1、浙江中西医结合杂志2012年第22卷第7期Zhejiang JITCWM(Vo122 No7 2012) 综 述 静脉危象皮瓣缺血再灌注损伤研究进展 林楠浙江中医药大学杭州310053 谢庆平郭恩琪浙江省人民医院手外科 关键词 皮瓣静脉危象缺血再灌注损伤 静脉危象的皮瓣处于缺血状态，缺血时间较长， 重新获得血液灌注或氧供后，不仅不能使其恢复，反 而因此导致组织代谢障碍及结构破坏进一步加重， 出现缺血再灌注损伤(Ischemiareperfusion injury)E”。 早在1944年，Jesse等发现使用止血带的时间超过 3h，易导致带休克，而这种休克不能通过静脉补充血 容量来防治。自体组织
2、移植，同样存在离体自身循 环血供缺失状态。1960年，Jennings首次提出，部分 患者或动物因缺血再灌注，不仅没使组织、器官功能 恢复，反而使缺血所致的功能和代谢障碍及组织结 构破坏进一步加重，这一现象或病理过程就是缺血 再灌注损伤(IR损伤)。严重的缺血再灌注损伤，导 致远隔器官的损伤，可以引起全身炎症反应综合征 (systemic inflammatory response syndrome，SIRS)，甚 至多器官功能衰竭(multiple organ dysfunction syn drome，MODS)，而危及生命。 1缺血再灌注过程中分子水平的变化 11活性氧损伤活性氧(rea
3、ctive oxygen species， ROS)，即氧自由基(oxygen free radical，ORF)，是具 有很高生物学活性的氧分，如超氧阴离子、羟自由 基、次氯酸、过氧化氢等。缺血再灌注时，机体处于 氧化应激状态，ROS爆发性产生，超过了机体捕获清 除的能力，造成一系列损伤，如产生攻击性生物大分 子、通过活化磷脂酶A2合成花生四烯酸产生化学趋 化作用和增加Ca 内流等。氧自由基来源包括：中性 粒细胞活化途径、NAD(P)H氧化酶途径、黄嘌呤氧 化酶途径和一氧化氮合酶途径等 1。缺血时堆积的 大量次黄嘌呤，在黄嘌呤氧化酶的催化作用下形成 黄嘌呤，进而转化为尿酸，这一级联反应过程均
4、有分 子氧参与，接受电子，从而产生大量氧自由基。 氧自由基化学性质极为活泼，细胞缺血再灌注 引起氧自由基爆发产生，毒性反应强烈p ，氧自由基 通讯作者：谢庆平，Email：xqp1376h0【mailcon，TEL：13805711376 579 的细胞毒性表现为以下几个： 面：脂质过氧化反 应增强：形成脂质三联体，膜受体、膜蛋白酶和离子 通道的脂质微环境改变，使它们发生功能障碍；诱 导大分子物质的交联和氧化破坏：包括DNA和 RNA，氨基酸和蛋白质的交联和氧化破坏，特别是酶 类，如超氧化物歧化酶的破坏；破坏细胞外基质： 诱导多糖高分子化合物的氧化降解和聚合，尤其是 破坏位于血管基底膜的透明质
5、酸酶，引起基质疏松， 血管通透性增加。以上作用的结果导致了组织细胞 线粒体肿胀，内质网扩张，核染色质凝聚，细胞水肿、 变性、坏死和血管通透性增加，血管内微血栓形成， 皮瓣坏死。 氧自由基损伤是一连锁反应，一旦发生即可引 发下一环节的发生发展，不断生成新的氧自由基，反 应不断，进一步加重细胞损伤 。两者互相影响，促 进再灌注损伤的发生、发展。 12 细胞内钙超载皮瓣缺血再灌注损伤时，细胞 膜、线粒体膜等膜结构受损，刺激线粒体和肌质网大 量消耗能量，发生代谢紊乱，致使ATP不足以维持钙 泵的主动转运，细胞外Ca 进入细胞内，细胞内Ca2 浓度增加，导致细胞代谢异常、功能障碍、结构受损， 发生钙超载
6、 】。 细胞内Ca 浓度增加，激活钙依赖蛋白酶和磷脂 酶，破坏细胞膜及细胞骨架，使细胞膜的通透性升 高，Ca 进一步大量内流。钙超载对组织损伤表现 为：介导肿瘤坏死因子TNF信号传导通路，调控 P53表达，诱导细胞凋亡；引起Bcl一2蛋白失活，并 激活多种钙依赖蛋白酶，造成线粒体功能障碍，细胞 受损；破坏多种重要酶的活性，如核苷酸酶、腺苷 酸环化酶、葡萄糖一6一磷酸酶等，影响正常核酸、蛋白 质和能量的代谢过程；促进血管收缩，降低再灌注 血流量，加剧了微循环障碍，加重损伤。细胞内钙超 580 浙江中西医结合杂志2012年第22卷第7期Zhejiang JITCWM(V0122 No7 2012)
7、 载启动了一个导致细胞凋亡的连锁反应。 13核转录因子NFKB的作用 NFKB在IR损伤 的发生发展中起重要作用，它能高效诱导多种细胞 因子(如：TNFa、IL一1、IL一6、IL一8)和黏附分子(如 ICAM一1、ECAM一1、VCAM一1)及趋化因子(C 、 COX一2、PLA2等)的基因表达和转录，从而增强它们 的生物合成。NFKB作为一种快速反应因子，与组 织及血液中的氧自由基、CD11CD18及P一选择素表 达呈正相关，抑制其表达能减轻炎症反应并提高存 活率 。核转录因子NFKB和活化蛋白一1(AP一1)及 其下游的促炎细胞因子，如TNF一0【和IL一6等在心肌 缺血再灌注期间显著表
8、达。NFKB能在上游调控炎 症，从而成为炎症调控的枢纽和关键，适度地干预 NFKB的活化，很有临床应用价值 】。 2缺血再灌注过程中细胞、组织、器官水平变化 21 中性粒细胞在缺血再灌注过程中的作用 在缺 血再灌注过程中，膜磷脂降解，花生四烯酸产物增 多，吸引中性粒细胞黏附于血管内皮，内皮细胞受损 产生白细胞介素、补体等炎症介质，加重局部炎症反 应 ，其中LTB一4血小板激活因子可诱导中性粒细 胞上CD11CD18的快速表达，促使中性粒细胞黏附 到内皮细胞上，该黏附作用能被PAF受体拮抗剂和 抗CD18单克隆抗体显著抑制，这表明氧化促使PAF 形成后，诱导中性粒细胞表达CD1 1CD18。中性
9、粒 细胞被激活并游走到组织间隙，被激活的中性粒细 胞在趋化因子的作用下在局部组织内聚集，与内皮 细胞相互作用，释放大量的细胞因子和炎性介质，如 肿瘤坏死因子TNFo【以及IL一1、IL一6、IL一8等，这些 细胞因子通过诱导黏附分子的表达，进一步激活中 性粒细胞，引发炎症的扩大反应，形成恶性循环并发 生了流变学和形态学变化，表现为细胞体积增大和 变形性降低，这样的中性粒细胞极易阻塞微血管，造 成“无复流现象”。而存在于血液循环中的中性粒细 胞数目明显降低，在肢体局部组织内则可见大量中 性粒细胞浸润，并且出现组织、细胞水肿，肌肉收缩 力降低。 无复流现象是指解除缺血原因后并没有使缺血 区域得到充
10、分血流灌注的反常现象，它是缺血的延 续和叠加。缺血2h再灌注有复流现象，而缺血5h 再灌注则大部分区域出现无复流现象，肌纤维发生 凋亡、坏死。进一步观察超微结构发现，肌纤维内线 粒体肿胀，嵴排列紊乱甚至消失，肌纤维z线雾化变 薄，而形成一团排列紊乱的丝样物质。这种现象随 中性粒细胞一中性粒细胞及中性粒细胞一内皮细胞间 黏附作用的增强而更加明显。中性粒细胞通过呼吸 爆发和脱颗粒作用释放大量氧自由基、蛋白水解酶、 细胞因子和炎症介质，进而引起器官损伤。在缺血 再灌注过程中肌肉的变化主要是水肿、炎细胞浸润 以及部分肌纤维的凋亡、坏死，骨骼肌细胞缺血4 6h就可以发生不可逆性损伤。 22细胞凋亡和器官
11、损伤 氧自由基的大量产生、 钙超载、线粒体通透性转换孔道的开放，和钾通道阻 滞都可诱导细胞凋亡。缺血再灌注后，Bax与Bcl一2 两者均表达活跃，Bcl一2具有抑制凋亡的作用，Bcl一2 可增强细胞对大多数DNA损伤因子的抵抗性，抑制 大多数化疗药物所引起的靶细胞凋亡，但其本身并 不能抑制这些因素对细胞的损伤；同样地，它也不能 促进DNA修复，但Bax的表达更占优势，形成了Bax 同源二聚体，反而抑制了Bcl一2的抗凋亡作用。与此 同时，细胞内活化的Caspase一3也增多，其活性位点 均包含半胱氨酸残基，能够特异性的切割靶蛋白蛋 白天冬氨酸残基后的肽键，故它能够剪切抗凋亡蛋 白Bcl一2，促
12、进细胞凋亡的发生 。1。肢体缺血6h后再 灌注可引起腓肠肌Bax蛋白表达增强，肌纤维细胞凋 亡增加。 缺血再灌注损伤，有别于肌代谢综合征，是处于 顿抑休眠的机体在血运重建后的损伤，该损伤导致 机体生理、生化及各器官的病理改变，这种损伤几乎 影响到整个机体。缺血再灌注对远隔器官的损伤研 究已涉及到心、脑、肝、肺、肾、胃肠道等，主要表现为 血管扩张、充血，细胞肿胀、变性、甚至凋亡、坏死，并 伴有中性粒细胞浸润等。远隔器官损伤的规律与肢 体缺血再灌注损伤相似：再灌注期重于缺血期，且损 伤程度与缺血时间相关 。然而缺血再灌注损伤机 制多样而复杂，它们直接或(和)间接链式反应，影响 功能恢复，造成远隔器
13、官损伤，这一认识还远远不 足，有待进一步探讨。 3缺血再灌注的预适应和预处理 研究证实，机体具有缺血预适应的保护机制，表 现为早期保护(数分钟内出现，持续24h)和延迟保 护(24h后出现，持续72h)。机体能释放多种内源性 活性物质，如腺苷、缓激肽、前列腺素、一氧化氮和降 钙素基因相关肽等，这些分子可能与早期保护作用 有关；而延迟保护作用可能与诱导产生热休克蛋白、 超氧化物歧化酶SOD、腺苷和一氧化氮等有关。在 恢复器官血流前，调控再灌注液的组分和物理状态， 浙江中西医结合杂志2012年第22卷第7期Zhejiang JITCWM(Vo122 No7 2012) 能有效减轻缺血再灌注损伤。多
14、次短暂的缺血可减 轻随后较长时间缺血再灌注所引起的损伤，这种现 象称缺血预处理，这一概念由Murry于1986年首次 提出。Mounsey和Lorenz分别于1992年和1996年报 道，骨骼肌的缺血预处理能有效减轻随后的缺血再 灌注损伤。Saita等 1认为35个10min缺血预处 理，对缺血再灌注过程有保护作用。皮瓣缺血再灌 注损伤诱导了组织细胞凋亡，实验发现缺血预处理 可诱导Bcl一2基因表达增加以及抑制Bax基因表达， 可能是诱导抗凋亡、产生皮瓣保护机制 。Alves wF等 以L一丙氨酰谷氨酰胺术前3h静脉滴注，检 测发现血谷胱甘肽GSH浓度增高，血乳酸脱氢酶 LDH、乳酸、葡萄糖浓
15、度降低，肌肉和外周组织糖利 用提高，磷酸肌酸酶浓度下降，肌细胞损伤减轻。 Coakley等” 在重建自体组织的血运前，先常规进行 股静脉插管，排出有害物质，术后缺血再灌注肢体成 活良好，没有系统性损害等并发症。 4展望 综上所述，国内外学者对于移植后静脉危象皮 瓣的病理生理和组织反应进行了深入研究，以寻求 解决临床问题的方法。但皮瓣移植术后变化过程并 非受单一因素影响，而是各种机制相互作用，协同、 促进、连锁、扩大反应，加重组织损伤，危及皮瓣存 活，甚至影响远隔器官。微循环在缺血再灌注72h后 渗出最多，水肿最重，同时新生毛细血管生成也最活 跃，如何减轻水肿并促进新生毛细血管的长人可以 作为目
16、前的研究热点，解决这一矛盾，以此为突破点 是攻克上述难题的一种方向。随着人们对自体组织 移植后微环境变化的研究加深，静脉淤血、缺血再灌 注损伤临床问题终将得到妥善处理。 参考文献 1Zingarelli BIschemiareperfusion injuryA JIn：Wheeler DS，Wong HR，Shanley TP，edsScience and Practice of Pe diatric Critical Care MedicineMLondon：Springer-Ver lag，2009：181192 1 2 j Wei Z，Wang MD，Linda L，et a1Acute
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