高膽固醇血癥對(duì)心肌缺血/再灌注損傷和心臟保護(hù)機(jī)制的影響研究進(jìn)展

李雯娜，吳楠，賈大林

(中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院，沈陽(yáng)110001)

缺血性心臟病(IHD)是危害人類健康的重要疾病，盡早恢復(fù)組織的血液灌注是減輕心肌缺血性損傷的根本措施。然而，缺血后的再灌注本身可對(duì)心肌組織產(chǎn)生顯著損傷，最終導(dǎo)致心臟功能障礙，稱為心肌缺血/再灌注損傷(MIRI)[1]。目前，對(duì)MIRI及其機(jī)制的研究已較深入，諸多藥物和治療措施在動(dòng)物模型中被證實(shí)可降低MIRI。但這些藥物和治療措施在人類的臨床試驗(yàn)中卻無(wú)心臟保護(hù)作用。產(chǎn)生這種分歧的主要原因是動(dòng)物實(shí)驗(yàn)多在健康動(dòng)物中進(jìn)行，而臨床患者常合并多種疾病狀態(tài)，如高膽固醇血癥、高血壓、糖尿病等，改變了心臟對(duì)缺血/再灌注損傷和心臟保護(hù)機(jī)制的反應(yīng)。高膽固醇血癥在心血管疾病患者中常見，被認(rèn)為是IHD發(fā)生發(fā)展的重要危險(xiǎn)因素。但目前對(duì)于高膽固醇血癥對(duì)MIRI的影響關(guān)注較少，且有限的研究尚存在爭(zhēng)議，尤其是在評(píng)價(jià)心臟保護(hù)機(jī)制方面，如缺血預(yù)處理(IPC)、缺血后處理(IPO)、遠(yuǎn)程缺血處理(RIC)及藥物干預(yù)等對(duì)高膽固醇動(dòng)物MIRI的作用時(shí)，爭(zhēng)議更加突出[2]?，F(xiàn)就高膽固醇血癥對(duì)MIRI的影響及其對(duì)IPC、IPO、RIC及藥物干預(yù)等心臟保護(hù)措施的影響綜述如下。

1 高膽固醇血癥對(duì)MIRI的影響

關(guān)于高膽固醇血癥對(duì)心肌壞死的影響，Liu等[3]應(yīng)用1%膽固醇飲食喂養(yǎng)新西蘭兔子8周，發(fā)現(xiàn)高膽固醇飲食組兔子的心肌梗死面積較正常飲食組顯著增加，并伴隨髓過(guò)氧化物酶(MPO)含量及活性的顯著升高，提示高膽固醇血癥通過(guò)增加MPO介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)對(duì)MIRI產(chǎn)生不利作用。與心肌壞死不同，凋亡是一個(gè)被基因調(diào)控的高度規(guī)范過(guò)程，是程序性的細(xì)胞死亡，以細(xì)胞皺縮、染色體濃縮、DNA斷裂、細(xì)胞膜空泡和凋亡小體為特點(diǎn)。心肌細(xì)胞凋亡是MIRI的表現(xiàn)形式，亦是其發(fā)病機(jī)制的重要環(huán)節(jié)。Osipov等[4]利用高脂/高膽固醇飲食喂養(yǎng)豚鼠4周，發(fā)現(xiàn)高膽固醇組豚鼠的心肌梗死面積顯著高于正常膽固醇組，高膽固醇組豚鼠的凋亡細(xì)胞數(shù)是正常膽固醇組的3.8倍，并證實(shí)此不僅與高膽固醇血癥增加氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)相關(guān)，還與其降低促生存蛋白Bcl-2、p-Akt和p-PKC的表達(dá)，增加促凋亡蛋白PARP的表達(dá)相關(guān)。Ma等[5]應(yīng)用2%膽固醇飲食喂養(yǎng)大鼠8周，發(fā)現(xiàn)高膽固醇大鼠的心肌梗死面積較正常飲食組增加18%，心肌細(xì)胞凋亡率較正常飲食組亦顯著增加，其機(jī)制與高膽固醇飲食組Caspase-3表達(dá)增加相關(guān)。

2 高膽固醇血癥對(duì)心臟保護(hù)機(jī)制的影響

2.1 高膽固醇血癥對(duì)IPC的影響 1986 年，Murry等[6]提出IPC概念，即預(yù)先短暫、反復(fù)缺血可使心肌在后續(xù)的持續(xù)缺血中得到保護(hù)，從而減少心肌梗死面積。盡管研究表明，IPC可減輕MIRI，但在兔子及眾多嚙齒類動(dòng)物中已證實(shí)，IPC的心臟保護(hù)作用可被高膽固醇血癥取消，其機(jī)制十分復(fù)雜。Kocsis等[7]證實(shí)，高膽固醇飲食可顯著改變小鼠心臟中IPC誘導(dǎo)的氧化/硝化應(yīng)激相關(guān)基因表達(dá)，此在取消IPC心臟保護(hù)作用中起重要作用。線粒體ATP 敏感鉀(mitoKATP)通道開放被認(rèn)為是介導(dǎo)IPC心臟保護(hù)作用的重要因素。Csonka等[8]應(yīng)用2%膽固醇飲食喂養(yǎng)大鼠8周，證實(shí)高膽固醇血癥可抑制mitoKATP通道開放。提示高膽固醇血癥對(duì)mitoKATP通道開放的抑制是IPC下游信號(hào)通路異常的重要原因，取消IPC的心臟保護(hù)作用。G?rbe等[9]應(yīng)用2%膽固醇飲食喂養(yǎng)大鼠12周，發(fā)現(xiàn)高膽固醇大鼠IPC心臟保護(hù)作用的消失與細(xì)胞膜和線粒體Connexin43重新分布相關(guān)。Yadav等[10]應(yīng)用含1%膽固醇的高脂飲食喂養(yǎng)大鼠6周，發(fā)現(xiàn)高脂心臟中IPC保護(hù)作用的消失與糖原合成酶激酶-3β(GSK-3β)的上游保護(hù)信號(hào)途徑抑制和線粒體通透性轉(zhuǎn)運(yùn)孔(mPTP)開放有關(guān)。然而，亦有研究報(bào)道高膽固醇血癥不取消IPC的保護(hù)作用。

2.2 高膽固醇血癥對(duì)IPO的影響 由于IPC需在心肌缺血前進(jìn)行，而臨床上急性心肌缺血的時(shí)間難以預(yù)測(cè)，一定程度限制了IPC的臨床應(yīng)用。2003年，Zhao等[11]首次在犬心臟缺血/再灌注模型中，于持續(xù)3 h的再灌注開始前實(shí)施多次短時(shí)間的缺血/再灌注處理，明顯改善再灌注后冠狀動(dòng)脈內(nèi)皮功能，限制了心肌梗死范圍，該現(xiàn)象定義為IPO。高膽固醇血癥取消IPC的心臟保護(hù)作用，同樣亦可取消IPO的心臟保護(hù)作用。Iliodromitis等[12]曾報(bào)道，IPO能降低正常血脂兔子的心肌梗死面積，但不能降低高膽固醇兔子的心肌梗死面積，在接受IPO的高膽固醇兔子中，再灌注時(shí)心肌和血清中丙二醛(MDA)水平均升高，提示高膽固醇血癥通過(guò)增加心臟炎癥反應(yīng)取消IPO的心臟保護(hù)作用。最近，我們課題組對(duì)高膽固醇血癥取消IPO的機(jī)制進(jìn)行深入研究發(fā)現(xiàn)：①高膽固醇血癥通過(guò)干擾GSK-3β磷酸化繼而減少mPTP開放取消IPO的心臟保護(hù)作用[13]，當(dāng)給予mPTP抑制劑環(huán)孢素A(CsA)時(shí)，IPO的心臟保護(hù)作用被恢復(fù)[14]；②高膽固醇血癥抑制RISK信號(hào)通路活化并干擾下游的凋亡相關(guān)信號(hào)通路，從而取消IPO的心臟保護(hù)作用[15]。然而，仍有研究報(bào)道高膽固醇血癥不取消IPO的保護(hù)作用。

2.3 高膽固醇血癥對(duì)RIC的影響 IPC和IPO要求對(duì)心臟直接進(jìn)行侵入性干預(yù)措施。而在持續(xù)缺血前或再灌注即刻，通過(guò)在另一個(gè)器官或組織中應(yīng)用一個(gè)或多個(gè)短暫非致命的缺血和再灌注循環(huán)，遠(yuǎn)距離保護(hù)心臟免受MIRI，這種現(xiàn)象被稱為遠(yuǎn)程缺血預(yù)處理(RIPC)或遠(yuǎn)程缺血后處理(RIPOC)[16]。由于RIPC和RIPOC的概念提出較晚，目前關(guān)于高膽固醇血癥影響RIPC和RIPOC研究有限。近期，Ma等[5]研究顯示，在高膽固醇大鼠中，RIPC降低心肌壞死和凋亡的作用被取消，此可能與高膽固醇血癥影響PI3K/Akt/GSK-3β信號(hào)相關(guān)。Hong等[17]研究證實(shí)，在高膽固醇小鼠中，RIPOC降低心肌梗死面積、減輕心肌細(xì)胞凋亡、改善心功能的保護(hù)作用被取消，此可能與高膽固醇血癥影響PTEN/Akt/GSK-3β信號(hào)相關(guān)。

2.4 高膽固醇血癥對(duì)藥物誘導(dǎo)心臟保護(hù)措施的影響 在長(zhǎng)時(shí)間缺血前或再灌注即刻給予部分藥物(如腺苷、緩激肽、阿片類等)治療，亦可模擬IPC和/或IPO介導(dǎo)的心臟保護(hù)作用，被稱為藥物預(yù)處理(PPC)和藥物后處理(PPost)[18]。然而，由于高膽固醇血癥這一異常的病理狀態(tài)，改變了心臟對(duì)缺血/再灌注損傷和心臟保護(hù)措施的反應(yīng)，使諸多藥物預(yù)處理和/或后處理的心臟保護(hù)作用仍被抵消[8,19]。

目前研究?jī)H證實(shí)，以下藥物可減輕高膽固醇動(dòng)物的MIRI。①降脂藥物：他汀類藥物可顯著降低膽固醇水平，并有多效性，可為患者帶來(lái)更多獲益。西立伐他汀被報(bào)道在高膽固醇豚鼠中具有抗MIRI的保護(hù)作用。但西立伐他汀由于其導(dǎo)致橫紋肌溶解的嚴(yán)重不良反應(yīng)已退出市場(chǎng)。然而，由于他汀顯著的心臟保護(hù)作用，其他他汀在高膽固醇狀態(tài)下限制MIRI的作用已被廣泛評(píng)價(jià)。研究證實(shí)，在高膽固醇兔子缺血/再灌注模型中，應(yīng)用第二代他汀，辛伐他汀治療可限制心肌梗死面積，減輕氧化/硝化應(yīng)激[12]。另外，Andreadou等[20]研究證實(shí)，在高膽固醇兔子缺血/再灌注模型中，普伐他汀可降低心肌梗死面積，且這種作用與血脂降低程度無(wú)關(guān)，通過(guò)活化eNOS和降低氧化/硝化應(yīng)激實(shí)現(xiàn)。在高膽固醇兔子缺血/再灌注模型中，在心肌再灌注時(shí)給予第三代他汀，瑞舒伐他汀，亦可通過(guò)抑制MMP-2的活性降低心肌梗死面積[21]。貝特類藥物是過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體α(PPARα)激動(dòng)劑，是廣泛應(yīng)用的降脂藥物。目前關(guān)于貝特類藥物對(duì)于高膽固醇心臟作用的研究有限。僅Singh等[22]研究證實(shí)，非諾貝特可恢復(fù)IPC降低心肌梗死面積的作用。普羅布考是一種具有降脂作用的抗氧化劑。研究證實(shí)，在高脂兔子中應(yīng)用普羅布考長(zhǎng)期治療，可降低白細(xì)胞在心肌中和動(dòng)脈硬化血管病變處聚集，并顯著降低心肌損傷。關(guān)于其他降脂藥物，如煙酸類、前蛋白轉(zhuǎn)化酶枯草溶菌素9(PCSK9)抑制劑，目前在高膽固醇動(dòng)物中尚無(wú)心臟保護(hù)作用的數(shù)據(jù)。②其他藥物：關(guān)于血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑(ACEI)，研究已證實(shí)，在高膽固醇飲食兔子中長(zhǎng)期應(yīng)用依那普利可有效降低心肌梗死面積，這種有益作用主要通過(guò)緩激肽β2受體介導(dǎo)途徑實(shí)現(xiàn)。關(guān)于血管緊張素Ⅱ受體阻滯劑(ARB)，Li等[23]研究證實(shí)，阿齊沙坦后處理可降低缺血/再灌注誘導(dǎo)的心肌梗死面積，改善心功能，并可恢復(fù)IPO對(duì)高膽固醇心臟的保護(hù)作用，這種作用通過(guò)特異性調(diào)節(jié)eNOS實(shí)現(xiàn)。羅格列酮是一種過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體γ(PPARγ)激動(dòng)劑，在高膽固醇兔子缺血/再灌注模型中具有抗凋亡作用[24]。羅格列酮的這種減輕高膽固醇兔子MIRI的保護(hù)作用與減輕缺血后心肌硝化應(yīng)激，恢復(fù)促凋亡和抗凋亡MAPK信號(hào)平衡，減少缺血后心肌凋亡，改善心臟功能有關(guān)。然而，由于其具有不良的心臟作用，如誘導(dǎo)IHD的發(fā)生，目前羅格列酮的臨床應(yīng)用受限。白藜蘆醇是一種多酚類植物抗毒素，對(duì)高膽固醇心肌具有保護(hù)作用。Juhasz等[25]報(bào)道，在高膽固醇兔子中，與非治療組相比，白藜蘆醇治療組的心肌梗死面積顯著降低。TP508是一種新型的凝血酶片段，在高膽固醇豬的心臟中具有抗MIRI的作用。研究指出，在高膽固醇豬缺血/再灌注模型中，應(yīng)用TP508單體治療可降低心肌凋亡和壞死。同樣地，TP508二聚體亦可減輕高膽固醇豬的MIRI[26]。與TP508單體類似，此是通過(guò)上調(diào)細(xì)胞生存途徑，下調(diào)促凋亡途徑實(shí)現(xiàn)。法舒地爾是一種選擇性Rho激酶抑制劑。我們課題組研究證實(shí)，高劑量法舒地爾(10 mg/kg)可減輕高膽固醇大鼠心肌的壞死與凋亡，并且這種保護(hù)作用通過(guò)上調(diào)PI3K/Akt/eNOS途徑和開放mitoKATP通道實(shí)現(xiàn)[27]。并且證實(shí)，法舒地爾可恢復(fù)IPO對(duì)高膽固醇心臟的保護(hù)作用，此通過(guò)活化PI3K/Akt/eNOS途徑和增加心肌NO含量實(shí)現(xiàn)[28]。尼可地爾是一種具有雙重藥理機(jī)制的抗心絞痛藥物，其既是KATP通道開放劑，又具有硝酸酯樣作用。我們課題組研究證實(shí)，尼可地爾預(yù)處理和后處理可減輕高膽固醇大鼠MIRI。這種保護(hù)作用與開放mitoKATP通道和硝酸酯樣作用的雙重藥理機(jī)制相關(guān)[29]。并且，尼可地爾預(yù)處理和后處理還通過(guò)調(diào)節(jié)RISK途徑及其下游Bcl-2家族蛋白和終末Caspase-3蛋白的表達(dá)發(fā)揮對(duì)高膽固醇心臟的保護(hù)作用。

綜上所述，高膽固醇血癥使心肌對(duì)缺血/再灌注損傷的靈敏度增加，削弱IPC、IPO、RIPC及某些藥物的心臟保護(hù)作用，其機(jī)制復(fù)雜。目前，尚需更深入地研究高膽固醇血癥加重MIRI的機(jī)制，并有針對(duì)性的選擇相應(yīng)藥物以減輕高膽固醇心臟的MIRI。