脑缺血耐受过程中NO 作用机制的研究进展

冯 慧 程秋凤 贺 燕 姬 琳 王兴臣

缺血耐受现象自1970年由Maroko等［1］提出以来，随着研究深入，脑缺血耐受（ischemictolerance，IT）逐渐成为人们关注的课题。IT 的形成过程涉及热休克蛋白、兴奋性氨基酸、腺苷、凋亡相关基因，以及信号传导通路等的变化。一氧化氮（Nitric Oxide，NO）作为血管活性物质，在IT 的三个阶段［2］（缺血预适应、药物预适应和缺血后适应）中发挥着重要作用，但由于在中枢神经系统中NOS来源不同，即内皮型（eNOS）、神经元型（nNOS）以及诱导型（iNOS），NO 发挥的作用被称为“双刃剑”［3］。

1 缺血预适应

缺血预适应（ischemic preconditioning，IP）现象是1986年由Murry等在心肌组织中首先发现的［4］，IP 是指1次或多次短暂的缺血事件发生后可激发机体内源性保护机制，从而减轻后续严重缺血事件引起的损伤。1990 年Kitagawa等发现，短暂轻微的脑缺血可以对1～7d后的再次严重的脑缺血产生部分保护作用，这一现象在临床得到验证，能给予心、脑等器官强大的保护作用，表现为梗死范围的缩小，器官功能障碍明显改善等［5］。之后，人们发现脑、肝、肾及小肠同样存在这种现象。

Atochin等观察到野生型小鼠在5min的缺血预处理后对后续的缺血产生神经保护作用，而eNOS基因敲除的小鼠未出现预适应保护现象，提示eNOS在缺血耐受机制中起作用［6］。Vlasov等通过对大鼠分组实验后测量脑微循环灌注、脑水肿及内皮细胞脱落情况，发现非选择性NOS抑制剂能阻断缺血预处理的保护作用，iNOS抑制剂可阻断预适应延迟相的出现，提示刺激eNOS表达，从而提高一氧化氮复合物的形成在缺血预适应机制中发挥主导作用，而iNOS可能在预适应的延迟相中发挥作用［7］。

2 药物预适应

药物预适应即在缺血前给予药物预处理，通过改变酶的活性或某些物质的释放等方式（如改变NOS的活性）从而发挥保护缺血器官的作用［8］。胡永红等通过用川芎嗪干预全脑缺血再灌注大鼠模型，证实其能够使缺血脑组织NOS活性下降，NO含量降低，bcl－2蛋白表达增多，Bax蛋白表达减少，从而提高脑保护效果、增强脑缺血耐受［9］。孙忠人等用艾灸预处理全脑缺血再灌注大鼠，发现艾灸预处理具有同缺血预处理相当的对脑缺血再灌注大鼠iNOS和nNOS活性的抑制能力［10］，提示艾灸预处理可作为诱导脑IT的有效手段。

3 缺血后适应

缺血后适应是在心肌长期缺血之后，再灌注开始时，经历的短暂、重复缺血再灌注，从而起到保护缺血心肌的现象［3，11］。方芳等的研究表明缺血后适应能诱导脑缺血耐受，减轻局灶性脑缺血再灌注损伤，对脑缺血／再灌注损伤产生保护作用［12］。现有研究认为其保护作用与在脑缺血早期Ca2＋内流，激活Ca2＋依赖性eNOS蛋白表达，产生NO 维持脑血流、抑制血小板聚集和粘附等［13，14］，同时抑制iNOS蛋白的表达有关。有研究者在缺血后处理的梗死模型中观察到一系列具保护效应的NO 释放增多的生理效应，包括中性粒细胞黏附减少、P－选择素表达减少、内皮对乙酰胆碱的血管舒张反应性增强等［15］，说明缺血后处理可使eNOS生成增多产生脑保护作用。

另外，Kawano等研究发现iNOS衍生的NO 和还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH）氧化酶NOX2 亚单位衍生的过氧化物相互作用，产生氧化亚硝酸盐来参与产生耐受作用［16］。另有研究表明，沉默信息调节因子家族（Silent Information Regulator，SIRTs）中SIRT1，通过去乙酰化增加eNOS 的活性，继而增加NO，发挥血管保护作用［17］。

4 问题与展望

IT 是近年来发现的一种新现象，目前发现的缺血耐受机制很多，其中NO 在IT 过程中的作用研究颇多，由上看出，由于NOS的来源不同，NO 在IT 的不同时相发挥的作用亦不同。如何取其利而避其害，并在IT 的不同阶段给予相应的干预以提高脑组织对缺血缺氧的耐受性，将成为今后研究的新热点。

1 Maroko PR，Kjekshus JK，Sobel BE，et al.Factors influencing in－farct size following experimental coronary artery occlusions.Circulation，1971，43（4）：67－82.

2 James MD，Michael VC，We think we see a pattern emerging here.Circulation，2005，111（5）：120－121.

3 Corsani L，Bizzoco E，Pedata F，et al.Inducible nitric oxide synthase appears and is co－expressed with the neurottal isoform in intemeurons of the rat hippo eampus after transient ischemia induced by middle cerebral artery occlusion.Exp Neurol，2008，211（2）：433－440.

4 Murry CE，Jennings RB，Reimer KA.Precon ditioning with ischemia：a delay of lethal cell injury in ischemic myocardium.Circulation，1986，74（5）：1 124－1136.

5 Kitagawa K，Matsumoto M.“Ischemic tolerance”phenomenon found in the brain.Brain Res，1990，528（1）：21－24.

6 Atochin DN，Clark J，Demchenko IT，et al.Rapid cerebraIischemic preconditioning in mice deficient in endothelial and neuronal nitric oxide synthases.Stroke，2003，34（5）：1299－1303.

7 Atochin DN，Clark J，Demchenko IT，et al.Rapid cerebra ischemic preconditionin in mice deficien in endothelial and neuronal nitric oxide synthases.Stroke，2003，34（5）：1299－1303.

8 王建设，袁 灿，王慷慨，等.大鼠心肌缺血预适应相关基因5的克隆与特性分析.中国动脉硬化杂志，2006，14（3）：185－188.

9 胡永红，周爱民，田 野，等.川芎嗪促进脑缺血耐受形成的作用及机制研究.中国中医基础医学杂志，2010，16（8）：671－674.

10 孙忠人，王振宇，华金双.艾灸预处理对全脑缺血再灌注大鼠模型一氧化氮合酶活性的影响.针灸临床杂志，2011，27（1）：52－54.

11 Vinten J，Derek MY，Lionel HO.Postconditioning：a Simple，clinically applicable procedure to improve revaseularization in acute myocardial infarction.Circulation，2005，4（3）：2085－2088.

12 方 芳，王婉灵，余术宜，等.后适应对大鼠脑缺血神经细胞凋亡和内皮型一氧化氮合酶与诱导型一氧化氮合酶的影响.中国临床药理学与治疗学，2006 Oct：11（10）：1106－1109.

13 孙运娟，孙运芝，王纪佐.脑缺血再灌流后脑组织一氧化氮水平变化及其与细胞凋亡的关系.中国神经免疫学和神经病学杂志，2001，8（2）：26－28.

14 Zhao P，Zuo ZY.Isoflurane preconditioning induces neuroproteetion that is inducible nitric oxide synthase－dependent in neonatal rats.Anesthesiology，2004，101：695－703.

15 Krolikowski JG，W eihrauch D，Bienengraeber M，et al.Role of Erkl／2，p7Os6K，and eNOS in isoflurane－induced cardio protection during early Reperfusion in vivo.Can J Anaesht，2006，53（2）：174－182.

16 Kawano T，Kunz A，Abe T，et a1.iNOS－defived NO and nox22derived superoxide confer tolerance to excitotoxic brain iniury through peroxynitrite.J Cereb Blood Flow Metab，2007，27（8）：1453－1462.

17 Mattagajasingh I，Kim CS，Naqvi A，et al.SIRT1 promotes endothelium－dependent vascular relaxation by activating endothelial nitric oxide synthase.Proc Natl Acad Sci USA，2007，104（37）：14855－14860.