皮瓣缺血再灌注損傷的相關(guān)機制研究進展＊

王海剛，何志軍

（1.甘肅省中醫(yī)藥大學，甘肅 蘭州 730030；2.甘肅省中醫(yī)院，甘肅 蘭州 730050）

隨著交通運輸業(yè)、工業(yè)和農(nóng)業(yè)的飛速發(fā)展，高能量開放性損傷呈逐漸增多的趨勢。此類損傷以肢體大面積缺損合并骨骼、肌腱、神經(jīng)血管外露斷裂等為特點，常常處理棘手。皮瓣移植技術(shù)作為顯微外科和整形外科手術(shù)中的常用技術(shù)，可以有效解決皮膚大面積缺損，但皮瓣移植術(shù)后常常發(fā)生皮瓣壞死，有文獻報道，乳房切除術(shù)后皮瓣壞死的發(fā)生率在5%～30%[1]，而缺血再灌注損傷（Ischemia/Reperfusion，I/R）是導致皮瓣壞死的主要因素，也是目前在顯微外科領(lǐng)域及器官移植領(lǐng)域研究的熱點。皮瓣是重大創(chuàng)傷和整形外科重要的修復手段，然皮瓣壞死屢見不鮮，究其原因，I/R是導致皮瓣壞死的主要因素，因此如何有效防治皮瓣壞死及提高皮瓣移植術(shù)后皮瓣的生存率是臨床的重大難題。目前認為，I/R的發(fā)生機制主要包括活性氧類物質(zhì)產(chǎn)生、中性粒細胞大量聚集、鈣超載以及細胞凋亡，經(jīng)常被認為是由多細胞介導、多種基因共同調(diào)控而發(fā)揮作用的一系列復雜的反應過程。文章將對近年來中西醫(yī)防治皮瓣缺血再灌注損傷的相關(guān)機制研究進行綜述，旨在為皮瓣的缺血再灌注損傷的研究提供理論依據(jù)和新的思路。

1 活性氧類物質(zhì)產(chǎn)生

I/R過程中會產(chǎn)生大量活性氧物質(zhì)（ROS），ROS主要的有害類型包括超氧陰離子（O2）、羥基自由基（OH）和過氧化氫（H2O2）。Denham教授在2009年的一篇文獻綜述中系統(tǒng)總結(jié)并討論了衰老自由基理論的起源與演變，該學說認為衰老過程中的退行性變化是由于細胞正常代謝過程中產(chǎn)生的自由基的有害作用造成的[2]。自由基是指能獨立存在的，含一個或一個以上不配對電子的任何原子或原子團。人體內(nèi)自由基常以氮或氧的形式存在，即氮自由基和氧自由基，其中多數(shù)以氧自由基的形式存在。研究發(fā)現(xiàn)，組織在I/R過程中產(chǎn)生大量氧自由基，并在組織內(nèi)發(fā)生級聯(lián)反應，使活性氧代謝產(chǎn)物不斷增多而發(fā)生無復流現(xiàn)象[3]，最終對組織、細胞造成不同程度破壞，也就是說，超過一定時限的缺血可以導致皮瓣不可逆的組織壞死。皮瓣在發(fā)生缺血再灌注損傷時機體內(nèi)存在三種氧化應激途徑，氧化應激可由酶源和非酶源產(chǎn)生，常見的酶源包括內(nèi)皮細胞黃嘌呤氧化酶系統(tǒng)、中性粒細胞煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸還原酶（Nicotinamide Adenine Dinucleotide Phosphate，NADPH）系統(tǒng)、一氧化氮合酶（Nitric Oxide Synthase，NOS）系統(tǒng)[4]。非酶源是氧化應激的次要來源，包括肌紅蛋白和血紅蛋白，主要表現(xiàn)在四肢損傷。而這三種氧化應激途徑均以氧分子作為電子受體，結(jié)果產(chǎn)生大量的氧自由基，氧自由基通過自噬、有絲分裂、壞死和細胞凋亡四種途徑導致細胞死亡，參與皮瓣缺血再灌注損傷。

1.1 黃嘌呤氧化酶系統(tǒng)

黃嘌呤氧化還原酶是復雜的鉬黃酶，在嘌呤分解代謝中起重要作用，這種酶在人體中以兩種可互換的形式存在，即黃嘌呤脫氫酶（Xanthine Dehydrogenase，XDH）和黃嘌呤氧化酶（Xanthine Oxidase，XO），在正常健康組織中以XDH為主。嘌呤代謝可通過兩種主要途徑啟動，第一種為通過三磷酸腺苷（ATP）被脫氨酶轉(zhuǎn)化為肌苷單磷酸，脫磷酸化后形成肌苷，嘌呤可以通過去除一個磷酸基而變成腺苷并轉(zhuǎn)化為肌苷，肌苷進一步轉(zhuǎn)化為次黃嘌呤，然后氧化為黃嘌呤。第二種為鳥嘌呤轉(zhuǎn)化而成。不管何種方式，XO尤其重要，因為它們的活性伴隨著活性氧的產(chǎn)生，這些酶有2種形式：使用煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）作為電子受體的黃嘌呤脫氫酶和通常使用O2作為受體的黃嘌呤氧化酶[5]。在正常組織中，次黃嘌呤在氧化為黃嘌呤的過程中，NAD+和O2同時減少，并由黃嘌呤脫氫酶產(chǎn)生NADH（NAD+的還原態(tài)）。但缺血狀態(tài)下，XDH由于ATP水平較低而轉(zhuǎn)移到黃嘌呤氧化還原酶，當血流恢復供應時，XO以氧為最終電子受體，與O2反應，在黃嘌呤氧化酶途徑下，黃嘌呤氧化酶通過將次黃嘌呤氧化為黃嘌呤，繼而催化黃嘌呤轉(zhuǎn)化為尿酸，黃嘌呤和尿酸的形成過程中，會釋放超氧化物（O2－）和過氧化氫（H2O2），導致更多的氧化應激。次黃嘌呤和黃嘌呤是嘌呤代謝在缺血組織中積累的2種特征較為明確的產(chǎn)物。Chouchani等[6]在研究I/R下不同組織中（肝、腎、心、腦）代謝特征的變化中分析顯示只有三種代謝物大量聚集：次黃嘌呤、黃嘌呤和琥珀酸，這證實了灌注時嘌呤代謝物可用于氧化介導ROS的產(chǎn)生。ROS引起氧化應激，損傷內(nèi)皮細胞和DNA，并造成局部炎癥反應，氧自由基反應一旦發(fā)生，機體就會發(fā)生一系列連鎖反應，這也是氧自由基反應的最顯著的特點，進而誘發(fā)細胞因子風暴，導致細胞結(jié)構(gòu)損傷和細胞死亡[7]。隨著炎癥級聯(lián)反應和氧化應激的不斷擴大化，氧自由基可破壞細胞膜脂質(zhì)，降低細胞質(zhì)質(zhì)液流動性，使細胞中多種酶的生物活性受到抑制。此外，氧自由基還能干預細胞中脂質(zhì)與蛋白質(zhì)之間，蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)之間的正?；瘜W反應，使ATP生成減少，影響細胞的正常能量代謝，促進細胞膜的損傷，進而加重皮瓣缺血再灌注損傷。

1.2 中性粒細胞煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸還原酶（NADPH）系統(tǒng)

缺血再灌注狀態(tài)下線粒體損傷和電解質(zhì)失衡促進了NADPH氧化酶系統(tǒng)，NADPH氧化酶的雙氧化酶（Nox/Duox）家族參與此過程中I/R的發(fā)生，該家族多蛋白復合物由7個成員組成，分別為Nox-1到Nox-5，以及雙氧化酶（Duox）-1和（Duox）-2[8]。血流再灌注狀態(tài)下，NOX酶立即產(chǎn)生O2－，并通過酶將其轉(zhuǎn)化為H2O2，H2O2通過細胞膜氧化半胱氨酸，滅活酪氨酸磷酸酶和絲氨酸蘇氨酸磷酸酶鈣調(diào)磷酸酶，與過氧化物酶反應，引起細胞毒性。缺氧還可誘導缺氧抑制因子-1α（HIF-1α）促進Nox酶的激活,氧化應激可增加HIF-1α的生成，從而建立正反饋回路。此外，當血流恢復后，細胞釋放多種化學介質(zhì)激活NADPH氧化酶，如磷脂酶A2，TNF-α，IL-1β、干擾素-γ等，磷脂酶A2的釋放誘發(fā)血小板激活因子的生產(chǎn)，導致細胞中白細胞三烯含量上升，促進炎癥發(fā)生。缺血后組織中Nox衍生的ROS可引起炎性細胞積累，此外，巨噬細胞和肥大細胞產(chǎn)生的細胞因子促進NADPH氧化酶的過表達，血管緊張素還可刺激局部血管緊張素受體增加NADPH氧化酶的表達，通過血管緊張素轉(zhuǎn)換酶導致缺血-再灌注損傷[9]。在炎癥反應過程中，隨著巨噬細胞和其他免疫細胞的浸潤，這些免疫細胞中NADPH氧化酶的激活有助于產(chǎn)生ROS，當再灌注過程中發(fā)生時稱為氧爆[10]。NADPH氧化酶在血管內(nèi)皮細胞中產(chǎn)生ROS，當恢復血流時，大量的氧氣聚集加速氧化應激,實驗研究表明，氧化應激可激活細胞色素c介導的凋亡信號通路，誘導缺血再灌注過程中DNA損傷、蛋白結(jié)構(gòu)和功能改變以及脂質(zhì)過氧化[11]。

1.3 一氧化氮合酶（NOS）系統(tǒng)

一氧化氮（NO）被認為是一種重要的細胞內(nèi)和細胞間生物活性分子，在體內(nèi)發(fā)揮多種生理和病理生理功能，目前比較公認的NOS類型有3種：神經(jīng)元NOS（nNOS）、內(nèi)皮NOS（eNOS）以及誘導型NOS（iNOS）[12]，nNOS和eNOS存在于內(nèi)皮細胞和神經(jīng)細胞，對鈣離子有依賴性，iNOS主要存在于中性粒細胞及巨噬細胞中，對鈣離子無依賴性，其中源于iNOS的NO主要參與皮瓣缺血再灌注的病理過程。NO在皮瓣缺血再灌注過程中的作用是雙面的，也就是說，它既可以對缺血皮瓣起到保護作用，也可以加快皮瓣缺血壞死的進程。生理狀態(tài)下，這3種NOS系統(tǒng)通過將l -精氨酸轉(zhuǎn)化為l -瓜氨酸而產(chǎn)生NO，NO通過其抗氧化、抗炎功能發(fā)揮對皮瓣組織的保護作用，然而，當組織在缺血狀態(tài)下，血管內(nèi)皮細胞功能失調(diào)，eNOS生成NO減少或無法生成NO。在此階段，NO可被氧化為硝酸鹽以及亞硝酸鹽，大量自由基再組織中積累，產(chǎn)生炎性反應和強烈的細胞毒性最終加重缺血再灌注損傷[13]。當組織中NO含量處于低濃度時，形成的少量的硝基過氧化物可以通過谷胱甘肽途徑促進NO再生成，此時NO的氧化產(chǎn)物無明顯的細胞毒性，并且還可以通過調(diào)血管內(nèi)皮細胞的通透性、抑制血小板聚集、清除氧自由基和血管收縮等機制對缺血組織起到保護作用。隨著缺血進一步加重，eNOS系統(tǒng)不再產(chǎn)生NO，iNOS誘導的NO生成途徑被激活，此時NO在形成硝基過氧化物時，一部分NO會形成超氧化物歧化酶（SOD），隨著氧自由基大量積累，高濃度硝基過氧化物相應的組織蛋白和脂質(zhì)結(jié)合形成脂質(zhì)過氧化物，導致細胞損傷并加重皮瓣缺血再灌注損傷。

2 中性粒細胞大量聚集

皮瓣缺血再灌注損傷的另一重要損傷機制就是中性粒細胞的大量聚集。在缺血再灌注期間，皮瓣發(fā)生強烈的炎癥反應，這種炎癥反應由缺血期開始，但主要發(fā)生在再灌注期，以大量中性粒細胞聚集為特征。研究表明，清除過多的中性粒細胞或抑制其功能可減輕皮瓣損傷和炎癥[14]。在炎癥反應期，缺血皮瓣中白細胞數(shù)量大量升高，中性粒細胞是白細胞中最大的循環(huán)部分，也是最先到達損傷部位的細胞，中性粒細胞滲出過程可分為滾動、黏附和移行3個階段，這往往是一系列多級級聯(lián)反應，包括中性粒細胞沿著血管壁的滾動以及與血管內(nèi)皮細胞牢固黏附并向外遷移。中性粒細胞數(shù)量隨著缺血時間的延長而逐漸增加，當血流再灌注發(fā)生后幾分鐘內(nèi)，滾動黏附中性粒細胞數(shù)量劇增，促進炎性細胞向組織的轉(zhuǎn)移[25]。在此過程中，中性粒細胞分泌多種細胞因子如腫瘤壞死因子（TNF-α、TGF-β）、白細胞介素（IL-1β、IL-6、IL-8、IL-l0）等，TNF-α是炎癥反應過程中出現(xiàn)最重要、最早的炎癥介質(zhì)，TNF-α激活中性粒細胞使血管內(nèi)皮細胞通透性增加，調(diào)節(jié)其他組織代謝活性并促使其他細胞因子的合成和釋放，是炎性反應的促發(fā)劑，促進中性粒細胞脫釋放彈性蛋白酶，使皮瓣局部出現(xiàn)組織水腫、出血壞死等病理變化，并損傷內(nèi)皮細胞，使微循環(huán)血流淤滯，組織壞死，造成器官功能損傷。羅小鳳[15]通過動物實驗發(fā)現(xiàn)，應用p38MAPK 抑制劑SB202190 可以減輕皮瓣的炎癥損傷，提高大鼠皮瓣存活率，其機制可能與SB202190阻斷了p38MAPK信號通路，并減少了TNFα及增加了IL-10的含量有關(guān)。也有學者[16]報道，淫羊藿苷可以選擇性阻斷皮瓣缺血再灌注過程中NF-κB信號通路，明顯降低大鼠血清及組織中TNF-α、IL-1β和IL-6含量，顯著提高大鼠皮瓣存活率，說明淫羊藿苷是通過抑制皮瓣組織炎癥因子的釋放，改善了皮瓣缺血再灌注損傷。目前課題組基于VEGFDll4/Notch信號通路及p38MAPK-PPARγ/NF-κB信號通路探討消腫止痛合劑對于I/R損傷的作用機制研究已取得重大突破[17]，也證實了靶向阻斷p38MAPK信號通路后，可以提高大鼠的皮瓣存活率。

中性粒細胞轉(zhuǎn)運到缺血部位直至再灌注過程中涉及一系列復雜的病理變化，當再灌注發(fā)生時，氧和血源性免疫細胞重新注入組織，中性粒細胞顯著增加，氧在再灌注過程中是XO和NADPH氧化酶生成活性氧的必需底物，而中性粒細胞由于壞死細胞釋放的危險信號和炎性介質(zhì)進入缺血的組織中，促進血源性免疫細胞與血管內(nèi)皮細胞之間的黏附作用，隨后在遷移到缺血組織中，被激活的中性粒細胞一旦移動到缺血組織中，就會產(chǎn)生NADPH氧化酶依賴的呼吸爆發(fā)[18]，呼吸爆發(fā)可產(chǎn)生大量的氧自由基，氧自由基可破壞細胞膜脂質(zhì)，造成皮瓣組織中細胞大量壞死，而再灌注發(fā)生時又可引起中性粒細胞大量聚集，進一步加重中性粒細胞的局部浸潤。由此可見，呼吸爆發(fā)所導致的惡性循環(huán)可以對血管、細胞及皮瓣組織產(chǎn)生廣泛的損傷。通過這一復雜的病理機制，中性粒細胞浸潤誘導再灌注損傷，從而放大缺血引起的細胞損傷，在此滲出過程中，中性粒細胞還可分泌多種炎性介質(zhì)，炎性介質(zhì)是組織發(fā)生炎癥時由局部組織或血漿產(chǎn)生和釋放的參與炎癥反應的具有化學活性的物質(zhì)，也稱化學介質(zhì)。炎性介質(zhì)包括外源性和內(nèi)源性兩類，組織中以內(nèi)源性介質(zhì)居多。組織中的內(nèi)源性炎性介質(zhì)在致炎因子的作用下大量釋放，并變?yōu)榫哂猩锘钚缘奈镔|(zhì)，在皮瓣缺血再灌注的發(fā)生過程中起重要的介導作用。最常見的炎性介質(zhì)有花生四烯酸（AA）、白細胞三烯（LT）、補體等，炎性介質(zhì)在皮瓣缺血再灌注過程中起積極作用，可使血管擴張、血管壁通透性升高，促進白細胞趨向破壞，導致炎性充血和滲出等變化。與此同時，皮瓣組織內(nèi)的肥大細胞和巨噬細胞被激活，這些炎性介質(zhì)進一步促進中性粒細胞與血管內(nèi)皮細胞的黏附作用，導致皮瓣局部出現(xiàn)水腫、出血及壞死，從而加重血流灌注不足。課題組前期研究發(fā)現(xiàn)，消腫止痛合劑對由缺氧所致大鼠皮瓣血管內(nèi)皮細胞損傷具有保護作用，其作用機制可能是通過調(diào)控VEGF-Dll4/Notch信號轉(zhuǎn)導通路來發(fā)揮治療作用[19]。

3 鈣超載

由各種原因引起的細胞內(nèi)Ca2+濃度高于細胞外而導致的細胞結(jié)構(gòu)、功能以及代謝障礙，稱為鈣超載[20]。研究發(fā)現(xiàn)，皮瓣缺血再灌注過程中普遍存在鈣超載現(xiàn)象，且與線粒體功能障礙由密切關(guān)系，線粒體是細胞內(nèi)一切生命活動的“調(diào)控中心”，是制造能量和細胞進行有氧呼吸的主要場所，能干預ATP 的合成和影響脂質(zhì)氧化，線粒體還可以儲存Ca2+，可以和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、基質(zhì)等結(jié)構(gòu)共同作用，來控制細胞中的Ca2+濃度的動態(tài)平衡。缺血再灌注時，細胞主要為無氧呼吸，ATP損耗大幅增加，鈉泵活性降低，細胞內(nèi)pH下降,鈉離子過多,為了糾正細胞內(nèi)外酸堿平衡，細胞通過質(zhì)膜的Na+/H+交換調(diào)整細胞內(nèi)酸度、通過Na+/Ca2+交換維持細胞內(nèi)外Na+平衡，導致Ca2+離子通道開放，細胞內(nèi)Ca2+增多，細胞內(nèi)外Ca2+梯度差增大[21]，Ca2+內(nèi)流增加，細胞內(nèi)Ca2+大量聚集，機體為了維持細胞內(nèi)外滲透壓的平衡，在線粒體的作用下，胞漿內(nèi)的Ca2+進入細胞內(nèi)，造成細胞內(nèi)的鈣超載，這一結(jié)果使粒體內(nèi)磷酸鈣大量沉積，影響ATP合成，導致線粒體生成ATP減少，鈣轉(zhuǎn)運功能障礙，促進鈣超載發(fā)生。

另外，皮瓣在缺血再灌注狀態(tài)下，細胞內(nèi)鈣超載，鈣依賴性蛋白酶被激活，鈣依賴性蛋白酶是一種重要的中介物質(zhì)，可以調(diào)控鈣離子通道開放。在鈣依賴性蛋白酶的作用下，細胞內(nèi)ROS生成增加，損害組織細胞。前面提到，當皮瓣發(fā)生缺血再灌注時機體發(fā)生氧化應激反應而釋放大量ROS，ROS可通過細胞內(nèi)脂質(zhì)過氧化反應造成細胞膜的損傷，氧化應激過程中，黃嘌呤脫氫酶（XDH）轉(zhuǎn)化為黃嘌呤氧化酶（XO）、同時ATP在分解過程中產(chǎn)生次黃嘌呤，此過程均可產(chǎn)生氧自由基[22]，而氧自由基的過量產(chǎn)生則可導致細胞損傷或死亡。機體在缺血缺氧狀態(tài)下會抑制電子通過線粒體呼吸鏈的流動，使ATP生成減少，缺血引起的氧化磷酸化也可抑制脂肪酸的分解和氧化，當脂肪酸在細胞內(nèi)積累時，就會促進炎性因子花生四烯酸的代謝，并促進線粒體膜通透性轉(zhuǎn)換孔開放（mPTP）的開放，mPTP是存在于線粒體內(nèi)外膜之間的具有通透性的非特異轉(zhuǎn)換孔，mPTP開放與關(guān)閉是維持線粒體膜電位關(guān)鍵，皮瓣缺血時mPTP關(guān)閉，再灌注時mPTP開放，在缺血再灌注初期，mPTP保持關(guān)閉狀態(tài)而在再灌注期因線粒體的鈣與磷酸鹽的沉積、氧化應激和pH的恢復而開放，并促使ROS迅速產(chǎn)生，導致線粒體鈣超載，進而誘導mPTP打開使線粒體膜電位去極化，隨著mPTP大量開放，大量胞質(zhì)內(nèi)的溶質(zhì)分子進入線粒體，使得線粒體內(nèi)氧化磷酸化脫偶聯(lián)，呼吸鏈解偶聯(lián)[23]，膜電位紊亂，同時會釋放各種促細胞凋亡因子，破壞線粒體膜的生物結(jié)構(gòu)，線粒體結(jié)構(gòu)受損，功能異常，導致能量代謝障礙，而這種結(jié)構(gòu)和功能的破壞則是線粒體不可逆性損傷的標志，最終導致細胞凋亡或細胞死亡。

4 細胞凋亡

細胞凋亡是指機體為了維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定，由基因控制的一系列細胞自主有序的死亡[24]。細胞凋亡與細胞壞死有本質(zhì)區(qū)別，細胞凋亡是主動過程，它由基因調(diào)控表達，是機體為更好地適應環(huán)境而自發(fā)的一種死亡過程，細胞凋亡作為細胞死亡的一種特殊方式，是正常的生物學現(xiàn)象，在細胞的新陳代謝中起著必要的作用，一般不伴隨局部炎癥。而細胞壞死是被動的、不受基因管制的一種細胞死亡形式，其特征是細胞脹大、破裂、內(nèi)容物滲出，并且可引起局部炎癥反應，大多由物理、化學因素或外部環(huán)境的驟變引起。凋亡可導致細胞的形態(tài)學改變，如細胞收縮，細胞表面微絨毛突起、皺褶消失，凋亡小體[25]形成，凋亡小體迅速被巨噬細胞或其他鄰近細胞吞噬和清除。凋亡還可導致細胞生化性質(zhì)的改變，如DNA片段化、染色質(zhì)凝結(jié)和邊緣化等，是判斷凋亡發(fā)生的客觀指標。

現(xiàn)有研究證明，皮瓣缺血再灌注損傷時存在細胞凋亡現(xiàn)象，且由多種機制介導，其主要途徑：外源性途徑和內(nèi)源性途徑，2種途徑通常相互影響。外源性途徑也稱為死亡受體途徑，是指由特定的跨膜受體（稱為死亡受體）與配體結(jié)合而觸發(fā)的信號通路，被死亡受體和與其同源的配體激活，最常見的有腫瘤壞死因子（TNF-α）、死亡受體（FAS）、凋亡誘導受體（TRAILR1和TRAILR2）等，死亡受體途徑通過激活一種含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶（caspase-8），裂解caspase-3，切割靶蛋白天冬氨酸殘基上的肽鍵使DNA降解，最終導致細胞程序性死亡。內(nèi)源性途徑由細胞內(nèi)物質(zhì)應激觸發(fā)，包括DNA損傷、氧化應激、生長因子和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激等，無論由何種性質(zhì)應激所觸發(fā)，最后這些細胞內(nèi)的信號途徑都匯聚在線粒體上，導致線粒體功能障礙，所以內(nèi)源性途徑也稱為線粒體途徑[26]。線粒體途徑受到B淋巴細胞瘤基因（Bcl-2）家族的調(diào)控，該家族線粒體水平及其上游發(fā)揮作用，Bcl-2按其功能不同可分為3個亞類，第一類包括抗凋亡蛋白Bcl-2、Bcl-xL、Mcl-1；第二類包括促凋亡蛋白Bok、Bax和Bak；第三類包括具有活化功能的蛋白Bid、Bim、Bik、Noxa、Puma（BH3-only蛋白），3類蛋白協(xié)同作用，其中缺乏任何一種蛋白類型細胞凋亡都無法順利進行。在皮瓣發(fā)生缺血再灌注過程中，胞漿細胞增多并與Bcl-2和Bcl-XL結(jié)合，根據(jù)不同的細胞內(nèi)應激信號，BH3-only亞類成員被激活，并參與Bax與Bak的激活[27]，使其允許它們插入線粒體外膜并融合成大分子復合物，從而導致線粒體外膜通透化（MOMP），MOMP是本途徑的關(guān)鍵，線粒體膜的通透化伴隨凋亡基因如細胞色素c、凋亡誘導因子的大量釋放，進而激活了位于下游的Caspase片段，此片段活化后可切割細胞內(nèi)的蛋白結(jié)構(gòu)，從而啟動凋亡程序，調(diào)節(jié)細胞凋亡。

5 小結(jié)

皮瓣缺血再灌注損傷是皮瓣移植術(shù)后皮瓣壞死的主要原因，是經(jīng)常困擾臨床醫(yī)生的難題。近年來，I/R損傷的相關(guān)機制被廣泛研究，以期為I/R的治療提供新的思路，但皮瓣缺血再灌注損傷涉及多種損傷機制，是一系列病理變化所導致的級聯(lián)反應，多種損傷機制往往互為因果，且惡性循環(huán)。文章重點討論了活性氧的產(chǎn)生以及細胞凋亡機制，有一點需要強調(diào)，線粒體在I/R中扮演著舉足輕重的角色，首先，皮瓣在缺血狀態(tài)下，線粒體的呼吸鏈功能障礙導致ATP生成減少，進而導致細胞正常生理活動減弱，細胞Ca2+潴留，細胞腫脹壞死。其次，上述三大系統(tǒng)通過氧化應激反應損傷線粒體結(jié)構(gòu)，使線粒體的氧化磷酸化發(fā)生障礙，ROS生成增多，線粒體清除能力減弱而導致ROS過多積累，最終導致細胞死亡。值得注意的是，現(xiàn)階段絕大多數(shù)的機制研究都是基于某一損傷機制的單方面研究，盡管此類研究已經(jīng)很深入，但由于I/R損傷機制是由多因子、多細胞、多信號通路交互作用的結(jié)果，現(xiàn)階段尚缺乏大規(guī)模的有關(guān)多機制的實驗研究，僅單方面的損傷機制研究無法更好地指導臨床治療。未來，應深入研究以線粒體為中心的多機制相交互的協(xié)同作用，為臨床治療I/R提供新的思路。