丙泊酚在缺血-再灌注損傷中的研究進(jìn)展*

賈淑紅,席宏杰

(哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第二臨床醫(yī)學(xué)院麻醉科,黑龍江省麻醉與危重病學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,黑龍江省普通高等學(xué)校麻醉基礎(chǔ)理論與應(yīng)用研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,哈爾濱 150086)

丙泊酚在缺血-再灌注損傷中的研究進(jìn)展*

賈淑紅,席宏杰

(哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第二臨床醫(yī)學(xué)院麻醉科,黑龍江省麻醉與危重病學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,黑龍江省普通高等學(xué)校麻醉基礎(chǔ)理論與應(yīng)用研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,哈爾濱 150086)

創(chuàng)傷、休克、器官移植等外科手術(shù)均可引起不同程度的缺血-再灌注損傷。缺血-再灌注損傷的機(jī)制復(fù)雜,其中包括炎癥細(xì)胞和炎癥因子的作用、氧化應(yīng)激、鈣離子超載、能量代謝異常、血管舒縮因子失衡、細(xì)胞凋亡等,為實(shí)驗(yàn)研究帶來很大困難。如何預(yù)防和減輕缺血-再灌注損傷一直是臨床上研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。丙泊酚是一種廣泛應(yīng)用的靜脈全身麻醉藥,現(xiàn)已有研究證實(shí)其除有麻醉作用外,還具有抗炎、抗氧化、抗凋亡、保護(hù)線粒體等作用,近年來研究表明其在缺血-再灌注損傷中亦發(fā)揮重要作用。該文就丙泊酚在缺血-再灌注損傷中的作用機(jī)制作一綜述。

丙泊酚;缺血-再灌注;損傷

Jennings于1960年首次提出了缺血-再灌注損傷(ischemia reperfusion injury,IRI),是指缺血的組織器官重新獲得血液供應(yīng)后,并沒有使組織器官功能得以恢復(fù),反而加重其功能代謝障礙及組織結(jié)構(gòu)破壞的現(xiàn)象。在外科手術(shù)、創(chuàng)傷性休克、器官移植和血栓等血液循環(huán)障礙過程中均會(huì)出現(xiàn)IRI,所以如何防治IRI一直是研究的熱點(diǎn)問題。近年來眾多實(shí)驗(yàn)研究表明,丙泊酚具有抗氧化、抗炎、抑制鈣超載、抑制血小板的聚集、誘導(dǎo)血紅蛋白加氧酶(heme oxygenase,HO)-1的產(chǎn)生、調(diào)節(jié)一氧化氮(nitric oxide,NO)與內(nèi)皮素(endothelin, ET)的平衡、穩(wěn)定線粒體、抑制細(xì)胞凋亡等特性,對(duì)缺血-再灌注引起的組織器官損傷有一定的保護(hù)作用。筆者針對(duì)丙泊酚的藥理特性及其在IRI中的作用及作用機(jī)制進(jìn)行綜述。

1 丙泊酚的藥理特性

丙泊酚,是一種新型快速、短效靜脈麻醉藥。研究表明,丙泊酚能直接活化γ-氨基丁酸A型(gammaamino butyric acid A,GABAA)受體[1],進(jìn)而發(fā)揮鎮(zhèn)靜、催眠與遺忘作用。丙泊酚為脂溶性,能夠迅速穿過血-腦脊液屏障,降低顱內(nèi)壓及眼壓,減少腦耗氧量和腦血流量[2]。在一次沖擊劑量后或輸注終止后,丙泊酚的藥動(dòng)學(xué)可用三室開放模型來描述[3]。首相具有迅速分布(半衰期2～4 min)及迅速消除(半衰期30～60 min)的特點(diǎn)。在機(jī)體內(nèi)丙泊酚主要通過肝臟代謝,形成丙泊酚和相應(yīng)的無活性的醌醇結(jié)合物,該結(jié)合物從尿中排泄。丙泊酚用于IRI的預(yù)防、保護(hù)和治療中,具有不良反應(yīng)少、安全性高等優(yōu)點(diǎn)[4]。

2 丙泊酚在IRI中的作用

2.1 抗氧化性 在IRI過程中產(chǎn)生大量的氧自由基,可引起脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和核酸的過氧化反應(yīng),使膜結(jié)構(gòu)遭到破壞、蛋白質(zhì)降解、核酸鏈斷裂、細(xì)胞崩解線粒體變性,從而導(dǎo)致細(xì)胞的變性壞死,是加重IRI的主要機(jī)制之一。丙泊酚具有抗自由基、抑制脂質(zhì)過氧化反應(yīng)的作用。丙泊酚因其特異的化學(xué)結(jié)構(gòu)與內(nèi)源性抗氧化劑維生素E及已知的抗氧化劑丁化羥基甲苯十分相似,它們的苯環(huán)上都有一個(gè)羥基的酚結(jié)構(gòu),現(xiàn)認(rèn)為這個(gè)羥基結(jié)構(gòu)是丙泊酚抗氧化作用的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)[5]。丙泊酚具有抗氧化作用的機(jī)制大致有兩方面:①直接與自由基反應(yīng),生成2,6-二異丙基苯氧基團(tuán),以滅活自由基,從而抑制其介導(dǎo)的脂質(zhì)過氧化反應(yīng);②干擾脂質(zhì)過氧化的奪氫過程,形成酚基,進(jìn)一步與脂質(zhì)過氧化物形成一個(gè)穩(wěn)定的無活性產(chǎn)物,中斷脂質(zhì)過氧化的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。OZKAN等[6]通過觀察丙泊酚對(duì)IRI大鼠骨骼肌丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量及超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性的影響,探討丙泊酚對(duì)IRI的抗氧化作用,以MDA反映機(jī)體內(nèi)脂質(zhì)過氧化程度,SOD活性的水平反映機(jī)體清除自由基的能力,結(jié)果證明丙泊酚可以抑制IRI后SOD的失活,降低細(xì)胞內(nèi)氧自由基含量,使MDA生成減少,從而抑制IRI中的脂質(zhì)過氧化反應(yīng)。

此外,丙泊酚良好的脂溶性亦使其更容易積聚在細(xì)胞的脂質(zhì)雙層膜上,提高細(xì)胞抗氧化損傷的能力。研究發(fā)現(xiàn),血漿中微量的丙泊酚即能發(fā)揮抗氧化作用而保護(hù)細(xì)胞膜,即使在與血漿蛋白結(jié)合狀態(tài)下,仍能發(fā)揮其抗氧化作用。丙泊酚作為一種抗氧化劑在IRI中發(fā)揮重要作用,這方面的研究也相對(duì)較多,但是抗氧化性與抗炎、抑制鈣離子超載、穩(wěn)定線粒體功能、抑制細(xì)胞凋亡等都存在復(fù)雜的聯(lián)系,這需要在今后的研究中不斷探索明確。

2.2 抗炎作用 在IRI過程中,氧自由基、鈣離子、脂多糖、細(xì)菌內(nèi)毒素可激活核因子κB(nuclear factor kappa B,NF-κB),受NF-κB調(diào)節(jié)的促炎因子有腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、細(xì)胞間黏附分子(intercellular adhesion molecule-1,ICAM-1)、E-選擇素、血管細(xì)胞黏附分子(vascular cell adhesion molecule,VCAM)、白細(xì)胞介素(interleukin,IL)-2、IL-6、IL-8、IL-12、集刺激因子。干擾素(interferon,IFN)-γ等,這些炎癥因子的級(jí)聯(lián)反應(yīng)是造成IRI時(shí)炎性反應(yīng)的重要機(jī)制,而NF-κB又是這些炎癥因子基因高度轉(zhuǎn)錄的必需因子,所以近年來對(duì)NF-κB的研究比較深入,是炎癥研究方面的熱點(diǎn)和焦點(diǎn)。研究表明,丙泊酚能夠抑制NF-κB活化,減少多種致炎因子,從而緩解IRI[7]。趙松等[8]研究以NF-κB為切入點(diǎn),證明丙泊酚通過降低NF-κB的活性,抑制各促炎癥因子的表達(dá),減少IRI中的炎性級(jí)聯(lián)反應(yīng),降低組織器官的炎性損傷。最新發(fā)現(xiàn)晚期炎性介質(zhì)高遷移率族蛋白B1 (highmobility group protein B1,HMGB1)為臨床治療提供了新的靶點(diǎn)和“時(shí)間窗”,具有很高的臨床應(yīng)用價(jià)值,是近年來的研究另一個(gè)新的熱點(diǎn),也為丙泊酚防治IRI的研究提供了新的切入點(diǎn)。TANG等[9]研究發(fā)現(xiàn),丙泊酚能明顯下調(diào)HMGB1轉(zhuǎn)錄激活,并使HMGB1 mRNA和蛋白表達(dá)降低,說明丙泊酚可在轉(zhuǎn)錄水平通過下調(diào)HMGB1活性而影響其表達(dá),影響炎癥因子的表達(dá)。這也為丙泊酚防治炎癥疾病的機(jī)制研究提供了新的理論基礎(chǔ)。

白細(xì)胞浸潤(rùn)是造成IRI時(shí)炎性損傷的重要機(jī)制,其中以中性粒細(xì)胞(polymorph nuclear,PMN)的作用最為重要。在IRI過程中,由于代謝產(chǎn)物的作用,使PMN在炎癥部位聚集、粘附、激活并使許多促炎性細(xì)胞因子釋放增加,這些細(xì)胞因子又促進(jìn)PMN活化并使之與內(nèi)皮細(xì)胞牢固粘連,跨內(nèi)皮細(xì)胞向血管外游走,在游走過程中通過“呼吸爆發(fā)”和“脫顆?！碑a(chǎn)生大量氧自由基、花生四烯酸代謝產(chǎn)物、蛋白酶和各種細(xì)胞因子,最終造成組織損傷和壞死[10]。丙泊酚下調(diào)PMN表面的N-甲酰基-蛋氨酸-亮氨酸苯丙氨酸(N-formyl-methionineleucine-phenylalanine glycine,FMLP)受體,抑制FMLP受體與G蛋白相聯(lián),降低激活蛋白激酶C,減少胞內(nèi)Ca2+濃度升高,從而抑制PMN粘附作用,減少IRI。此外,也有研究發(fā)現(xiàn)丙泊酚能夠降低脂多糖激活PMN釋放炎癥因子,如TNF-α、IL-8等促炎癥因子,其作用機(jī)制為丙泊酚抑制NF-κB二聚體(p65/p50)中的p65的激活,減輕炎性損傷,且丙泊酚的這一作用具有濃度依賴性[11]。

由此可以看出丙泊酚對(duì)IRI過程中的炎癥因子和炎癥細(xì)胞都有影響,且對(duì)PMN的影響涉及其粘附、聚集和炎癥因子釋放等多個(gè)環(huán)節(jié),貫穿整個(gè)IRI過程,構(gòu)成了丙泊酚整個(gè)抗炎體系。

2.3 減輕鈣離子超載 發(fā)生IRI時(shí),細(xì)胞內(nèi)鈣超載發(fā)生早于其他生化學(xué)改變,很可能成為重要的始動(dòng)因素之一。IRI時(shí)由于線粒體功能障礙,細(xì)胞膜通透性增加,Na+/Ca2+交換異常等原因使細(xì)胞內(nèi)的Ca2+濃度增加,進(jìn)一步影響細(xì)胞的能量代謝,并能激活鈣依賴性磷脂酶和蛋白水解酶,促進(jìn)氧自由基的生成,進(jìn)而加重IRI,所以Ca2+在IRI的多個(gè)環(huán)節(jié)中均發(fā)揮重要作用。

調(diào)節(jié)細(xì)胞外Ca2+內(nèi)流的離子通道主要有3大類:電壓門控鈣通道(voltage-gated calcium channel,VOC),受體門控鈣通道(receptor-operated calcium channel, ROC),鈣庫(kù)控制鈣通道(store-operated calcium channel,SOC)。目前對(duì)前兩種的產(chǎn)生機(jī)制研究比較清楚,對(duì)SOC的機(jī)制還沒有統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。LAWTON等[12]研究表明,丙泊酚能夠拮抗L型鈣離子通道(VOC的一種),減少鈣離子內(nèi)流,改善微循環(huán)功能,減輕IRI。有研究者重組了T型鈣離子通道(另一種VOC)各亞型的人胚細(xì)胞并證明丙泊酚具有與辛醇(T型鈣離子通道阻滯劑)類似的T型鈣離子通道抑制作用,但是目前T型鈣離子通道在IRI中研究的比較少,丙泊酚對(duì)IRI中Ca2+的影響是否涉及T型鈣離子通道的作用并不十分明確。也有研究發(fā)現(xiàn)丙泊酚能夠影響細(xì)胞內(nèi)Ca2+釋放,LIANG等[13]加入不同濃度的丙泊酚對(duì)神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng),結(jié)果與對(duì)照組相比丙泊酚組能夠明顯減低細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度,降低細(xì)胞死亡率,并證明其作用機(jī)制與丙泊酚抑制磷脂酶C的活性相關(guān)。通過抑制磷脂酶C能夠減少肌醇三磷酸(inositol 1,4,5-triphosphate,IP3)的合成,進(jìn)一步抑制細(xì)胞內(nèi)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)IP3受體通道減少內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)Ca2+釋放。對(duì)于細(xì)胞內(nèi)另外一種Ca2+釋放通道,肌漿網(wǎng)上蘭諾定受體(ryanodine receptor,RyR)通道,雖然研究者對(duì)丙泊酚能夠抑制肌漿網(wǎng)Ca2+釋放的看法比較一致,但是對(duì)于其進(jìn)一步影響肌肉收縮力的研究結(jié)果還存在分歧,在今后的研究中可以通過改進(jìn)研究方法、改善實(shí)驗(yàn)條件等方法,以期待獲得理想的結(jié)果。

另外,有些研究者還發(fā)現(xiàn)丙泊酚能夠抑制細(xì)胞內(nèi)的鈣振蕩,由于鈣振蕩在包括IRI在內(nèi)的多種生理病理過程中都有著非常重要的意義,所以相信在不久的將來這方面的研究也會(huì)引起研究者們的興趣。

2.4 抑制血小板聚集 生理狀態(tài)下完整的血管內(nèi)皮會(huì)產(chǎn)生多種活性物質(zhì)抑制血小板的粘附和活化,但當(dāng)IRI時(shí)血管內(nèi)皮損傷、功能紊亂,引起血小板活化并聚集,血管收縮、促進(jìn)血栓形成。此外,活化的血小板還會(huì)釋放多種遞質(zhì)引起更多的血小板聚集,加重缺血,導(dǎo)致進(jìn)一步的微循環(huán)障礙。另外,活化的血小板還會(huì)產(chǎn)生氧自由基造成組織損傷。因此活化的血小板參與和介導(dǎo)了IRI的多個(gè)環(huán)節(jié),進(jìn)一步加重了IRI的組織損傷。

目前,丙泊酚對(duì)血小板聚集是否有抑制作用及其機(jī)制的研究都存在一定爭(zhēng)議,主要的研究結(jié)果大致有以下幾個(gè)方面。AOKI等[14]研究表明,在體、內(nèi)外兩種狀態(tài)下,丙泊酚對(duì)出血時(shí)間都沒有影響,但對(duì)血小板的聚集都有抑制作用。也有研究發(fā)現(xiàn),丙泊酚對(duì)血小板聚集受其劑量的影響,不同劑量有不同作用[15]。丙泊酚濃度為40μmol·L-1時(shí),不影響第一聚集時(shí)相,對(duì)二磷酸腺苷(adenosine diphosphate,ADP)和腎上腺素引起血小板第二聚集時(shí)相有增強(qiáng)作用。100μmol·L-1時(shí)能抑制上述現(xiàn)象,并且對(duì)花生四烯酸誘導(dǎo)血栓烷A2(thromboxane A2,TXA2)的形成有抑制作用,但不影響前列腺素(prostaglandin G2,PGG2)誘導(dǎo)的TXA2形成。TXA2、血小板活化因子(platelet-activating factor,PAF)和溶血磷脂酸(lysophosphatidicacid,LPA)對(duì)血小板膜上的受體都有激活作用,進(jìn)而增高血小板內(nèi)Ca2+濃度,促進(jìn)血小板的聚集,FOURCADE等[16]發(fā)現(xiàn)丙泊酚對(duì)這一過程有抑制作用,其機(jī)制可能與血小板受體、磷酸肌醇3、磷脂酶C有關(guān)。另外,CHUNG等[17]對(duì)臨床上應(yīng)用的丙泊酚劑量濃度進(jìn)行體外研究,結(jié)果表明丙泊酚在術(shù)中、術(shù)后對(duì)血小板的聚集不會(huì)產(chǎn)生顯著影響。

2.5 誘導(dǎo)HO-1產(chǎn)生 HO-1又稱熱休克蛋白,屬微粒體酶,在組織和細(xì)胞處于應(yīng)激狀態(tài)時(shí),如溶血、熱應(yīng)激、氧化應(yīng)激、重金屬等,HO-1作為保護(hù)性蛋白被誘導(dǎo),以防御體內(nèi)細(xì)胞因子介導(dǎo)的凋亡。HO-1在體內(nèi)可催化血紅蛋白降解為一氧化碳(carbon monoxide, CO)、膽綠素和游離鐵,其中CO具有擴(kuò)張血管和抗血小板聚的作用,增加血供,膽綠素在煙酰胺腺嘌呤二核苷酸的作用下還原成膽紅素,二者均有較強(qiáng)的抗氧化作用,從而減輕IRI。研究表明,丙泊酚可以上調(diào)IRI過程中HO-1的水平,進(jìn)而抑制IRI過程中各種活性氧(reactive oxygen species,ROS)和活性氮(reactive nitrogen species,RNS)的產(chǎn)生,以減輕氧化應(yīng)激的損傷[18]。除具有抗氧化用外,HO-1作為細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)因子在介導(dǎo)細(xì)胞凋亡方面所起的作用也越來越受到關(guān)注。有絲分裂激酶蛋白家族(mitogen activated protein kinases,MAPKs),NF-κB及活化狀態(tài)的核因子相關(guān)因子2(nuclear factor-erythroid2,Nrf2)參與HO-1表達(dá)上調(diào)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),丙泊酚能夠上調(diào)HO-1,誘導(dǎo)抗凋亡蛋白的產(chǎn)生,抑制細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(extracellular regulated protein kinases,ERK)、c-jun氨基端激酶(Jun N-terminal kinase,JNK)等凋亡信號(hào)通路,抑制細(xì)胞凋亡[19],其作用機(jī)制可能與P38MAPK、NF-κB的介導(dǎo)信號(hào)傳導(dǎo)有關(guān)。另外,值得注意的是最近一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)丙泊酚的溶劑二甲亞砜(dimethyl sulfoxide,DMSO)也能夠介導(dǎo)HO-1的表達(dá)上調(diào)[20],這一結(jié)果強(qiáng)調(diào)了在進(jìn)行丙泊酚對(duì)HO-1表達(dá)相關(guān)的研究中,當(dāng)DMSO作為溶劑時(shí),應(yīng)設(shè)立相關(guān)對(duì)照以排除DMSO的非特異性干擾,力求實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加準(zhǔn)確。

目前,對(duì)丙泊酚誘導(dǎo)HO-1產(chǎn)生及HO-1在IRI中保護(hù)作用的研究雖然已經(jīng)逐步成為熱點(diǎn),但是研究結(jié)果還并未令人滿意。今后對(duì)于HO-1的研究將會(huì)集中在以下兩個(gè)方面:一是闡明丙泊酚誘導(dǎo)HO-1表達(dá)調(diào)控機(jī)制;二是把丙泊酚誘導(dǎo)HO-1表達(dá)的保護(hù)作用轉(zhuǎn)化為人類疾病治療的臨床策略。

2.6 調(diào)節(jié)NO/ET平衡 NO是由血管內(nèi)皮細(xì)胞、PMN等細(xì)胞分泌產(chǎn)生的物質(zhì),具有擴(kuò)張血管、抑制血小板聚集、降低白細(xì)胞與血管內(nèi)皮細(xì)胞之間的粘附,與超氧化物反應(yīng)生成過氧化亞硝化物的作用。ET通過激活磷脂酶C及細(xì)胞膜離子通道而收縮血管,是一個(gè)作用強(qiáng)烈的血管收縮因子。維持ET與NO的平衡對(duì)保證微循環(huán)的血流灌注有重要作用,而遭受IRI后,血漿ET含量增加,破壞了NO和ET正常平衡關(guān)系,血漿NO/ ET比值進(jìn)行性降低,微循環(huán)血管收縮,導(dǎo)致細(xì)胞能量代謝障礙,組織ATP含量顯著降低,加重細(xì)胞損傷。WICKLEY等[21]研究發(fā)現(xiàn)丙泊酚能夠通過蛋白激酶C信號(hào)通路增加誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(inducible NO synthese,iNOS)生成,增加NO生成,調(diào)節(jié)NO/ET失衡,減輕IRI。內(nèi)皮型一氧化氮合酶(endotheliale NO synthese,eNOS)來源的NO有維持微循環(huán)血流灌注的作用,也有研究發(fā)現(xiàn)有抑制eNOS作用的物質(zhì)可以降低微循環(huán)的血流灌注加重IRI。但是由于eNOS主要在生理情況下表達(dá),所以目前對(duì)IRI的研究主要集中于iNOS所產(chǎn)生的NO發(fā)揮的作用,對(duì)eNOS的研究并不充分,因此,今后可以深入開展這方面的研究。

此外,有學(xué)者研究丙泊酚預(yù)處理在IRI損傷中的作用,結(jié)果發(fā)現(xiàn)丙泊酚可以維持NO/ET的動(dòng)態(tài)平衡,其機(jī)制與其降低氧自由基水平、減輕脂質(zhì)過氧化反應(yīng),從而保護(hù)血管內(nèi)皮有關(guān)[22]。當(dāng)然,丙泊酚尚可通過提高NO水平、降低ET水平,間接抑制黃嘌呤氧化酶、減少超氧陰離子產(chǎn)生或間接抑制PMN粘附、聚集或通過減輕鈣超載有效減輕IRI,對(duì)于其中復(fù)雜的機(jī)制需要日后更加深入的研究不斷明確。

2.7 穩(wěn)定線粒體功能 當(dāng)發(fā)生IRI時(shí),缺氧損傷電子傳遞鏈,使氧化磷酸化不能進(jìn)行,產(chǎn)生大量ROS,同時(shí)胞內(nèi)Ca2+超載,導(dǎo)致線粒體通透性轉(zhuǎn)換孔(mitochondrial permeability transition pore,mPTP)開放,三磷酸苷(adenosine triphosphate,ATP)不足和胞內(nèi)外離子平衡打破,使細(xì)胞膜破裂細(xì)胞死亡。研究發(fā)現(xiàn),丙泊酚在IRI過程中可以通過抑制mPTP的開放而起到保護(hù)作用,且這種保護(hù)作用可被線粒體ATP敏感性K+通道(ATP sensitive K+channel,KATP)阻滯劑5-羥基葵酸(5-hydroxydeconate,5-HD)對(duì)抗,說明mPTP可能由KATP通道介導(dǎo)[23]。但是也有研究發(fā)現(xiàn),細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度升高,可刺激線粒體攝取Ca2+增加,導(dǎo)致線粒體基質(zhì)鈣超載使mPTP開放,線粒體內(nèi)膜兩側(cè)H+濃度梯度消失和線粒體腫脹,使線粒體外膜破裂。相關(guān)實(shí)驗(yàn)也證明,丙泊酚具有L型鈣離子通道阻滯作用,減輕線粒體內(nèi)鈣超載。所以通過以上研究者的發(fā)現(xiàn),可以推斷丙泊酚通過減少mPTP的開放而起到保護(hù)線粒體作用,并且其機(jī)制與KATP通道及Ca2+通道都相關(guān)。但是這兩種通道的具體作用以及相互聯(lián)系,是否還有其他通道參與此過程及其作用機(jī)制,這些疑問現(xiàn)在還并不明確,這也將會(huì)成為今后研究的一個(gè)方向。

丙泊酚能通過防止線粒體超微結(jié)構(gòu)的變化和鈣離子誘導(dǎo)的線粒體腫脹來減輕線粒體功能障礙,其機(jī)制可能與丙泊酚抑制線粒體通透性轉(zhuǎn)換以及減少線粒體活性氧化物的產(chǎn)生有關(guān)[24]。此外,有相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)丙泊酚預(yù)處理能顯著抑制IRI,其機(jī)制也可能與其抑制細(xì)胞色素C(cytochrome C,CytC)的釋放有關(guān),CytC不但參與細(xì)胞的能量代謝過程而且與一些凋亡相關(guān)蛋白Caspase3,7,9活化相關(guān)參與細(xì)胞凋亡過程[25],在IRI中發(fā)揮重要作用。

此外,線粒體DNA作為細(xì)胞核外遺傳物質(zhì),在細(xì)胞能量代謝中起十分重要的作用,所以,在后續(xù)的研究中,也可以嘗試從基因的角度出發(fā)來探究丙泊酚在IRI中的保護(hù)作用,為臨床疾病的預(yù)防和治療指出新的方面。

2.8 抑細(xì)胞凋亡 細(xì)胞凋亡是由體內(nèi)外多種因素觸發(fā)的、多種基因嚴(yán)格控制的一系列連鎖反應(yīng)的細(xì)胞死亡過程,也稱為程序性細(xì)胞死亡,在正常情況下,細(xì)胞凋亡與增殖保持著總數(shù)的平衡,當(dāng)細(xì)胞正常增殖和分化被擾亂,平衡被打破導(dǎo)致細(xì)胞過度增殖和凋亡異常時(shí),就會(huì)誘發(fā)疾病的發(fā)生。近年來有許多研究證實(shí)了細(xì)胞凋亡與IRI之間的關(guān)系非常密切,是IRI中細(xì)胞死亡的重要形式,其中涉及許多凋亡蛋白和復(fù)雜的凋亡信號(hào)通路。目前研究證實(shí)Bcl-2/Bax家族、Casepase-3、p53等凋亡相關(guān)蛋白在IRI中發(fā)揮重要作用。申新等[26]的研究發(fā)現(xiàn),丙泊酚能夠通過上調(diào)Bcl-2蛋白的表達(dá),下調(diào)Bax及Caspase-3蛋白的表達(dá),抑制細(xì)胞凋亡,對(duì)肝臟IRI產(chǎn)生一定的保護(hù)作用。也有研究發(fā)現(xiàn),丙泊酚可以抑制IRI誘導(dǎo)的細(xì)胞自噬激活和細(xì)胞死亡,其機(jī)制與丙泊酚能夠降低IRI過程中NF-κB p53的上調(diào)有關(guān)[27]。在多種細(xì)胞凋亡模型中,CytC從線粒體釋放至胞質(zhì)是引發(fā)凋亡的關(guān)鍵步驟。在試圖純化一種體外激活Caspase-3所需的成分時(shí)提取出了包含CytC的組分;在無細(xì)胞模型系統(tǒng)中,CytC可激活Caspase-3,從而觸發(fā)凋亡,CytC微量注射亦可誘導(dǎo)細(xì)胞特異的凋亡。此外研究發(fā)現(xiàn),Bcl-2的下調(diào), Bax的上調(diào),能夠增加CytC自線粒體的釋放,從而誘導(dǎo)Caspase-3,7,9活化和細(xì)胞凋亡。研究者發(fā)現(xiàn),丙泊酚預(yù)處理能減少線粒體CytC的釋放,也能夠降低缺氧-再給氧心肌細(xì)胞凋亡率,對(duì)大鼠體外心肌缺氧-再給氧損傷有一定的保護(hù)作用[28]。

此外,研究發(fā)現(xiàn)血多細(xì)胞信號(hào)通路在IRI中發(fā)揮重要作用,對(duì)細(xì)胞凋亡有重要影響,丙泊酚也可通過調(diào)節(jié)通路相關(guān)蛋白影響細(xì)胞凋亡。研究證明,丙泊酚可通過激活PI3K/AKT信號(hào)通路,促進(jìn)組織AKT磷酸化,降低細(xì)胞的凋亡[29],其機(jī)制不但與經(jīng)典的線粒體凋亡途徑相關(guān),內(nèi)質(zhì)網(wǎng)途徑的細(xì)胞凋亡也可能參與其調(diào)控過程[30]。近年來對(duì)于細(xì)胞凋亡信號(hào)的研究已經(jīng)成為熱點(diǎn),各個(gè)通路可以獨(dú)立發(fā)揮作用又存在相互聯(lián)系,可以通過現(xiàn)在已經(jīng)被證實(shí)的作用機(jī)制進(jìn)一步去延伸實(shí)驗(yàn),進(jìn)行更加深入的研究。

3 結(jié)束語

IRI的機(jī)制十分復(fù)雜,可能包括氧自由基生成、炎癥因子的作用、白細(xì)胞的活化、鈣超載、NO/ET的作用、能量代謝障礙以及細(xì)胞凋亡等。目前研究證實(shí)丙泊酚對(duì)IRI具有保護(hù)作用,但是這種保護(hù)作用是一個(gè)多因素、多環(huán)節(jié)、多途徑調(diào)控的相互作用、相互影響的復(fù)雜過程,并不單單是某一種或某一類因素的作用結(jié)果,而且其中還有很多疑點(diǎn)和爭(zhēng)議沒有解決,這些都有待于進(jìn)一步研究,以便更加準(zhǔn)確地闡述丙泊酚對(duì)臟器IRI的保護(hù)作用機(jī)制,為臨床防治IRI提供重要的理論依據(jù)。

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DOI 10.3870/yydb.2014.12.019

R971.2;R619

A

1004-0781(2014)12-1611-06

2013-12-30

2014-04-22

*黑龍江省自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(D200944)

賈淑紅(1987-),女,黑龍江綏化人,在讀碩士,研究方向:麻醉學(xué)。電話:(0)13895726296,E-mail:879998352 @qq.com。

席宏杰(1973-),男,黑龍江哈爾濱人,主任醫(yī)師,博士,從事麻醉藥在缺血-再灌注損傷中的保護(hù)作用的研究。電話:(0)13796652407,E-mail:113038857@qq.com。