山莨菪堿對皮瓣缺血再灌注損傷保護機制的研究進展

臨床上由于創傷、腫瘤、感染等引起的組織缺損常需皮瓣修復，雖然皮瓣外科技術過去幾十年中已獲得巨大發展，但皮瓣手術仍面臨壞死的風險。某些類型皮瓣的部分壞死率或脂肪液化率可達30%，究其原因，主要由缺血再灌注損傷引起。因此，缺血再灌注損傷對于整個皮瓣的存活起著決定性的作用。大量研究資料表明缺血再灌注損傷是多細胞參與、多因子介導的一系列復雜病理生理過程，根據對已知缺血再灌注損傷機制的研究結果，學者們提出了不同的治療措施，如缺血預適應、再灌注后適應、藥物預適應、高壓氧預適應及低濃度氧預適應治療等。本文依據藥物預適應機制，就山莨菪堿對缺血再灌注損傷的保護作用機制及其在皮瓣中的研究進展綜述如下。

1 山莨菪堿的藥理作用

山莨菪堿（anisodamine， Ani）的臨床用途目前十分廣泛，常用于搶救有機磷中毒、感染中毒性休克、眩暈病及血管疾患等，有調節微循環、擴張小血管、緩解平滑肌痙攣及鎮痛等作用，為近年來研究比較活躍的藥物之一。

2 山莨菪堿在缺血再灌注中的作用

2.1 減輕自由基所造成的損傷：1954年，Commner 等最早發現生物體內存在自由基。自由基是機體的正常代謝產物，體內存在自由基產生和清除兩個系統，共同維護機體氧化-抗氧化平衡，但當機體某一器官或組織發生缺血再灌注損傷時，體內可產生大量氧自由基，這些自由基若不能被及時清除，即與各種細胞成分發生反應，導致細胞功能障礙和結構破壞。王曉剛、Morris等[1-2]通過實驗研究表明，在骨骼肌缺血再灌注損傷時氧自由基可引起微血管和肌細胞的損害。董滿庫等[3]研究發現，山莨菪堿能降低缺血再灌注中肝臟Kupffer細胞的激活，減少其產生具有廣泛生物活性的細胞因子，從而抑制中性粒細胞的釋放和粘附，減少氧自由基生成，降低肝細胞膜和細胞器膜脂質過氧化損傷。Poupko 等[4]證實山莨菪堿具有抗氧化性，能夠通過減少缺血再灌注組織中氧自由基的產生，并抑制對核轉錄因子的刺激，減弱致炎介質和炎癥細胞的產生與釋放，以降低對組織功能和結構的破壞。

2.2 減輕細胞內鈣超載：缺血再灌注損傷時Na+-Ca2+交換異常、細胞膜通透性增高、線粒體功能障礙及兒茶酚胺增多均可引起細胞內鈣超載。細胞內Ca2+增加，可干擾線粒體的氧化磷酸化，使ATP生成減少，同時激活多種鈣依賴性降解酶，導致生物膜受損；鈣超負荷還可以使花生四烯酸生成增加，產生大量的H2O2和OH-；并促使黃嘌呤脫氫酶轉變成黃嘌呤氧化酶，使自由基生成增加。周代星等[5]研究了山莨菪堿對急性完全性腦缺血及再灌注后腦組織游離Ca2+及超微結構的影響，結果顯示缺血組及缺血再灌注組Ca2+濃度明顯高于假手術組，且隨著Ca2+濃度增加，腦組織超微結構損傷明顯加重；山莨菪堿治療組Ca2+濃度較缺血組及再灌流組明顯降低，同時腦組織超微結構損傷明顯減輕，證明了山莨菪堿在全腦缺血中的鈣阻斷作用。鈣離子拮抗劑可以抑制鈣離子內流，減輕鈣超載，減輕脂質過氧化后對組織細胞的損傷程度，從而減輕皮瓣缺血再灌注損傷，提高皮瓣成活率[6]。

2.3 減輕白細胞聚集對組織的損傷作用：中心粒細胞是再灌注損傷的主要效應器細胞，研究發現[7]：①中心粒細胞出現并積聚在缺血再灌注組織，時間經過與誘導損傷一致；②在再灌注組織中可檢測出中心粒細胞所釋放的全部毒性物質；③用除去白細胞的血液再灌注，可防止水腫產生和減輕再灌注損傷；用補體抑制劑可減少白細胞浸潤和組織損傷。中心粒細胞產生的活性氧可刺激再灌注組織中NF-κB和致炎因子的釋放，后者又可刺激中心粒細胞產生活性氧、蛋白酶、各種細胞因子和脂質炎癥介質，造成微血管通透性增加，水腫、血栓形成和實質細胞死亡。大量臨床研究表明，在缺血再灌注損傷的各種組織器官中均有白細胞聚集，如肝臟[8]、心肌[9]、小腸[10]、肺[11]、腎[12]等缺血再灌注時。Zhang等 [13]證實山莨菪堿具有抑制嗜中心粒細胞聚集的作用。吳昊等[14]發現，山莨菪堿可阻斷中性粒細胞的激活和在再灌注組織中聚集。因此，山莨菪堿可通過減少中心粒細胞的釋放間接地減少活性氧和脂質炎癥介質的產生，降低實質細胞的死亡率，減輕皮瓣水腫和壞死，提高皮瓣的成活率。

2.4 減輕無復流現象：無復流現象是缺血的延續和疊加，產生原因主要為：①當某一器官或組織缺血再灌注后，由于組織細胞和血管內皮細胞的腫脹可壓迫微血管，使其管腔狹窄，血流受阻；②微血管通透性增高、痙攣以及栓塞，加重了組織缺血。資料表明，山莨菪堿可明顯減輕無復流現象，具體機制如下：①調整內皮素（ET）和一氧化氮（NO）的比例。湯彥等[15]動物實驗發現缺血組及再灌注組組織中ET-1含量明顯高于假手術組，而再灌注lh治療組ET-1含量顯著低于再灌注lh對照組，表明Ani可以抑制ET-l產生；NO作為最強的血管擴張因子，在正常組織中與縮血管因子ET處于一種平衡狀態，Ani即通過增加缺血再灌注組織中NO含量，減少ET-l產生，提高NO/ET比值，實現擴張血管，減輕無復流現象的功效；②降低血栓素和前列環素的比值。前列環素（PGI2）和血栓素 A2（TXA2）是花生四烯酸（AA）代謝過程中的產物，有研究證實山莨菪堿可以通過抑制培養家兔肺內小動脈平滑肌細胞產生血栓素A2（TxA2）而降低TxA2/PGI2比值[16]，提示山莨菪堿可能通過促進擴血管類前列環素釋放或減少縮血管類血栓素的釋放而擴張微血管；③山莨菪堿可解除微血管痙攣，抑制血小板聚集和微血栓的形成，促進微動脈和小靜脈的自律運動，從而有利于微循環的暢通；④減少補體的激活，其機制有待進一步證明。胡森等[17]的研究同樣表明腸內給予山莨菪堿能增加腸粘膜的血流量，減輕腸粘膜酸中毒，為缺血再灌注的腸道提供保護作用。

2.5 減輕能量代謝障礙：再灌注損傷時，線粒體出現應激反應，導致ATP合成的前身物質丟失，合成ATP減少。再灌注時細胞質膜發生嚴重的結構功能變化，大量Ca2+進入細胞而致細胞內Ca2+超載，Ca2+超載激活膜磷脂酶A2，促進膜磷脂分解細胞質膜，分解過程中產生溶血磷脂，進入線粒體，抑制ATP合成，而Ca2+又激活ATP酶，促進ATP分解，故能量迅速減少。缺血再灌注組織或器官的細胞因能量代謝障礙進入不可逆的死亡過程。湯彥等[15]動物實驗發現缺血組組織中ATP含量顯著低于假手術組，乳酸含量則顯著高于假手術組。提示在缺血再灌注組織中細胞氧化磷酸化產能途徑減少，ATP合成量減少、分解加快，細胞能量代謝障礙。陳群等[18]研究證實Ani可直接改善缺血再灌注損傷腦組織的ATP含量，提高Na+-K+-ATP酶活性。因此Ani減輕能量代謝障礙的機理可能為擴張微血管，改善微循環，增加組織供血、供氧；減少細胞內游離鈣，減少對線粒體破壞，增強線粒體內氧化磷酸化，從而增加了ATP合成。

2.6 對轉錄因子-κB（NF-κB）的影響：核轉錄因子-κB（NF-κB）是近年來發現的一種重要的轉錄調控因子，正常情況下細胞內的 NF-κB 與抑制蛋白（IκB）結合，穩定地存在于細胞漿中。當組織發生缺血再灌注損傷時，隨著大量氧自由基、前炎癥因子等的流入，便會通過一系列途徑激活NF-κB，激活的NF-κB可進一步上調各種炎性介質（IL-6、IL-8、TNF-α、ICAM-1 等）的轉錄，使這些介質mRNA水平明顯增高，蛋白表達量明顯增高，在這些介質的協同作用下，中性粒細胞經趨化、粘附、滲出血管壁在病灶區聚集而活化，并經呼吸爆發產生自由基，釋放脂類介質（白三烯、PAF）及其他各種細胞因子（如TNF-a、IL-l、IL-8、IL-6等），從而導致缺血再灌注損傷。山莨菪堿可抑制缺血再灌注時NF-κB的激活與表達，其機制可能是：①通過干擾細胞內信號轉導系統，抑制1κB的磷酸化，阻斷或延遲1κB降解，從而抑制NF-κB的活化[19] ；②山莨菪堿通過抑制蛋白激酶C的活性來減少NF-κB產生；③氧自由基可使1κB減少，核內NF-κB活性增強[20]，山莨菪堿可通過減少氧自由基的產生而抑制NF-κB的活化。由上可以看出，山莨菪堿可通過抑制NF-κB產生和活化，來減輕組織的缺血再灌注損傷。

3 小結和展望

近年來對山莨菪堿在防治心、肝、腦、腎、肺、腸道等器官缺血再灌注損傷的作用進行了廣泛深入的研究，結果表明山莨菪堿可通過多種途徑減輕缺血再灌注損傷，效果確切可靠，并已成為治療缺血再灌注損傷的一線藥物?；谏捷馆袎A在治療缺血再灌注損傷時有上述諸多優點，我們將其應用于防治皮瓣移植術后的缺血再灌注損傷，結果發現它可以改善皮瓣術后血運，減輕皮瓣術后水腫，增強皮瓣抗感染能力，從而有效預防皮瓣壞死，提高皮瓣移植成活率。目前，有關山莨菪堿在防治皮瓣缺血再灌注損傷的臨床研究尚不多見，因而其確切的作用機制還有待于進一步研究和探討。

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[收稿日期]2012-03-12 [修回日期]2012-05-07

編輯/李陽利