缺血性肠损伤的机制及防治系列研

缺血性肠损伤的机制及防治系列研

尽管已有确切动物实验结果表明，预处理和后处理对缺血性肠损伤具有保护作用，然而还缺乏针对围术期肠保护的相关临床研究。

围术期肠损伤是严重危害人类健康的一类疾病，每年导致21.5万人死亡。导致肠损伤的原因有很多，包括急性胰腺炎、创伤、手术等，其中围术期缺血是导致肠损伤的主要原因之一。休克、感染、腹主动脉瘤手术等导致肠缺血再灌注，从而导致肠损伤。

目前，防治肠缺血再灌注损伤的主要方法包括：使用自由基清除剂；抑制细胞凋亡；改善循环，抑制中性粒细胞黏附；预处理和后处理。刘教授重点介绍了预处理和后处理对肠保护作用的研究。

缺血预处理肠保护作用

缺血预处理保护作用的发现

缺血预处理（IPC ）现象最早于1986年提出。Murry 等在实验犬中发现，冠状动脉反复短暂缺血可以使心肌在后续更长时间缺血中得到保护，从而减少心肌梗死面积。1996年，IPC 现象在小肠中也得到证实。Hotter G等发现，对大鼠小肠进行IPC ，一氧化氮（NO ）合成增加，而如果给予NO 合成抑制剂，则可以消除IPC 的效应。

缺血预处理抗大鼠肠缺血再灌注损伤的蛋白质组学研究

该研究探讨在特定病理生理条件下细胞内全部蛋白的表达谱，并由此在蛋白质水平上获得对组织细胞病理生理变化过程的整体而全面的认识。研究将大鼠随机分为假手术（Sham ）组、缺血再灌注损伤（Injury ）组和IPC 组。Sham 组只开腹分离肠系膜上动脉（SMA ），Injury 组阻断SMA 1 h后再开放1 h，IPC 组在长

时间阻断SMA 前先阻断10 min后再开放10 min，余同Injury 组。再灌注结束即刻刮取肠黏膜进行蛋白质双向电泳和质谱分析，分离和鉴定差异表达的蛋白质并明确其生物学功能。结果发现12个差异表达的蛋白质，其中醛糖还原酶、醛脱氢酶等蛋白与抗氧化应激、抑制细胞凋亡相关；顺乌头酸酶等蛋白与改善能量代谢相关。IPC 显著上调醛糖还原酶mRNA 在肠黏膜的表达，改善肠缺血再灌注导致的肠损伤。为了进一步阐明醛糖还原酶在IPC 抗缺血再灌注损伤中的作用，采用其特异性抑制剂，观察其能否拮抗IPC 的肠保护作用。在前一部分实验的基础上，另取大鼠并将其分为依帕司他溶剂（DMSO ）组和依帕司他组，在PCI 前10 min 分别静脉注射DMSO 和依帕司他，余同前述。结果发现，依帕司他能够拮抗IPC 的肠保护作用。蛋白组学研究显示，IPC 对肠缺血再灌注损伤的保护机制可能与其上调醛糖还原酶、顺乌头酸酶等一些具有抗氧化、抑制细胞凋亡以及改善能量代谢作用的蛋白有关，其中醛糖还原酶被证实是IPC 发挥肠保护作用的一个关键蛋白。这为临床上开发防治肠缺血再灌注损伤的药物提供了基础。IPC 肠保护作用的确切机制尚未明晰，抗氧化应激、抗细胞凋亡等现象可能发挥重要作用。

药物预处理肠保护作用

由于PCI 存在明显的缺陷，不能应用于临床。药物预处理具有相对安全、方便、易于控制剂量等优点，于是人们根据PCI 的机制进行药物预处理研究。

丙泊酚预处理的肠保护作用

2007年，Liu KX 等发表在Can JAnaesth 上的一项研究将大鼠随机分为Sham 组、Injury 组（阻断SMA 1 h 后再开放3 h ）、丙泊酚预处理组（在肠缺血前30 min 开始给予丙泊酚）、丙泊酚治疗组(在肠再灌注前30 min开始给予丙泊酚) 和丙泊酚后处理组(在肠再灌注后30 min 开始给予丙泊酚) 。结果发现，丙泊酚治疗，尤其是丙泊酚预处理，能够显著减轻肠损伤。

右美托咪定预处理的肠保护作用

细胞凋亡为肠缺血再灌注诱导的主要细胞死亡形式。Liu KX 等于2012年发表在Anesthesiology 上的一项研究将大鼠随机分为Sham 组、Injury 组（阻断SMA 1 h 后再开放2 h）、右美托咪定（DEX ） ABI组（在肠缺血前持续输注DEX 2.5、5或10g ·kg-1·h-1 1 h）和DEX AAI组（在肠缺血后持续输注DEX 2.5、5或10 μg ·kg-1·h-1 1 h）。为了进一步阐明α2肾上腺素能受体拮抗剂盐酸育亨宾（YOH ）能否拮抗肠保护作用。在前一部分实验的基础上，另取大鼠并将其分为YOH+DEX组（在输注DEX 前给予YOH 1 mg/kg）和YOH 组（仅给予YOH 1 mg/kg），余同前述。结果表明，DEX 预处理能够减轻大鼠肠缺血再灌注损伤，而DEX 后处理则无此保护作用。DEX 的肠保护作用与其抑制炎症反应和肠黏膜上皮细胞凋亡有关，且α2肾上腺素能受体介导了DEX 预处理的肠保护效应。

另外，中药预处理对肠缺血再灌注损伤也具有保护作用。

缺血后处理肠保护作用

缺血后处理保护作用的发现

由于IPC 存在不可预知的局限性，缺血后处理（IPO ）应运而生。Zhao 等在2003年首先提出了IPO 现象，他们在实验犬心肌缺血较长时间后、开始再灌注前，对心脏进行3个周期的再灌注30 s/阻断30 s处理，然后全面恢复心脏的再灌注，对再灌注心脏可产生保护作用。随后IPO 在小肠中也得到证实。 2008年，国外学者Santos 等首先报道，IPO 能够减轻大鼠肠缺血再灌注损伤。

缺血后处理肠保护研究

为了进一步验证IPO 是否具有肠保护作用，Liu KX等进行了一系列研究，他们于2009年发表在Intensive Care Med上的一项研究证实，在较长时间缺血后、开始再灌注前即刻进行3个周期的再灌注30 s/阻断30 s处理，然后全面恢复肠的再灌注，能够减轻大鼠肠缺血再灌注损伤。IPO 的肠保护作用，可能与其抑制氧化应激、中性粒细胞过滤和促炎反应有关。

缺血后处理抗大鼠肠缺血再灌注损伤的蛋白质组学研究

Liu KX 等于2010年发表在J SurgRes 的一项研究发现了9个差异表达的蛋白质，这些蛋白与抗氧化应激、抑制细胞凋亡、改善细胞能量代谢相关，这为进一步了解IPO 肠保护机制提供了思路。Liu KX 等于2013年发表在Surgery 上的一项研究将大鼠随机分为Sham 组、缺血再灌注组、依帕司他（ARI ）+Sham组、ARI+缺血再灌注组、缺血再灌注+IPO组、ARI+ 缺血再灌注+IPO组和DMSO+ 缺血再灌注+IPO组。结果发现，IPO 显著上调醛糖还原酶蛋白表达，改善肠缺血再灌注损伤。依帕司他能够拮抗IPO 的肠保护作用。这表明，IPC 对肠缺血再灌注损伤的保护机制可能与其上调醛糖还原酶等一些具有抗氧化、抑制细胞凋亡作用的蛋白有关，其中醛糖还原酶被证实是IPO 发挥肠保护作用的一个关键蛋白。根据Liu KX 等的蛋白质组学研究可知，醛糖还原酶是IPC 与IPO 发挥肠保护作用共同机制。

缺血后处理对临床具有重要意义，其未来可应用于腹主动脉瘤修复术、小肠移植术等，但不适用于肠缺血再灌注诱导的一些危重情况，如出血、创伤或感染性休克。另外，能够模拟IPO 肠保护作用的药物后处理值得进一步研究。

远程缺血预处理

远程缺血预处理（RIPC ）的概念最早由Przyklenk 等于1993年提出。RIPC 是指对某一器官或组织进行短暂的非致死性缺血再灌注处理，对远隔器官产生保护作用。开放性腹主动脉瘤修复术期间，阻断腹主动脉可引起肠缺血再灌注损伤、氧化应激及全身炎症反应，最终导致多器官功能障碍，多器官功能障碍是导致开放性腹主动脉瘤修复术后高死亡率的主要原因之一。Liu KX等于2013年发表在Anesthesiology 上的一项随机对照研究证实，RIPC 应用于择期开放性肾下腹主动脉瘤修复术，可减轻肠和肺损伤。该研究将62例患者随机分为RIPC 组和常规腹主动脉瘤修复术组。RIPC 组通过在患者左上臂捆绑血压袖带进行3个周期的阻断5 min/再灌注5 min处理。结果发现，RIPC 可减轻患者的肠和肺损伤。

总结和展望

动物实验证实，阻断大鼠SMA 1 h、再灌注不同时间（2、6、12、24、48、72和168 h ），结果发现，大鼠肠缺血再灌注可导致大脑皮质及海马区损伤、脑含水量增加，空间学习记忆功能损害及炎症反应。与肠缺血再灌注相关的临床现象可能导致患者出现认知功能障碍，降低患者生存质量。尽管动物实验研究已经证实，预处理和后处理对肠缺血再灌注损伤具有保护作用，然而将其广泛应用于围术期肠保护尚需大量的前瞻性、随机对照临床试验进行验证。开展临床研究是一项艰难的工作，目前开展围术期缺血性肠损伤临床研究面临的困境包括：无理想的临床模型、肠功能障碍评价无统一标准、肠损伤可导致肠外重要脏器功能障碍，其症状往往掩盖肠损伤本身的症状。如果未来临床研究取得令人鼓舞的结果，将为预处理和后处理广泛应用于围术期肠保护提供可靠的科学依据。