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【关键词】 异丙酚；缺血再灌注损伤；兴奋性氨基酸；γ氨基丁酸
严重的缺血常引起组织细胞的损伤。虽然恢复缺血器官血流是防止细胞不可逆损伤的必要条件，但再灌注本身可能加重缺血组织的进一步损伤，即缺血再灌注损伤。研究表明，预先短暂的缺血或轻度缺氧可激发或动员机体内在的防护能力，对随后严重的缺血缺氧产生强大的防御和保护作用，这是当前研究的热点之一 ——缺血预处理。缺血再灌注损伤预处理的方法很多，药物预处理是通过药物激发或模拟机体自身内源性保护作用而呈现出保护作用。异丙酚是一种新型的静脉麻醉药，除了麻醉作用外，对缺血再灌注损伤的保护作用愈来愈引起广大学者的关注。
1 缺血再灌注的细胞效应及异丙酚的作用
长时间的缺血导致多种多样的细胞代谢和超微结构的变化。首先，缺血诱导细胞氧化磷酸化减少，进而引起高能磷酸盐(ATP和肌酐)的合成障碍，使膜上ATP依赖的离子泵功能下降，Ca2+、Na+和水进入细胞内。再灌注开始的几分钟内，在缺血期间细胞外积聚的质子被迅速冲掉，细胞外的酸性环境被取代，形成细胞内外H+浓度差，引起Na+H+交换，造成H+外流及Na+内流。由于Na+H+ATP酶的活性降低（酸中毒，ATP耗竭，无机磷酸积聚及氧自由基都可以阻止Na+H+ ATP酶的活性），形成细胞内Na+超负荷，通过Na+H+交换，引起细胞内Na+外流及细胞外Ca2+内流，导致Ca2+超载，再灌注期间Na+H+交换的活性增强可能是Ca2+超载和再灌注损伤的原因。 异丙酚可一定程度上结合于开放的钙通道，并通过开放向失活状态转变的速率，增加L型钙通道电流失活率，从而对L型钙通道电流呈剂量依赖型和可逆性抑制。另有研究表明，异丙酚对细胞膜上电压依赖性钙通道都有拮抗作用，抑制细胞内的钙超载，目前越来越多的实验研究证实是线粒体的钙超载而不是细胞浆的钙超载伴随着缺血再灌注损伤。Lisa等［１］认为,线粒体钙超载产生再灌注损伤的机制之一，就是线粒体基质钙浓度升高,致使线粒体内膜一种渗透性转运孔道开放，从而使达1500道尔顿的分子或离子可以通过线粒体内膜，干扰线粒体的产能,影响心功，心肌线粒体这种非特异性孔道开放也被认为是心肌缺血/再灌注损伤的主要机制之一，线粒体基质钙超载是这种非特异性孔道开放的重要原因，尤其是伴有氧自由基的情况下。静脉麻醉药异丙酚具有抑制这种非特异性孔道开放的能力［２］。
2 异丙酚对活性氧的作用
再灌注可导致大量有毒性的活性氧产生，活性氧有很强的氧化和还原作用，通过脂质过氧化作用直接损伤细胞膜。此外，活性氧可激活白细胞，通过活化磷脂酶A2合成花生四烯酸 (前列腺素等合成的主要前体) 而产生化学趋化作用,活性氧还可通过活化转录因子刺激白细胞粘附分子和细胞肽基因的表达。除直接造成细胞损伤外，活性氧还能增加缺血再灌注损伤后的白细胞活化、化学趋化性和白细胞-内皮细胞间的粘附。异丙酚可减少自由基的生成和维持细胞膜及线粒体功能稳定等作用，对缺血/再灌注损伤具有保护作用［３］ 。异丙酚在化学结构上与内源性抗氧化剂维生素E和已知的抗氧化剂丁化羟基甲苯十分相似，其抗氧化作用的结构基础也正是这种类似的酚羟基结构。异丙酚可直接与自由基反应，生成2,6二异丙基苯氧基团，同时使自由基灭活,其主要的抗氧化机制是抑制自由基介导的脂质过氧化反应。异丙酚主要干扰了脂质过氧化的夺氢过程，形成的酚基进一步与脂质过氧化基反应形成一个更稳定的无活性的产物，中断了脂质过氧化的链式反应,同时异丙酚良好的脂溶性使其更容易积聚在细胞的脂质双层膜上，从而提高细胞抗氧化损伤的能力。
3 异丙酚对白细胞的作用
Romson首先提出白细胞参与缺血再灌注损伤的理论。在鼠离体肺移植模型中采用机械过滤的方法减少循环中白细胞数量能使再灌注后肺功能得到改善，而在再灌注早期给予白细胞则能引起严重的肺损伤。此后，大量的动物和临床研究均证实了白细胞参与再灌注损伤过程，其中以中性粒细胞(PMN)为主，这种损伤的严重程度与再灌注前循环中的白细胞呈直线关系。PMN主要通过以下四方面对组织产生损伤：①通过产生花生四烯酸类产物；②激活后因“呼吸爆发”产生释放自由基，引起脂质过氧化，使膜的结构和功能完整性受到破坏，导致膜的通透性增高；③释放溶酶体酶尤其是弹性蛋白酶，破坏肺组织的结构蛋白，导致弹力纤维和胶原纤维的断裂，使肺泡扩张，毛细血管通透性增加引起肺损伤。因缺血再灌注后PMN变得僵硬并易与血管内皮细胞黏附，使之可堵塞微循环，造成“无复流现象”。体外实验结果表明异丙酚可抑制PMN呼吸爆发，降低活性氧的产生，抑制PMN的趋化和吞噬作用。异丙酚影响PMN效应的作用机制目前尚不完全清楚，可能涉及到诸多因素：①抑制PMN表面整合素、选择素分子的表达；②抑制PMN跨跃内皮细胞的迁移；③抑制PMN内分泌游离钙浓度增高；④可能通过P44/42撕裂原激活蛋白激酶(P44/42MAPK)信号转导途径来抑制PMN的趋化、吞噬作用和呼吸爆发。
4 细胞因子的作用及异丙酚的影响
细胞因子(CK)是指由激活的白细胞、单核细胞、成纤维细胞及内皮细胞等分泌的有多种生物活性的小分子多肽物质的统称，炎症细胞因子的释放在再灌注损伤中有重要的作用。白细胞介素8（IL8）是一种促白细胞激活的细胞因子，它与脑缺血再灌注损伤有密切联系，Yamasaki等［４］发现IL8能促进白细胞浸润、聚积、细胞粘附，大量产生自由基并促进脂质过氧化和细胞因子的释放失调，而抗炎症因子IL10能减少内毒素性休克动物时肿瘤坏死因子α (TNFα)的生成并降低死亡率,减轻缺血/再灌注引起的肺损伤。大量研究证明，异丙酚能够影响TNFα的产生和释放，且在低浓度时便有较强的抑制作用。在家兔全脑缺血模型中，缺血前静注异丙酚5 mg·kg1并以20 mg·kg1·h-1速度维持，发现异丙酚能有效地抑制IL8的合成与释放［５］，但是不能影响IL2的产生，异丙酚可轻微增加IL4的释放，提高IL10的含量，减轻内毒素的毒性反应，静脉维持可促进抗炎性细胞因子的产生。
5 兴奋性氨基酸与异丙酚的影响
脑缺血时，缺血神经元释放大量的兴奋性氨基酸（EAA），尤其是谷氨酸（Glu）对神经元的损伤起关键作用。Glu是脊椎动物中枢神经系统内主要的兴奋性递质，适量的Glu对于维持细胞的正常生理活动是必需的，但胞外Glu浓度过高则会产生毒性，导致神经元损伤。由于EAA使神经元持续去极化，增加了神经元内Glu等的大量释放，又因脑缺血后ATP降解，依赖能量而重吸收Glu的机制衰竭，影响Glu摄取功能,甚至出现Glu向细胞外液转移。如此恶性循环，突触间隙持续高浓度的Glu就引起兴奋性神经毒性。Glu对神经元损伤的机制主要与两个过程有关：首先，Glu可引起由去极化产生的Na+、Cl-以及水分向细胞内流，导致细胞肿胀，这个过程是可逆的，Glu去除后神经元功能即可恢复正常；其次，兴奋性氨基酸受体亚型之一N甲基D天冬氨酸(NMDA)受体活化和去极化后引起非NMDA受体激活，Ca2+通道开放导致大量的Ca2+内流并激活膜磷脂酶活性，引起级联反应：花生四烯酸堆积，前列腺素、白细胞三烯等产生增多，导致脂质过氧化和自由基形成；激活蛋白酶I 、II(卡配因I、 II)导致细胞骨架降解，形成黄嘌呤氧化酶，自由基剧增；蛋白激酶C的激活促使长时程Ca2+内流增加［６］ 。甘氨酸（Gly）一直被认为是一种抑制性神经递质，近年研究表明，它仅在脊髓和脑干部位起抑制作用。目前认为，兴奋性氨基酸受体亚型之一N甲基D天冬氨酸（NMDA）受体主要包括Gly结合位点、多巴胺结合位点和Ca2+通道［７］。Gly通过调节激动NMDA受体影响离子通道，增加Ca2+内流，其释放增加能扩大脑缺血损害［７］。 Saransaari等［8］用Gly拮抗剂利鲁唑治疗大鼠脑缺血损伤，发现Gly含量减少，而损伤效应减轻，表明Gly参与了脑缺血损伤。目前认为，Gly是导致NMDA受体Ca2+通道开放的必要辅助因子，与Glu具有协同毒性作用。张良成等［９］在研究异丙酚对大鼠不完全性脑缺血后EAA及钙超载的影响时发现，异丙酚可显著降低脑缺血后甘氨酸升高程度，并使再灌注后较早恢复至基础水平，该研究还发现异丙酚可明显降低脑缺血及再灌注后脑皮质Ca２＋含量，其改变与异丙酚对甘氨酸的影响呈剂量相关性。该作者认为，异丙酚可能通过对甘氨酸的影响降低N甲基门冬氨酸受体(NMDAR)对EAA的反应效能，减少Ca2+通道的开放数量，从而发挥脑保护作用。有实验证明，在大鼠海马神经元培养基上,异丙酚与钙通道阻滞剂的联合应用可以抑制NMDAR升高的谷氨酸兴奋性。
6 异丙酚与γ
氨基丁酸（GABA）GABA是哺乳动物中枢神经系统中主要的抑制性神经递质，作用于GABA受体完成对神经元的保护。GABAA受体与Cl-通道偶联，受体激动时打开Cl-道，细胞外Cl-内流，氯导增加，引起突触膜超极化，产生一种快IPSP。GABAB受体则与K+通道偶联，激动时通过一种百日咳毒素敏感的G-蛋白(Gi/Go)打开K+通道，使突触后膜超极化，引起一种慢IPSP，两种IPSP共同调节突触后功能;GABAB受体同时能与Ca2+通道偶联，通过Gi/Go蛋白介导阻滞Ca2+通道，减少Ca2+内流，产生突触前抑制作用,从而阻断了Glu的兴奋毒效应。GABA亦可作用于GABAA受体增加脑血流，降低脑代谢［１０] 。Mantz等［11］对离体鼠纹状体突触研究发现，临床相关浓度的异丙酚能够抑制HGABA的摄取，使突触部位的GABA堆积，导致中枢抑制作用增强。还有人临床研究发现，异丙酚麻醉后，GABA在人的大脑的运动皮层、感觉皮层、丘脑、海马、基底五个区域内均显著升高。总之，静脉麻醉药异丙酚除具有麻醉作用外，临床发现其对缺血再灌注损伤有较好的保护作用。不但抑制细胞膜上的离子泵，控制钙超载，减少自由基的生成，维持细胞膜及线粒体功能稳定，抑制自由基介导的脂质过氧化反应，提高细胞抗氧化损伤的能力，对白细胞和细胞因子也有一定的作用，而且还可抑制兴奋性氨基酸的兴奋性，提高大脑内的γ氨基丁酸的水平，但目前有关异丙酚对缺血再灌注损伤的研究尚不系统，有待进一步探讨。
参 考 文 献
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