in dogs〔J〕.Circulation，1987;75(6)：1237-48.

10 茍大明，李維才.肌苷和超氧化物歧化酶對(duì)體外循環(huán)下缺血心肌保護(hù)效果的實(shí)驗(yàn)研究〔J〕.檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)，2008;23(6)：666-8.

11 Kanemoto Y，Nakase H，Akita N，et al.Effects of anti intercellular adhesion molecule-1 antibody on reperfusion injury induced by late reperfusion in the rat middle cerebral artery occlusion model〔J〕.Neurosurgery，2002;51(4)：1034.

12 Ma X，Zhang X，Li C，et al.Effect of postcondioning on coronary blood flow velocity and endothelial function and LV recovery after myocardial infarction〔J〕.Interv Cardiol，2006;19(5)：367-75.

13 Kloner RA，Ganote CE，Jennings RB.The no-reflow phenomenon after temporary coronary occlusion in the dog〔J〕.Clin Invest，1974;54(6)：1496-508.

14 Sima A，Sugimoto K.Experimental diabetic neuropathy：an update〔J〕.Diabetologia，1999;42(3)：773-88.

15 Bayram E，Atalay C.Identification of the culprit artery involved in inferior wall acute myocardial infarction using electrocardiographic criteria〔J〕.Int Med Res，2004;32(1)：392-41.

16 Sugiyama S，Kugiyama K，Aikawa M，et al.Hypochlorous acid，a macrophage product induces endothelial apoptosis and tissue factor expression：involvement of myeloperoxidase-mediated oxidant in plaque erosion and thrombogenesis〔J〕.Arterioscler Thromb Vasc Biol，2004;24(7)：1143-6.

17 Ross R.Mechanism of disease：atherosclerotis an inflammation disease〔J〕.N Engl J Med，1999;340(2)：115-26.

18 Haddad JJ.Oxygen sensitive pro-inflammatory cytokines，apoptosis signaling and redox-responsive transcription factors in development and pathophysiology〔J〕.Cytokines Cell Mol Ther，2002;7(1)：1-14.

19 Michiels C，Minet E，Mottet D，et al.Regulation of gene expression by oxygen：NF Kappa B and HIF-1，two extremes〔J〕.Free Radic Biol Med，2002;33(9)：1231-42.

20 Eiserich JP，Baldus S，Brennan ML，et al.Myeloperoxidase，a leukocyte derived vascular NO oxidase〔J〕.Science，2002;296(5577)：2391-4.

21 Baldus S，Heeschen C，Meinertz T，et al.Myeloperoxidase serum levels predict risk in patient s with acute coronary syndromes〔J〕.Circulation，2003;108(12)：1440-5.

22 Brennan ML，Penn MS，Van Lente F，et al.Prognostic value of myeloperoxidase in patients with chest pain〔J〕.N Engl J Med，2003;349(17)：1595-604.

23 Baldus S，Heeschen C，Meinertz T，et al.Myeloperoxidase serum levels predict risk in patients with acute coronary syndromes〔J〕.Circulation，2003;108(12)：1440-5.

24 歐陽(yáng)茂，楊侃，張夢(mèng)璽，等.血漿髓過(guò)氧化物酶在急性冠脈綜合征中的臨床意義〔J〕.中南大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版)，2006;31(6)：901-5.

25 Roman RM，Camargo PV，Borges FK，et al.Prognostic value of myeloperoxidase in coronary artery disease：comparison of unstable and stable angina patients〔J〕.Coron Artery，2010;21(3)：129-36.

26 Mocatta TJ，Pilbrow AP，Camemn VA，et al.Plasma concentrations of myeloperoxidase predict mortality after myocardial infarction〔J〕.Am Coll Cardiol，2007;49(20)：1993-2000.

27 Morrow DA，Sabatine MS，Brennan ML，et al.Concurrent evaluation of novel cardiac biomarkers in acute coronary syndrome：myelopemxidase and soluble CD40 ligand and the risk of recurrent ischemic events in TACTlCS-TIMl18〔J〕.Eur Heart，2008;29(9)：1096-102.

28 Nikpoor B，Turecki G，F(xiàn)ouminer C，et al.A functional myeloperoxidase morphic variant is associated with coronary artery disease in French Canadians〔J〕.Am Heart J，2001;142(2)：336-9.

29 蘇淑紅，嚴(yán)松彪.急性冠狀動(dòng)脈綜合癥患者近期預(yù)后與血漿髓過(guò)氧化物酶水平的相關(guān)性分析〔J〕.臨床心血管病雜志，2007;23(12)：946-7.

30 Weyrich AS，Ma XL，Lefer AM.The role of L-arginine in ameliorating reperfusion injury after myocardial ischemia in the cat〔J〕.Circulation，1992;(1)：279-88.

31 Kurian GA，Suryanarayanan S，Ranlan A，et al.Antioxidam effects of ethyl acetate extract of desmodium gangeticum root on myocardial ischemia reperfusion injury in rat hearts〔J〕.Chin Med，2010;22(5)：3.

32 Saleh NK，Saleh HA.Protective effects of vitamin E against myocardial ischemia/reperfusion injury in rats〔J〕.Saudi Med J，2010;31(2)：142-7.