缺血后處理的肺保護(hù)作用研究進(jìn)展

張浩綜述，伍火志審校

(遵義醫(yī)學(xué)院第五附屬(珠海)醫(yī)院胸心外科，廣東珠海519000)

·綜述·

缺血后處理的肺保護(hù)作用研究進(jìn)展

張浩綜述，伍火志審校

(遵義醫(yī)學(xué)院第五附屬(珠海)醫(yī)院胸心外科，廣東珠海519000)

缺血后處理是在缺血預(yù)處理基礎(chǔ)上提出的新概念，因其對(duì)器官缺血-再灌注損傷具有良好的保護(hù)作用，且具有事后性及良好的臨床可控性，故應(yīng)用性強(qiáng)，目前已成為研究保護(hù)器官缺血-再灌注損傷方面的熱點(diǎn)。但缺血后處理對(duì)肺保護(hù)作用的研究相對(duì)較少，確切機(jī)制及誘導(dǎo)時(shí)間窗等問題尚不清楚。本文就其發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用、保護(hù)機(jī)制、時(shí)間窗、發(fā)展與展望等研究新進(jìn)展進(jìn)行綜述。

再灌注損傷；肺保護(hù)；缺血后處理

在臨床再灌注治療（如心肺復(fù)蘇、血栓再通、斷肢再植及心肺移植等）中常會(huì)伴發(fā)缺血再灌注損傷，即在缺血的基礎(chǔ)上恢復(fù)血流后組織器官的損傷反而加重，如何減輕再灌注損傷已成為缺血再灌注研究的關(guān)鍵。缺血后處理已在不同動(dòng)物的不同組織、器官證明了對(duì)缺血再灌注器官的保護(hù)作用，而且缺血后處理作為缺血預(yù)處理理論的完善階段，具有事后性、針對(duì)性強(qiáng)及良好的臨床可控性等優(yōu)點(diǎn)，已成為一大研究熱點(diǎn)，并已初步用于臨床。目前對(duì)缺血后處理的研究集中在心肌保護(hù)方面，對(duì)肺保護(hù)方面研究相對(duì)較少，現(xiàn)對(duì)近年來缺血后處理對(duì)肺保護(hù)的研究進(jìn)展予以綜述。

1 缺血后處理的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用

缺血后處理是在缺血預(yù)處理基礎(chǔ)上于2003年由Zhao等[1]提出的，目前作為一種新的器官缺血再灌注損傷的保護(hù)方式，已成為一大研究熱點(diǎn)。缺血后處理是指臟器經(jīng)歷缺血后在長(zhǎng)時(shí)間的再灌注之前予以短暫、重復(fù)的開通及再閉過程,隨后恢復(fù)血流。后處理與預(yù)處理有著不盡相同的保護(hù)作用機(jī)制，預(yù)處理主要的目標(biāo)是組織、器官能夠耐受更長(zhǎng)時(shí)間的缺血，而后處理卻側(cè)重于保護(hù)再灌注對(duì)缺血組織、器官造成的損傷。

缺血后處理對(duì)肺的保護(hù)作用體現(xiàn)在[2-3]：降低再灌注肺的平均肺動(dòng)脈壓(MPAP)和肺血管阻力指數(shù)(PVR I)、肺泡-動(dòng)脈血氧分壓差(PA-aO2)及肺內(nèi)動(dòng)靜脈分流(QS/QT)，升高脈血氧分壓(PaO2)，減少肺泡腔滲出、肺泡間隔炎性細(xì)胞浸潤(rùn)，從而達(dá)到減輕供體肺的缺血再灌注損傷。Liu等[4]認(rèn)為可能與抑制氧化損傷、抑制中性粒細(xì)胞聚集、減輕炎癥反應(yīng)有關(guān)?，F(xiàn)已有體外循環(huán)相關(guān)性肺損傷臨床試驗(yàn)[5]證實(shí)缺血后處理可以減輕肺再灌注損傷。

2 缺血后處理的肺保護(hù)機(jī)制

缺血后處理的保護(hù)作用涉及多種細(xì)胞因子以及可能跟多個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路有關(guān)，但其具體機(jī)制仍不明確，還需要進(jìn)一步的研究，現(xiàn)從病理生理機(jī)制和分子機(jī)制兩個(gè)層面來進(jìn)行闡述。

2.1 病理生理機(jī)制主要涉及減少再灌注后氧自由基的生成和堆積、抑制中性粒細(xì)胞的活化與局部浸潤(rùn)、降低肺細(xì)胞的凋亡等。氧自由基可引起脂質(zhì)過氧化，增加細(xì)胞膜通透性，損傷細(xì)胞膜離子泵，引起細(xì)胞能量和離子穩(wěn)態(tài)的異常，最終導(dǎo)致細(xì)胞損傷甚至死亡。正常情況下，機(jī)體存在超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物酶等內(nèi)源性抗氧化防御系統(tǒng)，可將氧自由基及時(shí)清除。但在肺組織缺血缺氧情況下，氧自由基清除系統(tǒng)功能減弱或喪失，產(chǎn)生大量黃嘌呤氧化酶和次黃嘌呤，再灌注開始后，肺組織可通過黃嘌呤氧化酶系統(tǒng)和白細(xì)胞的“呼吸爆發(fā)”等途徑產(chǎn)生大量氧自由基，超過抗氧化防御系統(tǒng)的清除能力，即導(dǎo)致細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的損傷。在大鼠肺缺血再灌注損傷實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭衃6]，后處理可使肺組織中脂質(zhì)代謝產(chǎn)物丙二醛(MDA)濃度降低，抗自由基酶超氧化物歧化酶(SOD)活性增加，表明后處理可以通過抗脂質(zhì)過氧化反應(yīng)、抑制自由基產(chǎn)生而減輕肺再灌注的氧化性損傷。缺血后處理可調(diào)節(jié)炎癥細(xì)胞因子[7-8]：上調(diào)致炎細(xì)胞因子：白細(xì)胞介素6(IL-6)、白細(xì)胞介素8(IL-8)、白細(xì)胞介素17(IL-17)、細(xì)胞介素1β(IL-1β)和上調(diào)抗炎細(xì)胞因子：IL-10，進(jìn)而達(dá)到減輕再灌注損傷、改善肺功能的目的。近來，Hu等[9]通過大鼠無心跳肺移植實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，缺血后處理可以通過減輕肺缺血再灌注損傷的脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，提高體內(nèi)抗氧化機(jī)能來抑制肺細(xì)胞的凋亡。

2.2 分子機(jī)制涉及多種內(nèi)源性物質(zhì)、細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)介質(zhì)和轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)是指水溶性及脂溶性信息分子首先與胞膜受體結(jié)合，啟動(dòng)細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的級(jí)聯(lián)反應(yīng)，將細(xì)胞外的信號(hào)跨膜轉(zhuǎn)導(dǎo)至胞內(nèi)；脂溶性信息分子可進(jìn)入胞內(nèi)，與核內(nèi)受體結(jié)合，通過改變靶基因的轉(zhuǎn)錄活性，誘發(fā)細(xì)胞特定的應(yīng)答反應(yīng)。Xia等[10]證實(shí)通過后處理可上調(diào)血紅素加氧酶-1的表達(dá)來減少大鼠的再灌注的氧化損傷。Wu等[11]降低早期生長(zhǎng)因子-1（Egr-1）的表達(dá)來減少炎癥因子的釋放改善肺缺血再灌注損傷。再灌注早期后處理主動(dòng)激活再灌注損傷補(bǔ)救激酶(RISK)途徑，RISK途徑主要包括磷脂酰肌醇-3酶(PI3-Akt)和細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶（Erk1/2）兩條通路。缺血后處理對(duì)肺保護(hù)相對(duì)于心肌保護(hù)在細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的研究較少，有實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)[12]對(duì)心肌的缺血后處理能觸發(fā)PI3K-Akt和Erk1/2信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路途徑抑制再灌注早期細(xì)胞凋亡的發(fā)生。細(xì)胞內(nèi)存在著多種信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)方式和途徑，各種方式和途徑間又有多個(gè)層次的交叉調(diào)控，是一個(gè)十分復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，我們不能僅僅從單個(gè)因子或者單個(gè)通路研究看待再灌注損傷這個(gè)機(jī)制，這是未來研究缺血后處理對(duì)肺保護(hù)作用機(jī)制的一個(gè)方向。

3 時(shí)間窗

李奎等[13]在大鼠，肺缺血再灌注實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)：肺缺血30 min后給予2～3周期的30 s再灌、30 s停灌的后處理具有較好的肺保護(hù)效果。臨床聯(lián)合瓣膜置換術(shù)[5]中，阻斷15 s、開放15 s、循環(huán)5次的缺血后處理策略能對(duì)肺缺血再灌注損傷產(chǎn)生保護(hù)作用，而阻斷30 s、開放30 s、循環(huán)5次的缺血后處理策略在這次手術(shù)中不具有肺保護(hù)作用，這可能跟實(shí)驗(yàn)對(duì)象、手術(shù)類型、缺血時(shí)間不同有關(guān)。Yang等[14]發(fā)現(xiàn)：再灌注后10 min施行后處理，其心肌保護(hù)作用不再出現(xiàn)，并且增加其I/R循環(huán)的次數(shù)，保護(hù)作用并不明顯。后處理作為一個(gè)保護(hù)肺再灌注損傷的機(jī)械措施，但同樣具有損傷性。作為一種改良的缺血后處理方式“漸處理”，即逐步恢復(fù)再灌注血流，在大鼠肺缺血再灌注模型中[15]，以50%1 min，80%2 min，然后再全面恢復(fù)灌注120 min同樣可以減輕肺再灌注損傷，但提供保護(hù)的最佳血流量筆者并未涉及。對(duì)經(jīng)典的缺血后處理來說，如何根據(jù)缺血不同時(shí)間提供保護(hù)的最有效阻斷時(shí)間、再灌注時(shí)間、以及循環(huán)次數(shù)尚需進(jìn)一步研究。

4 展望

缺血后處理因其低創(chuàng)性具有更好的研究前景，現(xiàn)已初步用于臨床。由于缺血本身也能帶來損傷，在探究保護(hù)機(jī)制后可以用特定藥物來模擬缺血后處理過程，即利用不同藥物后處理，激活機(jī)體內(nèi)源性因子抗再灌注損傷機(jī)制的處理方法。因再灌注損傷不僅存在于缺血組織，還可進(jìn)一步導(dǎo)致遠(yuǎn)隔器官(如肺等)的損傷，因此，提出遠(yuǎn)隔器官后處理這個(gè)概念，已有實(shí)驗(yàn)[16]證實(shí)大鼠下肢缺血后處理可以保護(hù)不同器官再灌注損傷。此外，讓肺作為遠(yuǎn)隔器官后處理[17]也可以減輕心臟再灌注損傷，相對(duì)于缺血預(yù)處理，缺血后處理具有良好的臨床可控性，有望在器官移植術(shù)中得到良好的應(yīng)用前景。

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Progress of lung protection in ischemic postconditioning.

ZHANG Hao,WU Huo-zhi.Department of Cardiothoracic Surgery,the Fifth Affiliated Hospital to Zunyi Medical College,Zhuhai 519100,Guangdong,CHINA

Ischemia post-conditioning is a new concept based on ischemic preconditioning.It has become a hot topic in the protection of ischemic-reperfusion injury because of its controllability of clinical,relative ease of application,and post-conditioning.Recent years have witnessed the rapid development of myocardial protection,whereas the studies about the lung protection relatively scarce and its precise mechanisms and most effective application methods are still unclear.This review covers recent progress in the understanding,developments,applications to the lung protection mechanisms,time windows,the development and the future prospects of ischemic post-conditioning.

Reperfusion injury;Lung protection;Ischemic post-conditioning

R457

A

1003—6350（2014）01—0065—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2014.01.0023

2013-06-29)

廣東省醫(yī)學(xué)科學(xué)技術(shù)研究基金資助項(xiàng)目（編號(hào)：A2012622）

伍火志。E-mail：gary_wu5445@163.com