缺血后处理对缺血再灌注损伤肾脏保护的研究进展

迪里拜尔·阿不都瓦热斯乔振奎张 锐

（1 乌鲁木齐市友谊医院重症医学二科，新疆 乌鲁木齐 830049；2 哈尔滨医科大学第四附属医院，黑龙江 哈尔滨 150001；3 黑龙江省医院，黑龙江 哈尔滨 150001）

缺血后处理对缺血再灌注损伤肾脏保护的研究进展

迪里拜尔·阿不都瓦热斯1乔振奎2张 锐3

（1 乌鲁木齐市友谊医院重症医学二科，新疆 乌鲁木齐 830049；2 哈尔滨医科大学第四附属医院，黑龙江 哈尔滨 150001；3 黑龙江省医院，黑龙江 哈尔滨 150001）

肾缺血再灌注损伤（ischemia reperfusion injury，IRI）是急性肾衰竭的常见原因，也是肾移植、肾切开取石术、肾部分切除术等复杂手术和血管外科的主动脉修补术等早期功能恢复和长期存活的主要因素之一。本文综述了肾脏缺血/缺氧引起的病理变化，肾脏缺血再灌注损伤发生机制及缺血后处理防治肾缺血再灌注损伤的机制研究概况。

缺血后处理；缺血再灌注损伤；肾脏；保护

肾移植等复杂手术中阻断肾脏血流而引起组织器官缺血，当组织器官得到血液再灌注后可使其功能得到恢复，损伤的结构可以得到修复，但一定情况下的缺血后再灌注不仅不能使肾脏功能恢复，反而加重肾脏的功能障碍和结构损伤。这种在缺血基础上恢复血流后组织损伤反而加重，甚至发生不可逆性损伤的现象称为缺血再灌注损伤。成为影响术后患者康复及生存率的重要因素。所以如何减轻和预防肾脏IRI，一直是肾脏保护的重要课题。

1 肾脏缺血/缺氧引起的病理变化

缺血/缺氧损伤是导致各种急、慢性肾脏病发病和进展的关键机制。缺氧是缺血损伤发生中最早的环节，缺血性肾损伤的发生涉及缺氧导致的能量耗竭、氧化应激和炎性反应等多个复杂的病理生理过程[1]。低氧诱导因子（hypoxia inducible factor，HIF）是细胞对低氧产生反应性调节的核心，在肾脏对缺血/缺氧的反应调节中起重要的调控作用[2]。

2 细胞氧自稳态调节因子

作为维持氧自稳平衡的核心调控因子，HIF调控多种低氧应答基因的表达，这些基因产物或能增加缺氧组织的氧供和运输能力，或能降低细胞耗氧量，从而缓解氧供求之间的矛盾以维持内环境的稳定，使机体对缺血缺氧产生耐受和适应[3]。我们的前期研究已证实适度上调HIF表达可减轻急慢性缺血性肾损伤的程度，随着研究的深入，我们发现缺血/缺氧损伤时HIF所介导的适应性反应并非全部对机体有利，其介导的即时适应性反应主要涉及能量代谢和血管扩张等，有利于减轻缺血/缺氧诱导的肾损伤；而HIF介导的长期适应性反应，一方面通过增加红细胞生成和血管新生等来提高脏器对缺血/缺氧的耐受性，另一方面长期的HIF活化可促纤维化、促使肾小管上皮细胞向间充质细胞转分化和促进炎性反应，其作用可能是不利的。

3 缺氧相关microRNAs与HIF相关性

肾脏疾病发病机制很复杂。从单个基因或单一调控途径的角度已无法全面、准确地诠释缺血性肾损伤的发病机制，随着系统分子学概念的出现和该学科的发展，取代而之的是分子调控网络，其中微小RNA（microRNAs，miRNAs）处于重要位置。miRNAs是基因表达的重要调控因子。即扮演着“管理员”的角色使生命活动有条不紊地进行，又是决定某些关键事件的分子开关，并能有效沉默机体所不需要的靶基因，其广泛涉及细胞最基本的所有生命活动过程，如分化、增殖、代谢和凋亡等。近年来越来越多的研究证实，miRNAs在缺氧导致的一系列病理生理反应中起重要调节作用。众所周知，缺氧是肿瘤微环境的基本特征之一，在研究中发现一系列的缺氧相关miRNAs（hypoxia-regulated microRNAs，HRMs），包括缺氧时表达上调的miRNAs（miR-30，23a，210，27a，192等）以及表达下调的miRNAs（miR-15b，20a，122a等）。有报道肿瘤细胞在缺氧情况下，HIF-1通过下调miR-20a，20b的表达，使miR-20a，20b的靶基因VEGF表达上调，从而促使血管新生，改善细胞缺氧[3]。已有文献报道小鼠单侧肾动脉夹闭后，肾组织miR-21丰度的动态变化呈和HIF表达规律相似，提示miR-21与HIF两者间的相关性。由于单一miRNAs可调控一组相关基因的表达，并且miRNAs在转录后水平影响基因翻译，不涉及到靶基因的转录，直接影响靶基因的蛋白质表达水平[4]。

4 肾脏缺血再灌注损伤

肾缺血再灌注后氧自由基生成增多。生成的氧自由基将会对细胞有一系列的损害。包括对膜磷脂的损伤、对蛋白质的损伤、对核酸的破坏、对细胞外基质的破坏等；钙超载引起线粒体的功能障碍。白细胞进一步增多，引起一系列的血管障碍；高能磷酸化合物缺乏，使得ATP合成的前身物质减少；内皮素和血管紧张素的作用促进胞内钙超载、PMN聚集、粘附、氧自由基释放及内皮细胞自稳态失衡[5]。我们发现体外培养的HK-2经诱导发生EMT后，miR-382水平随EMT出现而显着上调；UUO小鼠术后第7天时患侧肾组织miR-382水平较对侧肾组织上升5倍。抑制miR-382表达可部分逆转EMT，后者可能与miR-382调控氧化还原反应有关。提示miR-382的高表达可能是肾小管间质缺血缺氧损伤的结果，前者通过氧自由基损伤等途径参与EMT转化、继而导致肾小管间质病变的加重。Cicalese等[6]人研究发现小鼠肾脏近端小管Dicer敲除后，能更好地耐受缺血再灌注肾（ischemia/ reperfusion，I/R）损伤，提示肾小管上皮细胞的Dicer或某些关键的miRNA在I/R中起关键作用。De Araujo等[7]通过microarray分析发现，小鼠肾脏miRNAs的表达丰度在30min缺血后再灌注12h和48h后出现显着改变，其中部分miRNAs的丰度改变依赖于肾脏再灌注时间。我们近期的研究发现晚期缺血预适应减轻小鼠肾脏缺血再灌注损伤的机制与miR-21表达上调有关，敲低miR-21导致PDCD4表达上调并加重细胞凋亡和I/R肾损伤；而miR-21表达上调依赖于HIF-1α的活化，抑制HIF-1α表达则减少CoCl2诱导的miR-21表达上调。

5 减轻肾缺血再灌注损伤途径

缺血再灌注损伤的发生机制尚未彻底阐明。目前认为自由基的作用、细胞内钙超载和白细胞的激活是缺血一再灌注损伤的重要发病学环节。再灌注损伤实质上是将缺血期的可逆性损伤经恢复血流后进一步加重或转化为不可逆性损伤。缺血后侧支循环容易形成者，可因缩短缺血时间和减轻缺血程度，不易发生再灌注损伤。因氧易接受电子，形成氧自由基增多。因此，对氧需求高者，较易发生再灌注损伤。造成的再灌注损伤愈严重；适当降低灌注液的温度、pH值．则能减轻再灌注损伤；减少灌注液中的Ca2+、Na+含量，或适当增加K+、M矿含量．有利于减轻再灌注损伤。缺血后处理已成为国内外抗缺血/再灌注损伤研究的热点。近年来采用多种不同的方法对缺血后处理进行了探讨研究，发现缺血后处理对不同动物的心、肝、肾、肠胃等器官的缺血/再灌注均有抗损伤作用；其保护机制主要与氧自由基的生成减少、抑制钙超载、内源性活性物质的释放、膜通道功能状态的变化和蛋白激酶的活化有关[8]。陈光磊等[9]证实缺血后处理可以减轻缺血再灌注后肾小管上皮细胞的损伤，减少细胞坏死，稳定线粒体等细胞器结构，从而减轻急性肾脏IR损伤。刘少青等[10]光镜下观察缺血预处理后大鼠肾小管评分及不同灌注时间的NOS的变化。结果表明缺血预处理对大鼠肾脏缺血再灌注损伤有保护作用，其保护机制与iNOS的生成减少有关；eNOS和iNOS在缺血预处理过程中无明显变化。陈莉娜等[11]认为缺血预处理与后处理均对大鼠肾脏缺血/再灌注损伤有保护作用，其机制可能与抗氧化作用有关。郭志英等[12]通过建立家兔肾脏缺血-再灌注模型，观察肾组织病理学改变。结果表明缺血预处理及后处理能够减轻家兔肾脏缺血-再灌注损伤，其机制与增强机体的抗氧化损伤能力有关。李艳等[13]采用阻断大鼠肾动脉血流45min造成缺血，24h再灌注建立肾脏缺血/再灌注损伤模型。观察依达拉奉药物后处理结果表明依达拉奉药物后处理可以减轻大鼠肾脏缺血/再灌注损伤，与机械性缺血后处理保护效应相似。通过有效清除活性氧自由基、提高机体抗氧化应激的能力。高凤等[14]证实七氟醚预处理对大鼠急性肾缺血再灌注损伤具有保护作用。俞秀丽等[15]发现血必净注射液明显减轻肾组织超微结构的损伤，且对大鼠肾缺血再灌注损伤有明显保护作用。

6 结 语

IRI是一个多因素、多途径的复杂的病理过程。在临床应用中，IRI对于移植肾的功能恢复和长期存活是巨大的制约因素。因此，深入认识IRI的机制和探索其保护机制，对于临床实践和科学理论都有重大意义。目前认为，缺血后处理能在不同程度上减缓RIRI。然而，目前的知识还远远不能透彻解释RIRI的复杂病理机制，有待于进一步研究。

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1671-8194（2013）31-0058-02

黑龙江省教育厅科学技术项目资助 (编号：12511228)