章樂-細胞保護

細胞保護第一節(jié)細胞保護的概念第二節(jié)細胞保護的觀察指標第三節(jié)細胞保護的機制第一節(jié)細胞保護的概念概念提出的背景：18世紀法國自然哲學家Reaumur提出胃液能消化肉后，人們發(fā)現(xiàn)將胃液注入其他體腔如胸腔、腹腔、關節(jié)腔都可以引起炎癥和壞死。人們開始疑問胃液為什么不能消化自身。19世紀法國實驗生理學家ClaudeBernard也提出“胃是如此耐腐蝕，好象是瓷做的”。1975年細胞保護一詞最初由Robert提出。細胞保護

cytoprotection20世紀70年代AndreRobert最初---消化生理，目前擴展到心血管、呼吸、神經元、休克等系統(tǒng)以及器官、組織、細胞或病理綜合征中細胞保護劑:也由前列腺素擴展到各種調節(jié)肽、微量元素等多種物質細胞保護---臨床與病理生理研究的重要課題。無水酒精、強酸、強堿、25%高滲鹽水

灌胃禁食24小時急性胃粘膜損傷口服或注射PG減輕損傷與壞死細胞保護的概念概念:

主要是指某些物質(如前列腺素)有保護或減輕細胞免受一些有害刺激所致?lián)p傷的作用。凡是有防止或明顯減輕有害物質對機體細胞損傷和致壞死作用的物質，稱為細胞保護因子或細胞保護劑。目前細胞保護劑已不僅防止組織細胞的壞死性形態(tài)學損傷，還包括某些保護劑能減輕細胞在缺血、缺氧或受其他有害因子作用下所產生的功能、代謝或超微結構的損傷。

細胞保護概念一經提出，引起國際生物醫(yī)學界的很大反響。對胃腸道來說，其意義是顯然的。在解剖學上，胃腸道的兩端向外開口，被看作是食物和水分通向機體的走廊。人們攝入的食物，種類繁多，性狀不一，且不時伴有各種香料、酒精，藥物等刺激性物質，溫度和酸堿度的變化也很大。即使在饑餓狀態(tài)下，胃內也常含有酸性液體和胃蛋白酶，而且還經常有損傷胃粘膜的膽汁倒流入胃。十二指腸是食物和消化液必經之地，是四種性質不同的消化液(胃液、胰液、膽汁、十二指腸液)匯流之處，經常遭受機械性和化學性(特別是強烈的酸性和堿性)沖擊，膽汁反流入胰腺或胰液反流入膽囊，可引起這兩種器官的損傷。酒精或毒性物質的吸收入門脈血，首先通過肝臟，可引起肝中毒癥狀。凡此種種都說明，消化系統(tǒng)胃腸道的細胞保護，就顯得格外重要了。細胞保護的分類一、直接細胞保護（directcytoprotection)

主要是指各種外源性物質(前列腺素、調節(jié)肽）等對所作用細胞的直接保護作用。二、適應性細胞保護(adaptivecytoprotection)

主要是指在給強刺激造成細胞損傷前先用弱刺激作用，則可阻止或減輕以后給予的強刺激所致的細胞壞死。適應性細胞保護機制：由于弱刺激內源性前列腺素的合成。所謂適應是指弱刺激可促使胃改變其局部環(huán)境，從而使這一器官對隨后給予的致壞死物質的強烈作用具有更強的抵抗力。三、根據(jù)弱刺激的來源分類：①同源細胞保護(homocytoprotection)

弱刺激與強刺激為同一物質，20％酒精對無水酒精引起的損傷有保護作用；②交叉細胞保護(crosscytoprotection)一種弱刺激常具備2種保護作用，但其交叉保護的范圍有一定局限性。酸化膽鹽對鹽酸引起的胃黏膜損傷有一定保護作用。四、根據(jù)刺激作用的部位，分類：①局部細胞保護(localcytoprotection)

——刺激對與其直接接觸的細胞（胃黏膜）有保護作用。②牽涉細胞保護(refered

cytoprotection)——刺激與其接觸的鄰近部位有保護作用，此種保護主要取決于弱刺激的強度而與其性質無關

目前適應性細胞保護對胃內的研究得最多，有人認為這是一種生理現(xiàn)象，許多有保護作用的弱刺激，有的就是日常食物成分，如酒精、醋酸等，有的則是胃內正常生理因素，如膽酸和胃蛋白酶等，適應性細胞保護可能是胃粘膜的一種內在的或自然防御機制，各種弱刺激不斷作用于胃粘膜，通過某種途徑增強胃粘膜抵抗力，從而維持胃粘膜的完整性。第二節(jié)細胞保護的觀察指標一、細胞形態(tài)的觀察指標二、細胞膜功能變化時的觀察指標(一)在細胞膜離子泵功能障礙時觀察指標(二)自由基對膜造成的損傷引起細胞膜的脂質過氧化作用增強時觀察指標三、細胞器障礙時的觀察指標

細胞是生命有機體的基本結構和功能單位

OrganismOrganCell機體--器官--細胞研究內容：

細胞形態(tài)---整體結構、亞細胞結構、超微結構甚至分子結構細胞成分---細胞內各個部分的化學組成細胞功能---新陳代謝、信號傳遞等生命活動并力圖闡明它們之間的關系和相互作用細胞研究研究目的：發(fā)現(xiàn)生物有機體的生長、分化、遺傳、變異等基本生命活動的規(guī)律。進一步研究影響它的因素和機制，為認識疾病提供新思路。細胞研究常用技術多細胞單細胞流式細胞術膜片鉗顯微成像光鏡熒光電鏡印跡技術電泳技術（一）

形態(tài)結構觀察及研究

1、普通光學顯微鏡

2、相差顯微鏡

3、暗視野顯微鏡

4、熒光顯微鏡電子顯微鏡X射線衍射技術掃描隧道顯微鏡顯微結構亞顯微結構普通光鏡的觀察中包括：

H．E常規(guī)染色的觀察，各種特殊的細胞化學染色和免疫細胞化學（熒光法、ABC法等）染色后對細胞的形態(tài)觀察或對某些化學成分、蛋白質（酶）的定位分析。顯微結構microscopicstructrue:

光學顯微鏡細胞結構亞微結構submicroscopicstructrue：

電子顯微鏡細胞內小于0.2m的一些微細結構

超微結構ultromicroscopic

structrue

：

X射線衍射分子水平研究的細胞結構光鏡結構

電鏡結構亞細胞結構分子結構分辨力能夠區(qū)分相近兩點的最小距離。光鏡的分辨力：0.2m普通光學顯微鏡：經過染色

線粒體中心核仁高爾基復合體染色體

相差顯微鏡：不經染色活細胞的微細結構和變化暗視野顯微鏡：活細胞內某些細胞器細胞核液體中的細菌真菌熒光顯微鏡：熒光化學

目前技術的局限性細胞樣品前處理時間長操作過程繁瑣所需細胞數(shù)量大（流式）難以實現(xiàn)活細胞監(jiān)測（顯微成像）一種用積分方法半定量判斷細胞損傷程度和經預防或治療后確定細胞保護效果的方法，可根據(jù)不同細胞和不同實驗要求加以設計應用。①黏膜損傷(水腫、上皮脫落、出血)0—3分；②黏膜下?lián)p傷(出血、水腫)0—3分；③黏膜下固有肌層損傷(出血、水腫、核邊界不清)0—3分Oldham和Topsome判斷小腸黏膜損傷的積分方法及標準二、細胞膜功能變化時的觀察指標

(一)在細胞膜離子泵功能障礙時觀察指標(二)自由基對膜造成的損傷引起細胞膜的脂質過氧化作用增強時觀察指標方法：

1.ATP酶使ATP分解為ADP和磷酸，通過反應終了時產生磷酸的多少來反映Na+，K+—ATP酶和Ca2+—Mg2+—ATP酶的活性，

2.測定細胞內外Na+、K+、Ca+的變化。意義：細胞膜有功能障礙時酶的活性↓；Ci:Na+、Ca2+、Mg2+濃度↑，Co:K+濃度↑。近年來，還可用膜片鉗的方法測定細胞膜上的離子通道。在細胞膜離子泵功能障礙時觀察指標自由基引起細胞膜脂質過氧化損傷時:各種活性氧如O2、OH·及自由基清除劑，如超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-PX)等增加細胞膜不飽和脂肪酸分子受自由基作用引發(fā)脂質過氧化(1ipidperoxidation)。細胞膜上含雙鍵的脂肪酸，它過氧化后可生成丙二醛(MDA)，測定丙二醛含量可代表細胞膜脂質過氧化物的濃度，間接反映膜損傷的程度。自由基對膜造成的損傷引起細胞膜的脂質過氧化作用增強時觀察指標(一)線粒體障礙時的觀察指標(二)溶酶體障礙時的觀察指標(三)內質網(wǎng)障礙時的觀察指標

三、細胞器障礙時的觀察指標線粒體功能的指標：

主要有：組織腺苷酸含量和細胞損傷恢復后線粒體合成ATP的能力，常用能荷（energycharge）和呼吸調節(jié)比率（respiratorycontrolration,RCR）來表示。能荷(energycharge，或稱能量儲備)是腺苷酸總池中(ATP、ADP、AMP)ATP的占有量：能荷=

正常值為0.85~0.9所有的腺苷酸為ATP,能荷=1；所有的腺苷酸為AMP，能荷=0。能荷值反應細胞能量形成和利用之間的平衡。

呼吸態(tài)[O2]ADP

底物呼吸率限制因素1

有

低

低

慢ADP2

有

高

無

慢

底物3

有

高

高

快

呼吸率4

有

低

高

慢ADP5

無

高

高

無

氧呼吸調節(jié)比率是指有足夠的ADP存在時，呼吸態(tài)3的呼吸速率與無ADP時呼吸態(tài)4的呼吸速率之比

LC，即RCR：state3／state4溶酶體障礙時的觀察指標

酸性磷酸酶、組織蛋白酶(cathepsinB，C，D)和—葡萄糖醛酸酶(—glucuronidase)通常作為溶酶體的標志酶。內質網(wǎng)障礙時的觀察指標細胞損傷時常有內質網(wǎng)(SR)功能障礙，此時Ca2+—ATP酶活性降低，影響胞質中游離Ca2+的攝取即釋放。細胞內Ca2+測定。

釋Ca2+

：IP3/RyanodineR

攝Ca2+

：Ca2+—ATP第三節(jié)細胞保護機制心臟介入手術經皮冠狀動脈腔內成形術（PTCA）放置支架PTCA結合支架治療冠心病患者，成功率較高，長期生存率較高

斷肢再植冠脈支架置入前后1967年，Bulkley

和Hutchins發(fā)現(xiàn)冠脈血管再通后的病人發(fā)生心肌細胞反常性壞死。

1234h損傷程度加重單純缺血缺血再灌實驗與臨床資料證明冠脈重新恢復血流后，有可能造成更嚴重的心肌損傷其它器官IRI

1972年Flore研究腎缺血-再灌注損傷表現(xiàn)為線粒體的損傷，導致急性腎小管壞死1978年Modry報道了肺再灌注綜合征肺氣腫、肺水腫骨骼肌缺血-再灌注損傷：肌肉微血管和細胞損傷肝缺血-再灌注損傷：肝細胞壞死、線粒體腫脹缺血-再灌注損傷概念缺血-再灌注損傷（ischemia-reperfusioninjury,IRI）：組織缺血一段時間，當血流重新恢復后，組織的損傷程度較缺血時進一步加重，器官功能進一步惡化的綜合癥。鈣反常（calciumparadox）：以無鈣溶液灌流離體大鼠心臟2分鐘后再以含鈣溶液灌注時，心肌電信號異常、心臟功能、代謝及形態(tài)結構發(fā)生異常變化，這種現(xiàn)象稱為鈣反常。氧反常（oxygenparadox）：預先用低氧溶液灌注組織器官或在缺氧條件下培養(yǎng)細胞一定時間后，再恢復正常氧供應，組織及細胞的損傷不僅未能恢復，反而更趨嚴重，稱為氧反常。pH反常（pHparadox）：再灌注時迅速糾正缺血組織的酸中毒，反而加重細胞損傷，稱為pH反常。心肌細胞的保護一、概述：（一）實驗研究：

1986年11月，Murry等報告：短暫反復結扎犬的冠狀動脈左旋支后，發(fā)現(xiàn)心肌梗死范圍比一次結扎該動脈左旋支40min減少了75%。于是認為多次短暫的缺血發(fā)作可以使心肌在隨后的持續(xù)性缺血再灌注中產生很強的抵抗力和保護作用，這種現(xiàn)象被稱為缺血預處理（ischemicpreconditioning，IP）。1993年Yellon等首次將IP用于體外循環(huán)下冠狀旁路移植術（CAGB）中，發(fā)現(xiàn)IP能明顯減輕心肌ATP含量的下降，加速心臟功能的恢復，從而第一次證明了IP對人類缺血心臟具有保護作用。1996年Kaeffer等用透射電鏡觀察大鼠冠脈內皮細胞（endothelialcell，EC）的結構變化，發(fā)現(xiàn)IP不僅能保護EC，而且能全面保護血管內皮細胞。Gho等于1996年發(fā)現(xiàn)將小腸或者腎臟缺血15min，對阻閉冠脈60min的心肌也有保護作用，顯著縮小心肌梗死面積。自1986年Murry等首先提出心肌缺血預適應(ischemic

preconditioning，IPC)的概念IPC具有的作用限制心肌梗死面積減少再灌注心律失常發(fā)生改善心室收縮功能減輕內皮細胞的損傷減輕心肌細胞的壞死和細胞凋亡

（1）是多器官共有現(xiàn)象

（2）多層次標本上都可誘導

（3）在多種動物中都可以產生

（4）對正常或異常心臟都起作用IPC的另一特點是“記憶性”。細胞能“記住”曾經受到過的某些刺激,當隨后經歷更大刺激時,能產生更強的耐受性。特點：（二）引起預適應的刺激因素：1、冠狀動脈血流的顯著下降2、其它細胞刺激因素：如熱休克、內毒素、活性氧3、肝、腎臟、骨骼肌等心外組織和器官也普遍存在預適應機制。

刺激因素與心肌細胞保護的關系1、心肌缺血預適應的保護作用是時間依賴性的，并非所有的缺血和再灌注時間均能誘發(fā)缺血預適應且產生心肌保護作用。2、缺血預適應可能具有全或無的效應。3、除了缺血刺激的長短和次數(shù)以外，間斷再灌注時間的長短也對預適應的效果有一定影響。心肌缺血預處理與血流量的調節(jié)無關，是直接增強細胞對內環(huán)境紊亂的耐受力的適應性保護反應。主要表現(xiàn)在縮小心肌梗死范圍、減輕心律失常和改善收縮功能。通常有2個時相，其機制有所不同。（三）心肌缺血預適應時程（1）早期預適應或經典預適應(earlyorclassicpreconditioning)，在IPC后迅速出現(xiàn),持續(xù)1～3h,是心肌應對急性缺血的一種保護性反應；（2）延遲預適應

(delayedorlatepreconditioning)或第二保護窗(secondwindowofprotection)，IPC處理24h后再度出現(xiàn),持續(xù)72h甚至更長時間,但其保護程度較快速相減弱。

是心臟的亞急性適應反應，除了具有縮小心梗面積的作用，還可以顯著降低心肌頓抑的嚴重程度。

介于兩者之間的心臟處于一個相對不受保護的時間窗。

過去曾經認為IP的保護作用為心肌固有側支循環(huán)的開放以及一些有保護心肌作用物質的釋放。隨著研究的不斷深入，發(fā)現(xiàn)IP可能是通過缺血刺激神經內分泌和旁分泌，產生大量的細胞外信使物質，作用于心肌細胞表面的特異性受體，激活細胞內的信號傳導系統(tǒng)和調節(jié)細胞核內的基因表達，從而產生心肌保護效應。心肌預適應的機制

缺血刺激→誘發(fā)心臟合成并釋放大量的內源性心肌保護物質→作用于心肌細胞表面的特異性受體，激活細胞內信號轉導通路→從而發(fā)揮內源性心肌保護作用。研究焦點主要集中在缺血預適應發(fā)生時心肌細胞內涉及的觸發(fā)因子、中介因子和效應子三個環(huán)節(jié)上。

（一）經典預適應的信號轉導通路

觸發(fā)因子與其相應的G蛋白偶聯(lián)受體結合→激活細胞膜上的磷脂酶C→水解磷脂酰肌醇二磷酸(PIP2)并釋放三磷酸肌醇(IP3)和二酯酰甘油(DAG)→升高的Ca2+和DAG隨后→促進下游的蛋白激酶C(PKC)磷酸化?；罨蟮腜KC自細胞漿轉移至→線粒體膜上，開放另一重要中介因子ATP敏感性鉀通道(KATP通道)→誘發(fā)預適應保護機制.PKC亦可作為其下游的蛋白酪氨酸激酶(PTK)的誘導因子直接發(fā)揮作用或繼續(xù)激活下游的絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路，通過一系列級聯(lián)反應實現(xiàn)心肌內源性保護作用。1、觸發(fā)因子

缺血刺激可誘導機體生成大量的代謝產物，如：腺苷、緩激肽、阿片肽、前列腺素、自由基等(1)腺苷(adenosine)產生

5′-NTATP降解AMPadenosine

P腺苷是最早被證實的觸發(fā)因子之一。心肌出現(xiàn)低灌注時→心肌細胞內ATP消耗↑，心肌間質內的腺苷水平隨即↑→隨后大量的腺苷被釋放到血液。

腺苷受體學說:

腺苷是一種心肌內源性保護物質，其生成及釋放與活躍的能量代謝緊密相連，在心肌生成最多。腺苷主要通過效應器細胞上的特殊受體（腺苷A1、A2A、A2B、A3受體）相結合來完成它的生理功能。A1、A3腺苷受體被認為是觸發(fā)因子，發(fā)揮保護效應，是心肌可以耐受長時間缺血的主要原因。實驗：

McCully

等報道僅阻斷家兔A1和A3受體就幾乎完全抑制了缺血預適應的作用。有學者使用腺苷激動劑刺激A1受體可以增加心肌對缺血再灌注損傷的耐受性。使用腺苷在許多動物模型上已模擬出了IPC效應。腺苷預適應的作用強度和持續(xù)時間不及IPC

這些研究強有力的表明腺苷A1和A3受體直接參與了缺血預適應的觸發(fā)階段。機制1減輕再灌注心肌鈣超載;2抑制去甲、內皮素釋放;3阻斷血小板積聚和PMN激活，預防微血管阻塞;4擴張冠脈血管、保護內皮細胞，降低心肌耗氧;5減少脂肪分解和PMN激活，OFR減少;6激活KATP開放（2）緩激肽實驗：在家兔心肌血管內灌注緩激肽β2受體阻滯劑可阻斷缺血預適應的保護作用，灌注緩激肽則可以模擬預適應效應，明顯縮小心梗面積。實驗研究表明，當缺血時間較短或僅給予單次缺血刺激時緩激肽是必需的預適應觸發(fā)因子，而在較長的或反復多次的缺血刺激下，腺苷則在預適應中發(fā)揮更為重要的作用。

心臟有獨立的激肽系統(tǒng)，在缺血期間釋放緩激肽，具有保護心肌的作用?？s小心肌梗死面積。研究表明，現(xiàn)也有報道說緩激肽的轉導途徑可能是通過NO通路介導心肌保護。這兩種機制都可能同時存在，但通過PKC的途徑可能性要大一些。（3）阿片肽

阿片類物質參與預適應的機制是通過δ受體與G蛋白偶聯(lián)、繼而發(fā)生連續(xù)的級聯(lián)反應實現(xiàn)的。至于κ受體是否參與了預適應至今仍然沒有定論。

Romano等研究發(fā)現(xiàn)目前臨床芬太尼(阿片肽受體激動劑）的標準治療劑量并不能起到保護心肌的作用，而混合κ受體激動劑卻能有效地保護心肌。

Wang和Zhang等發(fā)現(xiàn)應用最新芬太尼類藥物—雷米芬太尼（remifentanil）預處理后能產生心肌保護作用，是作用于δ、κ受體而起作用的。（4）其它內源性激素

前列腺素、去甲腎上腺素、血管緊張素、內皮素等在預適應中的作用亦有研究，但尚未形成一致的觀點。可能是因為實驗動物種類和模型的差異形成的。另外，外源性鈣離子也可誘導PKC介導的心肌預處理，但具體機制也未達成共識。（5）Ca2+

缺血再灌注發(fā)生時→各種刺激因素均可與細胞表面受體結合→共同促進胞內細胞器釋放Ca2+并作為第二信使直接激活→PKC參與預適應。實驗：

在缺血前使用外源性的Ca2+亦可以安全有效地誘導PKC介導的心肌預適應，并提示其在今后臨床心臟擇期手術前應用具有可行性。由于細胞內Ca2+濃度的上下波動將直接影響預適應效應的發(fā)揮，所以適當調節(jié)Ca2+濃度可以放大預適應作用。2、中介因子

（1）蛋白激酶C(PKC)

PKC催化ATPγ位的磷酸轉移到多種蛋白的絲／蘇氨酸殘基，通過調節(jié)蛋白質的磷酸化參與細胞生長、分化和功能的調控。PKC家族有12個成員，可分為3個亞家族：①經典PKC，包括PKCα、β1、β2和γ，需要Ca2+、磷脂、二脂酰甘油(DAG)或佛波酯激活；②新PKC，包括PKCδ、ε、η、θ和μ，需磷脂激活但不依賴Ca2+

；③非經典PKC，包括PKC(ξ、τ和λ，需磷脂激活，但不依賴Ca2+

、DAG或佛波酯。蛋白激酶C(PKC)1.PKC活化機制:外界信號刺激磷脂酶活化DGPKC移位到細胞膜而激活參與PKC活化的磷脂酶（1）磷脂酶C（phospholipaseC,PLC)

分解PIP2；使DG暫時（2）磷脂酶D（phospholipaseD,PLD)

分解PC；使DG持續(xù)（3）磷脂酶A2（phospholipaseA2,PLA2)

分解PC；增強DG對PKC激活作用2.IP時PKC的變化PKC從胞漿向細胞膜的移位是保護機制的關鍵;缺血階段PKC的活化是保護作用的重要機制。3.PKC參與IP作用的機制（1）促進腺苷合成

（2）激活KATP

（3）維持細胞內鈣穩(wěn)態(tài)

（4）促進應激蛋白產生

“PKC介導的蛋白磷酸化增強是缺血預處置細胞保護的共同環(huán)節(jié)”。

PKC活化磷酸化Raf-1磷酸化IF-BMEK-MAPK解除抑制---NF-B轉位激活基因轉錄c-myc,c-fos,c-junHSP實驗Przyklenk等盡管使用了PKC抑制劑，仍然觀察到缺血再灌注后犬心肌梗死面積顯著減少，可能是由于未能完全阻斷PKC通路的原因。另外，心肌內可表達多種PKC異構體，但有學者分別應用各種抑制劑阻斷家兔心肌內PKC異構體與相應受體的結合，結果發(fā)現(xiàn)只有PKCε參與介導了預適應的保護機制。(2)ATP敏感性鉀(KATP)通道

（ATP-sensitivepotassiumchannel，KATP

ATP敏感的鉀通道在細胞保護中發(fā)揮重要作用。ATP敏感的鉀通道在細胞保護作用中的開發(fā)機制被認為可能是熱休克導致短暫細胞鈣離子增加，這可能是信號轉導級聯(lián)放大導致PKC激活的扳機點，PKC激活后直接使ATP敏感的鉀通道磷酸化或通過其未知的效應蛋白使通道開放。1983Noma：豚鼠心肌細胞存在一種可被細胞內ATP和其他腺嘌呤核苷酸抑制的K+選擇性通道性質:1.對K+高度選擇,無Na+選擇2.無時間\電壓依賴3.開放/關閉受細胞內ATP控制4.特異阻斷劑:優(yōu)降糖磺酰脲特異開放劑:diazoxide

micorandil二氮嗪

長期以來線粒體KATP通道一直被認為是缺血預適應的終末效應子，但是不斷有證據(jù)挑戰(zhàn)這一觀點，更傾向于認為線粒體KATP通道是預適應的中介因子。目前，關于缺血預適應的效應子仍然沒有確定。

Pain等認為KATP通道開放可能促進自由基生成，繼而進一步觸發(fā)組織達到預適應狀態(tài)。ATP敏感的鉀通道開放的機制①

缺血時心肌細胞內ATP在“隔室化”的某個池中選擇性地減少而對ATP敏感的鉀通道產生影響;②缺血時受某些因素的影響,缺血產生的ADP、H+、Gi蛋白活化或腺苷釋放可能改變ATP敏感性,ADP不僅通過抑制ATP與ATP敏感的鉀通道相結合而促進通道的活化,還可結合二磷酸核苷酸的位點而促進通道活化。

作用機制細胞內ATP/ADP激活KATP

心肌細胞復極2期K+外流,縮短動作電位,減慢Ca2內流,抑制+心肌收縮,保存能量和ATP水平

實驗：缺血發(fā)生時，KATP通道隨著細胞內ATP濃度的下降而開放。心肌內存在兩種不同的KATP通道，分別定位于心肌細胞膜和線粒體內膜上。選擇性KATP通道開放劑——二氮嗪，其開放線粒體KATP通道的效能是細胞膜KATP通道的1000倍。Garlid等發(fā)現(xiàn)離體大鼠心肌施用二氮嗪后可以延遲心肌攣縮發(fā)生，改善缺血后功能恢復；給予線粒體KATP通道阻斷劑5-HD(5-羥基葵酸鹽)則可以取消以上作用。預處理內源性保護介質增加及相關受體激活GicAMPCa2+通道關閉減少鈣內流GqPLC-β活性PKC活性KATP通道開放啟動核反應HSPs細胞保護

經典IP的效應子目前尚未明確。IP后心臟中乳酸鹽的沉積減少，代謝降低，糖原儲存耗竭，降低缺血期細胞內酸化，鈉離子交換，細胞骨架的改變及壞死因子（TNFα）的下調，都可能是其最終效應子。3、效應子

(二)延遲保護時相

延遲保護時相(delayedphaseprotection)，

又稱第二窗口保護作用(secondwindowprotection)1．延遲保護作用的啟動劑和信號轉導

延遲預處理機制與經典相相似，延遲相細胞信號傳導也同樣包含三個環(huán)節(jié)。觸發(fā)因子較經典相更廣泛

藥物源性因子：如活性氧、一氧化氮、內毒素、腺苷受體激動劑、阿片受體激動劑等。非藥源性的有缺血、熱應激等。中介因子：延遲相翻譯合成的各種保護蛋白一氧化氮誘導合成酶、熱休克蛋白、環(huán)氧化酶-2和錳-超氧化物歧化酶等效應子：晚期IP是一種復雜的多基因現(xiàn)象，它通過一系列細胞內信號和基因通過合成蛋白和KATP通道起作用。(1)啟動劑

腺苷A激動劑縮小24h后家兔心肌梗死的面積，阻斷腺苷受體則消除了預處理的延遲保護作用，而豬的延遲保護作用的啟動劑可能是自由基。(2)信號轉導

應用PKC抑制劑能夠消除家兔預處理24h后的心肌保護作用，這說明PKC激活亦是延遲保護時信號轉導的中心環(huán)節(jié)。2．延遲保護作用的效應蛋白(1)

一氧化氮誘導合成酶（iNOS）和環(huán)氧化酶-2（COX-2）（2）熱休克蛋白(heatshockprotein，HSP)(3)錳—超氧化物酶歧化酶(Mn-SOD)一氧化氮誘導合成酶（iNOS）和環(huán)氧化酶-2（COX-2）

一氧化氮誘導合成酶介導的IP已達成共識。有些研究顯示，COX-2在IP中主要通過核因子KB（NF-KB）等調節(jié)轉錄，與iNOS相互作用產生保護效應。熱休克蛋白HSP大量研究證明，熱休克蛋白參與了IP的延遲相，而對經典相沒有作用。但也有不少學者認為HSP表達的增加可能僅僅是心肌對抗應激反應的一種標記物。熱休克蛋白(heat-shockprotein,HSP)1.概念：

細胞在應激原，特別是環(huán)境高溫誘導下重新生成或生成增加的一組蛋白質。2.特點：（1）誘導的非特異性（2）存在的廣泛性（3）進化保守性3.HSP的種類誘導性HSP70：受損蛋白質結構性HSP70：新生蛋白質4.HSP的基本功能作為分子伴娘（molecularchaperone）維持細胞蛋白自穩(wěn)。

作用近年研究表明，HSP家族是IP的主要參與者。（1）提高細胞的耐熱能力（2）提高細胞對缺血、缺氧的耐受性（3）HSP是一類具有穩(wěn)定細胞膜，助蛋白折疊，使細胞維持正常生理功能的蛋白。心肌缺血預適應的臨床應用

1.前驅心絞痛(prodromalorantecedentangina)

前驅心絞痛是一種常見的臨床狀態(tài)，是指發(fā)生急性心肌梗死的患者如果在心梗前24小時以內有過心絞痛病史，則其出現(xiàn)的心梗面積將顯著低于無前驅心絞痛患者。有證據(jù)表明，發(fā)生前驅心絞痛的急性心?；颊哐寮∷峒∶笣舛?、心律失常、心肌頓抑發(fā)生頻率以及住院死亡率均明顯低于對照組，且預后通常良好。

Matsuo等報道對42名前驅心絞痛患者進行觀察，未發(fā)現(xiàn)心臟側支血流明顯增加，Ottani等亦觀察到類似結果。故目前一般認為缺血預適應是前驅心絞痛保護作用的原因。2.心臟手術

接受冠狀動脈旁路移植術或瓣膜置換術的患者術中通常無法回避缺血-再灌注影響，而常規(guī)心臟停搏液灌注往往不能提供理想的保護作用，此時恰當?shù)膽萌毖A適應將在其中發(fā)揮重要作用，極大限制組織損傷的發(fā)生。Yellon等最早在冠脈搭橋術體外循環(huán)前采用短暫夾閉主動脈兩次的方式預處理心肌組織，結果觀察到ATP損耗較對照組明顯下降。Lu等在二尖瓣置換術中采取缺血3分鐘再灌注2分鐘，連續(xù)兩次的方式處理心臟，結果心電圖提示抬高的ST段顯著下降，肌酸肌酶釋放減少，心肌收縮功能有所改善。3.熱身現(xiàn)象(warmupphenomenon)

指心絞痛患者第一次負荷運動后，能顯著提高第二次負荷運動時的心肌缺血閾值。Okazaki等對13名穩(wěn)定性心絞痛患者進行連續(xù)兩次運動訓練均至心絞痛出現(xiàn)，中間休息15分鐘，實驗終點時發(fā)現(xiàn)第二次運動訓練出現(xiàn)心絞痛的時間比第一次顯著延遲，心電圖ST段壓低減少，局部心肌氧耗改善，腺苷釋放明顯增多，而全身血流動力學指標未見差異。故認為這種內源性心肌適應現(xiàn)象的發(fā)生可能與腺苷A1受體激活相關。4.IPC的藥物模擬腺苷預適應

Gi蛋白預適應

PKC預適應鉀通道開放劑預適應其他藥物預適應如乙酰膽堿預適應、血管緊張素預適應、擬腎上腺素類藥物預適應、降鈣素基因相關肽預適應、前列腺素預適應等

臨床外科應用現(xiàn)今，IP在經皮穿刺腔內冠狀動脈成形術PTCA、冠脈搭橋術、心臟的保存、心臟移植以及冠心病防治方面都有重要臨床意義。但對于外科整形、血管重塑、移植等應用都還十分缺乏，還需要大量的減少發(fā)病率和死亡率的證據(jù)，來證明臨床上實行IP的可行性。另外，對于糖尿病病人和老年病人，是否能實施IP還尚待研究。心肌細胞保護

所謂心肌細胞保護，是指通過一些方法提高心肌細胞的耐受性。主要包括：①提高膜、膜脂質、膜蛋白的穩(wěn)定性；②改變能量代謝途徑：其本質是改變心肌細胞對氧的依賴方式，例如將心肌細胞的有氧依賴方式改變?yōu)闊o氧酵解方式；③保護亞細胞器（內質網(wǎng)、線粒體、溶酶體等）。探尋內源性心肌細胞保護物質

①從古老基因表達產物中尋求內源性保護物質，如應激蛋白；②蛋白質組技術和反向生物學研究策略有助于尋找新的內源性細胞保護劑；③以損傷因子為靶點的拮抗治療已取得臨床認可（如β受體阻滯劑、鈣通道阻斷劑、醛固酮受體阻斷劑等）；④以保護因子為靶點的補充治療，在臨床上并未獲滿意療效（如維生素Ｅ、極化液、ＡＴＰ等）。體外循環(huán)中的內皮細胞保護一、概述

1、內皮的主要生理功能包括：（1）抑制血栓形成，維持血管內表面的光滑，保持血流通暢；（2）是血-組織屏障的組成部分，對物質選擇性通透；（3）調節(jié)血管緊張度，即通過釋放一氧化氮、前列腺環(huán)素等舒張血管，釋放內皮素-1收縮血管；（4）釋放多種細胞因子發(fā)揮多種生理功能；（5）調節(jié)血液免疫功能。2、損傷因素：

在心血管外科體外循環(huán)期間，激活的白細胞、活性氧、蛋白水解酶、細胞炎性因子。缺氧、外科操作中的各種物理損傷或血液動力學方面的剪切力等都能損傷內皮細胞。3、損傷表現(xiàn)：血栓形成，血管通透性增高和張力失調，白細胞粘附，平滑肌細胞的增生加重或促發(fā)微循環(huán)障礙4、牛磺酸對血管內皮的保護作用（1）抗氧化作用：牛黃酸是體內生理性的自由基清除劑，也是病理情況下抗自由基、抗脂質過氧化的重要物質。（2）調節(jié)鈣穩(wěn)態(tài)：減輕或防止細胞內鈣超載以減輕或防止細胞損傷和壞死。（3）穩(wěn)膜作用：具有抑制脂質過氧化，抑制細胞內過氧化反應，降低膜的通透性。胃粘膜的細胞保護

一、概述：（一）概念：胃粘膜的細胞保護——指粘膜能耐受經常接觸的各種損傷因子包括大幅度pH、滲透壓和溫度變化，具有去垢作用的物質或能引起全身或局部炎性反應的細菌代謝產物及抗原等，而結構與功能不受明顯傷害的現(xiàn)象。動脈和靜脈粘膜下層肌層漿膜縱肌層環(huán)肌層粘膜下層腺體開口上皮層淋巴管粘膜肌層粘膜固有層表面積近800cm2厚度0.3～1.5mm正常胃粘膜結構保護因素粘膜屏障粘液HCO3－

屏障前列腺素細胞更新粘膜血流表皮生長因子損害因素胃酸-胃蛋白酶Hp感染藥物煙酒膽鹽胰酶病因和發(fā)病機制：Causeandmechanism胃腸黏膜的細胞保護(一)前列腺素對胃腸黏膜的保護(二)胃黏液分泌(三)肽類激素和生長因子對胃腸黏膜的保護(四)胃黏膜保護劑（一）前列腺素對胃腸黏膜的保護

1.前列腺素（PG）是胃腸道黏膜適應性保護的基本介質人體胃腸道黏膜細胞含有豐富的前列腺素，包括PGE、PGF和PGI2等，其中以PGE的含量最高。

已有大量實驗發(fā)現(xiàn)前列腺素含量與胃腸道黏膜的損傷有關：胃和十二指腸潰瘍患者其局部前列腺素含量明顯低于健康人；外源性前列腺素可以減輕有害刺激對胃腸道黏膜的損傷；

給予動物弱酸、弱減、低濃度酒精等弱刺激后，可見胃黏膜局部PGE、PGF和PGI2合成增加。

給予外源性前列腺素，在不抑制胃酸分泌的劑量下,可以防止有害刺激對胃黏膜的損傷,并恢復被消炎痛(抑制前列腺素合成的藥物)阻斷的細胞保護作用。

PG保護胃腸道黏膜細胞的機制

(1)增加黏膜血流量PGE,PGI2(2)調節(jié)離子轉運

Na+，K+-ATP酶的轉運能力

Cl-通道開放，Cl-外流

(3)穩(wěn)定微管結構弱刺激PG膜受體G蛋白PLCCa2+外流維持細胞鈣穩(wěn)態(tài)PIP2DAGPKC穩(wěn)定微管（二）胃黏液分泌

胃黏液是由黏膜上皮細胞和黏液細胞分泌的，其主要成分黏蛋白是一種凝膠狀糖蛋白。黏液覆蓋在胃黏膜表面，黏液層下的上皮細胞不斷分泌HCO3-，中和彌散入黏液層的H+，使胃蛋白酶在胃黏膜表面缺乏適宜的PH環(huán)境。由于凝膠狀黏液層的存在，保護胃黏膜免受食物的機械性損傷和胃酸的消化作用。

有學者認為含巰基（-SH）化合物可能參與對胃黏液分泌的刺激。含巰基化合物具有促進黏蛋白分泌和清除自由基的作用，可增強胃黏膜的屏障防御功能。

適應性細胞保護是胃腸黏膜的生理性防御功能，在病理情況下細胞這種自我保護能力以及其功能會發(fā)生改變：在胃黏膜細胞受到弱刺激后，胃黏液分泌增加的反應也明顯減弱，胃黏膜細胞對各種損傷刺激的敏感性增加，而其適應性細胞保護的能力則受到明顯損害。

1．生長抑素(somatostatin)

抑制胃酸、直接保護、提高GSH-PX活性

2．表皮生長因子(epidermalgrowthfactor，ECF)早期保護作用與促進局部前列腺素合成、增加胃黏液分泌及刺激胃腸上皮細胞移行有關；延遲保護作用則可能與促進DNA合成、刺激細胞生長的作用有關。(三)肽類激素和生長因子對胃腸黏膜的保護①增加碳酸氫鹽的分泌；②減少H+的逆向彌散：③增加黏液分泌；④改進黏膜局部血流；⑤促進表面上皮細胞的迅速更新而體現(xiàn)這種細胞保護作用。（四）胃粘膜保護劑各種黏膜保護劑的特點

保護劑

作用機制、特點

不良反應misprostil

促進胃黏液及HCO3-分泌腹瀉、子宮出血、流產傾向enprostil

加強黏膜屏障功能orbaprostil

抑制胃酸和胃蛋白酶分泌硫糖鋁與損傷的黏膜接觸后便分解成硫酸蔗糖和氫氧化鋁，前者抑制胃蛋白酶活性，后者中和胃酸起緩沖劑的保護作用，有利黏膜修復生胃酮促進胃黏液分泌，防止H+逆向擴散水鈉儲留、高血壓、低血鉀等類似醛固酮的作用三鉀二櫞絡合鉍在酸性環(huán)境下產生氧化鉍與胃黏膜分泌的蛋黑舌及大便黑色白結合形成一層覆蓋在黏膜表面的保護膜sulglycotide

抑制胃蛋白酶的活性，促使?jié)冇螰PL55712

特異性抑制白三烯受體，促進前列腺素合成肝細胞保護

(一)前列腺素

①外源性PGE2能明顯減少四氯化碳引起的大鼠谷丙轉氨酶釋放；②PGI2能明顯減輕缺氧對貓肝臟的損傷并促進肝巨噬細胞吞噬功能的恢復；③在肝缺血-再灌注前使用PGE的類似物米索前列醇可以明顯縮小肝細胞壞死的范圍；④前列腺素還能延長正常肝細胞在體外保存的時間.

機制：1．穩(wěn)膜作用2．改善線粒體功能3．調節(jié)鈣穩(wěn)態(tài)促進Ca2+的跨膜轉運，增加Ca2+外流，(二)肝刺激因子(hepaticstimulatorsubstance，HSS)HSS來源：初斷乳大鼠肝或部分肝切除后再生肝組織提取出的相對分子質量12000～18000的多肽。HSS功能：能刺激肝細胞合成DNA和促進肝細胞有絲分裂，其作用具有器官特異性而無動物種屬特異性。HSS作用機制：1．保護細胞膜2．保護線粒體功能

3．刺激DNA合成保護線粒體功能

保護細胞膜

刺激DNA合成

防止肝細胞還原型谷胱甘肽減低，減少脂質過氧化，丙二醛生成，維持細胞膜與細胞器膜的流動性，明顯減輕CCL4引起的琥珀酸脫氫酶活性抑制，刺激損傷肝細胞原癌基因c-fos、c-jun的表達，促進肝細胞再生。HSS

(三)黃酮類化合物黃酮類化合物(fiavonoids)是廣泛存在于植物中的酚化合物，其產物包括catethin、qu