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高压氧治疗对缺血性脑卒中保护作用机制研究进展

2021-04-02吕艳丽天津市宝坻区人民医院天津医科大学宝坻临床学院天津301800

中国医疗器械信息 2021年13期
关键词:腺嘌呤合酶高压氧

吕艳丽 天津市宝坻区人民医院,天津医科大学宝坻临床学院 (天津 301800)

内容提要:缺血性脑卒中是临床较为常见的危重疾病,主要是由于脑部供血动脉狭窄或者闭塞导致脑部供血不足,进而引发脑部组织发生缺血性坏死,病情严重的可直接导致患者死亡。整体来说,目前临床尚无彻底有效的治疗方式来缓解患者由于组织缺血缺氧所导致的脑损伤。随着医用高压氧舱的不断成熟和完善,高压氧治疗在临床缺血性脑卒中治疗中开始广泛应用。高压氧治疗是在高于标准大气压环境下的纯氧治疗,有助于提升缺血性脑卒中患者治疗效果,改善预后。因此,近些年很多学者关于高压氧治疗缺血性脑卒中开展了大量的研究工作,并且在临床实践中取得了较好的治疗效果。基于此,对近些年关于高压氧治疗缺血性脑卒中的研究进行综述,以期为临床缺血性脑卒中治疗提供借鉴。

缺血性脑卒中主要发病于中老年人群,近些年随着我国人口老龄化程度不断升高,我国缺血性脑卒中发病率呈现上升趋势,对人们的身体健康和生命安全构成严重威胁,目前缺血性脑卒中的防治已经成为临床研究的重点课题[1]。目前临床对于缺血性脑卒中主要采取内科治疗方式,主要目的在于缓解患者的临床症状,阻止病情进一步发展,降低患者脑损害,但是整体来说目前临床尚无彻底有效的治疗方式来缓解患者由于组织缺血缺氧所导致的脑损伤[2,3]。因此,积极探索缺血性脑卒中积极有效的治疗措施具有重要意义。高压氧治疗是近些年发展起来的一种先进的治疗方式,随着医用高压氧舱的不断成熟和完善,高压氧治疗在临床缺血性脑卒中治疗中开始广泛应用[4-6]。

1.高压氧治疗概述

普通的吸氧治疗是在标准大气压环境下开展的,并且患者吸入的通常也不是纯氧,因此吸氧治疗效果往往难以达到预期,特别是对于因缺血缺氧而导致脑部组织损害的重症患者来说普通吸氧治疗效果往往不明显。高压氧治疗是在高于标准大气压的环境下开展的,并且给予患者纯氧治疗,氧气的浓度以及压力均显著高于普通氧疗,可以显著提升氧的弥散率和有效弥散距离,进而可以改善治疗效果[7]。具体来说高压氧治疗作用机制包括两个方面:一是在高压力作用下患者体内气泡体积会减小,脑组织梗死范围会缩小,有助于气泡更好溶解在血液中;二是在高压氧环境下,患者血管受到α-肾上腺素样作用影响会发生收缩,在供血较少的情况下通过血液代入组织的氧气含量增加,有助于降低局部血容量,缓解脑部水肿症状。

目前,临床高压氧治疗主要采用医用高压氧舱,近些年随着医疗器械技术的不断发展完善,应用高压氧舱在临床治疗中开始广泛应用。基于不同的加压介质,可以将医用高压氧舱分为两种类型。一是纯氧舱,即在舱内采用纯氧进行加压,在压力达到标准并且稳定之后患者可以直接呼吸舱内的纯氧。纯氧舱的优点在于体积较小,便于运输,并且治疗方便,在中小型医院中很受欢迎;不足之处在于加压介质为纯氧,如果操作不当容易引发火灾,同时纯氧舱一次治疗通常只允许一个患者进入,医务人员通常不允许进入舱内,在这种情况下一旦患者出现异常情况难以及时进行处理[8]。二是空气加压舱,即在舱内采用空气进行加压,待压力稳定之后患者通过面罩以及氧帐等呼吸纯氧。空气加压舱的优点在于体积较大,治疗环境宽松,一次性可以容纳多名患者,医务人员可以进入舱内,有助于在患者发生不良情况时及时进行处理;不足之处在于价格较为昂贵。

2.高压氧治疗对缺血性脑卒中保护作用机制

2.1 有助于抑制细胞凋亡

首先高压氧治疗可以增强沉默信息调节因子1的表达。沉默信息调节因子1是烟酰胺腺嘌呤二核苷酸与依赖性蛋白脱乙酰酶,沉默信息调节因子1可以对P53蛋白表达进行有效抑制,进而抑制细胞凋亡。已有学者通过建立大鼠大脑中动脉栓塞模型分析高压氧治疗的作用机制,首先,对大鼠开展高压氧预处理2h,然后在其缺血再灌注损伤后1d和7d,对其沉默信息调节因子1表达进行测定,结果显示经过高压氧预处理的大鼠的沉默信息调节因子1表达显著高于未经过高压氧预处理的大鼠,同时经过高压氧预处理的大鼠的脑梗死面积显著缩小[9]。可见,在缺血性脑卒中患者治疗过程中,高压氧能够增强沉默信息调节因子1表达,达到抑制神经细胞凋亡的目的,对患者起到保护作用。其次,高压氧治疗可以抑制细胞能量衰减。腺嘌呤核苷三磷酸在细胞凋亡中具有重要作用,有研究显示烟酰胺腺嘌呤二核苷酸可以显著提升沉默信息调节因子1的活性,从而对细胞凋亡进行有效抑制,对神经系统起到保护作用[10]。在对缺血性脑卒中患者进行高压氧治疗过程中,高压氧有助于改善腺嘌呤核苷三磷酸和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸对沉默信息调节因子1表达的增强作用,降低腺嘌呤核苷三磷酸和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的衰减程度,进而抑制神经细胞凋亡,改善血脑屏障功能。

2.2 有助于抑制炎症反应

首先高压氧治疗可以抑制环氧合酶2的生成。环氧合酶2为前列环素合成的限速酶,在缺血性脑卒中患者炎症反应中起着重要的调节作用。小鼠在全脑缺血之后,其海马体内的环氧合酶2含量会显著升高。但是如果小鼠存在环氧合酶2基因缺陷,那么其海马体神经元损伤程度会较正常小鼠显著降低,这表明通过抑制环氧合酶2的表达有助于缓解脑部组织缺血性损伤。运用大鼠全脑缺血模型进行研究,首先对大鼠开展高压氧治疗,然后对缺血1d后大鼠的海马体和大脑皮层环氧合酶2及其下游分析表达基于免疫印迹法进行测定,结果显示经过高压氧治疗后大鼠的氧合酶2及其下游分析表达相比未经过高压氧治疗的大鼠显著降低[11]。由此可见,高压氧治疗能够显著降低氧合酶2水平,进而对炎症反应进行有效抑制,对神经细胞起到保护作用。其次高压氧治疗有助于抑制髓过氧化物酶的表达。目前在临床治疗中髓过氧化物酶表达是用来对急性炎症反应进行评估的重要手段,髓过氧化物酶水平升高会在一定程度上导致血管内皮细胞损伤。大鼠大脑中动脉栓塞模型研究显示,经过高压氧进行治疗的大鼠的缺血半影区髓过氧化物酶表现情况显著低于未经过高压氧治疗的大鼠[12]。

2.3 有助于抗氧化应激

首先,高压氧治疗有助于对基质金属蛋白酶活性进行有效抑制。临床研究已经证实氧化应激在脑缺血再灌注损伤中是重要影响因素,其主要作用机制为激活基质金属蛋白酶。基质金属蛋白酶在脑缺血损伤中扮演着重要角色,既可以对细胞外基质进行重塑,同时又可以对血脑屏障进行破坏[13]。建立高血糖的大鼠大脑中动脉栓塞模型,然后对大鼠应用高压氧进行治疗,分析高压氧是否会增加缺血前活性氧含量以及抑制基质金属蛋白酶活性来改善脑出血性转化,在大鼠脑缺血后1d和7d,对其神经系统功能、脑梗死面积、出血量、缺氧诱导因子1α以及基质金属蛋白酶活性进行检测,结果显示经过高压氧治疗的脑缺血大鼠的缺氧诱导因子1α表达以及基质金属蛋白酶活性相比未接受高压氧治疗的大鼠得到有效抑制,并且经过高压氧治疗的脑缺血大鼠的神经功能得到显著改善,相比未接受高压氧治疗的大鼠来说其脑梗死面积和出血量显著降低[14]。可见高压氧治疗能够对基质金属蛋白酶活性进行有效抑制,降低氧化应激反应,对神经细胞起到保护作用。其次高压氧治疗有助于促进核转录因子E2相关因子2的表达。核转录因子E2相关因子2在内源性抗氧化防御系统中起到重要的调节作用,其在氧化应激条件下会启动大量的抗氧化酶基因转录,进而起到抗氧化保护作用。通过建立大鼠大脑中动脉栓塞模型,对大鼠开展高压氧治疗,在治疗过程中对大鼠的核转录因子E2相关因子2表达进行测定,结果显示随着治疗时间的延长,大鼠核转录因子E2相关因子2表达持续增强。同时相比未经过高压氧进行治疗的大鼠,高压氧治疗的大鼠的梗死面积显著缩小,细胞凋亡程度显著降低。可见,高压氧能够提升核转录因子E2相关因子2表达,对氧化应激反应进行抑制,进而对脑组织起到保护作用。

2.4 有助于血管生成

对于缺血性脑卒中患者来说,新血管的生成有助于神经和突触形成,进而有助于受损神经系统得到修复,改善患者的神经系统功能。通过建立大鼠大脑中动脉栓塞模型开展研究,结果显示经过高压氧进行治疗的大鼠2h后梗死面积显著缩小,同时相比未经过高压氧进行治疗的大鼠,其姿势反射测验得分显著降低,可见其神经功能恢复显著[15]。

3.小结

综上所述,高压氧治疗在缺血性脑卒中患者治疗中具有显著疗效,近些年人们关于高压氧治疗对缺血性脑卒中保护作用机制开展了大量研究,目前学者们普遍认为高压氧治疗对缺血性脑卒中保护作用机制主要体现在抑制细胞凋亡、抑制炎症反应、抗氧化应激以及促进血管生成等方面。高压氧治疗对缺血性脑卒中保护作用是否还存在其他作用机制,有待于进一步研究。相信随着研究的不断深入,人们对于高压氧治疗对缺血性脑卒中保护作用机制认识会更加清晰,高压氧治疗方式在缺血性脑卒中治疗中将会发挥更大的作用。

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