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血小板活化因子对肝移植缺血再灌注损伤的影响

2013-02-19昆明医科大学附属甘美医院肝一科云南昆明650011

吉林医学 2013年5期
关键词:移植物供体肝移植

熊 赓,李 立 (昆明医科大学附属甘美医院肝一科,云南 昆明 650011)

肝脏缺血再灌注损伤是肝脏肝移植手术中常见的病理生理现象,氧自由基过多、微循环障碍及细胞凋亡等是引起损伤的重要机制,研究发现,除了一氧化氮、热休克蛋白、血红素氧化酶、某些基因有保护肝脏、降低肝脏缺血再灌注损伤的影响,血小板活化因子对肝脏缺血再灌注损伤也有重要影响,进一步研究其作用机制,对研究肝脏疾病有重要的临床意义。

1 缺血-再灌注损伤对肝移植术后移植物的影响

缺血-再灌注损伤(Ischemia-reperfusion injury)是由于各种因素引起的细胞或组织缺血、缺氧引起的损伤及恢复供血、供氧后损伤加重的病理过程。在肝脏手术中,缺血-再灌注损伤由肝细胞缺氧-复氧诱发,这种状况可在肝脏低灌流状态、外科手术操作(如Pringle’s maneuver)以及肝移植器官获取的过程中出现。缺血-再灌注损伤是器官移植中影响受者转归的重要因素,在移植后早期的移植物衰竭中,约有10%为缺血再灌注损伤造成[1],此外,缺血再灌注损伤还有可能使移植后急、慢性排斥反应的发生率增高。众所周知,近年来肝脏外科随同现代科技革命一起得到飞速发展,目前已逐渐形成了独立的科学体系,由于复杂的肝脏切除术、肝脏移植术及严重肝脏创伤处理等技术的不断完善,使得复杂的肝脏手术成功率明显提高,尤其是肝移植(Liver transplantation,LT)在临床上推广应用,给终末期肝病患者带来了生命的曙光。肝移植在世界范围内挽救了众多终末期肝病患者的生命,但是等待移植的终末期肝病患者数目却在不断增多,供体短缺已经成为了制约肝脏移植发展的瓶颈。根据卫生部的报道,我国是全世界器官移植供体匮乏最严重的国家之一,人体器官供求比 1∶100[2]。

在全肝供体难得的情况下,活体供体部分肝移植(Living donor liver transplantation,LDLT)、劈离式肝移植(Split liver transplantation)等手术技术逐步应用到了临床中,在一定程度上缓解了供体来源不足的现状,使得更多的患者获得了新生。但在活体肝移植中,由于移植物重量及体积只有全肝移植物的40%~60%,因此任何引起肝细胞损伤的因素都可能导致移植后有功能肝细胞数目的减少,引起小肝综合征或移植物衰竭,缺血-再灌注损伤的防治,在这些病人显得更加重要。

2 肝脏缺血-再灌注损伤中引起细胞损伤、凋亡的机制

肝脏血流的中断,通常伴随着氧、营养成分供应的中断,可引起细胞水平的损伤,一旦血流恢复,再灌注将会使缺血期间造成的细胞损伤进一步加重,在各种肝脏手术中,都有上述过程的存在,如肝部分切除、肝移植器官获取,缺血再灌注损伤在细胞水平对器官及组织造成损伤,在肝移植中对移植物的功能产生重要影响[3]。在器官、组织缺血期间,多种细胞水平功能性的改变引起细胞损伤,其中就包括ATP代谢障碍、微循环障碍、钙离子稳态的失衡[4]、氧自由基的激活[5]、补体系统的激活的因素。由于ATP代谢障碍并逐步耗竭,产生了一系列的损伤因子,如活性氧自由基(ROS)、黏附分子、血小板活化因子以及血管活性因子(内皮素、血栓素A2)等。以上诸损伤因素协同作用,并伴随着保护性因素的减少,如一氧化氮、前列腺素等。最终细胞凋亡及坏死[6]。

在肝脏缺血再灌注的缺血期,能量代谢障碍致使细胞膜通透性及跨膜转运障碍,从而造成肝脏内枯否细胞及内皮细胞的水肿。而一氧化氮与内皮素水平动态平衡的紊乱则可引起血管痉挛及肝窦状间隙的狭窄,这又可引起白细胞流动变缓并使其与毛细血管壁接触。白细胞与内皮细胞之间的接触,增加了白细胞的趋向性及定向移动,即使聚集的白细胞并未完全阻塞肝窦状隙,仍可以阻碍血流通过窦状隙。此外,肝窦状隙内血小板的聚集可增加血流涡流的产生从而部分阻塞毛细血管。当血流灌注恢复时这些伴有微循环障碍而缺血的肝实质,将得不到血流的重新灌注,即发生“无再灌注”现象[7]。除了微循环障碍,中性粒细胞的活化致使炎性细胞因子合成的增加,而炎性因子可进一步加重缺血期细胞损伤,这些因子主要包括TNF-α,IL-1和6,前列腺素以及活性氧自由基,特别是超氧化物 O2-及。除了上述的细胞因子,还有一些相关的因子和介质参与了肝脏缺血期的损伤,如血小板活化因子是近年来发现的一种内源性具有广泛生物活性的磷脂类介质,其通过与血小板活化因子受体(PAF-R)结合而实现的,通过G蛋白转导激活磷脂酶C、腺苷酸环化酶和酪氨酸蛋白激酶等,继而激发NF-kB,产生大量的炎性介质,放大炎性反应。他具有致中性粒细胞聚集、血小板聚集、血管通透性增加、中性粒细胞脱颗粒和呼吸爆发、等生物活性作用,是迄今发现的最强的血小板聚集诱导剂。

3 血小板活化因子的生成及作用机制

血小板活化因子(platelet-activating factor,PAF)是一种具有生物活性的脂质递质,是诱导血小板聚集的第三条途径,其诱导的血小板聚集过程不依赖于花生四烯酸(AA)的代谢产物血栓素A2(TXA2)及腺苷二磷酸(ADP)[11],目前研究表明,PAF在体内有着类似于激素的生物学活性,可作用于多种细胞和组织。促使多种细胞使之产生趋化性及化学激动;促使血小板和中性粒细胞聚集;参与呼吸暴发和超氧化物的形成、蛋白质的磷酸化;作用于花生四烯酸及磷酸肌醇的代谢;促使糖原的分解;促使肿瘤坏死因子的产生,调节白介素分泌等。和胃肠溃疡、SLE、肝硬化、急性胰腺炎、器官缺血再灌注损伤等密切相关,PAF的研究日趋受到人们的重视。研究PAF的作用及介导的生物学反应机制,可为探讨PAF相关疾病的诊断防治提供基础。

PAF的合成有两条酶促途径:①从烷基甘油磷酸开始,经乙酰转移酶、等作用,最终合成PAF,称为新生途径,为存在于体内的正常合成途径,这条途径是生理条件下产生PAF的主要途径[12]。②在磷脂酶A2和乙酰辅酶A作用下生成PAF,称再修饰途径,是一种可逆性的病理过程;PAF发挥生物学效应主要是通过细胞膜表面的PAF受体结合而实现,其细胞内信息传递主要是由G蛋白介导,PAF通过与G蛋白耦联,激活磷脂酶C,引起储存池中Ca2+释放和血小板细胞骨架重组,使血小板活化,导致血管收缩,通透性增高,微循环障碍及炎性反应;PAF还可促进产生TXA2,促进释放5-HT等,进一步增强血小板聚集[13]。

PAF受体拮抗剂分为结构类似物、天然及合成三类:①人工合成化合物:目前应用的有BN52021等;②结构类似物:这是以PAF为基础设计的一系列甘油衍生物,分为天然骨架和非天然骨架,非天然骨架是乙酰转移酶抑制剂,是将PAF环接而成;③天然药物:是一些从自然界存在的物质中分离提纯的物质。一种是来自中国银杏树中分离出的化合物,如银杏苦内酯A、B、C,银杏苦内酯 B又称 BN52021。上述物质可与PLA2分子上赖氨酸残基不可逆结合而发挥抑制作用。在银杏内酯中银杏内酯B的生理活性最强,是迄今发现的最强的血小板活化因子拮抗药(PAF)。

4 血小板活化因子对肝脏缺血再灌注的影响及研究现状

PAF在肝脏中主要表现为糖原分解和增加肝脏血管阻力两大类,还可介导细胞因子的生成、超氧化物释放等。在组织缺血再灌注损伤中:①PAF可以直接导致细胞凋亡;②组织缺血再灌注后可以促进PAF的释放导致TWIK相关的酸性敏感的钾离子通道关闭,可以导致L型钙离子通道的关闭,减少了钙离子的流通,导致负性肌力效应及收缩功能不良最终导致细胞凋亡;③PAF的过量释放还能导致ROS/RNS的大量释放,使线粒体渗透转换孔的开放,导致细胞色素C的释放,线粒体内钙离子增加,半胱天冬酶释放,从而使线粒体膜受损,导致细胞凋亡[14-15]。目前在国内外的文献报道中,PAF的研究在对肝脏缺血再灌注损伤的影响缺少实验数据证明。

5 小结

正常数量的PAF有止血、维持组织器官灌注、促进免疫等生理学作用,但过度释放可导致过度炎性反应、凝血功能障碍等。在肝脏缺血再灌注损伤中为避免上述病理过程,探讨运用PAFR拮抗剂竞争性阻断PAF与PAFR的特异性结合避免PAF的过度释放显得尤为重要。

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