心肌缺血／再灌注對(duì)心肌細(xì)胞線粒體的影響及中藥保護(hù)作用的研究近況(一)

1、心肌缺血再灌注對(duì)心肌細(xì)胞線粒體的影響及中藥保護(hù)作用的研究近 況一 心肌缺血是由于冠狀動(dòng)脈阻塞或冠狀動(dòng)脈痙攣而致冠脈流量缺乏所引 起的。心肌缺血可致心肌功能紊亂，并伴有嚴(yán)重的心肌細(xì)胞損傷。近 年來，隨著研究的深入，發(fā)現(xiàn)在心肌細(xì)胞的損傷和壞死中，線粒體首 當(dāng)其害，進(jìn)而損傷整個(gè)細(xì)胞。線粒體結(jié)構(gòu)和功能受損是導(dǎo)致缺血/ 再灌注I/R心肌不可逆損傷的重要原因之一，在心肌損傷機(jī)制中具有非常重 要的作用。心肌保護(hù)的新途徑 線粒體途徑， 已成為心肌保護(hù)研究的 熱點(diǎn)。八、丿°1 線粒體在缺血 /再灌注過程中的改變1.1自由基的產(chǎn)生 Vndenhoek等1在離體心肌的I/R模型中證實(shí)線粒體 電子轉(zhuǎn)移與自由

2、基的生成有關(guān)。當(dāng)缺氧抑制呼吸鏈時(shí)，輔酶 Q 被復(fù)原 成半泛醌，后者在再灌注過程中與氧分子發(fā)生反響生成氧自由基，產(chǎn) 生多種具有高活性的氧復(fù)原中間產(chǎn)物，統(tǒng)稱為活性氧簇ROS ROS改變呼吸鏈中復(fù)合物、復(fù)合物 ATP酶及腺苷轉(zhuǎn)移酶ANT的結(jié)構(gòu)，使呼吸 鏈活性受損2。破壞質(zhì)膜上的離子泵，加劇因 ATP耗竭而引起的細(xì)胞 內(nèi)離子失調(diào)。與膜磷脂中的不飽和脂肪酸成分發(fā)生過氧化反響，使膜 流動(dòng)性降低，通透性增高 3。1.2線粒體Ca2+超載有學(xué)者推測(cè)4在缺氧過程中，由于線粒體內(nèi)膜電 位崩潰，單向轉(zhuǎn)運(yùn)體失活，Ca2+通過Na+/Ca2+2Na與1Ca2+交換進(jìn)入 線粒體。復(fù)氧后，單向轉(zhuǎn)運(yùn)體恢復(fù)活性，Ca2+又通過

3、其攜帶進(jìn)入線粒 體。I/R后，過量的Ca2+在線粒體內(nèi)積聚引起線粒體鈣超載。后者能破 壞呼吸鏈中的復(fù)合物，影響 ATP的合成，增加細(xì)胞毒性自由基的釋放， 導(dǎo)致線粒體滲透性轉(zhuǎn)運(yùn)孔的形成，引起線粒體功能障礙，最終引起細(xì) 胞損傷和死亡 5。1.3線粒體滲透性轉(zhuǎn)運(yùn)孔道(MPTP)MPTP開放目前被認(rèn)為是心肌I/R損傷 的重要機(jī)制之一。MPTP實(shí)際是由腺苷轉(zhuǎn)移酶(ANT)形成6。研究結(jié)果 說明，MPTP開放主要發(fā)生于再灌注開始后 25min7。其開放能引起線 粒體膨脹和外膜的破裂，細(xì)胞色素 C 從內(nèi)外膜間隙中釋放，用假孕療 法或假絕經(jīng)療法 ,主要目的是抑制異位內(nèi)膜組織 ,防止其在術(shù)中外溢而 引起新的種植

4、,同時(shí)還能縮小病灶、減少粘連、減輕局部充血 ,利于手術(shù)。 術(shù)后服用克痛湯 ,主要是為了殺滅殘留病灶 ,防止手術(shù)造成的新種植灶。 本法具有療效高、顯效快等優(yōu)點(diǎn) ,是一種值得推廣的有效方法。2 線粒體損傷的保護(hù)途徑2.1線粒體Ca2+調(diào)節(jié)由于Ca2+在缺血和再灌注時(shí)通過不同的途徑進(jìn)入 線粒體。因此，利用不同的阻斷劑來阻斷這些通路能減少線粒體 Ca2+ 超載的發(fā)生。現(xiàn)已證實(shí) Na+/Ca2+交換體抑制劑釘紅(Rutheniumred, RR對(duì)再灌注/復(fù)氧后的心肌具有保護(hù)作用 12。Griffiths等4在缺氧/ 復(fù)氧的鼠心肌上證實(shí)氯硝安定能促進(jìn)復(fù)氧后心肌細(xì)胞功能的恢復(fù)。2.2抑制MPTP的開放環(huán)孢菌

5、素A(CsA能通過抑制環(huán)孢菌素受體2D(CyP2D來拮抗MPTP的開放6。但CsA不良反響較大，常規(guī)應(yīng)用受 限。丙酮酸和異丙酚是新發(fā)現(xiàn)的兩種 MPTP開放抑制劑10，13，可阻 止 MPTP 的開放，保護(hù)線粒體的結(jié)構(gòu)和功能。2.3線粒體KATP1道以往認(rèn)為質(zhì)膜上的KATPS道(sKATP是缺血預(yù)處理 (IPC的終末效應(yīng)器。但近來的研究結(jié)果說明，位于線粒體內(nèi)膜上的KATP 通道(mKATP在心肌保護(hù)中可能發(fā)揮著更重要的作用14。在大鼠和額兔的心臟中發(fā)現(xiàn)，mKATP通道開放劑二氮嗪能模擬IPC的保護(hù)作用， 能被mKATP通道特異性阻斷劑52羥葵酸(52HD)完全抑制15。 mKATP 通道開放對(duì)I

6、/R心肌的保護(hù)機(jī)制可能與拮抗了線粒體內(nèi)Ca2+超載的發(fā)生16、促進(jìn)了 ATP的生成17、減少了線粒體自由基的產(chǎn)生有關(guān) 18。2.4底物補(bǔ)充心臟能利用多種底物代謝生成能量。而缺血缺氧時(shí)，那么主 要通過其他低效代謝途徑提供能量 19，這些代謝途徑容易造成心肌特 別是線粒體內(nèi)的代謝中間物耗竭。因此，補(bǔ)充這些代謝中間物對(duì)心肌 能量的保存具有重要意義。3 中藥對(duì)心肌缺血再灌注線粒體損傷的保護(hù)3.1 單味藥物牡丹皮：研究發(fā)現(xiàn)丹皮酚能降低線粒體膜膽固醇 /磷脂的 比值，減少心肌細(xì)胞游離脂肪酸含量，改善Ca2+ATP酶活性，改善和調(diào)節(jié)線粒體膜脂的流動(dòng)性。說明丹皮酚能明顯改善缺血再灌注損傷心 肌線粒體膜的結(jié)構(gòu)和

7、功能，與保護(hù)心肌細(xì)胞膜脂結(jié)構(gòu)有關(guān)20。銀杏葉：銀杏葉提取物(EGB可有效抑制缺血所致線粒體膜磷脂含量減少， MDA水平增高，提高線粒體 Ca2+ATP酶及胞漿SOD酶活性，EGB對(duì)缺 血心肌的保護(hù)作用可能與其增加胞液 SOD活性、防止線粒體膜脂質(zhì)過 氧化、維持線粒體膜Ca2+ATF酶活性、改善缺血心肌細(xì)胞 Ca2+轉(zhuǎn)運(yùn)有 關(guān) 21 。纈草：研究纈草提取物中活性最強(qiáng)的成分纈草單萜氧化物 VMO， 發(fā)現(xiàn) VMO 對(duì)細(xì)胞膜 ATP 敏感性鉀通道無影響，而對(duì)線粒體膜 KATPmitoKATP有直接開放效應(yīng)。提示纈草提取物的心肌保護(hù)作用與其 對(duì) mitoKATP 的開放有關(guān)，同時(shí)也提示 VMO 很可能是

8、一種選擇性 mitoKATP開放劑。VMO開放mitoKATP后對(duì)心肌起保護(hù)作用的機(jī)制可 能是減輕線粒體Ca2+超載，改善能量代謝22。川芎：研究說明，川芎 嗪可明顯減輕受損心肌的變性壞死反響和減少炎性細(xì)胞浸潤，其機(jī)制 可能是抑制線粒體鈣超載，降低線粒體NOS活力，從而減輕NO所致的 損傷,去除自由基， 減少脂質(zhì)過氧化物的生成 23。同時(shí)川芎嗪可通過降 低氧自由基水平和減輕鈣超載，而改善缺血 /再灌注損傷心肌的線粒體 功能及結(jié)構(gòu) 24。刺五加：用酶解法獲取兔心室肌細(xì)胞，用激光掃描共 聚焦顯微鏡 多光子模式 觀察線粒體熒光強(qiáng)度變化。結(jié)果說明，刺五加 組可見線粒體熒光強(qiáng)度明顯增加，熒光強(qiáng)度的增加以前 5min 為主，因 此，刺五加對(duì) mitoKATP有開放作用25。人參：研究說明不同劑量的 人參二醇組皂甙PDS具有減輕缺血/再灌注后心肌線體損傷的作用。在 其濃度增至 320mg/L 時(shí)，上述作用消失，反有加重心肌線粒體損傷的 傾向。因此，PDS有抗心肌缺血/