遠(yuǎn)程缺血預(yù)處理心肌保護(hù)作用機(jī)制研究進(jìn)展

孫　妮，王　穎 綜述，王壽勇 審校

(重慶醫(yī)科大學(xué)附屬兒童醫(yī)院麻醉科/兒童發(fā)育疾病研究教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/兒科學(xué)重慶市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/重慶市兒童發(fā)育重大疾病診治與預(yù)防國際科技合作基地，重慶 400014)

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遠(yuǎn)程缺血預(yù)處理心肌保護(hù)作用機(jī)制研究進(jìn)展

孫妮，王穎 綜述，王壽勇△審校

(重慶醫(yī)科大學(xué)附屬兒童醫(yī)院麻醉科/兒童發(fā)育疾病研究教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/兒科學(xué)重慶市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/重慶市兒童發(fā)育重大疾病診治與預(yù)防國際科技合作基地，重慶 400014)

[關(guān)鍵詞]遠(yuǎn)程缺血預(yù)處理；心肌保護(hù)；作用機(jī)制

1986年，Murry等[1]在犬冠狀動脈阻塞實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，預(yù)先給予心臟短暫、輕微的缺血-再灌注處理，可以有效減少冠狀動脈阻塞后心肌壞死面積。1993年，Przyklenk[2]等在同類研究中發(fā)現(xiàn)，預(yù)先給予肢體短暫、輕微的缺血-再灌注處理，同樣可以減少冠狀動脈阻塞后心肌壞死面積。以心臟為靶器官，上述兩種處理過程分別被稱為缺血預(yù)處理(ischemic preconditioning，IPC)和遠(yuǎn)程缺血預(yù)處理(remote ischemic preconditioning，rIPC)。目前，已經(jīng)證實(shí)，除肢體外，小腸、腎臟、肝臟等多個器官或組織實(shí)施rIPC，均對缺血-再灌注心肌具有保護(hù)效應(yīng)。事實(shí)上，rIPC已經(jīng)成為臨床上廣泛開展的一項(xiàng)心肌保護(hù)技術(shù)[3-4]，使接受心臟介入、冠狀動脈搭橋、體外循環(huán)、心臟移植等治療的患者，從中獲益。其中體液機(jī)制是最早發(fā)現(xiàn)的IPC保護(hù)機(jī)制。Dickson等[5]研究發(fā)現(xiàn)行心臟和腎臟IPC的家兔，其血液能使未經(jīng)任何處理的家兔心肌梗死面積顯著減小，具有類似IPC的心肌保護(hù)作用，由此推測rIPC的心肌保護(hù)機(jī)制可能與體液相關(guān)。隨后研究又發(fā)現(xiàn)，經(jīng)肢體rIPC處理的家兔，其心臟冠脈灌洗液可顯著降低離體心臟灌注模型的梗死面積，促進(jìn)心肌功能恢復(fù)[6]。這些研究結(jié)果以不同的方式證實(shí)了rIPC心臟保護(hù)效應(yīng)中的體液機(jī)制。但是，有關(guān)rIPC對心肌產(chǎn)生保護(hù)作用的具體機(jī)制，目前尚不完全清楚，本文對此進(jìn)行綜述。

1體液機(jī)制

1.1腺苷研究結(jié)果表明，腺苷可能是rIPC心肌保護(hù)體液機(jī)制中關(guān)鍵作用因子之一。Leung等[7]研究發(fā)現(xiàn)，rIPC后離體心臟灌洗液中腺苷濃度顯著增加，而腺苷受體抑制劑可消除rIPC的心肌保護(hù)效應(yīng)。腺苷受體分為A1、A2A、A2B、A3四種亞型，其中位于心肌細(xì)胞表面的A1受體可能是腺苷發(fā)揮心肌保護(hù)作用的主要參與者，A1受體抑制劑可消除rIPC的心肌保護(hù)效應(yīng)，而A3受體抑制劑則不能起到這一作用[8]。另外Zhan等[9]研究認(rèn)為腺苷各受體之間具有相互作用，A1受體介導(dǎo)的心肌保護(hù)作用有賴于A2受體各亞型激活。腺苷介導(dǎo)rIPC心肌保護(hù)效應(yīng)的信號傳導(dǎo)通路，既往研究認(rèn)為可能與PKC、p38MAPK、ERK1/2和PI3-K/PKB有關(guān)，但也有研究結(jié)果與此相反[10]，表明仍需要更多的研究來闡明腺苷介導(dǎo)rIPC心肌保護(hù)的機(jī)制。

1.2緩激肽緩激肽目前被認(rèn)為是除腺苷以外，rIPC心肌保護(hù)作用機(jī)制的重要內(nèi)源性觸發(fā)點(diǎn)。Schoemaker等[11]發(fā)現(xiàn)，事先給予緩激肽β2受體拮抗劑HOE-140，能消除夾閉腸系膜rIPC對心肌的保護(hù)作用，而若在腸系膜動脈中注射緩激肽可產(chǎn)生類似rIPC的保護(hù)效果。緩激肽可與β1、β2緩激肽受體結(jié)合，激活P13-K，導(dǎo)致Akt和ERK1/2磷酸化，產(chǎn)生內(nèi)源性一氧化氮(NO)，激活蛋白激酶G(PKG)，開放線粒體ATP敏感的鉀通道(mitochondrial ATP-sensitive K+，mito KATP)，導(dǎo)致活性氧簇(reactive oxygen species，ROS)的產(chǎn)生，后者激活蛋白激酶C(PKC)發(fā)揮心肌保護(hù)作用。同時，上述過程中產(chǎn)生的內(nèi)源性一氧化氮可抑制缺血再灌注損傷所導(dǎo)致的白細(xì)胞聚集和微血管功能障礙，而降低缺血再灌注的損傷程度[12]。

1.3阿片類物質(zhì)Lu等[13]研究發(fā)現(xiàn)注射阿片類藥物嗎啡可以模擬rIPC的心肌保護(hù)作用，證實(shí)了阿片類物質(zhì)在rIPC保護(hù)機(jī)制中的作用。之后，Shimizu等[6]采用離體心臟作為研究對象，排除了阿片類藥物通過神經(jīng)機(jī)制發(fā)揮保護(hù)作用的可能，也獲得了與在體實(shí)驗(yàn)相同的結(jié)果，即rIPC后動物的血漿透析液對離體心肌具有保護(hù)作用，但在其中加入阿片受體拮抗劑納洛酮后，保護(hù)作用明顯減弱，從而明確了內(nèi)源性阿片類物質(zhì)也是rIPC體液保護(hù)機(jī)制的重要參與者。但是，目前對參與rIPC保護(hù)機(jī)制的阿片受體亞型尚存在爭議。Surendra等[8]發(fā)現(xiàn)，選擇性激活δ或κ阿片類受體，均可以模擬rIPC透析液的心肌保護(hù)作用，降低缺血再灌注導(dǎo)致的心肌細(xì)胞死亡比例。同時，他們認(rèn)為內(nèi)源性阿片肽的保護(hù)作用可能是通過阿片類受體與腺苷A1受體相互作用實(shí)現(xiàn)的。但Zhang等[14]發(fā)現(xiàn)，在下肢rIPC心肌保護(hù)模型中，僅有κ受體參與心肌保護(hù)機(jī)制，δ受體并未參與其中。因此，具體何種阿片受體亞型介導(dǎo)了rIPC心肌保護(hù)效應(yīng)，仍然有待于進(jìn)一步研究。

2神經(jīng)機(jī)制

除體液因素外，另一rIPC心肌保護(hù)機(jī)制是神經(jīng)機(jī)制。早期研究發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)節(jié)阻滯劑六甲銨可消除腸系膜rIPC的保護(hù)作用。隨后Lim等[15]研究發(fā)現(xiàn)，在左股動脈夾閉rIPC預(yù)處理對心肌的保護(hù)實(shí)驗(yàn)中，切斷左股神經(jīng)和坐骨神經(jīng)后保護(hù)作用消失，而僅切除坐骨神經(jīng)或股神經(jīng)保護(hù)作用減弱。Mastitskaya等[16]發(fā)現(xiàn)激活位于腦干迷走神經(jīng)背核的DVMN受體，可以模擬rIPC的心肌保護(hù)作用，而使用毒蕈堿受體阻滯劑阿托品可解除這一效應(yīng)。這表明迷走節(jié)前纖維可能參與了rIPC的心肌保護(hù)機(jī)制。在此基礎(chǔ)上，Donato等[17]發(fā)現(xiàn)，電刺激迷走神經(jīng)預(yù)處理可產(chǎn)生類似rIPC的心肌保護(hù)作用，明確了迷走神經(jīng)參與rIPC心肌保護(hù)的機(jī)制。盡管如此，神經(jīng)機(jī)制如何在rIPC效應(yīng)中發(fā)揮作用尚不清楚，目前認(rèn)為可能與腺苷，緩激肽，降鈣素基因相關(guān)肽(GCRP)等刺激傳入神經(jīng)有關(guān)[11,18]。

3線粒體機(jī)制

3.1線粒體ATP敏感性K+通道[mitochondrial ATP-sensitive K+(KATP)channels，mito KATP]mito KATP通道在介導(dǎo)rIPC保護(hù)作用中具有重要地位。rIPC中產(chǎn)生的腺苷、緩激肽、阿片類物質(zhì)可能通過激活細(xì)胞內(nèi)PKC信號傳導(dǎo)通路，最終導(dǎo)致mito KATP通道開放，mito KATP通道可能是rIPC的最終效應(yīng)器，對缺血再灌注心肌的生存和死亡起重要作用。

3.2線粒體通透性轉(zhuǎn)換孔(mitochondrial permeability transition pore，mPTP)mPTP是由線粒體內(nèi)外膜上的多種蛋白組成的非特異性、高電導(dǎo)復(fù)合孔道。生理情況下，mPTP處于關(guān)閉狀態(tài)，僅對某些離子選擇性通透。應(yīng)激條件下，氧自由基、鈣離子、pH升高、ATP降低等，均可誘發(fā)mPTP的開放，導(dǎo)致線粒體膜選擇通透性破壞，跨膜電位崩解，線粒體內(nèi)活性氧簇大量進(jìn)入胞質(zhì)，最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡[19]。心肌缺血缺氧時，ATP耗竭、細(xì)胞內(nèi)氧自由基和鈣離子大量產(chǎn)生均可誘發(fā)mPTP的開放，導(dǎo)致心肌的壞死和凋亡。Heusch等[20]的研究證實(shí)，對于正常心肌，抑制mPTP通道的開放具有心肌保護(hù)的作用。而Fantinelli等[21]研究證實(shí)，rIPC通過抑制mPTP通道的開放，對肥厚性心肌同樣具有保護(hù)作用。

4炎癥反應(yīng)

心肌缺血死亡后，多種自身抗原暴露，機(jī)體炎癥因子大量釋放，白細(xì)胞浸潤，炎癥反應(yīng)過度激活，進(jìn)一步破壞心肌組織，形成惡性循環(huán)。rIPC可抑制促炎因子的表達(dá)，增加抗炎因子的表達(dá)，抑制炎癥反應(yīng)的過度激活，發(fā)揮心肌保護(hù)作用。Zhang等[22]發(fā)現(xiàn)再灌注期間，經(jīng)rIPC處理的大鼠血清和心肌中促炎因子如TNF-α、HMGB1、ICAM1、IL-1和IL-6水平明顯低于對照組。臨床上，體外循環(huán)前實(shí)施rIPC，患者血清促炎因子IL-8、IL-1β以及TNF α水平也顯著降低[23]。與此同時，有研究發(fā)現(xiàn)，rIPC小鼠血清抗炎細(xì)胞因子IL-10水平顯著升高，該過程由缺氧誘導(dǎo)因子1(HIF-1)激活I(lǐng)L-10基因轉(zhuǎn)錄來實(shí)現(xiàn)[24]。使用IL-10抑制劑或敲除IL-10基因后，小鼠rIPC的心肌保護(hù)作用消失[25]。

5自由基

自由基可直接激活PKC、p38 MAPK信號通路，并最終激活mito KATP通道發(fā)揮保護(hù)作用。Weinbrenner等[26]的研究發(fā)現(xiàn)，自由基清除劑MPG可以消除單次rIPC的心肌保護(hù)作用，但并不能消除三次rIPC的心肌保護(hù)作用。但是否應(yīng)當(dāng)據(jù)此采用程度更強(qiáng)的rIPC處理，尚不明確。

6結(jié)語

遠(yuǎn)程缺血預(yù)處理允許通過對非重要器官的短暫、輕微缺血預(yù)處理，來為存在潛在損傷的重要臟器提供保護(hù)，具有很高的臨床應(yīng)用價值和前景。但遠(yuǎn)程缺血預(yù)處理產(chǎn)生保護(hù)效應(yīng)的機(jī)制復(fù)雜，目前尚未完全明確，尤其在具體信號通路、基因調(diào)控等方面值得深入研究。

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作者簡介：孫妮(1988-)，住院醫(yī)師，碩士研究生，主要從事麻醉臨床研究?！魍ㄓ嵶髡撸琓el：15683827075；E-mail：wangshyong@126.com。

doi:·綜述·10.3969/j.issn.1671-8348.2016.06.039

[中圖分類號]R614.2

[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A

[文章編號]1671-8348(2016)06-0833-03

(收稿日期：2015-06-12修回日期：2015-10-11)