麻醉藥預(yù)處理減輕肝臟 IR 損傷的研究進(jìn)展

PAGEPAGE1麻醉藥預(yù)處理減輕肝臟IR損傷的研究進(jìn)展缺血再灌注（ischemiareperfusion．IR)損傷是指缺血后的再灌注不僅不能使組織器官功能恢復(fù)，反而[79]。臨床上如何延長(zhǎng)肝臟熱缺血耐受時(shí)間，減少肝臟損傷，保護(hù)肝功能，防止肝功能衰竭是長(zhǎng)期以來(lái)一直尚未妥善解決的一個(gè)難題[80]有關(guān)肝臟缺血的保護(hù)研究有許多報(bào)道，麻醉劑預(yù)處理Preconditioning,1997年提出的，其表現(xiàn)與缺血預(yù)處理現(xiàn)象相似，是指在缺血前先給予一定時(shí)間的麻醉劑處理可減輕后來(lái)臟器缺血所造成的損害，麻醉藥對(duì)于重要器官的缺血再灌注損傷具有細(xì)胞水平的保護(hù)效應(yīng)，到現(xiàn)今為止國(guó)內(nèi)外所進(jìn)[81]。以麻醉藥為代表的藥物預(yù)處理肝臟保護(hù)作用是近十年來(lái)麻醉學(xué)研究的熱點(diǎn)之一，其中麻醉藥對(duì)炎癥反應(yīng)的抑制被認(rèn)為是其中的重要機(jī)制，研究顯示麻醉藥可抑制多種病理因素導(dǎo)致的炎癥反應(yīng)，抑制炎癥轉(zhuǎn)錄因子NFκB及細(xì)胞間粘附分子的表達(dá)，抑制中性粒細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞的相互作用[82]?，F(xiàn)將相關(guān)研究進(jìn)展綜述如下。目前肝臟的缺血再灌注損傷可以大致分為兩個(gè)階段，早期以枯否氏（Kupffer）細(xì)胞介導(dǎo)為主（Ⅰ相損傷，Kupffer細(xì)胞激活后釋放大量氧自由基及TNFα 等大量的炎癥細(xì)胞因子，造成肝細(xì)胞的急性損傷[83]。采用GdCl3阻斷Kupffer細(xì)胞活性可明顯減輕肝臟的缺血再灌注損傷。后期以中性粒細(xì)胞介導(dǎo)為主（Ⅱ相損傷。Ⅱ相損傷程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于Ⅰ相損傷，kupffer路，在TNFα后產(chǎn)生直接的毒性作用[84]。大量的中性粒細(xì)胞的粘附、聚集還可以阻塞肝竇，使肝竇狹窄甚至閉塞，阻塞肝并造成惡性循環(huán)，嚴(yán)重?fù)p害肝臟功[85]TNFα 在肝臟缺血再灌注中也發(fā)揮著重要作用在再灌后迅速表達(dá)，對(duì)肝臟產(chǎn)生炎性損傷，TNFα 可誘導(dǎo)粘附分子（如ICAM1,P-選擇素）和炎性細(xì)胞趨化因子（CXC）等的表達(dá)和釋放，TNFα 進(jìn)入血液循環(huán)，還可對(duì)遠(yuǎn)隔臟器（最常見(jiàn)為肺）產(chǎn)生嚴(yán)重的炎性損傷作用[86]。NFκB是細(xì)胞中一個(gè)重要的轉(zhuǎn)錄因子，它參與許多基因，特別是與機(jī)體防御反應(yīng)有關(guān)的即早基因的表達(dá)調(diào)控,如BP50P65兩亞基形成同源或B與其抑制再灌注損傷、內(nèi)毒NFκB與抑制蛋白IκBDNA上特異部位結(jié)合，B多臟器功能障礙的病理生理過(guò)程中具有重要的地位[83]。吸入麻醉藥預(yù)處理減輕肝IR損傷的發(fā)生機(jī)理非常復(fù)雜，其確切機(jī)制目前尚不完全清楚，多數(shù)認(rèn)為肝IR損傷機(jī)制主要與炎癥細(xì)胞因子反應(yīng)、氧自由基、鈣離子超載、微循環(huán)障礙、線粒體功能受損、能量代謝障礙等因素有關(guān)[87]。一、吸入麻醉藥減輕肝臟IR損傷的研究進(jìn)展吸入麻醉的抗炎機(jī)制NFκB的激活及炎癥因子TNFαIL1β等的釋放被認(rèn)為是炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)的早期始動(dòng)環(huán)節(jié),預(yù)防和調(diào)節(jié)過(guò)激的炎癥反應(yīng)，可保護(hù)臟器功能、改善預(yù)后，這一觀點(diǎn)早已達(dá)成共識(shí)[88]。Hofstetter等發(fā)現(xiàn)大鼠短時(shí)間吸入異氟醚后可明顯抑制內(nèi)毒素導(dǎo)致的血漿細(xì)胞因子的升高，同未吸入異氟醚的對(duì)照組相比血漿TNFa和IL1β水平分別降低69.3%和61.8%[89]。朱彪[90]等采用人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞體外培養(yǎng)加TNFα刺激模型，結(jié)果發(fā)現(xiàn)地氟醚預(yù)處理能明顯下調(diào)TNFα 刺激后ICAM1、VCAM1、E-selectin等的表達(dá)水平。Boost[91]細(xì)胞因子反應(yīng)，同未吸入地氟醚的對(duì)照組相比吸入地氟醚的內(nèi)毒素血癥大鼠血漿TNFa和IL1β降低61%47%Joseph[92]20mg/kg異氟醚預(yù)處理的內(nèi)毒素小鼠72小時(shí)生存率為85%23%（p<0.01，異氟醚預(yù)處理組小鼠血清細(xì)胞因子TNαIL6,IL10也都低于對(duì)照組，EMSA的炎癥轉(zhuǎn)錄因子NFκB致Plachinta[93]的研究發(fā)現(xiàn)給予大鼠1.4%異氟醚吸入30大鼠的毒性作用，降低血漿炎癥因子TNFα的水平，改善內(nèi)毒素導(dǎo)致的低血壓和酸中毒，減輕內(nèi)毒素對(duì)血管內(nèi)皮細(xì)胞的損傷。O2-肝臟缺血再灌注損傷的過(guò)程中氧自由基（O2-等）的產(chǎn)生是介導(dǎo)肝細(xì)胞損傷的主要因素之一[94]，由于肝細(xì)胞具有強(qiáng)有力的抗氧化系統(tǒng)，所以無(wú)論離體或在體模型中肝細(xì)胞均具有極強(qiáng)的耐受細(xì)胞內(nèi)氧應(yīng)激的能力，利用離體灌流肝實(shí)驗(yàn)證明：來(lái)源于肝臟Kupffer損傷的主因。異氟醚可抑制肝臟復(fù)氧后O2-[80]。對(duì)肝細(xì)胞的能量保護(hù)作用能量供應(yīng)是肝細(xì)胞維持一切活動(dòng)的基礎(chǔ)，如ATP供能不足，各種離子泵的功能不能維持，導(dǎo)致肝細(xì)胞離子穩(wěn)態(tài)失衡。在缺氧肝細(xì)胞中，能量的唯一來(lái)源是無(wú)氧糖酵解產(chǎn)能，雖然糖酵解效率很低，但離體實(shí)驗(yàn)已證明，糖酵解所產(chǎn)生的有限的ATP在維持缺氧肝細(xì)胞功能和活力方面發(fā)揮至關(guān)重要的作用[95]。肝細(xì)胞缺氧30分鐘復(fù)氧可完全恢復(fù)能量平衡，而缺氧90分鐘則造成不可逆的能量失衡，盡管復(fù)氧后能荷有所提高，但終要受到總腺苷酸不變局限，異氟醚可提高缺氧90分鐘及復(fù)氧肝細(xì)胞的總腺苷酸和能荷，說(shuō)明異氟醚對(duì)不可逆缺氧和復(fù)氧的能量失衡仍有重要的保護(hù)作用。我們前期的研究發(fā)現(xiàn)異氟醚可減少肝細(xì)胞的缺氧/復(fù)氧損傷，保護(hù)肝細(xì)胞的能量平衡[96]。Ca2+超載Ca2+超載[97]在肝臟缺血再灌注損害中具有重要作用，異氟醚可直接阻滯電壓門控的Ca2+通道，己證實(shí)鈣離子通道阻滯劑對(duì)肝缺血再灌注損害有保護(hù)作用。異氟醚通過(guò)直接抑制電壓門控通道的Ca2+內(nèi)流，抑制肌漿網(wǎng)的Ca2+釋放并增加對(duì)其的攝取，減輕肝細(xì)胞的Ca2+超載[98]。二、阿片預(yù)處理的臟器保護(hù)機(jī)制研究進(jìn)展以往人們對(duì)阿片物質(zhì)的作用進(jìn)行了深人的研究，證明它對(duì)機(jī)體的很多功能包括痛與鎮(zhèn)痛、心血管、呼吸、免疫、發(fā)育、行為等都具有明顯的調(diào)節(jié)作用。這些作用主要都是阿片類物質(zhì)通過(guò)阿片受體的作用來(lái)實(shí)現(xiàn)的[99]。此后根據(jù)阿片的生物學(xué)與藥理學(xué)特性，三種受體相繼被發(fā)現(xiàn)并證實(shí)，分別為Mu(μ)Kappa(κ及Delta(δ)的相似性[100]。這些受體均屬于G蛋白耦聯(lián)受體群。有報(bào)道證實(shí)阿片樣物質(zhì)通過(guò)激活特定阿片受體對(duì)心臟和其他器官產(chǎn)生保護(hù)作用，其中關(guān)于阿片類物質(zhì)保護(hù)心肌缺血再灌注損傷的研究進(jìn)行的最為深入。對(duì)成年大鼠心室肌組織的功能性和表達(dá)水平的研究都表明心肌雖無(wú)μ阿片受體，但有δ和κ[101]。Schultz在麻醉開(kāi)胸大鼠的心梗模型研究中發(fā)現(xiàn)，靜脈注射嗎啡可以模仿IPC納洛酮阻斷嗎啡和IPC的心臟保護(hù)作用，表明由嗎啡和IPC引起的梗死區(qū)減少是由阿片受體來(lái)介導(dǎo)的[102]。Zhang等[103]應(yīng)用超短效阿片受體激動(dòng)劑瑞芬太尼預(yù)處理的研究，分別從在體和離體兩個(gè)層面證實(shí)這一臨床常用新型阿片類藥物可以有效地減輕心肌I/R損傷研究表明瑞芬太尼可以模擬缺血預(yù)處減少大鼠缺血再灌注后心肌梗死區(qū)面積，整體研究結(jié)果是這種保護(hù)作用可被3種特異性阿片受體阻斷劑所阻斷表明三種OR都介導(dǎo)了瑞芬太尼的保護(hù)作用，而離體研究證實(shí)瑞芬太尼的保護(hù)作用是通過(guò)激活δ 和κ阿片受體產(chǎn)生的說(shuō)明μ 受體的作用可能在心臟外此外等進(jìn)一步[104]的研究更證實(shí)細(xì)胞內(nèi)PKC線粒體ATP敏感性K通道及MAPK系統(tǒng)均參與了瑞芬太尼的心臟保護(hù)機(jī)制。阿片類藥物與心臟缺血再灌注較之對(duì)于肝臟的缺血再灌注的阿片類受體的研究，心臟缺血再灌注的時(shí)間更為長(zhǎng)久。早在1995,Schultz[105]給動(dòng)物靜脈注射阿片受體阻斷劑納絡(luò)酮,發(fā)現(xiàn)IPC證實(shí)阿片受體參與了IPC過(guò)程。阿片受體主要位于中樞神經(jīng)系統(tǒng)，尤其是下丘腦和髓質(zhì)。Takayuki等發(fā)現(xiàn)在體鼠心模型非特異性阿片受體拮抗劑納絡(luò)酮可以阻斷1個(gè)循環(huán)缺血／再灌注的心肌保護(hù)作用，而不能阻斷35min4種物質(zhì)產(chǎn)生自由基阿片)來(lái)激活PKC參與缺血預(yù)處理采用不同的實(shí)驗(yàn)方法均發(fā)現(xiàn)心肌中存在δ 受體Tai等15現(xiàn)大鼠心肌上存在κ 受體進(jìn)一步證實(shí)心肌上的κ 受體以κ1受體為主,Wittert[107]也證實(shí)κ 受基因在心肌上表達(dá)Guo[108]等在大鼠缺血再灌注的模型上發(fā),δ 受體激動(dòng)劑TAN67的延遲性心肌保護(hù)作用被NOS抑制劑所阻斷,TAN-67NOS,在缺血心肌再灌注前h靜脈注射NO供體硝普鈉,同樣可以保護(hù)心肌組,縮小心肌梗死面,而對(duì)NOS基因敲除大鼠注射硝普鈉,并無(wú)心臟保護(hù)作用[109]。上述實(shí)驗(yàn)表明,δ 受體的激活能夠上調(diào)NOS表達(dá),促進(jìn)NO的釋放,而對(duì)心肌起到保護(hù)作用。Shinmura等[110]24h后,家兔心肌環(huán)氧合酶-2(COX2)表達(dá)增加此時(shí)給予COX2阻滯劑可阻斷延遲相IPC的心臟保護(hù)作用,證實(shí)COX2在IPC到了重要的作用。Patel,P,預(yù)先給予δSNC121和BW373U86處理,24hCOX-2NS398,可阻斷δ驗(yàn)證實(shí),δ受體發(fā)揮的延遲性心肌保護(hù)作用是通過(guò)COX2Zhang[103,104]肌缺血再灌注模型對(duì)瑞芬太尼預(yù)處理進(jìn)行研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)臨床相關(guān)劑量的瑞芬太尼預(yù)處理可產(chǎn)生劑量依賴性抗心肌梗死作用,且瑞芬太尼早期抗心肌缺血再灌注損傷保護(hù)作用是通過(guò)心肌κ 受體和δ 受體及心臟μ 受體介導(dǎo)。該研究發(fā)現(xiàn)非選擇性阿片受體拮抗劑納絡(luò)酮能消除瑞芬太尼預(yù)處理的延遲性心肌保護(hù)作用,說(shuō)明阿片受體可能參與了瑞芬太尼預(yù)處理延遲性心肌保護(hù)作用的觸發(fā)。阿片預(yù)處理肝臟保護(hù)的可能機(jī)制阿片類制劑可以模擬IPC的保護(hù)作用，阿片類對(duì)缺血后器官的保護(hù)作用在信號(hào)機(jī)制上與IPC亦有共同之處，而靶器官上的阿片受體（OR）的激活是觸發(fā)點(diǎn)[111]。肝臟作為另一個(gè)重要的靶器官，有關(guān)肝臟IPCI/RKupffer細(xì)胞Kupffer細(xì)胞的NO和反應(yīng)性氧元素(ROS)及對(duì)于IPC此外Kupffer細(xì)胞可能通過(guò)激活NO[112]是對(duì)KupfferPKC敏感性K道以及絲裂原激活的蛋白激酶系統(tǒng)IPG蛋Witter[107]不能表達(dá)Kupfferδ受體和μYamanouchi等[113]應(yīng)用δ 受體特異性激動(dòng)劑腦啡肽（DADLE）誘導(dǎo)所謂的“冬眠效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)內(nèi)源性阿片肽不僅有保護(hù)經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)的作用，應(yīng)用肝I/R的GIPC定的相同點(diǎn)。NO通路在阿片預(yù)處理機(jī)制中的作用一氧化氮（NO）在缺血再灌注損傷的通路參與是較為復(fù)雜的，有研究表明在遭受缺血再灌注損傷10分鐘前，使用L精氨酸對(duì)豬的門靜脈輸注，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組血清AST且caspase3活性約2.5倍下降。復(fù)雜的內(nèi)、外多因素相互作用誘導(dǎo)產(chǎn)生凋亡信號(hào)，此信號(hào)傳遞至caspasecaspase3是細(xì)胞凋亡的主要執(zhí)行者，予兔（150mg/kg）的L-精氨酸，對(duì)照組予同樣劑量的生理鹽水，結(jié)果顯示實(shí)驗(yàn)組血清谷草轉(zhuǎn)氨酶AS，谷丙轉(zhuǎn)氨酶AL）和乳酸脫氫酶LD）說(shuō)明一氧化氮環(huán)路中的某些節(jié)點(diǎn)可以有效地改善肝臟缺血再灌注的損傷[115]。δ2受體激動(dòng)劑不僅抑制細(xì)胞阿片受體Gi/Go蛋白耦聯(lián)負(fù)調(diào)控腺苷酸環(huán)化酶(adenylylcyclase,AC)活性，使cAMP生成減少，還能激活PDEcAMP降解,cAMP[116]這之中也會(huì)有一個(gè)類似于冬眠效應(yīng)的節(jié)點(diǎn)，供阿片受體類藥物作用，以此來(lái)降低對(duì)肝臟缺血再灌注的損害。我們的研究也發(fā)現(xiàn)應(yīng)用瑞芬太尼可以有效減少肝臟缺血再灌注的損傷，推測(cè)這一短效阿片受體興奮劑可能通過(guò)與肝臟非實(shí)質(zhì)細(xì)胞膜上的阿片受體結(jié)合，從而促發(fā)胞內(nèi)NFκB(iNOS)并減少ROSNFκB激活后NO注損傷的作用，而ROS減少可直接減輕細(xì)胞損傷[117]。新型阿片激動(dòng)劑預(yù)處理保護(hù)肝臟的可能性鑒于以往的研究顯示預(yù)處理對(duì)心、腦、肝、腎等臟器的缺血再灌注損傷有普遍性保護(hù)作用，我們有理的生物學(xué)特性[116]度約是嗎啡的100創(chuàng)傷大的手術(shù)麻醉，正在改變臨床用藥的方式[118]肝臟實(shí)質(zhì)細(xì)胞的保護(hù)作用，由于肝臟的細(xì)胞構(gòu)成和心臟有相當(dāng)大的差異，在阿片類藥物的肝保護(hù)效應(yīng)中，三種主要細(xì)胞所起的作用包括肝竇內(nèi)皮細(xì)胞的損傷情況都尚未進(jìn)一步明確。特別是阿片激動(dòng)劑的保護(hù)作用及相關(guān)的重要分子和信號(hào)機(jī)制，更是我們下一步需要闡明的重要問(wèn)題。此外，由于該藥還作用于中樞阿片受體，因此還不能明確這一作用完全通過(guò)肝臟內(nèi)受體實(shí)現(xiàn)，原代培養(yǎng)肝細(xì)胞是研究瑞芬太尼的局部作用和靶細(xì)胞效應(yīng)有效模型和手段。此外，為進(jìn)一步明確瑞芬預(yù)處理的受體機(jī)制，還需應(yīng)用特異性的阿片受體抑制劑來(lái)研究這一效應(yīng)的受體分型及其胞內(nèi)可能的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。本研究目的是明確阿片激動(dòng)劑預(yù)處理的受體機(jī)制及細(xì)胞定位及相關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，希望利用目前已知的相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果和進(jìn)一步的分子生物學(xué)手段，初步找到關(guān)鍵的作用點(diǎn)和調(diào)控通道機(jī)制，為臨床更合理應(yīng)用阿片類藥物，強(qiáng)化其臟器保護(hù)作用，摸索減輕肝臟及肝移植等手術(shù)所致缺血再灌注損傷，提高術(shù)后生存率的新治療途徑。三、目前肝臟IR損傷的主要防護(hù)措施目前對(duì)于肝臟IR損傷的防護(hù)措施[79,80,86,119,12