脑缺血再灌注损伤治疗的研究进展

脑缺血再灌注损伤治疗的研究进展

向军

同济大学医学院，上海（200433）

E-mail: Chelsea_JX@https://www.360docs.net/doc/5910751162.html,

摘要：缺血性脑血管是现代社会致死致残的最主要疾病之一，其治疗原则及时恢复缺血区的血液再灌注，而随之而来的再灌注损伤又成为一大难题。笔者对近年来脑缺血再灌注损伤的治疗研究综述如下。

关键词：脑缺血再灌注损伤；治疗；进展

缺血性脑血管病是现代社会致死、致残的最主要疾病之一，其治疗原则是及时的恢复缺血区的血液灌注。然而在某些情况下缺血后再灌注不仅没有使组织功能恢复，反而使缺血所致的功能障碍和结构破坏进一步加重，这种现象即缺血再灌注损伤（ischemia reperfusion injury），抑制再灌注损伤已成为缺血性中风治疗的重要环节。近年来针对脑缺血再灌注损伤的治疗研究取得一定成果，现将其综述如下。

1．自由基研究

自由基（free radical）是外层轨道上有单个不配对价电子的原子、原子团和分子的总称，其化学性质极为活波，可与各种细胞成分（膜磷脂、蛋白、核酸）发生反应，导致细胞功能障碍和结构破坏。在脑缺血再灌注时，机体的自由基产生和清除系统遭到破坏，导致大量自由基的存在，造成脑组织损伤和功能障碍。由于再灌注治疗窗十分短暂(仅1-3小时)，因此清除自由基应在再灌注前或者再灌注早期即开始。

自由基的清除主要靠自由基清除剂，包括酶性自由基清除剂，如超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）、Prion蛋白（PrPc）等;低分子自由基清除剂，如维生素C、维生素E、谷胱甘肽等；其他如甘露醇、糖皮质激素等。

有研究表明，褪黑素（Melatonin MT）能够清除羟自由基、过氧亚氮阴离子、降低单线态氧毒性和自由基引起的脂质过氧化反应，是有效的自由基清除剂和间接抗氧化剂，具有较好的神经元保护作用[1-2]。Cesario等[3]通过体内外实验观察发现，褪黑素的减轻脑缺血再灌注损伤作用，还与其对胶质细胞的保护作用有关，且胶质细胞对治疗比神经元更敏感。别嘌呤醇是黄嘌呤氧化酶抑制剂，通过阻止次黄嘌领转化为黄嘌呤，进而阻断自由基的产生。Allport等[4]的实验证明别嘌呤醇能够减少大鼠脑缺血再灌注模型的梗死面积和比率，对脑缺血和再灌注引起的脑损伤都具有保护作用。EGB761是银杏叶提取物的标准制剂，其主要活性物质是24%黄酮苷和6%萜烯内酯，具有较好的抗氧化作用。A. Ur′?kov等[5]的实验证明EGB761能够抑制脑缺血再灌注时的脂质过氧化反应，减轻自由基氧化作用对大鼠前脑的损害。

2．钙超载研究

脑缺血再灌注时，ATP供应不足、N-甲基-D-门冬氨酸（NMDA）受体过渡兴奋介导与其偶联的钙通道开放、细胞膜通透性增大以及Na- Ca2＋交换异常等因素导致细胞内游离钙（[Ca2＋]i）浓度升高。细胞内钙超载一方面使血管收缩，进一步加重脑缺血缺氧；另一方面引起细胞结构和功能的破坏，导致细胞死亡。[Ca2＋]i浓度升高既是脑损伤的后果，同时又是

进一步脑损伤的始动因子，因此有人称细胞内钙超载为“细胞死亡的最终共同途径”。

针对钙超载，目前主要使用钙拮抗剂，如尼莫地平、维拉帕米等。此外有研究表明，去氢表雄酮(dehydroepiandrosterone DHEA)以及其他几种神经类固醇孕烷醇酮（pregnanolone PGN）、别孕烯醇酮（allopregnanolone AP）能够阻滞Ca2＋向线粒体内内流，减轻钙超载引起的线粒体损伤[6]。NGP1-01是电压依赖性钙通道和配体门控性钙通道的双重阻滞剂，具有良好的血脑屏障通透性，能阻滞皮层神经细胞去极化引起的钙内流，同时阻滞NMDA引起的钙内流及细胞膜崩溃[7]。褪黑素（Melatonin MT）可抑制海马锥体细胞因氧化应激所致的[Ca2＋]i 超载,并有量效关系，其机制可能是促进细胞内钙离子向细胞外的外流[8]。脑缺血后蛋白激酶C(ProteinkinaseC PKC)被激活，并通过多种途径参与了钙内流，灯盏花素可抑制PKC从而抑制脑缺血诱导的钙超载，防止钙超载导致的神经元损伤[9]。

3．兴奋性氨基酸研究

兴奋性氨基酸主要指谷氨酸、天门冬氨酸、海人藻氨酸等，是中枢神经系统的主要兴奋性神经递质。生理情况下在神经元之间信息传递中发挥重要作用，脑缺血时则对缺血脑细胞具有兴奋毒性，是缺血再灌注损伤的重要环节，其中NMDA受体过度兴奋介导的迟发性神经细胞损伤可能起主要作用。

因此若能抑制NMDA受体活性，就能有效的抑制EAA的兴奋毒性作用。目前非竞争性NMDA受体拮抗剂，如MK-801、氯氨酮、苯环立啶；竞争性NMDA受体拮抗剂，如AP5、MDL-100、CGS19755等均被证明有较好的神经保护作用。此外抑制EAA的释放也是一个有效途径。罗吡唑（Lubeluzole）是谷氨酸的释放抑制剂，可使梗死的周围神经元兴奋正常化，阻断谷氨酸激活NO合成，阻滞脑缺血时细胞外谷氨酸的聚集,降低谷氨酸浓度[10]。

4．一氧化氮研究

一氧化氮（NO）既有扩张血管、改善缺血组织血供、抑制血小板聚集、减轻缺血和再灌注损伤的作用，又有介导和加重缺血和再灌注损伤的毒性作用，这主要与组织损伤的演化阶段、NO浓度以及产生NO的一氧化氮合酶（NOS）类型有关。过多的NO释放则表现出毒性作用，加重脑缺血后的损害程度。

抑制脑缺血后过多NO的产生主要靠NOS阻滞剂。ARL17477是选择性神经元型一氧化氮合酶（nNOS）阻滞剂，O’Neil等[11]在全脑缺血沙鼠模型和局灶性脑缺血大鼠模型中证实了其减小脑梗死面积，对抗脑缺血再灌注损伤的作用，效果优于L-NAME、TRIM。氨基胍(aminoguanidine AG)是诱导型一氧化氮合酶(iNOS)抑制剂，Cash等[12]在短暂性脑缺血大鼠模型中运用MRI观察发现缺血性损伤的进展被延缓，western印记杂交发现脑缺血区的iNOS亦明显减少。N-acetyl cysteine (NAC)是一种抗氧化剂，Sekhon等[13]用NAC对局灶性脑缺血大鼠预处理，再灌注24小时的神经学评分得到改善，TTC染色和免疫组化分析发现脑梗死面积明显减小，iNOS及TNF的表达得到抑制。

5．白细胞作用研究

白细胞特别是中性粒细胞是再灌注损伤的主要效应器细胞，主要表现为机械阻塞、炎症反应失控和破坏血脑屏障。白细胞与血管内皮细胞的粘附，以及白细胞激活释放的炎性因子如TNF-a、IL-1、IL-8、PAF、LTs是其病理效应的重要前提，也是治疗手段的主要突破口。目前抗粘附分子单克隆抗体、抗细胞因子抗体的研究已取得满意的效果。

蛋白酶体抑制剂MLN519能明显减少大鼠脑梗死面积以及缺血脑区的白细胞浸润，同时降低脑组织TNF-a、ICAM-1、IL-6、E-selectin的mRNA水平。研究还发现再灌注治疗窗被提高到10小时，一定程度上与其对炎症反应的抑制作用有关[14]。Zhang等[15]发现再灌注早期静脉注射成纤维细胞生长因子（basic fibroblast growth factor bFGF），神经损伤特异性指标NSE、S-100B蛋白以及炎性因子TNF-a、IL-1、IL-8的水平明显降低，认为bFGF能够抑制炎性因子的表达及其活性，抑制白细胞粘连，进而减轻再灌注引起的脑组织损伤。ONO-1078是半胱氨酰白三烯受体拮抗剂，能改善神经损伤，减少皮层及皮层下梗死面积，阻止神经坏死和清蛋白渗出，减轻脑水肿[16]。

6．细胞凋亡研究

细胞凋亡（apoptosis）是一种不同于细胞坏死的、由基因凋控的、自主有序的细胞死亡。脑缺血再灌注后能量代谢障碍、氧应激、钙超载以及缺血缺氧本身都能导致促进凋亡的发生，其途径有：外源性途径、内源性途径和不依赖Caspase的凋亡诱导因子（AIF）途径。与细胞凋亡最为密切的基因是bcl-2家族和Caspase家族，其中bcl-2家族的bcl-2具有抑制凋亡的作用，其他主要是促进凋亡，调节这些基因能达到调节细胞凋亡的作用。

Zhou等[17]发现硫酸镁能够抑制脑缺血沙鼠bax、caspase-3的表达，进而减少神经细胞凋亡。Β-七叶皂苷钠具有抑制细胞凋亡，减轻再灌注损伤的作用。通过免疫组化染色观察发现bcl-2的表达上调，而caspase-3的表达及细胞色素C的释放被抑制[18]。葛根素能减少局灶性脑缺血大鼠的皮层梗死面积，改善神经功能损伤。运用细胞流式技术分析Annexin V和PI双染细胞发现，这与大鼠背外侧皮层的神经细胞凋亡及神经炎症减轻，以及Caspaes-3的活性被

抑制有关[19]。M. Sobrao等[20]在短暂性脑缺血大鼠模型中证实尼莫地平联合胞二磷胆碱能减少脑缺血再灌注损伤，效果优于二者单独应用。TUNEL染色及bcl-2蛋白免疫组化染色发现，脑梗死边缘区的细胞凋亡明显较少，bcl-2的表达上调。线粒体透性转移通道（mtPTP）的开放是启动细胞调亡的重要机制，褪黑素能阻断mtPTP的开启，阻滞线粒体内膜细胞凋亡促进因子如细胞色素C、AIF以及Caspase的渗出[21]。

从文献报道来看，目前脑缺血再灌注损伤的治疗研究取得一定成果，但多处于动物实验阶段。脑缺血再灌注损伤的机制复杂，往往是多种因素共同作用的结果，而目前研究主要侧重于单一药物的单一作用机制。因此具有多重作用的药物及药物间联合应用的研究有待进一步开展。

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Progress on treating cerebrovascular ischemia reperfusion

injury

Xiang Jun

（Medical school, TongJi University, Shanghai 200433 China）

Abstract

The ischemic cerebrovascular disease is one of leading causes of death and long-time disability in modern society. Its treating principle is to recover blood reperfusion of ischemic tissue in time. But the injury following reperfusion becomes another difficulty. The research on treating ischemia reperfusion injury of recent years has been summarized in this article.

Keywords：cerebrovascular ischemia reperfusion injury；treatment；progress