陳明良 彭海濤
摘要:皮壞死在皮瓣移植過(guò)程中非常常見(jiàn)。皮瓣在移植過(guò)程中,常出現(xiàn)缺血過(guò)程,但恢復(fù)血流灌注后,反而因缺血再灌注損傷常常出現(xiàn)部分或全部皮瓣壞死。隨意皮瓣缺血損傷的機(jī)制尚未被完全闡明,研究證實(shí),發(fā)生隨意皮瓣遠(yuǎn)端的缺血是不全性缺血,實(shí)驗(yàn)觀察到隨意皮瓣的血流從蒂部到皮瓣遠(yuǎn)端逐漸減少,故發(fā)生于隨意皮瓣的缺血,是一種梯度性的缺血,隨后Vedder等提出了理論假說(shuō):認(rèn)為皮瓣梯度性缺血損傷機(jī)理與缺血再灌注損傷機(jī)理可能完全一致。
關(guān)鍵詞:曲克蘆訂;皮瓣缺血
1 蘆丁及其衍生物藥理作用的研究進(jìn)展
蘆丁(rutin)又名蕓香苷、紫槲皮苷,廣泛存在于自然界中,幾乎所有的蕓香科和石楠科植物均含有蘆丁,是槲皮素的蕓香糖苷,來(lái)源很廣的黃酮類化合物,易溶于甲醇,在沸水中溶解。
曲克蘆丁是蘆丁經(jīng)羥乙基化半合成水溶性黃酮類化合物,曲克蘆丁藥理作用:其可以降低毛細(xì)血管通透性及脆性,防止因血管通透性升高引起的水腫,并且能對(duì)抗5-羥色胺和緩激肽引起的血管損傷,保護(hù)血管內(nèi)皮細(xì)胞;促進(jìn)新生血管形成,建立側(cè)支循環(huán);抑制血小板聚集,防止血栓形成,并有抗炎、抗過(guò)敏、抗?jié)兊茸饔谩?/p>
2 皮瓣缺血再灌注損傷的機(jī)制
20世紀(jì)60年代Blebea等觀察到缺血組織再灌注后,其損傷程度明顯大于灌注前。由此提出了缺血再灌注損傷(ischemia-reperfusion injury,I/R)的概念。在行皮瓣轉(zhuǎn)移過(guò)程中,破壞了正常皮膚組織的微循環(huán)結(jié)構(gòu),導(dǎo)致皮瓣轉(zhuǎn)移過(guò)程中出現(xiàn)缺血、缺氧。多種因素可致皮瓣缺血再灌注損傷:其中氧自由基的增多、細(xì)胞內(nèi)鈣超載、白細(xì)胞粘附和過(guò)度活化、能量衰竭等為其主要??芍录?xì)胞的凋亡和壞死,使組織器官功能受損甚至壞死。
2.1氧自由基與皮瓣缺血再灌注損傷 自由基(free radical),又稱游離基,指在外層 電子軌道上具有不配 對(duì)的單個(gè)電子、原子、原子團(tuán)或分子的總稱。正常組織中生理狀態(tài)下存在少量的自由基,并自由基的產(chǎn)生和清除處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài),受控的自由基對(duì)人體是有益的,但當(dāng)人體中的自由基超過(guò)一定的量,這種自由基就會(huì)給人體帶來(lái)傷害。導(dǎo)致人體正常細(xì)胞和組織的損壞。研究表明,組織再灌注時(shí),氧自由基含量明顯增加。氧自由基一經(jīng)生成即在體內(nèi)發(fā)生連鎖反應(yīng),產(chǎn)生大量活性氧。包括超氧陰離子自由基、羥自由基、脂氧自由基、二氧化氮和一氧化氮自由基。而羥自由基的活性最高,對(duì)組織細(xì)胞的破壞性最強(qiáng)。關(guān)于氧自由基與皮瓣缺血再灌注損傷的機(jī)制目前還不很清楚,報(bào)道較多的有:①黃嘌呤氧化系統(tǒng):皮瓣缺血過(guò)程中有ATP降解產(chǎn)生大量次黃嘌呤,再灌注時(shí),大量分子氧隨血液進(jìn)入缺血組織,黃嘌呤氧化酶在催化次黃嘌呤轉(zhuǎn)變?yōu)辄S嘌呤,并進(jìn)而催化黃嘌呤轉(zhuǎn)變?yōu)槟蛩岬膬刹椒磻?yīng)中,釋放出大量電子,分子氧接受后產(chǎn)生O2-和H2O2。H2O2在金屬離子參與下形成更為活躍的OH,使組織O2-、OH、H2O2等活性氧大量增加。其主要表現(xiàn)為對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的破壞,同時(shí)加重了細(xì)胞內(nèi)酸中毒,最終導(dǎo)致皮瓣壞死;②中性粒細(xì)胞在吞噬活動(dòng)時(shí)耗氧量增加,其攝入O2的70%~90%在NADPH氧化酶和NADH氧化酶的催化下,接受電子形成氧自由基,用于殺滅病原微生物。組織缺血可激活補(bǔ)體系統(tǒng),或經(jīng)細(xì)胞膜分解產(chǎn)生多種具有趨化活性的物質(zhì),吸引、激活中性粒細(xì)胞。再灌注期組織重新獲得O2供應(yīng),激活的中性粒細(xì)胞耗氧量顯著增加,產(chǎn)生大量氧自由基,稱為呼吸爆發(fā)(respiratoryburst)或氧爆發(fā)(oxygenburst),造成細(xì)胞損傷;③氧自由基可以使生物膜不飽和脂肪酸發(fā)生過(guò)氧化反應(yīng),形成脂質(zhì)過(guò)氧化物(1ipid oxygen,LPO)。LPO的半衰期及作用范圍都比氧自由基大,且可以進(jìn)入血循環(huán)產(chǎn)生遠(yuǎn)距離損傷。因此LPO的形成擴(kuò)大了氧自由基的損傷作用及損失范圍。
2.2細(xì)胞內(nèi)Ca2+超載與皮瓣缺血再灌注損傷 有大量的資料支持Na+/Ca2+交換在再灌注時(shí)是引起胞內(nèi)鈣超載的重要途徑[4-5]。組織缺血缺氧時(shí),Na+-K+-ATP酶活性下降,Na+/Ca2+交換機(jī)制被激活,使大量的Ca2+由細(xì)胞外進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。缺血和再灌注后不斷產(chǎn)生的氧自由基損傷了細(xì)胞膜和線粒體膜;肌漿網(wǎng)及肌膜上ATP-Ca2+酶活性下降,不能將胞內(nèi)的Ca2+泵出胞外,從而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)的Ca2+濃度明顯增加。胞內(nèi)鈣濃度增加,激活鈣敏感磷脂酶、蛋白水解酶、核酸內(nèi)切酶等。這些酶的激活,可以使細(xì)胞骨架和核酸分解、細(xì)胞膜水解,導(dǎo)致細(xì)胞的損傷甚至死亡。細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度的升高所激活的蛋白酶,是自由基產(chǎn)生的催化劑。隨著再灌注時(shí),大量的Ca2+與O2內(nèi)流,產(chǎn)生大量自由基,導(dǎo)致胞內(nèi)Ca2+濃度再次升高。兩種因素互相促進(jìn),造成細(xì)胞的嚴(yán)重?fù)p傷[1],導(dǎo)致皮瓣缺血壞死。
2.3炎癥反應(yīng)與皮瓣缺血再灌注損傷 在缺血再灌注的研究中發(fā)現(xiàn),缺血時(shí)組織細(xì)胞受損,細(xì)胞膜磷脂降解,釋放炎癥趨化細(xì)胞因子增多,吸收大量白細(xì)胞進(jìn)入缺血組織或粘附于血管內(nèi)皮細(xì)胞。再灌注時(shí),激活的中性粒細(xì)胞又可釋放大量的TNF-a,IL-1,IL-6及IL-8等炎癥細(xì)胞因子,導(dǎo)致血管內(nèi)皮細(xì)胞和中性粒細(xì)胞表面粘附分子暴露,促使中性粒細(xì)胞穿過(guò)血管壁,使白細(xì)胞在缺血再灌注組織中侵潤(rùn)增多。Packard A.E等研究表明[2]:對(duì)TNF-a,IL-1,IL-6等細(xì)胞因子進(jìn)行預(yù)處理后對(duì)缺血再灌注損傷組織起重要的保護(hù)作用。此后,大量的動(dòng)物和臨床研究證實(shí)了白細(xì)胞(以中性粒細(xì)胞為主)參與再灌注損傷過(guò)程,并發(fā)現(xiàn)這種損傷的嚴(yán)重程度與再灌注前循環(huán)中的白細(xì)胞呈直線關(guān)系[3]。
2.4一氧化氮(NO)與皮瓣缺血再灌注損傷 一氧化氮是血管內(nèi)皮依賴性舒張因子的主要形式,在體內(nèi)由NO合酶(NOS)催化合成,人體內(nèi)有兩種類型的NOS:結(jié)構(gòu)型NOS,誘導(dǎo)型NOS(iNOS)。 其中iNOS在腫瘤壞死因子和白介素等細(xì)胞因子的誘導(dǎo)下可活化產(chǎn)生大量的NO。目前認(rèn)為NO在缺血再灌注損傷中扮演雙重角色。臨床研究發(fā)現(xiàn)應(yīng)用外源性NO生成劑,可通過(guò)減少氧自由基生成,擴(kuò)張微血管,減輕組織水腫,抑制炎癥反應(yīng)介導(dǎo)的缺血再灌注損傷,提到島狀皮瓣的成活率。但Phan LH等研究表明:病理濃度下的NO濃度,不但不能改善組織的缺血再灌注損傷,反而加重對(duì)組織細(xì)胞的損傷。
3 曲克蘆丁對(duì)皮瓣I/R的作用
曲克蘆丁是一種用于治療靜脈疾病,腦血管疾病,代謝性疾病,以及一些外科性疾病的藥物。但其機(jī)制未完全闡明:可能與蘆丁的抗氧性有關(guān)。能對(duì)抗自由基活性,對(duì)氧自由基有很強(qiáng)的清除作用,能抑制Fenton(芬頓)反應(yīng)和脂質(zhì)過(guò)氧化的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)而具有明顯的抗脂質(zhì)氧化作用[4],以及抵抗炎癥因子對(duì)血管內(nèi)皮細(xì)胞的損害的作用有關(guān)。
4 清除氧自由基與抑制脂質(zhì)過(guò)氧化過(guò)程
通過(guò)Fenton(芬頓)反應(yīng)發(fā)現(xiàn),F(xiàn)e2+ 可以通過(guò)兩個(gè)途徑產(chǎn)生氧自由基:(Fe2++H2O2→Fe3++OH-+OH-)或者通過(guò)Fe2+直接作用于細(xì)胞膜產(chǎn)生自由基:(Fe2++LOOH→LO-+OH-+Fe3+)。凡是能夠耦合Fe2+促進(jìn)SOD活力,減少M(fèi)DA生成的藥物或方法,對(duì)I/R損傷均有保護(hù)作用[5]。夏維術(shù)等發(fā)現(xiàn)蘆丁作為耦合劑,可以降低組織中Fe2+水平,或者通過(guò)單電子轉(zhuǎn)移的方式直接清除氧自由基。盧明珍等通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究得出:蘆丁可以降低血清總MDA的含量,升高SOD及質(zhì)膜Na+-K+-ATP酶,Ca2+.Mg2+-ATP酶活力。蘆丁可以耦合I/R中釋放的Fe2+,減少I(mǎi)/R過(guò)程中氧自由基的生成以及通過(guò)單電子轉(zhuǎn)移直接清除氧自由基,減輕脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng);保護(hù)酶活性,減輕對(duì)生物膜的損害。
5 曲克蘆丁的抗炎作用
曲克蘆丁為水溶性的黃酮類化合物,其抗炎作用主要是通過(guò)影響細(xì)胞分泌,有絲分裂及細(xì)胞的相互作用,研究發(fā)現(xiàn)黃酮類化合物能抑制大鼠肥大細(xì)胞和嗜酸性細(xì)胞對(duì)多種刺激引起的組胺及慢反應(yīng)物質(zhì)的釋放,抑制PGE,白三烯的合成及釋放,抑制透明質(zhì)酸酶的活性,抑制大鼠中性粒細(xì)胞溶酶體的釋放及其脫顆粒,減輕組織細(xì)胞的炎癥反應(yīng)。
6 曲克蘆丁能夠調(diào)節(jié)NO濃度 Ga2+超載
NO是一種常見(jiàn)的細(xì)胞信使分子和效應(yīng)分子。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,已擴(kuò)散、反應(yīng)性強(qiáng),性質(zhì)活躍但很不穩(wěn)定,廣泛的存在于生物體各組織器官中,參與機(jī)體內(nèi)的生理、病理反應(yīng)。蘭文軍等[6]研究顯示黃酮類藥物可以通過(guò)抑制iNOS而下調(diào)缺氧HUVRCs中的NO水平,表明此類化合物可以通過(guò)下調(diào)NO水平而參與細(xì)胞保護(hù),但具體機(jī)制尚需進(jìn)一步研究。實(shí)驗(yàn)研究表明黃酮類藥物可以下調(diào)缺氧HUVECs中Ga2+相對(duì)水平。其機(jī)制可能為:阻斷細(xì)胞膜上鈣離子通道,降低胞外鈣離子內(nèi)流;抑制細(xì)胞器膜上鈣泵的活性降低鈣庫(kù)內(nèi)鈣離子外溢。
7 結(jié)語(yǔ)
曲克蘆丁通過(guò)其清除氧自由基與抑制脂質(zhì)過(guò)氧化過(guò)程,抵抗炎癥反應(yīng),調(diào)節(jié)NO濃度 Ga2+超載,為臨床上提高隨意皮瓣存活率提供了理論上的基礎(chǔ)。但在曲克蘆丁給藥時(shí)間、給藥劑量、給藥方式諸多方面對(duì)隨意皮瓣存活的影響尚待進(jìn)一步研究。
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編輯/哈濤