腦缺血耐受過程中NO 作用機制的研究進展

馮 慧 程秋鳳 賀 燕 姬 琳 王興臣

缺血耐受現(xiàn)象自1970年由Maroko等［1］提出以來，隨著研究深入，腦缺血耐受（ischemictolerance，IT）逐漸成為人們關(guān)注的課題。IT 的形成過程涉及熱休克蛋白、興奮性氨基酸、腺苷、凋亡相關(guān)基因，以及信號傳導(dǎo)通路等的變化。一氧化氮（Nitric Oxide，NO）作為血管活性物質(zhì)，在IT 的三個階段［2］（缺血預(yù)適應(yīng)、藥物預(yù)適應(yīng)和缺血后適應(yīng)）中發(fā)揮著重要作用，但由于在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中NOS來源不同，即內(nèi)皮型（eNOS）、神經(jīng)元型（nNOS）以及誘導(dǎo)型（iNOS），NO 發(fā)揮的作用被稱為“雙刃劍”［3］。

1 缺血預(yù)適應(yīng)

缺血預(yù)適應(yīng)（ischemic preconditioning，IP）現(xiàn)象是1986年由Murry等在心肌組織中首先發(fā)現(xiàn)的［4］，IP 是指1次或多次短暫的缺血事件發(fā)生后可激發(fā)機體內(nèi)源性保護機制，從而減輕后續(xù)嚴重缺血事件引起的損傷。1990 年Kitagawa等發(fā)現(xiàn)，短暫輕微的腦缺血可以對1～7d后的再次嚴重的腦缺血產(chǎn)生部分保護作用，這一現(xiàn)象在臨床得到驗證，能給予心、腦等器官強大的保護作用，表現(xiàn)為梗死范圍的縮小，器官功能障礙明顯改善等［5］。之后，人們發(fā)現(xiàn)腦、肝、腎及小腸同樣存在這種現(xiàn)象。

Atochin等觀察到野生型小鼠在5min的缺血預(yù)處理后對后續(xù)的缺血產(chǎn)生神經(jīng)保護作用，而eNOS基因敲除的小鼠未出現(xiàn)預(yù)適應(yīng)保護現(xiàn)象，提示eNOS在缺血耐受機制中起作用［6］。Vlasov等通過對大鼠分組實驗后測量腦微循環(huán)灌注、腦水腫及內(nèi)皮細胞脫落情況，發(fā)現(xiàn)非選擇性NOS抑制劑能阻斷缺血預(yù)處理的保護作用，iNOS抑制劑可阻斷預(yù)適應(yīng)延遲相的出現(xiàn)，提示刺激eNOS表達，從而提高一氧化氮復(fù)合物的形成在缺血預(yù)適應(yīng)機制中發(fā)揮主導(dǎo)作用，而iNOS可能在預(yù)適應(yīng)的延遲相中發(fā)揮作用［7］。

2 藥物預(yù)適應(yīng)

藥物預(yù)適應(yīng)即在缺血前給予藥物預(yù)處理，通過改變酶的活性或某些物質(zhì)的釋放等方式（如改變NOS的活性）從而發(fā)揮保護缺血器官的作用［8］。胡永紅等通過用川芎嗪干預(yù)全腦缺血再灌注大鼠模型，證實其能夠使缺血腦組織NOS活性下降，NO含量降低，bcl－2蛋白表達增多，Bax蛋白表達減少，從而提高腦保護效果、增強腦缺血耐受［9］。孫忠人等用艾灸預(yù)處理全腦缺血再灌注大鼠，發(fā)現(xiàn)艾灸預(yù)處理具有同缺血預(yù)處理相當(dāng)?shù)膶δX缺血再灌注大鼠iNOS和nNOS活性的抑制能力［10］，提示艾灸預(yù)處理可作為誘導(dǎo)腦IT的有效手段。

3 缺血后適應(yīng)

缺血后適應(yīng)是在心肌長期缺血之后，再灌注開始時，經(jīng)歷的短暫、重復(fù)缺血再灌注，從而起到保護缺血心肌的現(xiàn)象［3，11］。方芳等的研究表明缺血后適應(yīng)能誘導(dǎo)腦缺血耐受，減輕局灶性腦缺血再灌注損傷，對腦缺血／再灌注損傷產(chǎn)生保護作用［12］。現(xiàn)有研究認為其保護作用與在腦缺血早期Ca2＋內(nèi)流，激活Ca2＋依賴性eNOS蛋白表達，產(chǎn)生NO 維持腦血流、抑制血小板聚集和粘附等［13，14］，同時抑制iNOS蛋白的表達有關(guān)。有研究者在缺血后處理的梗死模型中觀察到一系列具保護效應(yīng)的NO 釋放增多的生理效應(yīng)，包括中性粒細胞黏附減少、P－選擇素表達減少、內(nèi)皮對乙酰膽堿的血管舒張反應(yīng)性增強等［15］，說明缺血后處理可使eNOS生成增多產(chǎn)生腦保護作用。

另外，Kawano等研究發(fā)現(xiàn)iNOS衍生的NO 和還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH）氧化酶NOX2 亞單位衍生的過氧化物相互作用，產(chǎn)生氧化亞硝酸鹽來參與產(chǎn)生耐受作用［16］。另有研究表明，沉默信息調(diào)節(jié)因子家族（Silent Information Regulator，SIRTs）中SIRT1，通過去乙酰化增加eNOS 的活性，繼而增加NO，發(fā)揮血管保護作用［17］。

4 問題與展望

IT 是近年來發(fā)現(xiàn)的一種新現(xiàn)象，目前發(fā)現(xiàn)的缺血耐受機制很多，其中NO 在IT 過程中的作用研究頗多，由上看出，由于NOS的來源不同，NO 在IT 的不同時相發(fā)揮的作用亦不同。如何取其利而避其害，并在IT 的不同階段給予相應(yīng)的干預(yù)以提高腦組織對缺血缺氧的耐受性，將成為今后研究的新熱點。

1 Maroko PR，Kjekshus JK，Sobel BE，et al.Factors influencing in－farct size following experimental coronary artery occlusions.Circulation，1971，43（4）：67－82.

2 James MD，Michael VC，We think we see a pattern emerging here.Circulation，2005，111（5）：120－121.

3 Corsani L，Bizzoco E，Pedata F，et al.Inducible nitric oxide synthase appears and is co－expressed with the neurottal isoform in intemeurons of the rat hippo eampus after transient ischemia induced by middle cerebral artery occlusion.Exp Neurol，2008，211（2）：433－440.

4 Murry CE，Jennings RB，Reimer KA.Precon ditioning with ischemia：a delay of lethal cell injury in ischemic myocardium.Circulation，1986，74（5）：1 124－1136.

5 Kitagawa K，Matsumoto M.“Ischemic tolerance”phenomenon found in the brain.Brain Res，1990，528（1）：21－24.

6 Atochin DN，Clark J，Demchenko IT，et al.Rapid cerebraIischemic preconditioning in mice deficient in endothelial and neuronal nitric oxide synthases.Stroke，2003，34（5）：1299－1303.

7 Atochin DN，Clark J，Demchenko IT，et al.Rapid cerebra ischemic preconditionin in mice deficien in endothelial and neuronal nitric oxide synthases.Stroke，2003，34（5）：1299－1303.

8 王建設(shè)，袁 燦，王慷慨，等.大鼠心肌缺血預(yù)適應(yīng)相關(guān)基因5的克隆與特性分析.中國動脈硬化雜志，2006，14（3）：185－188.

9 胡永紅，周愛民，田 野，等.川芎嗪促進腦缺血耐受形成的作用及機制研究.中國中醫(yī)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)雜志，2010，16（8）：671－674.

10 孫忠人，王振宇，華金雙.艾灸預(yù)處理對全腦缺血再灌注大鼠模型一氧化氮合酶活性的影響.針灸臨床雜志，2011，27（1）：52－54.

11 Vinten J，Derek MY，Lionel HO.Postconditioning：a Simple，clinically applicable procedure to improve revaseularization in acute myocardial infarction.Circulation，2005，4（3）：2085－2088.

12 方 芳，王婉靈，余術(shù)宜，等.后適應(yīng)對大鼠腦缺血神經(jīng)細胞凋亡和內(nèi)皮型一氧化氮合酶與誘導(dǎo)型一氧化氮合酶的影響.中國臨床藥理學(xué)與治療學(xué)，2006 Oct：11（10）：1106－1109.

13 孫運娟，孫運芝，王紀(jì)佐.腦缺血再灌流后腦組織一氧化氮水平變化及其與細胞凋亡的關(guān)系.中國神經(jīng)免疫學(xué)和神經(jīng)病學(xué)雜志，2001，8（2）：26－28.

14 Zhao P，Zuo ZY.Isoflurane preconditioning induces neuroproteetion that is inducible nitric oxide synthase－dependent in neonatal rats.Anesthesiology，2004，101：695－703.

15 Krolikowski JG，W eihrauch D，Bienengraeber M，et al.Role of Erkl／2，p7Os6K，and eNOS in isoflurane－induced cardio protection during early Reperfusion in vivo.Can J Anaesht，2006，53（2）：174－182.

16 Kawano T，Kunz A，Abe T，et a1.iNOS－defived NO and nox22derived superoxide confer tolerance to excitotoxic brain iniury through peroxynitrite.J Cereb Blood Flow Metab，2007，27（8）：1453－1462.

17 Mattagajasingh I，Kim CS，Naqvi A，et al.SIRT1 promotes endothelium－dependent vascular relaxation by activating endothelial nitric oxide synthase.Proc Natl Acad Sci USA，2007，104（37）：14855－14860.