卓 明，葉軍明，王萬輝，鐘茂林，劉金龍

（贛南醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院麻醉科，江西 贛州 341000）

腸缺血再灌注（Ischemic reperfusion，IR）損傷指組織、器官在低灌注后再獲得正常的血液供應后，組織及器官所受到的缺血性損傷并未減輕、反而加重［1］。自從1966年第一次提出心肌IR 概念后，腦IR、腎IR、腸IR 逐步被研究。研究證實腸對IR 較為敏感，缺血后再灌注可使腸功能損傷加重，且因腸黏膜屏障破壞引起內毒素、細菌等移位，可導致全身炎性反應綜合征（Systemic inflammatory response syndrome，SIRS）、多器官功能障礙綜合征（Multiple organ dysfunction syndrome，MODS），嚴重者可致死亡［2-3］。缺血預處理（Ischemic preconditioning，IPC）及缺血后處理（Ischemic postconditioning，IPO）對臟器IR 均具有一定保護效果，已成為治療腸IR 的重要方案之一。因此，研究腸IR發(fā)生機制，IPC、IPO方案及機制具有重要臨床意義。

1 腸IR發(fā)生機制

腸IR 損傷發(fā)生機制較為復雜，目前尚未明確。細胞鈣超載學說認為腸組織缺血時，ATP生成減少，Na+-K+-ATP酶活性降低，導致胞內鈣離子水平升高，進而引起細胞膜Na+/Ca2+交換蛋白激活；當恢復血供再灌注時，大量Na+外流、Ca2+內流，細胞內發(fā)生Ca2+超載，以及細胞膜通透性增加，Ca2+被動擴散入細胞內液而進一步增加細胞內Ca2+水平［4-5］。鈣超載可激活磷脂酶A2（PLA2）、磷脂酶C（PLC），導致細胞膜雙分子層紊亂，引起細胞膜性結構破壞［6］。有文獻報道，胞內鈣超載通過激活Ca2+依賴的蛋白酶，使細胞膜、細胞骨架之間的連接破壞，最終引起細胞損傷［7］。氧自由基損傷學說認為腸組織缺血缺氧及再灌注時，線粒體損傷可致氧自由基生成增加、清除不及時，最終導致大量氧自由基自線粒體漏出而引起細胞膜損傷［8］。此外，細胞因子、細胞凋亡、能量衰竭等也認為與腸IR密切相關。

2 缺血預/后處理

IPC 首見于1986 年MURRY CE 于犬心肌缺血模型中發(fā)現(xiàn)并報道［9］。1996年HOTTER G 首先報道腸IPC 現(xiàn)象［10］。隨后許多研究發(fā)現(xiàn)，長時間的缺血損傷之前實施缺血預處理，即阻斷腸系膜上動脈導致腸缺血5～20 min，再灌注5～15 min，可明顯減輕腸IR 損傷［11-12］。IPC 效應分為早期預適應、延遲預適應兩個階段，無論何種階段均可激活同樣細胞信號通路發(fā)揮保護效應。有研究發(fā)現(xiàn)于心肌較長時間缺血后再灌注一開始即實施3 個循環(huán)的再灌注/停灌注處理，可縮小心肌梗死面積，改善心功能，發(fā)揮保護效應［13］。相較于IPC，IPO 可取得相類似結果，即減輕組織損傷、發(fā)揮器官保護效應，因其操作簡便及可能性更具應用前景及實用價值。

2.1 原位缺血預/后處理腸缺血前/后通過夾閉阻斷腸系膜上動脈而實施的腸缺血預/后處理對腸IR 損傷的保護效應已得到證實，但對具體實施方案仍有爭議。宋鐵山等［14］對大鼠腸系膜上動脈采取4個循環(huán)的夾閉5 min、開放5 min IPC，發(fā)現(xiàn)實施IPC后腸組織NO、超氧化物歧化酶（SOD）水平降低，腸組織損傷顯著減輕，表明IPC 具有保護效應。龍海燈等［15］對SD 大鼠阻斷腸系膜上動脈5 min、再灌注5 min，共3 個循環(huán)后，結果顯示IPC 組活化部分凝血活酶時間、凝血酶時間、凝血酶原時間均低于IR組，表明IPC 可改善腸IR 損傷的凝血功能紊亂。TERESINHA RRO 等對腸IR 實施IPC，結果表明黏膜損傷評分低于IR 組，證實IPC 具有保護效應［16］。SENGUL I 對大鼠采取不同的缺血后處理干預方案，結果表明實施6 個循環(huán)的10 s 再灌注-再阻斷循環(huán)共計2 min 后處理方案，腸組織丙二醛（Malondialdehyde，MDA）水平、血清總肌酸激酶（Creatine kinase，CK）活性、炎癥反應和總組織病理學損傷評分相較于3 個循環(huán)10 s 再灌注-再阻斷共計1 min的后處理方案顯著降低，認為IPO 通過減少腸系膜氧化劑的生成、脂質過氧化和中性粒細胞的積累，對腸黏膜具有保護作用，且實施6個循環(huán)后處理方案效果更佳［17］。MARCUS VHB 等研究證實，采取1個3 min循環(huán)、3個1 min循環(huán)、6個30 s循環(huán)的缺血后處理方案均不能減輕腸IR 后腸黏膜損傷，認為后處理方案并無保護效應［18］。RICARDO RK 等認為短時間的后處理周期（5個循環(huán)，每個周期30 s）并不能減輕或者預防IR 所致的腸組織損傷［19］。OZKISACIK S 等對腸IR 大鼠模型進行研究，對腸IR模型分別采取10個循環(huán)的不同缺血后處理（分別為缺血5 s、10 s、20 s 后再夾阻動脈10 s，共10 個循環(huán)），結果證實采取短時間間隔的后處理方案（即IR后缺血5 s、再灌注10 s 方案）組織病理學評分更低及血谷胱甘肽還原酶水平升高，認為IR短期內（5 s）即采取后處理保護效應更為明顯［20］。SANTOS CHM等對腸IR模型大鼠分別采取2 min、2個循環(huán)及30 s、4個循環(huán)的IPC方案，結果證實均可減輕大鼠腸系膜的IR 損傷［21］。CHU W 等［22］對大鼠分別采取IPC、IPO 處理，結果表明IPC 組、IPO 組相對于IR 組，腸IR 損傷均明顯減輕且線粒體形態(tài)結構改變均顯著減輕，表明IPC、IPO 可能通過改善腸黏膜細胞線粒體形態(tài)結構、呼吸功能等改善腸IR 損傷?？傊槍δcIR 采取缺血預/后處理雖已有較多文獻報道，但對具體實施方案（如間隔時間、預處理時間及循環(huán)次數等）及其相關機制仍無定論，值得進一步探討。

2.2 遠端肢體缺血預/后處理2005年KERRNDI F等［23］在小鼠心肌IR 模型中對單側腎動脈實施1 次5 min 缺血、1 min 灌注，然后立即實施心肌再灌注，結果表明心肌IR 損傷顯著減輕。隨之提出遠隔缺血后處理概念，即組織器官缺血再灌注前在非本組織器官實施短暫的缺血再灌注，可減輕組織器官的IR損傷。目前，遠端肢體缺血預/后處理通常選擇上肢或者下肢作為遠隔器官進行處理，具有操作簡便、易實施、損傷小等優(yōu)點［24］，也有動物實驗采取腎臟、下肢、頸總動脈作為遠隔器官進行預處理［25］。目前，對于腸IR 損傷實施遠隔器官缺血預/后處理相關文獻尚不多見。褚永新［26］對兔腸系膜上動脈缺血24 min后實施左腎動脈缺血5 min再灌注1 min后開放左腎動脈，然后腸系膜上動脈缺血30 min再灌注120 min，結果遠隔器官缺血預處理組腸組織髓過氧化物酶（Myeloperoxidase，MPO）數量及活性均低于IR 組，表明腸IR 損傷前實施腎臟缺血再灌注可發(fā)揮保護效應，可能通過減輕活性氧的損傷和抗氧化作用實現(xiàn)。龍彥宏對SD 大鼠分別采取腸缺血預處理、肢體缺血預處理、腸及肢體聯(lián)合缺血預處理，結果表明三種預處理方式均可減輕腸IR損傷及腸IR 所致肺損傷，且三種方式保護效應比較無明顯差異，并指出其保護效應可能與抗氧化應激、抗炎、抗凋亡等密切相關［27］。YANG M 等分別采取局部（阻斷-開放腸系膜上動脈）及遠程（阻斷-開放左股動脈）進行缺血后處理，結果證實局部及遠隔缺血后處理均可通過降低氧化應激、減少中性粒細胞活化及減少凋亡等發(fā)揮保護作用［28］。NILON EJ 等對暫時性腹腔上主動脈阻斷所致的腸黏膜缺血再灌注損傷模型分別采取局部缺血預處理（腹腔上主動脈缺血預處理）、遠隔器官缺血預處理（腎下動脈缺血預處理），結果證實局部、遠隔器官缺血預處理均降低血清乳酸脫氫酶和乳酸水平，具有減輕腸黏膜損傷效應［29］。

值得說明的是，脾臟作為機體最大的免疫器官，是除骨髓以外的炎癥細胞來源，在免疫、炎癥損傷中發(fā)揮重要作用，對脾臟實施缺血預/后處理對遠隔器官保護效果值得探討。已有研究證實，脾切除術對缺血后大鼠肝功能具有保護作用，并減少致死率［30］。最近一項研究表明，間歇做脾動脈預處理，可減輕腎損傷，發(fā)揮腎IR 保護效應［31］。而脾臟功能在腸IR 損傷的發(fā)生發(fā)展中是否發(fā)揮了作用，以及對其實施缺血預/后處理能否減輕腸IR損傷值得研究。

2.3 缺血預/后處理對腸IR 所致其他遠隔器官的影響腸IR 可因毒性活性氧形成、細菌移位、SIRS等導致肺、腎等遠隔器官的損傷，腸IR 實施IPC/IPO對遠隔器官損傷是否具有保護效應目前存在較多爭議。SANTOS CHM 等評估了IPC對大鼠腸系膜IR肺實質可能的保護作用，結果表明使用這種技術并沒有益處［32］。CARLOS HMS等實施缺血后處理發(fā)現(xiàn)對腸IR所致肝IR并無改善作用［33］。MENG QT等經研究證實，IPO可保護腸IR所致的肺損傷，其機制可能為通過促進血紅素氧合酶-1（Heme oxygenase-1，HO-1）的表達及NF-E2 相關因子-2（Nrf-2）與HO-1 相互作用發(fā)揮保護作用［34］。THOMAZ NETO FJ 等通過對糖尿病大鼠腸IR 模型實施IPC，結果表明于腸IR 前實施缺血10 min、再灌注10 min 的IPC 后，大鼠血漿乳酸水平降低，肺組織炎性細胞浸潤情況較對照組明顯緩解，證實IPC 對腸IR 所致肺部損傷具有保護效應［35］。腸IR 可因活性氧、炎癥介質等釋放而導致局部及遠隔器官的損傷，而IPC 可通過體液或者神經途徑發(fā)揮全身保護效應，緩解損傷［36］。目前，對于IPC/IPO 對腸IR所致遠隔器官損傷的保護效應及其機制尚存爭議，值得深入研究。結合文獻認為是否發(fā)揮保護效應可能與IPC/IPO 實施時間、循環(huán)周期相關，而機制與抑制炎癥、減輕氧化應激等密切相關。TAMION F 等研究發(fā)現(xiàn)腸IPC 可預防失血性休克的局部炎癥反應，并顯著降低全身損傷，且這種保護作用伴隨著血紅素氧合酶-1 的表達增強并被一種特殊的抑制劑減弱。表明該模型中炎癥反應受HO-1 介導、影響，腸IPC 可通過促進HO-1 的表達而改善血氣參數、減輕中性粒細胞隔離及改善肺微血管通透性和肺組織局部炎癥，發(fā)揮保護效應［37］。AVGERINOS ED 等經研究認為花生四烯酸級聯(lián)反應是缺血再灌注損傷的一個重要因素，而IPC 可通過部分調節(jié)該級聯(lián)反應而發(fā)揮保護效應［38］。BASHIR OS 等證實腸IPC 可通過調節(jié)氧化應激減輕大鼠脊髓IR 損傷，IPC 調控氧化應激途徑為發(fā)揮保護效應的重要機制［39］。

3 缺血預/后處理減輕腸IR損傷機制

研究證實，IPC 與IPO 對腸IR 損傷均具有保護效應，且機制類似。其作用與清除氧自由基、抑制炎癥因子聚集及炎癥介質的釋放等密切相關，但其具體機制較為復雜，仍尚未明確，可能與多種信號通路、分子機制、基因表達等相關［40-42］。CHENG GH等研究證實IPO 減輕腸IR 是通過調控線粒體通透性轉換孔開放及抑制caspase 9的表達實現(xiàn)，認為抑制氧化應激、抗凋亡為IPO 保護效應機制［43］。WEN SH等認為IPC 減輕腸損傷和黏膜細胞凋亡的作用是通過Janus 激酶/信號轉導和轉錄激活因子（JAK/STAT）途徑介導的，該機制在緩解IR 誘導的腸損傷中起重要作用［44］。JIA ZZ 等將IPO 應用于腸IR 模型，發(fā)現(xiàn)缺氧誘導因子-1α（Hypoxia-inducible factor 1α，HIF-1α）和miR-21 水平表達上調、細胞凋亡減少，證實IPO 保護作用的潛在機制可能與HIF-1α 誘導miR-21 上調和下調HIF-1α 介導的細胞凋亡有關［45］。JI YY 等在腸IR 前給予缺血預處理，測定腸組織中丙二醛（Malondialdehyde，MDA）、髓過氧化物酶（Myeloperoxidase，MPO）活性和腫瘤壞死因子-ɑ（Tumor necrosis factor-ɑ，TNF-ɑ）的含量相較于IR組均降低，且腸組織中細胞間黏附分子1（Intercellular adhesion molecule 1，ICAM-1）、血管細胞黏附分子1（Vascular cell adhesion molecule 1，VCAM-1）的表達、核因子-κB（Nuclear factor kappa B predominate，NF-κB）的活性及表達均降低，證實IPC 可通過降低ICAM-1、VCAM-1 的表達及TNF-α 誘導的NF-κB 信號通路活性，減輕中性粒細胞內皮細胞黏附級聯(lián)反應，從而減輕IR 誘導的腸損傷［46］。WEN SH 等探討了IPO 通過介導氧化防御和凋亡抑制實現(xiàn)對腸IR的保護效應，但醛糖還原酶抑制劑可消除其保護效應，認為醛糖還原酶的激活似乎是實現(xiàn)IPO 的保護效應的必需環(huán)節(jié)。此外還發(fā)現(xiàn)缺血后處理可通過抑制JAK/STAT 通路的激活及抑制氧化應激、中性粒細胞聚集、腸黏膜凋亡和微循環(huán)障礙實現(xiàn)腸保護作用［47-48］。FENG對腸IR大鼠模型環(huán)狀RNA（circRNAs）進行測定，結果發(fā)現(xiàn)實施IPO 后共12 個circRNAs 及129 個mRNAs 上調、21 個circRNAs 和174 個mRNAs下調，并用qRT-PCR 方法成功地驗證了隨機選擇的6 個circRNAs 和5 個mRNA 的表達水平，且通過對各組circRNA 表達變化方向的系統(tǒng)比較，鑒定出兩種circRNA（circRNA_012412 and circRNA_016863）可能與保護性細胞凋亡密切相關［49］?？傊毖A/后處理減輕腸IR 損傷機制仍尚未十分明確，對其相關信號通路、micRNA 等分子調控機制進行研究仍十分必要。

綜上所述，IPO、IPC 在緩解腸IR 損傷方面具有重要作用，可能通過抗氧化應激、抗炎、抗凋亡等實現(xiàn)，但其確切機制尚未明確，未來有必要對其機制進行進一步探討。一方面為腸IR 損傷治療提供新的可供干預的靶點，另一方面為開發(fā)模擬IPO、IPC腸保護效應的藥物提供分子基礎。