移植肌皮瓣缺血再灌注損傷及保護(hù)措施探究進(jìn)展

1、移植肌皮瓣缺血再灌注損傷及保護(hù)措施探究進(jìn)展肌皮瓣移植是整形外科常見的臨床應(yīng)用廣泛的修復(fù)重建 方法之一，它能有效修復(fù)組織（器官）缺損、促進(jìn)組織（器官） 再生，重建功能、改善外形，最大限度地使結(jié)構(gòu)、功能和形 態(tài)完美結(jié)合。肌皮瓣能否成活直接關(guān)系到手術(shù)的成敗，但在 肌皮瓣移植過程中發(fā)生的缺血再灌注（ischemia/reperfusion, i/r）損傷是影響移植肌皮瓣存活 的重要因素。如何提高游離皮瓣移植的成活率仍是整形外科 研究的一個(gè)重要課題。本文就移植肌皮瓣缺血再灌注損傷及 保護(hù)措施的研究進(jìn)展綜述如下。1移植肌皮瓣缺血再灌注損傷的機(jī)理在大多數(shù)情況下，移植肌皮瓣能耐受短期的缺血再灌注 損傷。當(dāng)缺血

2、時(shí)間超過正常組織的耐受限度時(shí)，肌皮瓣的缺 血壞死率將明顯增加。肌皮瓣的缺血損傷分為末梢肌皮瓣損 傷和全肌皮瓣損傷。末梢肌皮瓣損傷是指由于肌皮瓣的長(zhǎng)徑 超出皮瓣蒂血供的支持范圍引起的損傷。全肌皮瓣損傷是指 動(dòng)脈或靜脈腔內(nèi)或腔外阻塞引起的整個(gè)肌皮瓣的損傷。隨著 技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)血管解剖的深入了解，臨床上能形成有良好 血供的肌皮瓣，使末梢型肌皮瓣缺血損傷少見。目前缺血性 肌皮瓣損傷都是動(dòng)脈或靜脈源性的全肌皮瓣損傷。涉及的主 要因素如下：1. 1缺血：任何能引起肌皮瓣循環(huán)障礙的因素均能引 起缺血再灌注損傷。技術(shù)缺陷、受區(qū)血管選擇失誤、受區(qū)或 供區(qū)血管的原發(fā)疾病，機(jī)體的疾病均可導(dǎo)致肌皮瓣損傷。缺 血是損傷

3、的先決條件，缺血導(dǎo)致缺氧和無氧代謝途徑的激 活，缺氧和細(xì)胞能量的缺乏引起各種生化改變，包括胞漿代 謝的異常和細(xì)胞膜轉(zhuǎn)運(yùn)功能的障礙，細(xì)胞內(nèi)鈣離子顯著增 加，鈣離子作為第二信使激活各種重要蛋白酶產(chǎn)生多種炎性 介質(zhì)，導(dǎo)致組織損傷。細(xì)胞代謝越旺盛對(duì)能量的依賴性越強(qiáng)，骨骼肌代謝旺 盛，其缺血耐受性較皮膚差。實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)肌皮瓣長(zhǎng)時(shí)間的 缺血可以引起肌肉的完全壞死，但皮膚層卻存活良好。 louishl認(rèn)為肌皮瓣臨界缺血時(shí)間(cit50)為910h,當(dāng)超 過臨界缺血時(shí)間(cit50)時(shí)，肌皮瓣壞死率將大大增加。 hiroshi報(bào)道游離肌皮瓣在常溫下保存2h全部存活，保存 4h部分存活，到6h則全部壞死。24h

4、水腫達(dá)到高峰，也就 大大增加了全皮瓣壞死的可能。1. 2炎性介質(zhì)：再灌注時(shí)，重新恢復(fù)的血供激發(fā)了活 性氧化介質(zhì)的產(chǎn)生，活性氧化介質(zhì)可以引起內(nèi)皮細(xì)胞腫脹和 毛細(xì)血管通透性增加?；钚匝趸橘|(zhì)包括氧自由基，h202, 0h-及各種前炎性介質(zhì)，包括血小板活化因子(paf)和十二烷 類的化合物：白三烯(lt),血栓素(txa),前列腺素(pg)o 其中，paf, ltb4, tx&起主要作用。缺血時(shí)內(nèi)皮細(xì)胞、肥大 細(xì)胞、單核細(xì)胞、中性粒細(xì)胞及血小板均能產(chǎn)生ltb4、txa2。1. 2. 1paf： paf能刺激血小板的聚集，粒細(xì)胞的聚集 和活化，增加血管通透性，調(diào)節(jié)細(xì)胞因子的產(chǎn)生。stotlan

5、d 發(fā)現(xiàn)豬背闊肌肌皮瓣缺血再灌注后，paf在不同的組織中表 達(dá)沒有明顯不同。而在再灌注前從靜脈途徑給予paf拮抗劑 (l-659989),肌皮瓣的存活率從19.7%提髙到48.3%,皮 瓣的存活率從42.0%提高到49.8%。認(rèn)為特異的paf拮抗 劑(l-659989)通過抑制中性粒細(xì)胞釋放的paf的活性，提高 肌皮瓣的存活率。1. 2. 2 ltb4: ltb4具有化學(xué)趨化性，使中性粒細(xì)胞粘 附血管內(nèi)皮并游出，釋放氧自由基和蛋白水解酶。ltb4還通 過激活中性粒細(xì)胞表面的cdu/cd18受體，使中性粒細(xì)胞粘 附內(nèi)皮細(xì)胞。kirschner運(yùn)用豬的腹直肌肌皮瓣進(jìn)行研究， 予以ltb4受體拮抗劑

6、sc-41930預(yù)處理后，肌皮瓣組織中每 25高倍鏡下的中性粒細(xì)胞數(shù)較對(duì)照組明顯減少，肌肉梗死面 積也明顯減少，從而說明ltb4在中性粒細(xì)胞介導(dǎo)的肌皮瓣 缺血再灌注導(dǎo)致的損傷中起關(guān)鍵作用。1. 2. 3 txa2: txa2能誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞釋放氧化反應(yīng)介 質(zhì)(rois),通過調(diào)節(jié)cdu/cd18的活性引起粒細(xì)胞的滲出。 txa2還具有收縮血管和聚集血小板的作用，從而在再灌注時(shí) 阻礙了血管循環(huán)的恢復(fù)。1. 2. 4中性粒細(xì)胞：在缺血階段，最先激活的是中 性粒細(xì)胞，它由txa2、ltb4、補(bǔ)體c5a等趨化因子激活。它 們能通過調(diào)節(jié)粒細(xì)胞表面的cd18受體，影響粒細(xì)胞的粘附 性。在缺血再灌注時(shí)，由于

7、血管損傷和炎癥刺激，粒細(xì)胞被 激活并被粘附在受傷的血管內(nèi)壁上。粒細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞的粘 附分為兩個(gè)階段：早期的內(nèi)皮細(xì)胞依賴性粘附：主要激活 粒細(xì)胞表面的cdu/cd18受體，并通過內(nèi)皮細(xì)胞膜表達(dá)的 gmp-140(粘附分子的一種)、paf及它們各自的粒細(xì)胞受體的 相互作用。這一階段在5lomin達(dá)到高峰，持續(xù)3045min； 后期的內(nèi)皮細(xì)胞依賴性粘附：出現(xiàn)在缺血46h,持續(xù)24h。 通過新轉(zhuǎn)錄合成的細(xì)胞因子tnf、il-1刺激內(nèi)皮細(xì)胞，合成 和表達(dá)內(nèi)皮細(xì)胞一粒細(xì)胞粘附分子一1 (elaml) o chen認(rèn)為 中性粒細(xì)胞是氧自由基的主要來源，氧自由基能引起缺血再 灌注損傷。他觀察到肌皮瓣缺血再灌注

8、后，中性粒細(xì)胞在缺 血的皮瓣區(qū)域明顯聚集增多，肌肉組織損傷的解剖分布也僅 局限在肌肉缺血的部位，因此認(rèn)為中性粒細(xì)胞在缺血再灌注 的損傷中起重要作用。iwao報(bào)道白細(xì)胞一內(nèi)皮細(xì)胞的粘附和 內(nèi)皮細(xì)胞源性的一氧化氮(no)的代謝改變導(dǎo)致了缺血再灌 注相關(guān)的微血管功能障礙，中性粒細(xì)胞的聚集、粘附和游走, 白蛋白的滲出，肥大細(xì)胞的脫顆粒，導(dǎo)致缺血再灌注損傷。1. 2. 5核因子-kb(nf-kb)： nf-kb是近年提出的與 缺血再灌注損傷相關(guān)的一個(gè)因子。nfxb是一種細(xì)胞內(nèi)普遍 存在的快速反應(yīng)性轉(zhuǎn)錄因子，由分子量為50kda和65kda的 兩個(gè)亞單位組成，兩者通常與抑制蛋白ikb結(jié)合，它可被繼 發(fā)的泛

9、素化而蛋白水解，被釋放的nf-kb復(fù)合物被轉(zhuǎn)入細(xì)胞 核，和某些炎癥介質(zhì)基因啟動(dòng)子區(qū)的固定核昔酸序列結(jié)合而 啟動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄，誘導(dǎo)多種炎癥細(xì)胞因子如tnfa、il-1及 粘附分子(icam-1)的基因轉(zhuǎn)錄，引起血管內(nèi)皮細(xì)胞和組織損 傷。吳小蔚等運(yùn)用大鼠下腹島狀皮瓣進(jìn)行研究，對(duì)照組各時(shí) 點(diǎn)皮瓣組織中nf-k bp65陽性細(xì)胞呈弱陽性表達(dá)，缺血再 灌注處理組則表達(dá)活性明顯增強(qiáng)，tnf-a, il-1b含量明顯升 高，并伴有明顯的組織水腫，中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)，線粒體結(jié)構(gòu) 損傷。1. 2. 6熱休克蛋白70(hsp70):肢體缺血后恢復(fù)血流, 引起肢體血管內(nèi)的壓力突然增高，從而可導(dǎo)致hsp70基因的 激活。肢體

10、缺血再灌注時(shí)組織缺血，atp減少，膜泵功能障 礙，膜通透性增加，細(xì)胞內(nèi)酶外釋，鈣離子內(nèi)流引起細(xì)胞應(yīng) 激反應(yīng)，應(yīng)激效應(yīng)信號(hào)傳入感應(yīng)細(xì)胞中具有同感的基因，激 活此基因的熱休克要素編碼hsp。肢體缺血45h, hsp70即 有高水平的表達(dá)。1. 2. 7其他因素：zhangm報(bào)道在大鼠的股薄肌瓣的缺 血再灌注中，tnf的基因表達(dá)在缺血后明顯升高，il1基 因表達(dá)在缺血后4h開始升高，在第二次缺血后4h達(dá)到高峰 值。血小板源性生長(zhǎng)因子(pdgf)的表達(dá)在缺血后立即升高， 4h后開始下降。認(rèn)為tnf、tl-h pdgf均與缺血再灌注損 傷有關(guān)。曹景敏報(bào)道在大鼠的腹壁島狀皮瓣缺血再灌注動(dòng)物 模型中，阻斷靜

11、脈引起的皮瓣壞死面積、活化中性粒細(xì)胞數(shù) 目、mpo活化水平均明顯高于動(dòng)脈阻斷組。阻斷靜脈回流型 皮瓣中性粒細(xì)胞活化時(shí)間早、數(shù)量多，較阻斷動(dòng)脈血供組皮 瓣耐受缺血能力更差。2肌皮瓣缺血再灌注損傷的保護(hù)措施2 .1 缺血預(yù)處理：缺血預(yù)處理(ischemicpreconditioning, ipc)的概念是由 nutty 于 1986 年在心肌缺血再灌注損傷研究中首先提出的。在缺血預(yù)處理 過程中，atp逐步降解為腺昔，引起腺昔a1受體激活和鉀 atp通道開放，導(dǎo)致缺血期間能量消耗率降低和代謝產(chǎn)物乳 酸等蓄積減少，再灌注期間能量恢復(fù)率提高和中性粒細(xì)胞聚 積減少，從而減輕中性粒細(xì)胞介導(dǎo)缺血再灌注損傷。m

12、ounsey 等將缺血預(yù)處理方法引入骨骼肌實(shí)驗(yàn)，研究中對(duì)豬背闊肌島 狀皮瓣進(jìn)行30min缺血預(yù)處理后，與對(duì)照組比較，骨骼肌存 活面積提高20%。zah讓通過實(shí)驗(yàn)表明，在大鼠肌皮瓣預(yù)缺 血處理時(shí)，缺血循環(huán)時(shí)間lomin,循環(huán)3次為佳。2. 2中性粒細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞粘附抑制劑：中性粒細(xì)胞 游出血管并聚集于炎癥部位，釋放多種細(xì)胞因子、炎癥介質(zhì)、 氧自由基和蛋白水解酶等，這是缺血再灌注損傷的主要機(jī)理 之一。缺血再灌注組織損傷的關(guān)鍵是粒細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞粘 附，這是粒細(xì)胞參與炎癥反應(yīng)和凝血的先決條件，而粘附始 于內(nèi)皮細(xì)胞的細(xì)胞間粘附分子1 (icam 1)與白細(xì)胞的 cdlla/cd18和cdllb/cd18

13、受體結(jié)合。vedder報(bào)道用直接針 對(duì)cd18的單克隆抗體60. 3在兔的缺血再灌注中阻斷血管內(nèi) 中性粒細(xì)胞的聚集和對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞的粘附抗體處理，對(duì)內(nèi)皮細(xì) 胞、微血管和組織的損傷有明顯的保護(hù)作用。stotland報(bào)道 粘附分子中的選擇蛋白在缺血再灌注損傷中起重要作用，單 克隆抗體el 一 246能特異性結(jié)合e和l選擇蛋白，阻斷e/l 選擇蛋白介導(dǎo)的中性粒細(xì)胞的粘附，從而減少豬的肌皮瓣的 缺血再灌注損傷。turegun認(rèn)為血小板內(nèi)皮細(xì)胞粘附分子 (pecam-1)是粒細(xì)胞穿過內(nèi)皮細(xì)胞層所需要的粘附成分。在 大鼠的提睪肌島狀肌瓣缺血再灌注中，通過單克隆抗體抑制 pecam-1的活性，抑制了粒細(xì)胞的游走

14、和粘附，顯著地減少 缺血再灌注損傷。mowlavi發(fā)現(xiàn)局部低溫能抑制cdllb的表 達(dá)，減少中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)，從而減輕早期的骨骼肌肌瓣再灌 注損傷。2. 3血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子：wang報(bào)道，運(yùn)用逆轉(zhuǎn)錄酶pcr 研究，大鼠提睪肌瓣的缺血再灌注能抑制內(nèi)皮型一氧化氮合 成酶(enos)mrna的表達(dá)，但卻增強(qiáng)了誘導(dǎo)型一氧化氮合成酶 (inos)mrna的表達(dá)。靜脈注入vegf后能顯著增強(qiáng)enos的 mrna的表達(dá)，但對(duì)inos的mrna卻沒有影響。因此，vegf 對(duì)肌皮瓣缺血再灌注損傷有保護(hù)作用。楊立文報(bào)道，采用直 接注射法轉(zhuǎn)pcd2/hvegf121真核表達(dá)質(zhì)粒于大鼠缺血皮瓣內(nèi) 膜層，術(shù)后7天檢測(cè)皮下

15、血管密度、皮瓣血供和皮瓣成活率, 發(fā)現(xiàn)經(jīng)vegf基因治療組與對(duì)照組相比皮下血管密度增加、 血液供應(yīng)增多和皮瓣成活率顯著性增高(p<0.01)。vegf基 因治療能夠誘導(dǎo)新血管形成、增加血流灌注，促進(jìn)缺血皮瓣 的生存。2. 4 nf-kb活化的抑制劑：抑制nf-kb活化的實(shí)驗(yàn)方 法正在從基因水平為防治缺血再灌注損傷探索一種新途徑。 主要方法有：應(yīng)用低溫和抗氧化劑，如：毗咯烷二硫氨基 甲酸酯(pdtc)、維生素e、n乙酰一l 一半胱氨酸，阻止nf -kb-ikb復(fù)合物分解；用腺病毒介導(dǎo)突變型ikb,可以 阻止nf-kb的核移位；活化camp依賴的蛋白激酶(pka), 提高胞內(nèi)camp的濃度，

16、抑制粒細(xì)胞nf-kb的活化。而pdtc 對(duì)nf-kb活性有特異性抑制作用，這與其抗氧化能力相關(guān)， 因此pdtc的應(yīng)用較多。吳小蔚報(bào)道i/r組血漿tnfa、il ib含量，組織mpo活性較對(duì)照組明顯升高，pdtc對(duì)肌皮 瓣進(jìn)行預(yù)處理后，其血漿tnfa、il-1b含量，組織mpo活 性較i/r組顯著降低，肌細(xì)胞線粒體損傷程度改善及肌肉存 活比例明顯提高。pdtc能通過抑制nf-kb活化，而減少tnf a、il-1b合成，減輕中性粒細(xì)胞的浸潤(rùn)和組織水腫，有 效減少肌皮瓣的缺血再灌注損傷。2. 5激素：曹景敏運(yùn)用地塞米松對(duì)大鼠島狀皮瓣進(jìn)行 預(yù)處理，實(shí)驗(yàn)組的皮瓣存活面積明顯改善,tnf-a顯著下降, i

17、l-10則能維持在一個(gè)較高的水平。tnf-a在皮瓣缺血再 灌注過程中對(duì)皮瓣起明顯的損害作用，而il-10則起保護(hù) 作用。地塞米松保護(hù)皮瓣的作用機(jī)理與減少血漿中tnf-a的 濃度、增加il-10濃度有關(guān)。2. 6黃嚓吟氧化酶的抑制劑：曾經(jīng)有人認(rèn)為黃11 票吟氧 化酶是產(chǎn)生氧自由基的關(guān)鍵酶，也設(shè)想通過應(yīng)用黃嚓吟氧化 酶的抑制劑來改善肌皮瓣的存活率。但louis報(bào)道在大鼠的 缺血再灌注動(dòng)物模型中，給予50mg/kg別11 票吟醇并不能改善 肌皮瓣的存活率，而給予300mg/kg的別11 票吟醇則導(dǎo)致部分 動(dòng)物的死亡，但并不能改善肌皮瓣的存活率。因此別13票吟醇 對(duì)改善肌皮瓣的存活率作用不大，也說明黃嚓吟氧化酶系統(tǒng) 對(duì)氧自由基的產(chǎn)生不具有主導(dǎo)作用。綜上所述，肌皮瓣缺血再灌注損傷的解剖學(xué)