孫　妮，王　穎 綜述，王壽勇 審校

(重慶醫(yī)科大學附屬兒童醫(yī)院麻醉科/兒童發(fā)育疾病研究教育部重點實驗室/兒科學重慶市重點實驗室/重慶市兒童發(fā)育重大疾病診治與預防國際科技合作基地，重慶 400014)

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遠程缺血預處理心肌保護作用機制研究進展

孫妮，王穎 綜述，王壽勇△審校

(重慶醫(yī)科大學附屬兒童醫(yī)院麻醉科/兒童發(fā)育疾病研究教育部重點實驗室/兒科學重慶市重點實驗室/重慶市兒童發(fā)育重大疾病診治與預防國際科技合作基地，重慶 400014)

[關(guān)鍵詞]遠程缺血預處理；心肌保護；作用機制

1986年，Murry等[1]在犬冠狀動脈阻塞實驗中發(fā)現(xiàn)，預先給予心臟短暫、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處理(ischemic preconditioning，IPC)和遠程缺血預處理(remote ischemic preconditioning，rIPC)。目前，已經(jīng)證實，除肢體外，小腸、腎臟、肝臟等多個器官或組織實施rIPC，均對缺血-再灌注心肌具有保護效應。事實上，rIPC已經(jīng)成為臨床上廣泛開展的一項心肌保護技術(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。其中體液機制是最早發(fā)現(xiàn)的IPC保護機制。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的心肌保護作用，由此推測rIPC的心肌保護機制可能與體液相關(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，促進心肌功能恢復[6]。這些研究結(jié)果以不同的方式證實了rIPC心臟保護效應中的體液機制。但是，有關(guān)rIPC對心肌產(chǎn)生保護作用的具體機制，目前尚不完全清楚，本文對此進行綜述。

1體液機制

1.1腺苷研究結(jié)果表明，腺苷可能是rIPC心肌保護體液機制中關(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的心肌保護效應。腺苷受體分為A1、A2A、A2B、A3四種亞型，其中位于心肌細胞表面的A1受體可能是腺苷發(fā)揮心肌保護作用的主要參與者，A1受體抑制劑可消除rIPC的心肌保護效應，而A3受體抑制劑則不能起到這一作用[8]。另外Zhan等[9]研究認為腺苷各受體之間具有相互作用，A1受體介導的心肌保護作用有賴于A2受體各亞型激活。腺苷介導rIPC心肌保護效應的信號傳導通路，既往研究認為可能與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rIPC心肌保護的機制。

1.2緩激肽緩激肽目前被認為是除腺苷以外，rIPC心肌保護作用機制的重要內(nèi)源性觸發(fā)點。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的保護效果。緩激肽可與β1、β2緩激肽受體結(jié)合，激活P13-K，導致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致的白細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的心肌保護作用，證實了阿片類物質(zhì)在rIPC保護機制中的作用。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)機制發(fā)揮保護作用的可能，也獲得了與在體實驗相同的結(jié)果，即rIPC后動物的血漿透析液對離體心肌具有保護作用，但在其中加入阿片受體拮抗劑納洛酮后，保護作用明顯減弱，從而明確了內(nèi)源性阿片類物質(zhì)也是rIPC體液保護機制的重要參與者。但是，目前對參與rIPC保護機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透析液的心肌保護作用，降低缺血再灌注導致的心肌細胞死亡比例。同時，他們認為內(nèi)源性阿片肽的保護作用可能是通過阿片類受體與腺苷A1受體相互作用實現(xiàn)的。但Zhang等[14]發(fā)現(xiàn)，在下肢rIPC心肌保護模型中，僅有κ受體參與心肌保護機制，δ受體并未參與其中。因此，具體何種阿片受體亞型介導了rIPC心肌保護效應，仍然有待于進一步研究。

2神經(jīng)機制

除體液因素外，另一rIPC心肌保護機制是神經(jīng)機制。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的保護作用。隨后Lim等[15]研究發(fā)現(xiàn)，在左股動脈夾閉rIPC預處理對心肌的保護實驗中，切斷左股神經(jīng)和坐骨神經(jīng)后保護作用消失，而僅切除坐骨神經(jīng)或股神經(jīng)保護作用減弱。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的心肌保護作用，而使用毒蕈堿受體阻滯劑阿托品可解除這一效應。這表明迷走節(jié)前纖維可能參與了rIPC的心肌保護機制。在此基礎(chǔ)上，Donato等[17]發(fā)現(xiàn)，電刺激迷走神經(jīng)預處理可產(chǎn)生類似rIPC的心肌保護作用，明確了迷走神經(jīng)參與rIPC心肌保護的機制。盡管如此，神經(jīng)機制如何在rIPC效應中發(fā)揮作用尚不清楚，目前認為可能與腺苷，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rIPC保護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)可能通過激活細胞內(nèi)PKC信號傳導通路，最終導致mito KATP通道開放，mito KATP通道可能是rIPC的最終效應器，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、高電導復合孔道。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)活性氧簇大量進入胞質(zhì)，最終導致細胞死亡[19]。心肌缺血缺氧時，ATP耗竭、細胞內(nèi)氧自由基和鈣離子大量產(chǎn)生均可誘發(fā)mPTP的開放，導致心肌的壞死和凋亡。Heusch等[20]的研究證實，對于正常心肌，抑制mPTP通道的開放具有心肌保護的作用。而Fantinelli等[21]研究證實，rIPC通過抑制mPTP通道的開放，對肥厚性心肌同樣具有保護作用。

4炎癥反應

心肌缺血死亡后，多種自身抗原暴露，機體炎癥因子大量釋放，白細胞浸潤，炎癥反應過度激活，進一步破壞心肌組織，形成惡性循環(huán)。rIPC可抑制促炎因子的表達，增加抗炎因子的表達，抑制炎癥反應的過度激活，發(fā)揮心肌保護作用。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小鼠血清抗炎細胞因子IL-10水平顯著升高，該過程由缺氧誘導因子1(HIF-1)激活I(lǐng)L-10基因轉(zhuǎn)錄來實現(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的心肌保護作用，但并不能消除三次rIPC的心肌保護作用。但是否應當據(jù)此采用程度更強的rIPC處理，尚不明確。

6結(jié)語

遠程缺血預處理允許通過對非重要器官的短暫、輕微缺血預處理，來為存在潛在損傷的重要臟器提供保護，具有很高的臨床應用價值和前景。但遠程缺血預處理產(chǎn)生保護效應的機制復雜，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

[文獻標識碼]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)