嗎啡對心肌缺血/再灌注損傷保護機制的研究進展

陳雪品成曦爽涂畫①高翔①石亞靜李云翠張歡韓淑英呂志偉②

(華北理工大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院河北唐山063000;①藥學(xué)院;②教務(wù)處 )

[關(guān)鍵詞]嗎啡心肌缺血/再灌注損傷保護機制

[中圖分類號]R 318.11

[文章編號]2095-2694(2015)05-167-3

【基金項目】華北理工大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新實驗計劃項目(編號：X2015006)：唐山市“十二五”科技重點項目(編號：10130203)。

【作者簡介】陳雪品(1993-),女，碩士研究生，研究方向：臨床醫(yī)學(xué)。

【通訊作者】呂志偉。

心肌缺血/再灌注損傷(IRI)是伴隨著冠脈再通及缺血心肌再灌注出現(xiàn)的一系列使缺血心肌損傷更加嚴重的現(xiàn)象。Schultz首次報道了阿片受體興奮可誘導(dǎo)急性心肌保護作用。近年來，其他學(xué)者發(fā)現(xiàn)，嗎啡對心肌IRI有保護作用，表現(xiàn)為心肌收縮功能改善，梗死面積減小，病死率降低[1]。

1IRI主要機制研究

1.1氧自由基增多研究發(fā)現(xiàn)[2]，黃嘌呤氧化酶(xanthine oxidase， XO)系統(tǒng)是缺血/再灌注時活性氧產(chǎn)生的主要來源。正常情況下，ATP的代謝產(chǎn)物次黃嘌呤能迅速被XO氧化轉(zhuǎn)變?yōu)辄S嘌呤，進而轉(zhuǎn)變?yōu)槟蛩?。缺血時，ATP不足，導(dǎo)致代謝產(chǎn)物次黃嘌呤和黃嘌呤大量積累，再灌注時，次黃嘌呤和黃嘌呤以O(shè)2為電子接受體，從而產(chǎn)生大量的OH-。過量的自由基使心肌細胞膜的液態(tài)性和流動性減弱，通透性增強，離子泵失靈，細胞內(nèi)信號傳遞障礙，線粒體功能受損，促進心肌細胞凋亡。

1.2Ca2+超載各種原因引起的細胞內(nèi)Ca2+含量增多并導(dǎo)致細胞結(jié)構(gòu)和功能代謝障礙的現(xiàn)象，稱為鈣超載。再灌注時細胞內(nèi)游離的Ca2+增加，可以破壞細胞骨架，降低心肌收縮功能，進入線粒體的Ca2+形成磷酸鈣沉積，干擾線粒體的氧化磷酸化，使ATP生成減少，過量的Ca2+可促使線粒體釋放細胞色素C，激活線粒體細胞凋亡信號通路，促使細胞凋亡[3]。

1.3其它缺血/再灌注時，白細胞極易嵌頓和堵塞毛細血管，加重組織缺血缺氧，同時白細胞還釋放大量促炎細胞分子，如TNF-α、IL-6、IL-10均可導(dǎo)致血管通透性增加和組織損傷。有人[4]研究發(fā)現(xiàn)，心肌細胞產(chǎn)生的內(nèi)皮素能激活中性粒細胞產(chǎn)生氧自由基、炎癥介質(zhì)和PLC-IP3信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，使胞內(nèi)游離Ca2+濃度增加，加重對其自身的損傷。還有學(xué)者[5]指出補體成分的激活也是導(dǎo)致IRI的因素之一。

2嗎啡對IRI保護機制的研究進展

2.1嗎啡促進心肌細胞Bcl-2基因蛋白表達趙建洪等[6]利用麻醉大鼠結(jié)扎左冠狀動脈前降支制造心肌IRI模型，觀察嗎啡對心肌IRI的保護作用及其對心肌細胞凋亡的影響。缺血前10min及再灌注120min后腹腔注射嗎啡，并與嗎啡+納洛酮組、生理鹽水組、正常組對比，采用免疫組織化學(xué)法、放免法檢測心肌組織Bcl-2基因蛋白表達，再灌注4.5h后測定血清中TNF-α的含量。結(jié)果發(fā)現(xiàn),嗎啡預(yù)處理組存在大量Bcl-2蛋白陽性表達細胞，TNF-α明顯降低(P<0.01)，心肌梗死面積明顯縮小(P<0.05)，說明嗎啡通過阿片受體，抑制TNF-α的產(chǎn)生，促進心肌細胞Bcl-2基因蛋白表達，抑制心肌細胞的壞死與凋亡，以達到保護心肌的目的。

2.2嗎啡抑制MPTP的開放張力等[7]證明嗎啡在心肌缺血/再灌注時確有心肌保護作用，其通路中線粒體膜通透性轉(zhuǎn)運孔(Mitochondrial Permeability Transition Pore，MPTP)是關(guān)鍵靶位，如轉(zhuǎn)運孔開放，嗎啡的保護作用則被取消。他們將SD大鼠分為假手術(shù)組(C組)、缺血/再灌注組(I/R組)、嗎啡后處理組(MP組)及嗎啡+蒼術(shù)甙組(MAP組)，并觀察各組心肌組織MDA含量及IS/AAR變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，缺血30min，與 I/R組比較 ，MP組MDA含量顯著降低(P<0.05) ；與MP組比較，MAP組MDA含量增高(P<0.05)。再灌注90min后，與I/R組比較，MP組梗死面積減少(P<0.01);與MP組比較，MAP組梗死面積增大(P<0.01)。 提示MPTP作為再灌注損傷補救激酶途徑(Reperfusion Injury Salvage Kinase，RISK)通路的最終效應(yīng)器，它的開放會使心肌缺血/再灌注時產(chǎn)生的大量氧自由基、Ca2+等進入線粒體內(nèi)，造成線粒體腫脹，從而引發(fā)細胞損傷和凋亡。證明了嗎啡通過RISK通路激活內(nèi)皮細胞性一氧化氮合酶(eNOS)、鳥苷酸環(huán)化酶、蛋白激酶C，抑制 MPTP的開放，進而減少了對心肌線粒體的破壞并抑制心肌細胞的凋亡。

2.3嗎啡激活A(yù)TP敏感性鉀通道(KATP)通道江曉菁等[8]對心肌IRI模型大鼠給予嗎啡，TTC染色梗死心肌，觀察缺血/再灌注后嗎啡對冠脈流量(CF)、心率(HR)、左室壓力(LVP)、左室壓力最大變化速率(LVP/dtmax)及心梗范圍的影響，還觀察了納洛酮和KATP通道阻滯劑格列本脲對嗎啡作用的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，缺血/再灌注組各時點HR、LVP及LVP/dtmax顯著低于對照組(P<0.01)，嗎啡預(yù)處理組HR、LVP及LVP/dtmax，顯著高于缺血/再灌注組(P<0.05和P<0.01)，嗎啡+納洛酮組和嗎啡+格列本脲組顯著低于嗎啡預(yù)處理組(P<0.01)。證明了嗎啡可以減輕大鼠心肌的缺血/再灌注損傷，嗎啡是通過心肌局部的阿片受體及心肌細胞的KATP通道介導(dǎo)產(chǎn)生心肌保護作用。

2.4嗎啡激活A(yù)kt/eNOS信號通路陸姚等[9]以鞘內(nèi)遠端嗎啡預(yù)處理對在體大鼠心肌缺血/再灌注模型進行觀察，并以生理鹽水對照。他們計算了梗死區(qū)體積及梗死區(qū)面積與缺血危險區(qū)體積的比值(IS/AAR)及凋亡指數(shù)(AI)后，發(fā)現(xiàn)鞘內(nèi)遠端嗎啡預(yù)處理組IS體積、IS/AAR和心肌細胞凋亡指數(shù)均顯著降低(P<0.01);還采用Western blot法測定了心肌組織Akt、磷酸化Akt(pAkt)和eNOS表達，發(fā)現(xiàn)遠端鞘內(nèi)嗎啡預(yù)處理組心肌組織pAkt和eNOS表達上調(diào)(P<0．01)。Wong GT[10]報道,遠端鞘內(nèi)嗎啡預(yù)處理激動脊髓中樞的阿片受體，通過神經(jīng)傳導(dǎo)，引起外周釋放降鈣素基因相關(guān)肽(CGRP)、腺苷和緩激肽等內(nèi)源性的保護介質(zhì)，其作用于缺血的心臟，激活A(yù)kt/eNOS信號通路促進NO生成，進而發(fā)揮心肌保護作用。證明鞘內(nèi)遠端嗎啡預(yù)處理可以減輕在體大鼠心臟缺血后損傷和細胞凋亡，其機制可能與Akt/eNOS信號通路參與介導(dǎo)有關(guān)。

2.5嗎啡激活NO/cGMP信號通路胡軍等[11]用在體大鼠心肌缺血/再灌注模型觀察鞘內(nèi)嗎啡預(yù)處理減輕大鼠心肌IRI的作用。結(jié)果顯示嗎啡預(yù)處理組IS/AAR比值降低(P<0．05)，鞘內(nèi)分別注射NO合酶、鳥苷酸環(huán)化酶和PKG的抑制劑 L-NAME 、ODQ和KT5823，可阻斷NO以及下游cGMP/PKG信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的心肌保護效應(yīng)，證明了NO/cGMP-PKG信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路參與鞘內(nèi)注射嗎啡后處理的心肌保護作用。另有研究[12]顯示，嗎啡在中樞可通過NO/ cGMP 信號通路發(fā)揮抗傷害性刺激作用，提高神經(jīng)元血等傷害性刺激的耐受而減輕心肌IRI，誘導(dǎo)心肌保護效應(yīng)。

2.6嗎啡激活阿片受體在成年大鼠心肌細胞，嗎啡通過激動κ、δ阿片受體起作用[13]。有研究者[14]發(fā)現(xiàn)，嗎啡激活心肌細胞κ阿片受體可產(chǎn)生明顯的負性肌力、負性頻率和負性傳導(dǎo)作用，并且具有明確的擴血管作用,提示嗎啡通過激動阿片受體介導(dǎo)IRI心肌的保護作用。

TNF-α可能參與了心肌微血管的損傷過程加重心肌組織水平的灌注障礙，在IRI以及心肌細胞凋亡過程中具有重要作用[15]。研究[16]發(fā)現(xiàn)，嗎啡預(yù)處理可降低IRI大鼠血清 TNF-α含量，納洛酮可拮抗嗎啡降低血清TNF-α含量的作用，從而間接說明嗎啡通過興奮阿片受體對損傷心肌產(chǎn)生保護效應(yīng)。

2.7其它有學(xué)者[17]指出,嗎啡延遲預(yù)處理可能通過促進心肌細胞色素氧化酶CcO表達，改善心肌氧代謝發(fā)揮延遲保護作用；張野等[18]認為,p38 MAPK(絲裂原活化蛋白激酶)的激活是嗎啡預(yù)處理對大鼠缺血后心肌保護信號機制中的介導(dǎo)因子；有人[19]提出蛋白激酶C、Src族酪氨酸蛋白激酶(SrcPTKs)、核因子-κB和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)子和轉(zhuǎn)錄激活因子在延遲預(yù)處理的過程中發(fā)揮著重要作用；還有人[20]認為,運動聯(lián)合嗎啡預(yù)處理對IRI有保護作用，二者對缺血/再灌注心肌具有明顯的協(xié)同效應(yīng)，保護機制主要是由阿片肽受體后通路介導(dǎo)，效應(yīng)分子包括抗氧酶和一氧化氮等。

3結(jié)語

有學(xué)者[7]提出，細胞凋亡可能為再灌注損傷發(fā)病機制中的一個重要環(huán)節(jié)，通過干預(yù)凋亡基因的表達可阻斷細胞凋亡過程，從而減輕再灌注損傷。嗎啡已廣泛用于臨床鎮(zhèn)痛，也十分容易應(yīng)用于臨床的心肌保護，今后還需要使用不同的特異性嗎啡亞型受體抑制劑，深入研究各類嗎啡受體及第二信使在缺血預(yù)處理心肌保護中的作用機制，為將來臨床實際應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。心臟手術(shù)后很多并發(fā)癥和病死率與心肌受損的程度有密切關(guān)系，如果能準確高效地將嗎啡應(yīng)用于缺血/再灌注造成的損傷中，將會是醫(yī)學(xué)史上的又一大進步。

參考文獻

[1]李洪,肖穎彬,楊天德,等.嗎啡預(yù)處理對成年大鼠心肌細胞缺血-再灌注損傷的保護作用[J].臨床麻醉學(xué)雜志，2005,21(8):546-548

[2]Prased K. Increased production of oxygen free radical by poly-morph nuclear leukocytes in heart failure due to aortic stenosis[J]. giology,2003,40:475

[3]Sjaastad I , Bentzen JG,Semb SO. Reduced calcium tolerance in rat cardionmyocytes after myocardial infarction[J].Acta PhysiologicaScandinavica,2002, 175(4): 261-269

[4]邱志兵,李朝先.內(nèi)皮素與心肌缺血再灌注損傷[J].國外醫(yī)學(xué)(老年醫(yī)學(xué)分冊),2001,22(4):158-161

[5]王莉莎,張育才.補體系統(tǒng)與心肌缺血再灌注損傷[J].國外醫(yī)學(xué)(麻醉學(xué)與復(fù)蘇分冊),2011,22(6):368-370

[6]趙建洪,程彥斌,張正義,等.嗎啡對大鼠急性心肌缺血/再灌注的保護作用及其對心肌細胞凋亡的影響[J].第四軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報，2004,25(16):1460-1463

[7]張力,袁軍,李進.嗎啡后處理對大鼠缺血再灌注心肌線粒體膜通透轉(zhuǎn)運孔的影響[J]. 醫(yī)學(xué)臨床研究，2014,31(11):2101-2103,2107

[8]江曉菁,王俊科,師恩祎,等.嗎啡對大鼠心肌IRI的保護作用[J].中華麻醉學(xué)雜志，2002,22(9):559-561

[9]陸姚,董春山,李蕾,等.鞘內(nèi)遠端嗎啡預(yù)處理對在體大鼠心臟缺血一再灌注損傷的保護作用[J].中華急診醫(yī)學(xué)雜志，2011,20(3):264-268

[10]Wong GT,Yao L,Xia Z,et a1.Intratheeal morphine remotely preconditions the heart via a neural pathway[J]．J Cardiovasc Pharmacol,2012, 60(2):172-178

[11]胡軍,蔣玲玲,何淑芳,等.NO-cGMP-PKG信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路在鞘內(nèi)注射嗎啡后處理減輕大鼠心肌缺血再灌注損傷中的作用[J].中華麻醉學(xué)雜志，2014,34(5):555-558

[12]胡軍,張野,陸姚,等.NO/cGMP信號通路在鞘內(nèi)嗎啡預(yù)處理減輕大鼠心肌缺血/再灌注損傷中的作用[J]．中國藥理學(xué)通報，2014,30(6):829-832

[13]Wittert G,Hope D, Pyle D.Tissue distribution of opioid receptor gene expression in the rat[J]．Biochem Biophys Res Commun,1996,218:877-881

[14]唐博,王洪新,李揚.阿片受體激動劑嗎啡對心臟作用的研究進展[J].中華現(xiàn)代醫(yī)學(xué)與臨床.2007,6(3,4):37-41

[15]李連雄,高濱,李培杰,等,嗎啡對心衰大鼠腫瘤壞死因子-α及心肌細胞凋亡的影響[J].蘭州醫(yī)學(xué)院學(xué)報，2004,30(3):10-12

[16]毛張凡,杜心靈,孫宗全,等.阿片受體參與大鼠缺血后處理的心肌保護作用[J].華中科技大學(xué)學(xué)報，2007,36(5):610-613

[17]李志堅,冉珂,楊東林,等.嗎啡延遲預(yù)處理對大鼠心肌缺血再灌注損傷細胞色素C氧化酶的影響[J].醫(yī)學(xué)臨床研究，2014,31(9):1667-1669

[18]張野,顧爾偉,張健,等. p38 MAPK在嗎啡預(yù)處理對缺血-再灌注損傷心臟保護中的作用[J].臨床麻醉學(xué)雜志，2007,23(6):494-196

[19]Shinura K,Bolli R,Liu SQ, et aL．Aldose reductase is an obligatory mediator of the late phase of ischemic preconditioning[J]. Circ Res,2002,91:240-246

[20]王強,聞劍飛.運動聯(lián)合嗎啡預(yù)處理對大鼠心肌缺血再灌注損傷的影響[J].西安體育學(xué)院學(xué)報，2011,28(2):213-217

(2015-05-25收稿)(王一伊編輯)

計量資料中有效數(shù)字的確定