烏司他丁對心肺復蘇后患者的腦保護作用研究進展

詹 圓綜述，周小妹審校（合肥市第二人民醫院重癥醫學科，安徽230011）

烏司他丁對心肺復蘇后患者的腦保護作用研究進展

詹 圓綜述，周小妹審校
（合肥市第二人民醫院重癥醫學科，安徽230011）

糖蛋白類； 心肺復蘇術； 腦； 缺氧誘導因子-1； 烏司他丁； 綜述

烏司他丁為精制糖蛋白，提取自人的尿液，由143個氨基酸構成，其相對分子質量約為67 000 da，包括2個活性功能區，作為代表性的 Kuniz型蛋白酶抑制劑，其2個活性功能區的抑酶譜都非常廣泛，而且并不完全重疊。烏司他丁不僅能夠顯著抑制多種水解酶如胰蛋白酶等，對于細胞膜及溶酶體也具有穩定作用。近幾年，人們開始對其展開深入的研究，發現其作用還表現在以下幾個方面：對炎癥介質釋放的抑制，促進氧自由基生成的減少，促進組織灌注及微循環的改善及調節機體免疫等，進而能夠明顯減輕人體器官組織受損，保護人體各個組織器官，如腦、心、腎、肝、肺等［1-2］。目前在很多臨床疾病的治療中開始運用烏司他丁，其中常見的應用范圍有多器官功能障礙綜合征、彌散性血管內凝血、全身炎癥反應綜合征、急性肺損傷/急性呼吸窘迫綜合征、重癥急性胰腺炎、多發傷、膿毒癥、休克、體外循環、燒傷、器官移植等，療效確切。

1 烏司他丁腦保護的主要作用機制

烏司他丁腦保護的主要作用機制：（1）減輕腦組織缺血再灌注時炎癥細胞浸潤、炎癥介質的釋放和過量表達，清除自由基，減少腦血管內皮細胞與白細胞黏附、聚集、減輕內皮細胞損傷，減輕神經炎性反應引起的神經元受損；（2）減少中樞神經系統主要神經遞質如興奮性氨基酸的釋放，神經因神經元死亡而造成的損傷也可減輕；（3）烏司他丁具有膜穩定作用，細胞因為缺血再灌注導致的結構破壞減輕，從而減輕腦缺血后線粒體的損傷，維持能量代謝平衡，對腦組織起到保護作用［3］。相關研究還表明，烏司他丁具有使血管通透性降低、促進血液循環改善，促使腦血栓較少形成于腦血管內，腦組織的損傷也得以減輕［4］。且烏司他丁可在基因水平對腦組織起保護作用［5］。

2 心搏驟停

心搏驟停是臨床上最常見的急危重癥之一。近幾年來隨著人們對心搏驟停認識的加深和復蘇手段的提高，心肺復蘇的成功率越來越高，但患者的病死率和致殘率仍居高不下［6］，這與復蘇后所發生的心搏驟停綜合征極為相關。心搏驟停綜合征的本質是心臟泵血功能突然中斷從而導致全身各個臟器缺血，經過心肺復蘇后，自主循環恢復繼而出現全身再灌注損傷，從而導致廣泛的臟器功能受損。其中最主要的因素是缺血-再灌注和炎性反應［7］。

3 烏司他丁在心肺復蘇后缺血再灌注過程中促進缺氧誘導因子-1（HIF-1）的表達

腦組織是體內最容易發生缺血、缺氧損害的組織，腦缺血缺氧引起氧代謝異常，缺血-再灌注過程伴炎癥細胞、黏附因子的表達、自由基產生過多、線粒體結構發生異常等，導致腦細胞出現能量缺失，會產生能量代謝障礙和腦微循環障礙。而在心搏驟停心肺復蘇過程中，神經細胞損傷級聯反應因能量衰竭及缺血、缺氧而始發，腦細胞最終會因此而凋亡，進一步引發神經系統相關并發癥和后遺癥。如果通過改善缺血缺氧的耐受性，盡可能維持腦的有氧代謝，由此產生的腦損傷便可得到有效的控制。

3.1 HIF-1可減輕腦損傷 HIF-1是哺乳動物體內維持氧穩態的重要轉錄因子，在缺血、缺氧時可誘導腦組織產生HIF-1。近年來研究表明，HIF-1與腦缺血、缺氧密切相關，其中對缺氧能表達一定的調控能力［8］。有實驗證實，腦組織在正常氧分壓時HIF-1表達很少，而在缺氧狀態下表達明顯增多，是低氧應答狀態中重要的轉錄因子，具有相當廣泛的靶基因譜，其中包括與缺氧適應、炎癥發展等相關的近100種靶基因［9］，是機體缺氧調節和炎性反應的“開關”［10-11］，在腦缺血、缺氧性損傷的病理生理變化過程中起到極為重要的作用［12］。

有研究表明，腦組織缺氧、缺血均可誘導HIF-l的表達增加，腦血流動力得以改善，增加缺血腦組織血流灌注，進而作用于腦缺血的再灌注損傷［13］；另有研究表明，HIF-1表達量與損傷程度呈負相關［14］，進而推測HIF-1可能對神經元有保護作用，有研究使用新生豬建立了深低溫停循環模型，對其進行缺氧預處理并給予缺氧模擬藥物去鐵胺等，結果發現，在仔豬腦組織中出現了HIF-1表達的上調，因深低溫停循環而導致的腦組織損傷得以減輕［15］。還有相關研究指出，丙酮酸脫氫酶因為HIF-1的作用會出現失活，無法實現向乙酰輔酶A的轉換，使得三羧酸循環被阻斷，直接增加了腺苷三磷酸的水平，低氧下活性氧產生也隨之減少，腦缺血后能量供應得以改善，腦損傷程度因此減輕［16］。

3.2 烏司他丁能促進HIF-1的表達 有研究表明，烏司他丁能促進HIF-1的表達，從而保護腦神經元和腦血管功能，穩定細胞膜，運動神經傳導速率因缺血而受到的影響也能夠減少，延遲性的神經元凋亡得以抑制。從而減輕缺血-再灌注對腦細胞損傷和凋亡的損傷，改善腦功能［17］。

4 烏司他丁在心肺復蘇后炎性反應中降低S100B蛋白水平升高的幅度

心肺復蘇后腦組織再灌注損傷的過程中，腦水腫是一個重要環節，產生血管內皮素引起腦血管痙攣，顱內壓隨之升高，血流量也因此減少，腦組織出現缺血缺氧現象，破壞了血腦脊液屏障。單核巨噬細胞、中性粒細胞及T淋巴細胞向損傷部位侵入，并開始炎癥介質的釋放過程，該過程一方面作為保護性機制誘導神經修復和重建；同時另一方面炎性細胞因子作為損傷因素，進一步加重腦水腫和神經細胞的損害，并引起一系列的級聯反應加重神經系統的破壞［18］。其中可能參與的機制：（1）中性粒細胞浸潤使得微血管阻塞，引發更為嚴重的缺血；（2）炎癥細胞激活及神經元受損導致大量調節因子的產生，進一步造成嚴重后果；（3）中性粒細胞浸潤及小膠質細胞激活導致神經毒素的產生等。

4.1 S100B蛋白可加重腦損傷 S100B蛋白屬于S100蛋白超家族中的一員，是一種星形細胞鈣結合蛋白，產生于星形膠質細胞，隨著對神經元及膠質細胞產生作用而產生，對神經元的分化、生長、凋亡具有重要的調節作用［19］。約96%存在于腦內，故而被視作腦內特異性蛋白，一般無法從血腦脊液屏障通過，所以血清的S100B蛋白維持極低濃度，檢測困難。一旦中樞神經系統損傷產生，炎癥細胞因子使腦細胞膜對Na+、Ca2+及大分子物質通透性增加，產生腦細胞水腫和神經細胞損傷，使S100B蛋白從星形膠質細胞和神經元胞漿中漏出，通過受損的血腦屏障釋放入血，S100B蛋白在血漿中的表達因此升高，這在腦損傷檢測中被認定為一項重要的神經生化標記物，其活性與腦實質損傷呈正相關［20］。S100B含量可用于中樞神經系統損傷的診斷和預后判斷，即S100B蛋白含量越高，顱腦損傷程度越重［21］。

S100B蛋白具有炎性作用，其維持較高濃度時會對神經膠質細胞產生刺激并將其激活，促炎性細胞因子受其誘導開始合成［22］。心搏驟停導致腦組織缺血、缺氧，血腦脊液屏障嚴重破壞，此時存在于星形膠質細胞中的S100B被釋放入血，通過血腦脊液屏障分布至周圍血管中，導致血漿S100B濃度增高，S100B半衰期只有30 min左右，峰值大概在損傷后12 h出現。持續增高意味著腦損傷持續時間長、損傷程度重，因此，S100B蛋白也被稱為中樞系統的C反應蛋白［23］。同時S100B含量增高能促使其他炎性細胞因子釋放，進而加重腦損傷［24-25］。

4.2 烏司他丁能降低S100B蛋白水平升高的幅度 烏司他丁能降低S100B蛋白水平升高的幅度，其對于腦組織損傷的減輕作用機制可能為對釋放炎癥介質產生抑制作用，中性粒細胞較少聚集至受損的腦組織，腦血管內的內皮細胞較少受到彈性蛋白酶的破壞，使得腦血管通透性降低，腦組織減少發生炎性反應，心肺復蘇后細胞侵入被抑制，炎癥細胞減少釋放炎性細胞因子，神經損傷也因此較少發生［26］。

綜上所述，烏司他丁通過促進HIF-1的表達，并降低S100B蛋白水平升高的幅度，在心肺復蘇后患者的缺血再灌注和在炎性反應過程中對因顱腦損傷而造成的炎癥介質釋放進行抑制，促使顱腦組織水腫、充血情況減輕，神經元損傷減少，進而實現對顱腦組織的保護作用，改善患者的預后。

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