肝脏缺血再灌注损伤发生机制及药物干预研究进展

倪 敏，沈甫明

(第二军医大学药学院药理学教研室,上海 200433))

肝脏缺血再灌注损伤发生机制及药物干预研究进展

倪 敏，沈甫明

(第二军医大学药学院药理学教研室,上海 200433))

缺血再灌注损伤是许多因子参与的复杂的病理生理过程，是影响肝移植、肝脏叶段切除术后肝功能的一个多因素过程。本文主要阐述肝脏缺血再灌注损伤的发病机制及药物预处理对其的防治。

肝脏；缺血再灌注；药物干预

肝缺血再灌注损伤(hepatic ischemia reperfusion injury，HIRI)好发于休克及多种肝脏外科手术中，是影响肝移植、肝脏叶段切除术后肝功能的一个多因素过程[1]。肝缺血再灌注可致Kupffer细胞、中性粒细胞和血小板活化，继而引发一系列细胞反应，同时由于肝窦内皮细胞的损害导致微循环障碍，进一步加重肝脏缺血、缺氧。其病理生理过程复杂，迄今尚无明确认识，故对其发生机制的研究已成为热点，本文就对近年来肝脏缺血再灌注损伤发生机制及药物干预的研究进展作一简要概述。

1 HIRI的发生机制

肝脏缺血再灌注后可激活Kupffer细胞、中性粒细胞和单核细胞[2]，这些细胞的激活，可直接释放大量促炎的细胞因子，如TNF-α、IL-1β、IL-6；也可释放脂质炎性介质，如白三烯(LTs)、血栓素A2(TXA2)、血小板激活因子(PAF)等。炎性介质能激活炎症细胞，使之合成和释放多种炎症因子。炎症因子在肝内既可通过单个形式也可通过彼此间协同作用引起肝细胞损伤。TNF-α直接导致肝窦内皮细胞肿胀；通过中性粒细胞、内皮细胞的相互作用导致肝脏微循环障碍[3,4]；可激活中性粒细胞释放氧自由基；同时刺激单核巨噬细胞和其它细胞分泌IL-1β、 IL-6等炎性因子。IL-1β可诱导IL-8的合成并增加细胞黏附分子选择素、整合素的表达，这些均增强中性粒细胞与内皮细胞的黏附，进一步导致合成更多的细胞因子。

多数学者认为，氧自由基在肝脏缺血再灌注时发挥重要作用，其发生机制有：①细胞缺血缺氧使ATP生成减少，Ca2+进入线粒体增多，使线粒体功能受损，从而使氧自由基生成增加。②钙超载又可激活钙离子依赖性蛋白酶，后者可催化黄嘌呤脱氢酶转化为黄嘌呤氧化酶.，而黄嘌呤氧化酶在有氧条件下能促进黄嘌呤在分解为尿酸的同时产生大量的氧自由基。在再灌注时大量氧进入的情况下，黄嘌呤氧化酶作用于次黄嘌呤，产生大量超氧阴离子自由基[5,6]。③再灌注时，由于缺氧、ATP减少及钙进入线粒体增多，使细胞色素氧化酶功能失调、细胞内线粒体膜电势丧失、呼吸链功能障碍、电子传递链漏电子增多、超氧化物歧化酶生成减少等，同时可导致大量氧自由基生成[7]。④ 缺血期组织细胞含氧量减少，作为电子受体的氧含量不足，再灌注后恢复组织氧供应，使氧自由基在短时间内爆发性增多。

氧自由基损伤肝细胞的机制主要有：①氧化细胞膜，改变膜的流动性和通透性，产生脂质过氧化物，直接损伤细胞；②通过直接作用于肝窦内皮细胞膜增加血小板及中性粒细胞的粘附位点，增加血小板及中性粒细胞的的黏附、聚集，造成微循环障碍[8]；③激活肝实质细胞核内的氧化核酸酶，使DNA双链断裂而造成肝脏结构和功能的损伤；④氧自由基抑制线粒体的氧化磷酸化，使能量物质减少。

缺血再灌注能导致细胞凋亡的事实已经有所报道。细胞凋亡是指细胞受到某些特殊信号刺激后，由其内部机制调控的主动的细胞死亡，属于机体自身的生理活动，也称为程序性细胞死亡(PCD)。PCD是导致缺血再灌注损伤的重要机制之一，是肝功能衰竭的重要原因[9]。缺血再灌注后的细胞凋亡是一个复杂过程，能量代谢障碍、氧自由基、细胞因子、细胞内钙超载以及Caspase家族、Bcl-2家族均可诱导细胞凋亡，其中氧自由基的爆发性形成是关键因素，在缺血再灌注时氧化磷酸化障碍，线粒体内自由基及其代谢的中心产物增多，而此时自由基防御体系活性下降，自由基介导的DNA损伤可激发多聚ADP核糖转移酶的活化和p53积累，这二者均与凋亡有关。

2 HIRI的药物干预

药物预处理是利用某些活性物质直接或间接的药理作用来达到类似缺血预处理的保护作用 ，增强组织或细胞对缺血再灌注损伤的耐受性，从而减轻损伤。对HIRI具有预处理效果的药物主要原则有：①保护生物膜，改善微循环及细胞能量代谢。缺血组织酵解过程增强，因此补充糖酵解底物能有效保护缺血组织，有利于生物膜功能的恢复。缺血时线粒体氧化磷酸化代谢受阻，鉴于此，可给予外源性ATP、磷酸肌酸、细胞色素C等；②自由基清除剂：给予低分子自由基清除剂，例如维生素A、维生素C、维生素E和谷胱甘肽还原酶(GTH-PX)[10]；酶型自由基清除剂，例如：过氧化氢酶(CAT)、超过氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶；③减轻炎症反应 给予具有稳定溶酶体酶膜作用的糖皮质激素、阻断中性粒细胞和内皮细胞间粘附反应的特定粘附分子的单抗等，均可明显减轻缺血再灌注损伤[11]；④减轻钙超载的钙通道阻断剂。

但其中许多药物具有较大的毒副作用，影响了它们在临床上的应用。中草药以安全范围大、毒副作用小、作用环节较多等优点，成为研究的热点。一些活血化瘀中药能清除氧自由基，对脏器缺血再灌注损伤具有一定的保护作用，如丹参、参附、银杏叶提取物、大黄素等等[12～14]。川芎可以抑制PMN聚集粘附、减轻钙超载、抗TXA2、合成、阻止血小板聚集、清除自由基、保护线粒体；丹参具有减低OFR脂质过氧化物含量，提高SOD活性，减少钙超载，促进再生修复功能。此外，有研究表明三七总皂苷、阿魏酸钠(当归的有效成分)、绿茶Pingpien Gingseng Rhizome物(GTE)、黄芪总黄酮等对肝脏缺血再灌注损伤都具有保护作用。

近年来，高张盐水(HS)也开始受到人们的重视。小剂量HS不仅能快速改善休克的血流动力学参数，提高心肌收缩力和心排出量，改善微循环，而且还能抑制应激状态下的过度炎症反应。研究发现[15,16]，HS可抑制中性粒细胞过度激活，抑制TNF-α、IL-6及黏附分子的分泌，同时增加抗炎细胞因子IL-10的释放与表达。高张盐水预处理能明显增强缺血再灌注后肝脏血红素加氧酶-1的mRNA及蛋白表达，明显改善肝脏微循环，对肝脏缺血再灌注损伤具有一定的保护作用。

随着尼古丁α7胆碱能受体成为研究热点。人们开始了对α7受体在缺血再灌注损伤中的作用的研究。Elahe T Crockett等人[17]研究发现，给予尼古丁α7受体激动剂可在肝脏缺血再灌注早期降低细胞炎症因子的表达，减轻肝损伤。这可能是由于Kuffer细胞上的尼古丁α7受体被激活，启动了尼古丁α7受体抗炎通路，从而减轻组织损伤。尼古丁α7受体抗炎通路是指迷走神经末梢释放的乙酰胆碱与巨噬细胞膜上的尼古丁α7受体结合后，可调控由感染、休克等引起的炎症反应程度[18]。最近研究发现，山莨菪碱可增加乙酰胆碱与N型胆碱能受体的结合率，从而增强尼古丁α7受体抗炎作用[19,20]。山莨菪碱作为M受体胆碱阻断剂，能解除血管痉挛(尤其微血管)，改善微循环，在补充血容量的前提下可使降低的血压升高。早期研究也发现[21,22]，山莨菪碱有抑制Na-Ca交换的作用，可防止钙超载，对防止再灌注损伤有一定效果。山莨菪碱有一定的细胞保护作用，可在细胞水平上稳定膜结构，防止自由基对质膜的破坏。使用山莨菪碱的治疗组肝细胞坏死较轻，MDA含量显著减低，证明山莨菪碱具有抗肝缺血再灌注损伤的作用。这些研究均为尼古丁α7受体在缺血再灌注损伤中的保护作用提供了证据，同时为缺血再灌注损伤的防治提供了新的靶点。

3 展望

肝脏缺血再灌注损伤的防治已经在控制再灌注条件、应用细胞保护剂和调动机体内源性防御能力等方面取得了丰硕成果。但是，肝脏缺血再灌注损伤的机制复杂，是多种因素相互、共同作用的结果，而单一机制的研究往往不能达到满意的效果，因此多种机制的、多药物联合运用的综合性研究有待进一步开展。随着对胆碱能抗炎通路的研究不断趋于完善，也一定会产生更多相关的应用思路和切实可行的方法服务于临床治疗，为研究防治缺血再灌注损伤提供了一条的新的策略。科学技术的不断进步，使人们对缺血再灌注损伤的机制研究不断深入，防治疾病的方法也将越来越的有效。

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2010-03-19

[修回日期] 2011-02-28

Advancesinthemechanismandmedicationcurewaysofischemia-reperfusioninjury

NI Min, SHEN Fu-ming

(Department of Pharmacology, School of Pharmacy, Second Military Medical University,Shanghai 200433, China)

Ischemia-reperfusion injury was a complex course in pathophysiology with many factors which had been implicated in the pathogenesis of a variety of clinical conditions including liver transplantation, and liver resectional surgery. The mechanism of ischemia-reperfusion injury and medication cure ways for ischemia-reperfusion injury were investigated in this paper．

liver; ischemia-reperfusion injury; medication cure way

作者介简倪 敏(1986-)，女，硕士研究生.Tel:(021)81871276，E-mail:antie-1986@163.com.

沈甫明.E-mail:fumingshen@126.com.

R965.1

A

1006-0111(2011)03-0179-03