王佳鑫，徐建軍，王 瑩，任 夢

(1.牡丹江醫(yī)學院，黑龍江 牡丹江 157011；2.大慶油田總醫(yī)院麻醉科，黑龍江 大慶 163000)

RIRI是腎臟在缺氧之后，再次恢復氧供，細胞沒有得到修復，反而損傷加重的病理征象[1-2]。腎移植、腎動脈栓塞、心臟移植、大血管及腎血管手術、心臟驟停及休克等均會出現(xiàn)不同程度的RIRI，近年來隨著相關手術的增多，其發(fā)病率及死亡率也逐年攀升，致死率高達20%[3]。異丙酚是臨床常用的短效烷基酚類靜脈麻醉藥物，可抑制中樞神經系統(tǒng)進而產生鎮(zhèn)靜和催眠的作用，具有起效快、作用時間短、消除快、術后惡心及嘔吐發(fā)生率低等優(yōu)點，常用于全身麻醉誘導、維持、危重病人機械通氣鎮(zhèn)靜以及無痛人流術。眾多實驗結果顯示，異丙酚對各臟器的IRI均有保護功用[4-6]，尤其是對RIRI有良好的效果，其主要作用機制包括抗氧化作用、抗炎作用、拮抗鈣超載、改善微循環(huán)、抑制細胞凋亡、影響信號通路的介導等。下面對近年來RIRI的機制及異丙酚對其保護作用的研究機制逐一進行詳細介紹。

1 氧化應激反應與異丙酚的抗氧化作用

腎臟缺血缺氧以后，組織氧含量減少，并造成組織自身抗氧化能力降低，而損傷腎臟結構和功能的關鍵因素就是氧自由基(OFR,也稱為活性氧)[7-8]。首先,缺血缺氧后大量消耗ATP，黃嘌呤與次黃嘌呤嚴重蓄積，而IR引起的損傷最主要是發(fā)生在缺血后的再灌注階段，再灌注后開始恢復血供及氧合時，黃嘌呤氧化酶催化次黃嘌呤變成黃嘌呤。血液中的大量氧氣充當了電子受體，使黃嘌呤、次黃嘌呤與水及氧發(fā)生作用，進而產生大量過氧化氫及超氧陰離子，二者均屬于氧自由基。細胞上的多不飽和脂肪酸被OFR降解后，結構與功能受損；通透性與流動性發(fā)生變化，形成了脂質過氧化，導致組織受損[9-10]，最終致使腎小管壞死；其次,缺血后OFR的清除系統(tǒng)也會受損,使OFR大量堆積，脂質過氧化增強，腎臟嚴重受損。超氧化物歧化酶(SOD)能夠清除OFR，保護組織不被損傷；而丙二醛(MDA)是OFR引起細胞膜氧化應激的終產物。二者是氧化應激反應中的重要組成部分。異丙酚與OFR清除劑結構相似，能夠提供活潑的氫原子；使其在氧化應激反應中直接與OFR反應并使之滅活，阻斷自由基鏈式反應，抑制氧化應激反應。異丙酚代謝產物具備清除OFR的作用，從而起到抗氧化作用；異丙酚還能通過影響SOD、MDA和內源性谷胱甘肽過氧化物酶,從而清除氧自由基、減輕氧化應激反應；同時異丙酚也降低了組織及細胞的氧耗，通過自身的高脂溶性聚集在脂質雙分子層，提高抗氧化能力，從而對腎臟起到良好的保護作用[11-13]。

2 炎癥反應與異丙酚的抗炎作用

2.1 TNF-α的介導與被異丙酚的抑制腎臟乏氧后，可釋放大量炎性因子，眾多因子中TNF-α最為主要，并且在反應中釋放較早[14]。TNF-α可通過增強中性粒細胞(PMN)表面CD11、CD18的表達，來誘導血管內皮細胞(VEC)表達E-選擇素，E-選擇素可以促進PMN和VEC的聚集；當缺氧增強后，PMN和VEC的聚合增強了PMN活化、滲透和侵襲，致使組織損傷；同時受損的VEC發(fā)生腫脹，阻礙血液流動。TNF-α還可以促進腎臟組織產生大量的IL-8，IL-8不僅可以介導PMN的激活和聚集，還可以增強PMN上CD11、CD18的結合性，進而增強PMN和VEC聚集、遷徙，導致較多PMN在腎臟內粘附、侵襲，加重RIRI。IL-6也是一種重要的急性反應因子，在炎癥、創(chuàng)傷等病理情況下大量增加，TNF-α同樣可以刺激IL-6的產生，二者往往又協(xié)同刺激急性反應,并加重RIRI[15]。異丙酚對RIRI有一定的保護功用；其機理為較小濃度即可阻礙TNF-α、IL-6的產生，尤其對前者效果明顯[16]，顯著減輕RIRI。異丙酚也能有效抑制IL-8的合成與釋放[17]，并促進抗炎細胞因子的產生，從而顯示出良好的腎臟保護作用。

2.2 ICAM-1的介導與被異丙酚抑制表達白細胞與血管內皮細胞粘附及白細胞激活、聚集、浸潤在RIRI中起到重中之重的作用。在這一過程中，關鍵是白細胞膜上β2整合素和VEC膜上細胞間粘附分子-1(ICAM-1)之間的彼此作用[18]。細胞間粘附分子-1可參與多種炎癥反應過程，而細胞間粘附分子-1缺陷或給予細胞間粘附分子-1抗體可減輕RIRI，證明細胞間粘附分子-1是RIRI的主要炎性因子之一[19]，其表達量可以代表病變程度。正常細胞很少表達ICAM-1，RIR后，產生較多炎性因子，這些因子活化了白細胞及VEC，白細胞上出現(xiàn)CD11、CD18，VEC上出現(xiàn)細胞間粘附分子-1[20]，二者粘附，促進活化、聚集，釋放炎癥介質；進而形成炎性瀑布，放大炎性反應，損傷細胞及組織[21]。RIR導致細胞間粘附分子-1mRNA增多，造成白細胞粘附、髓質形成梗阻、內皮通透性變大、紅細胞匯集；進而導致外髓失灌注，且激活、浸潤的白細胞直接損傷組織與細胞，加重RIRI,導致不可挽回的局面。異丙酚可減少RIR的細胞間粘附分子-1mRNA和蛋白表達，減少氧自由基和炎性因子的形成，從而減輕損傷[22]。也有學者認為異丙酚通過下調ICAM-1表達，減少炎性損傷，原因是其具有抗氧化作用，阻礙了氧化應激反應的發(fā)生。所以異丙酚的抗炎作用是一個多途徑相互作用的結果，需要我們繼續(xù)進行探尋與研究。

3 細胞內鈣超載與異丙酚拮抗鈣超載

Ca2+是細胞中的主要物質之一，影響著DNA修復、蛋白磷酸化與細胞凋亡。Ca2+超載是各類因素引發(fā)Ca2+大批增加，使細胞結構、功能破壞的過程。而鈣超載主要影響以下幾方面使組織損傷：破壞膜通透性及骨架銜接，激活磷脂酶。腎小管上皮細胞的膜與胞質中也存在鈣的轉運系統(tǒng)，缺氧后細胞內PH值降低,H+增多，Na+/H+離子泵代償，使細胞內出現(xiàn)大量Na+；同時Na+-K+-ATP酶活性下降也使細胞內大量Na+無法轉運；Na+/Ca2+泵交換反轉，致使大量Ca2+進入細胞內。另外，缺氧破壞了鈣離子攝取機制，導致內質網與肌質網大量釋放鈣離子；缺氧后細胞膜受損，通透性改變，導致大量鈣離子內流；鈣離子增多，導致磷脂酶活性增強，使細胞膜及液泡膜受損，進而出現(xiàn)細胞凋亡與組織損傷。當細胞及組織發(fā)生再灌注時，大量Ca2+內流，進而加重細胞的凋亡[23]。另外，Ca2+濃度增加使Ca2+ATP酶活性增強，消耗了更多的ATP，加重RIRI[24]。第三，升高的Ca2+同時也能激活磷脂酶產生氧自由基，加重RIRI,形成一個惡性循環(huán)，但Ca2+變化與氧自由基的生成不同，再灌注早期Ca2+較缺血期少，大概和鈣離子ATP酶活性還原有關，晚期增多，大概因為膜受損所引起[25]。Ca2+主要通過以上幾方面來損傷細胞，導致細胞凋亡，進而加劇RIRI。異丙酚可以明顯減輕RIRI，對腎臟組織起到保護作用，其機理可能是降低了磷脂酶C活性，減少三磷酸肌醇含量，降低細胞內鈣離子的數(shù)量，減輕鈣超載；增強腎小球、腎小管的細胞膜、細胞器的穩(wěn)定、減少細胞凋亡來減輕腎臟損傷[12]。

4 微循環(huán)障礙與異丙酚抑制CX43表達、改善微循環(huán)

當出現(xiàn)RIR時，會出現(xiàn)白細胞粘附，紅細胞、血小板聚集，血管阻塞，導致微循環(huán)出現(xiàn)障礙；再加上血管內皮細胞損傷、舒血管物質減少、縮血管物質增多等因素，進一步加重管腔變窄、阻塞；血管彈性降低，影響舒縮功能，這三方面因素導致微循環(huán)嚴重障礙，繼續(xù)缺血缺氧，出現(xiàn)RIRI[26]。VEC是保證血管生理功能所必需的，而CX43又是維持VEC完整、連續(xù)所必需的。在低頻振蕩或振蕩剪切力的作用下，VEC功能失調，CX43表達上調[27]，巨嗜細胞的浸潤、內皮化現(xiàn)象、平滑肌細胞遷徙及增殖增強，腎臟組織、細胞受損；反之，CX43表達降低，可以減弱上述現(xiàn)象[28]，腎臟組織損傷程度也顯著降低，從而減輕RIRI。研究顯示減少CX43蛋白能夠用作減輕IRI[29]。異丙酚可以通過抑制CX43蛋白調節(jié)IRI腎的葉間動脈，擴張并改善微血管，保護微循環(huán)，并阻止炎癥的進展，從而起到對腎臟的保護作用[30]。

5 細胞凋亡與異丙酚的抗凋亡作用

腎臟出現(xiàn)缺血缺氧時，氧的供給減少引發(fā)線粒體能量代謝異常及耗損增加、酸中毒及離子失衡，進而出現(xiàn)細胞凋亡，B細胞淋巴瘤因子(Bcl-2)和Bcl相關X蛋白(Bax)同屬于Bcl-2家族，二者共同作用，調控細胞凋亡。而早期凋亡蛋白信號Bax/Bcl-2的比值決定疾病的轉歸方向，比值越高則越向惡性方向發(fā)展，引起線粒體膜電位降低使線粒體通透性轉運孔(mPTP)與促凋亡蛋白Bax結合，誘發(fā)mPTP開通，使細胞色素C進入胞質，細胞色素C與凋亡蛋白酶活化因子(APAF-1)、dATP結合進而活化半胱氨酸蛋白酶-3(Caspase 3)與相關核酸內切酶，并使DNA多聚酶裂解；同時阻礙線粒體生成ATP，導致腎小管VEC凋亡。當ATP耗盡，細胞色素C數(shù)量上升，半胱氨酸蛋白酶-3活性加強，ATP還原后前者數(shù)量繼續(xù)上升，后者繼續(xù)加強，二者密切相關[31]，因此穩(wěn)定線粒體膜、防止細胞色素C釋放，是阻止腎臟缺血缺氧后產生細胞凋亡的必要手段。Bcl-2與Bax作用相反，阻止mPTP與Bax結合，并抑制APAF-1，從而阻斷凋亡，故mPTP的調控在細胞凋亡中極為重要，是藥物的關鍵作用靶點[32]。異丙酚可以抑制mPTP的開放，對不同階段的Bax、Bcl-2、細胞色素C和Caspase 3均產生影響，從而穩(wěn)定線粒體膜、抑制Caspase 3的活性、阻止凋亡誘導因子發(fā)揮作用，有效減緩、抑制凋亡的發(fā)生，減輕腎臟的損傷[33]。

6 JAK/STAT信號通路的介導與被異丙酚抑制

JAK/STAT信號通路是細胞內的一條重要的信號轉導通路，參與細胞生長、增殖、分化、凋亡。JAK/STAT通路也介導了IRI的過程，阻止其介導能夠明顯減輕損傷[34]。異丙酚也被證實能夠阻止該此通路的介導，抑制炎性因子、氧化應激反應，以及細胞凋亡，減輕RIRI[35]。

7 討論

RIRI的整體機制極其復雜，涉及不同途徑之間的相互作用，需要我們進一步總結、完善。異丙酚已被國內外眾多專家、學者證實可以減輕腎缺血再灌注損傷，主要通過以下機制發(fā)揮作用：抗氧化作用、抗炎作用、減輕鈣超載、改善微循環(huán)、減少細胞凋亡，還包括一些信號通路的介導等。異丙酚對腎缺血再灌注損傷功能的恢復以及細胞存活有著重要而深遠的意義；阻礙凋亡的研究結果不一，機理尚不完全清楚。有研究顯示PI3K/Akt/GSK-3β信號通路在RIRI中有一定的調控作用[36-37]，但異丙酚減輕RIRI是否由此信號通路參與并介導，尚未得到結論，或者是否有其他信號通路介導，仍需我們做進一步的探討與研究。