骨骼肌缺血再灌注损伤研究进展

李瑞华，阚世廉，李 津

骨骼肌缺血再灌注损伤研究进展

李瑞华，阚世廉，李 津

骨骼肌缺血再灌注损伤是骨科临床工作中一种常见的并发症，很多原因都有可能造成严重的骨骼肌缺血，如严重的骨与软组织损伤、血管损伤、断肢再植、骨筋膜室综合征、出血性或创伤性休克及使用止血带时间过长等。近年来关于防治骨骼肌缺血再灌注损伤的研究日益增多，并已有一些治疗方法应用与临床，并取得了良好的疗效。本文对骨骼肌缺血再灌注损伤的中西医防治研究进展进行综述。

骨骼肌；缺血；再灌注损伤；

自1985年Mccord提出缺血再灌注损伤的概念，它就不断深入到医学的众多学科领域。临床上，各种原因引起的肢体缺血，恢复其血液循环是挽救缺血肢体的必须前提，而且血液循环的恢复越早越好。长期以来，解决缺血的问题主要集中在尽早恢复血液供应，而未注意到缺血组织的损伤。近年来，国内外对骨骼肌缺血再灌注损伤的分子机制及相关的研究因素有了很大的进展，现综述如下。

1 氧自由基清除剂

缺血再灌注损伤是诱导自由基生成和脂质过氧化反应的主要机制之一，骨骼肌的各种缺血性损害存在典型的缺血再灌注损伤过程。损伤的骨骼肌治疗前处于缺血状态，治疗后局部恢复通血，为再灌注过程。活性氧是外源性氧化剂或细胞内有氧代谢产生的具有很高生物活性的氧分子，在生理状态下机体可以产生少量活性氧，靠机体的抗氧化防御系统维持其代谢平衡，不至于产生氧化损伤。当发生缺血再灌注损伤大量产生活性氧，超过了机体清除的能力时，体内的还原物质会被消耗，含巯基活性的酶和细胞成分被氧化，从而会造成一系列损伤。其中线粒体较其他质膜更易成为活性氧的主要攻击靶位，进而影响其呼吸与产能、渗透压调节、钙转运等功能。因此，提高机体抗氧化能力，清除氧自由基、减轻线粒体损伤、促进能量代谢，成为一种防治措施。超氧化物歧化酶能阻止由氧自由基启动的自由基连锁反应，肢体缺血再灌注损伤时，机体产生大量的氧自由基，使组织内超氧化物歧化酶大量消耗，使其活性减低[1-2]。褪黑素是迄今为止己知的最强的自由基清除剂，主要是通过清除微动脉血管壁的超氧化物,提高骨骼肌细胞活力,改善微血管功能,保护骨骼肌[3]。右美托咪定能通过抑制氧化应激反应、激活抗氧化应激信号通路、促进内源抗氧化物质合成、减少活性氧类的生成、促进细胞增殖等多种途径实现减少氧化应激损伤[4-5]。此外，人参皂甙是人参的主要成分，具有扩张血管、改善微循环、抗氧化、清除氧自由基等多种药理作用，现已广泛地应用于多种疾病的预防和治疗中[6]。丹参是一味具有活血化淤、宁心安神等功效的传统中药，丹参酮IIA是丹参中含量最高的活性成分。在再灌注损伤方面，研究发现，丹参酮ⅡA能够提高超氧化物歧化酶活性而减轻脂质过氧化反应，能够降低血液黏度以及抑制血小板凝集而改善微循环[7-8]。张辉等[9]发现，补阳还五汤对大鼠断肢再植术后肢体缺血-再灌注损伤具有明显的保护作用。

2 钙离子通道阻滞剂

缺血再灌注损伤期间细胞内钙超载加重细胞损害。在缺血期，细胞内pH值降低，引发酸中毒，Na+-K+-ATP酶活性降低，形成了pH梯度差，激活Na+-H+交换，造成细胞内Na+超载，从而在再灌注后激活细胞膜上的Na+-Ca2+交换蛋白。因而在再灌注时，随Na+移向细胞外，大量Ca2+进入细胞内，形成钙超载。钙超载可以激活磷酸化反应，从而使细胞内的很多蛋白质改变功能，同时钙超载可促使黄嘌呤脱氢酶转化为黄嘌呤氧化酶，从而导致氧自由基生成增多。此外，胞浆内增高的Ca2+可以激活蛋白酶，破坏细胞和线粒体膜，最终导致细胞死亡[3,10]。因此，利用降低细胞内钙可减轻或避免骨骼肌细胞的缺血一再灌注损伤[11]。但主要针对骨骼肌细胞，而国内研究肢体的资料主要集中在中医药方面。其中丹参通过清除自由基,一方面减轻细胞膜的损伤,使钙经细胞膜内流减少；另一方面使线粒体利用氧能力提高。氧化磷酸化耦联生成ATP增多，为钙泵。Na+-Ca2+，Ca2+-H+交换泵等提供能量,使Ca2+泵出细胞或泵入内质网、线粒体和微粒体,进一步降低细胞内钙浓度。丹参还可通过促进细胞色素P450依赖性混合功能氧化酶合成，保护Na+/K+-ATP酶、Ca2+-ATP酶活性、恢复微粒体主动转运钙的功能等作用，阻断钙内流，减轻钙超载[12-13]。

3 抗白细胞疗法

最近大量动物和临床研究证实，以中性粒细胞为主的白细胞骨骼肌缺血再灌注损伤损伤中起重要作用[14]。中性粒细胞在缺血早期即被激活，且早于组织形态学改变之前。激活的中性粒细胞在趋化因子的作用下在组织内聚集，发生流变学和形态学的变化，表现为细胞体积增大和变形性降低，从而阻塞微血管，造成“无复流现象”。聚集的中性粒细胞通过释放大量氧自由基，蛋白水解酶，进而引起器官损伤[15]。激活的中性粒细胞与血管内皮细胞相互作用，释放大量的细胞因子和炎性介质，引发炎症的级联反应[16-17]。进一步增加血管通透性，促进中性粒细胞与血管内皮细胞的黏附，使中性粒细胞发生呼吸爆发和脱颗粒以及血小板聚集。近年来许多学者提出以稳定细胞膜，改善微循环、阻止无复流发生为相对应的治疗方法。肌苷参与次黄嘌呤补救通路、糖原酵解，使缺血骨骼肌中三磷酸腺苷储备增加，从而改善细胞膜钠一钾泵活力，降低细胞膜通透性，维持较适宜的跨膜电位。候阳阳等[18]发现，牛磺酸具有稳定细胞膜、调节胞内钙稳态及清除自由基等多种细胞保护作用，从而减轻缺血再灌注损伤。地塞米松抑制中性粒细胞激活及对内皮细胞的黏附和游出。能有效地维持微循环各级血管壁的完整性，从而保护内皮细胞免受损伤，改善微循环血流。并且有学者发现，对肢体缺血再灌注损伤应用地塞米松预处理,会导致细胞内的环磷酸腺苷降低，减轻机体炎性反应，从而抑制了白细胞的激活，使得生成的氧自由基量大大下降[19]。此外，脉络宁注射液能明显增加再灌注骨骼肌超氧化物歧化酶的活力，减少髓过氧化物的生成，从而保护肢体再灌注损伤，其机制可能通过拮抗氧自由基、抑制中性粒细胞聚集实现的[20-21]。有研究发现，黑蒜提取液可降低大鼠模型髓过氧化物酶、丙二醛含量，升高超氧化物歧化酶活性[22]。银杏达莫注射液可以阻断羟自由基引发的链锁反应，从而降低自由基的毒性作用，并且还具有降低血液粘稠度，改善微循环和防治病理状态下的钙超载造成的细胞损伤等。双嘧达莫是一种传统的抑制血小板聚集释放药，可以抑制血小板、上皮细胞和红细胞摄取腺苷并且抑制组织中的磷酸二酯酶。银杏达莫注射液预处理可降低大鼠模型丙二醛含量，升高超氧化物歧化酶活性[23-24]。人参皂甙可降低大鼠模型丙二醛含量，减轻缺血组织脂质过氧化反应，对组织细胞再灌注损伤起保护作用，抑制血小板聚集、提高纤溶活性、改善血液黏滞性和高凝状态、解除血管痉挛、抗凝血[6]。

4 一氧化氮（NO）生成增加的药物

NO是血管内皮细胞产生的的重要血管活性物质，其作用不仅是舒张血管，而且可通过对抗血小板黏附和聚集，维持纤溶系统平衡，抑制炎症反应等作用发挥抗动脉粥样硬化等作用。通过细胞膜NO迅速传递至血管平滑肌细胞，松弛血管平滑肌，扩张血管，从而调节血压及血流分布[25]。在骨骼肌缺血再灌注早期(1～4 h)产生的NO主要产生自内皮细胞、成纤维细胞、血小板等的细胞结构型NO合酶[26-27]。晚期(12 h)以后，肌肉组织间大量白细胞浸润，梗死灶内的炎症细胞、吞噬细胞产生大量非依赖钙离子/钙调蛋白的诱导型NO合酶，一旦诱导合成即可持续产生大量NO，直至底物耗尽[28]。NO在缺血再灌注中发挥生理和病理双重角色，生理浓度NO有扩张血管，抑制血小板聚集、黏附的作用。在病理状态下，早期有一定保护作用，如过量表达则有强烈的毒性作用。高浓度的NO会引起核酸亚酰基化，破坏DNA结构；与超氧阴离子反应，其分解产物羟自由基可导致细胞毒性作用；与亚铁原卟啉基团的铁原子结合形成亚硝酰铁络合物，抑制与线粒体呼吸和DNA复制相关的酶的活性[29-30]。所以治疗时，在早期的缺血再灌注中，以升高NO浓度，调节血管内皮因子，减轻血管损伤为主要方法。L一精氨酸是N0的前体物质，外源性补充L一精氨酸可促进体内NO的表达，从而使过氧亚硝基阳离子生成减少，增加细胞内抗氧化物谷胱甘肽的水平，可中和氧自由基，并在脂质膜上终止自由基链反应，抑制脂质过氧化[31]。另外研究证实，NO供体吗多明、他汀类药物、抗氧化剂如辅酶Q10等，也可以通过影响N0的生成从而降低骨骼肌的缺血再灌注。林楠等[32]发现，大鼠肢体缺血性再灌注损伤应用参麦注射液后,血浆中内皮素-1（ET-1）含量下降，NO/ET的平衡改善，血管的过度收缩状态得到缓解，血管阻力减小。

5 中药对骨骼肌缺血再灌注损伤保护作用

人参皂甙是人参的主要成分，具有扩张血管、改善微循环、抗氧化、清除氧自由基等多种药理作用。此外，人参皂甙还可降低大鼠模型丙二醛含量，减轻缺血组织脂质过氧化反应，对组织细胞再灌注损伤起保护作用，抑制血小板聚集、提高纤溶活性、改善血液黏滞性和高凝状态、解除血管痉挛、抗凝血[6]。丹参是一味具有活血化淤、宁心安神等功效的传统中药，可通过清除自由基,一方面减轻细胞膜的损伤,使钙经细胞膜内流减少；另一方面使线粒体利用氧能力提高。氧化磷酸化耦联生成ATP增多，使Ca2+泵出细胞或泵入内质网、线粒体和微粒体,进一步降低细胞内钙浓度。丹参还可通过促进细胞色素P450依赖性混合功能氧化酶合成，保护Na+/ K+-ATP酶、Ca2+-ATP酶活性、恢复微粒体主动转运钙的功能等作用，阻断钙内流，减轻钙超载[12-13]。银杏达莫注射液主要有效成分包括银杏黄酮苷、银杏苦内酯、白果内酯和双嘧达莫。银杏叶提取物可清除氧自由基，抑制细胞凋亡；对抗兴奋性氨基酸的毒性作用；改善微循环，增加红细胞变形能力。银杏内酯能竞争性损坏血小板活化因子在体内的不良作用，减少血小板的活化与聚集，降低血黏度，抑制毛细血管高通透性、炎症与过敏反应，从而保护组织；银杏黄酮苷是氧自由基的捕捉剂和清除剂，参与清除超氧阴离子，抑制脂质过氧化反应，保护细胞[23]。此外，脉络宁注射液能明显增加再灌注骨骼肌超氧化物歧化酶的活力，减少髓过氧化物的生成。黑蒜提取液可降低大鼠模型髓过氧化物酶、丙二醛含量，升高超氧化物歧化酶活性。牛磺酸具有稳定细胞膜、调节胞内钙稳态及清除自由基等多种细胞保护作用。

6 其他方法

预防性的筋膜切开术、高压氧治疗、热应激预处理、超短波、基因治疗等方法也是防治骨骼肌缺血再灌注损伤的有效手段。

综上所述，在骨骼肌缺血再灌注中，传统的西医治疗仍占据主导地位。近年来，中药制剂具有无排异反应；药源广泛；无明显毒副作用；中药提取物具有吸收迅速、分布广泛的特点。因此，诸多中药在骨骼肌缺血再灌注损伤的治疗上具有广阔的应用前景。所以，采用中西医结合治疗的方法，可提高骨骼肌对缺血、缺氧的耐受性,减轻缺血再灌注损伤损伤。

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（收稿：2017-03-20 修回：2017-07-26）

（责任编辑 李秀兰）

第24届全国中西医结合骨伤科学术年会征文通知

由中国中西医结合学会主办，中国中西医结合学会骨伤科专业委员会、内蒙古自治区国际蒙医医院承办的第24届全国中西医结合骨伤科学术年会暨第八届骨伤科专业委员会换届大会将于2017年9月21～23日在内蒙古自治区呼和浩特市召开。本次会议将邀请多位国内、外著名的骨伤科专家就骨伤疾病中西医结合特色诊治的最新国内、外研究进展进行专家论坛、专题讲座和疑难、典型病例讨论。

征文内容：以中西医结合为特色的骨伤科疾病诊疗与防治。本次会议将涉及关节、创伤、脊柱、足踝、外固定、运动医学、骨质疏松、骨肿瘤、康复、护理、小儿骨科、骨伤科基础研究等专业。涵盖创伤、关节、脊柱、足踝外科、小儿骨科、骨坏死等骨伤疾病、软组织与运动医学损伤疾病、老年退行性骨伤疾病、骨与软组织肿瘤疾病的临床诊疗经验与诊疗技术规范研究，微创骨科/关节镜/外固定支架、传统中医、蒙医骨伤（手法切磋、小针刀等）技术、其他具有地方与民族特色治疗骨伤相关疾病技术及相关中西药物、蒙医药、其他民族医药的的临床应用及相关基础研究，以中西医结合为特色的骨伤科康复与护理的相关临床及基础研究，精准骨科在骨伤科相关疾病中的应用及其他与中西医结合骨科相关的临床论著、基础研究论文。

征文要求：未在公开发行的刊物上发表过的论文。摘要600～800字，结构为目的、方法、结果、结论，并标注文章类别：关节、创伤、脊柱、足踝、外固定、运动医学、骨质疏松、骨肿瘤、骨伤科基础研究、护理、康复、小儿骨科、骨坏死。论文请勿涉及保密内容，文责自负。本次会议只接受电子版。请您将征文稿以word格式发至联系邮箱。邮件主题请注明“骨伤年会投稿”。请务必注明工作单位、通讯地址、邮政编码及通讯作者的电子信箱、联系电话，以便及时通知您稿件录用情况。如您参加青年论坛(45周岁以下)，请务必在来稿中注明出生年月、电话及单位，并明确标注“青年论坛”。投稿截稿日期为2017年8月22日（以邮件发送时间为准）。

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中国中西医结合学会骨伤科专业委员会

2017-06-16

R687.2

：A

：1007-6948(2017)04-0459-03

10.3969/j.issn.1007-6948.2017.04.038

天津市卫生计生委科研基金项目（09KZ65）

天津市天津医院手显微外科（天津 300211）

李瑞华，E-mail:liruihua8913@sina.com