吗啡对心肌缺血/再灌注损伤保护机制的研究进展

陈雪品成曦爽涂画①高翔①石亚静李云翠张欢韩淑英吕志伟②

(华北理工大学基础医学院河北唐山063000;①药学院;②教务处 )

[关键词]吗啡心肌缺血/再灌注损伤保护机制

[中图分类号]R 318.11

[文章编号]2095-2694(2015)05-167-3

【基金项目】华北理工大学大学生创新实验计划项目(编号：X2015006)：唐山市“十二五”科技重点项目(编号：10130203)。

【作者简介】陈雪品(1993-),女，硕士研究生，研究方向：临床医学。

【通讯作者】吕志伟。

心肌缺血/再灌注损伤(IRI)是伴随着冠脉再通及缺血心肌再灌注出现的一系列使缺血心肌损伤更加严重的现象。Schultz首次报道了阿片受体兴奋可诱导急性心肌保护作用。近年来，其他学者发现，吗啡对心肌IRI有保护作用，表现为心肌收缩功能改善，梗死面积减小，病死率降低[1]。

1IRI主要机制研究

1.1氧自由基增多研究发现[2]，黄嘌呤氧化酶(xanthine oxidase， XO)系统是缺血/再灌注时活性氧产生的主要来源。正常情况下，ATP的代谢产物次黄嘌呤能迅速被XO氧化转变为黄嘌呤，进而转变为尿酸。缺血时，ATP不足，导致代谢产物次黄嘌呤和黄嘌呤大量积累，再灌注时，次黄嘌呤和黄嘌呤以O2为电子接受体，从而产生大量的OH-。过量的自由基使心肌细胞膜的液态性和流动性减弱，通透性增强，离子泵失灵，细胞内信号传递障碍，线粒体功能受损，促进心肌细胞凋亡。

1.2Ca2+超载各种原因引起的细胞内Ca2+含量增多并导致细胞结构和功能代谢障碍的现象，称为钙超载。再灌注时细胞内游离的Ca2+增加，可以破坏细胞骨架，降低心肌收缩功能，进入线粒体的Ca2+形成磷酸钙沉积，干扰线粒体的氧化磷酸化，使ATP生成减少，过量的Ca2+可促使线粒体释放细胞色素C，激活线粒体细胞凋亡信号通路，促使细胞凋亡[3]。

1.3其它缺血/再灌注时，白细胞极易嵌顿和堵塞毛细血管，加重组织缺血缺氧，同时白细胞还释放大量促炎细胞分子，如TNF-α、IL-6、IL-10均可导致血管通透性增加和组织损伤。有人[4]研究发现，心肌细胞产生的内皮素能激活中性粒细胞产生氧自由基、炎症介质和PLC-IP3信号转导途径，使胞内游离Ca2+浓度增加，加重对其自身的损伤。还有学者[5]指出补体成分的激活也是导致IRI的因素之一。

2吗啡对IRI保护机制的研究进展

2.1吗啡促进心肌细胞Bcl-2基因蛋白表达赵建洪等[6]利用麻醉大鼠结扎左冠状动脉前降支制造心肌IRI模型，观察吗啡对心肌IRI的保护作用及其对心肌细胞凋亡的影响。缺血前10min及再灌注120min后腹腔注射吗啡，并与吗啡+纳洛酮组、生理盐水组、正常组对比，采用免疫组织化学法、放免法检测心肌组织Bcl-2基因蛋白表达，再灌注4.5h后测定血清中TNF-α的含量。结果发现,吗啡预处理组存在大量Bcl-2蛋白阳性表达细胞，TNF-α明显降低(P<0.01)，心肌梗死面积明显缩小(P<0.05)，说明吗啡通过阿片受体，抑制TNF-α的产生，促进心肌细胞Bcl-2基因蛋白表达，抑制心肌细胞的坏死与凋亡，以达到保护心肌的目的。

2.2吗啡抑制MPTP的开放张力等[7]证明吗啡在心肌缺血/再灌注时确有心肌保护作用，其通路中线粒体膜通透性转运孔(Mitochondrial Permeability Transition Pore，MPTP)是关键靶位，如转运孔开放，吗啡的保护作用则被取消。他们将SD大鼠分为假手术组(C组)、缺血/再灌注组(I/R组)、吗啡后处理组(MP组)及吗啡+苍术甙组(MAP组)，并观察各组心肌组织MDA含量及IS/AAR变化。结果发现，缺血30min，与 I/R组比较 ，MP组MDA含量显著降低(P<0.05) ；与MP组比较，MAP组MDA含量增高(P<0.05)。再灌注90min后，与I/R组比较，MP组梗死面积减少(P<0.01);与MP组比较，MAP组梗死面积增大(P<0.01)。 提示MPTP作为再灌注损伤补救激酶途径(Reperfusion Injury Salvage Kinase，RISK)通路的最终效应器，它的开放会使心肌缺血/再灌注时产生的大量氧自由基、Ca2+等进入线粒体内，造成线粒体肿胀，从而引发细胞损伤和凋亡。证明了吗啡通过RISK通路激活内皮细胞性一氧化氮合酶(eNOS)、鸟苷酸环化酶、蛋白激酶C，抑制 MPTP的开放，进而减少了对心肌线粒体的破坏并抑制心肌细胞的凋亡。

2.3吗啡激活ATP敏感性钾通道(KATP)通道江晓菁等[8]对心肌IRI模型大鼠给予吗啡，TTC染色梗死心肌，观察缺血/再灌注后吗啡对冠脉流量(CF)、心率(HR)、左室压力(LVP)、左室压力最大变化速率(LVP/dtmax)及心梗范围的影响，还观察了纳洛酮和KATP通道阻滞剂格列本脲对吗啡作用的影响。结果发现，缺血/再灌注组各时点HR、LVP及LVP/dtmax显著低于对照组(P<0.01)，吗啡预处理组HR、LVP及LVP/dtmax，显著高于缺血/再灌注组(P<0.05和P<0.01)，吗啡+纳洛酮组和吗啡+格列本脲组显著低于吗啡预处理组(P<0.01)。证明了吗啡可以减轻大鼠心肌的缺血/再灌注损伤，吗啡是通过心肌局部的阿片受体及心肌细胞的KATP通道介导产生心肌保护作用。

2.4吗啡激活Akt/eNOS信号通路陆姚等[9]以鞘内远端吗啡预处理对在体大鼠心肌缺血/再灌注模型进行观察，并以生理盐水对照。他们计算了梗死区体积及梗死区面积与缺血危险区体积的比值(IS/AAR)及凋亡指数(AI)后，发现鞘内远端吗啡预处理组IS体积、IS/AAR和心肌细胞凋亡指数均显著降低(P<0.01);还采用Western blot法测定了心肌组织Akt、磷酸化Akt(pAkt)和eNOS表达，发现远端鞘内吗啡预处理组心肌组织pAkt和eNOS表达上调(P<0．01)。Wong GT[10]报道,远端鞘内吗啡预处理激动脊髓中枢的阿片受体，通过神经传导，引起外周释放降钙素基因相关肽(CGRP)、腺苷和缓激肽等内源性的保护介质，其作用于缺血的心脏，激活Akt/eNOS信号通路促进NO生成，进而发挥心肌保护作用。证明鞘内远端吗啡预处理可以减轻在体大鼠心脏缺血后损伤和细胞凋亡，其机制可能与Akt/eNOS信号通路参与介导有关。

2.5吗啡激活NO/cGMP信号通路胡军等[11]用在体大鼠心肌缺血/再灌注模型观察鞘内吗啡预处理减轻大鼠心肌IRI的作用。结果显示吗啡预处理组IS/AAR比值降低(P<0．05)，鞘内分别注射NO合酶、鸟苷酸环化酶和PKG的抑制剂 L-NAME 、ODQ和KT5823，可阻断NO以及下游cGMP/PKG信号转导通路的心肌保护效应，证明了NO/cGMP-PKG信号转导通路参与鞘内注射吗啡后处理的心肌保护作用。另有研究[12]显示，吗啡在中枢可通过NO/ cGMP 信号通路发挥抗伤害性刺激作用，提高神经元血等伤害性刺激的耐受而减轻心肌IRI，诱导心肌保护效应。

2.6吗啡激活阿片受体在成年大鼠心肌细胞，吗啡通过激动κ、δ阿片受体起作用[13]。有研究者[14]发现，吗啡激活心肌细胞κ阿片受体可产生明显的负性肌力、负性频率和负性传导作用，并且具有明确的扩血管作用,提示吗啡通过激动阿片受体介导IRI心肌的保护作用。

TNF-α可能参与了心肌微血管的损伤过程加重心肌组织水平的灌注障碍，在IRI以及心肌细胞凋亡过程中具有重要作用[15]。研究[16]发现，吗啡预处理可降低IRI大鼠血清 TNF-α含量，纳洛酮可拮抗吗啡降低血清TNF-α含量的作用，从而间接说明吗啡通过兴奋阿片受体对损伤心肌产生保护效应。

2.7其它有学者[17]指出,吗啡延迟预处理可能通过促进心肌细胞色素氧化酶CcO表达，改善心肌氧代谢发挥延迟保护作用；张野等[18]认为,p38 MAPK(丝裂原活化蛋白激酶)的激活是吗啡预处理对大鼠缺血后心肌保护信号机制中的介导因子；有人[19]提出蛋白激酶C、Src族酪氨酸蛋白激酶(SrcPTKs)、核因子-κB和信号转导子和转录激活因子在延迟预处理的过程中发挥着重要作用；还有人[20]认为,运动联合吗啡预处理对IRI有保护作用，二者对缺血/再灌注心肌具有明显的协同效应，保护机制主要是由阿片肽受体后通路介导，效应分子包括抗氧酶和一氧化氮等。

3结语

有学者[7]提出，细胞凋亡可能为再灌注损伤发病机制中的一个重要环节，通过干预凋亡基因的表达可阻断细胞凋亡过程，从而减轻再灌注损伤。吗啡已广泛用于临床镇痛，也十分容易应用于临床的心肌保护，今后还需要使用不同的特异性吗啡亚型受体抑制剂，深入研究各类吗啡受体及第二信使在缺血预处理心肌保护中的作用机制，为将来临床实际应用提供理论基础。心脏手术后很多并发症和病死率与心肌受损的程度有密切关系，如果能准确高效地将吗啡应用于缺血/再灌注造成的损伤中，将会是医学史上的又一大进步。

参考文献

[1]李洪,肖颖彬,杨天德,等.吗啡预处理对成年大鼠心肌细胞缺血-再灌注损伤的保护作用[J].临床麻醉学杂志，2005,21(8):546-548

[2]Prased K. Increased production of oxygen free radical by poly-morph nuclear leukocytes in heart failure due to aortic stenosis[J]. giology,2003,40:475

[3]Sjaastad I , Bentzen JG,Semb SO. Reduced calcium tolerance in rat cardionmyocytes after myocardial infarction[J].Acta PhysiologicaScandinavica,2002, 175(4): 261-269

[4]邱志兵,李朝先.内皮素与心肌缺血再灌注损伤[J].国外医学(老年医学分册),2001,22(4):158-161

[5]王莉莎,张育才.补体系统与心肌缺血再灌注损伤[J].国外医学(麻醉学与复苏分册),2011,22(6):368-370

[6]赵建洪,程彦斌,张正义,等.吗啡对大鼠急性心肌缺血/再灌注的保护作用及其对心肌细胞凋亡的影响[J].第四军医大学学报，2004,25(16):1460-1463

[7]张力,袁军,李进.吗啡后处理对大鼠缺血再灌注心肌线粒体膜通透转运孔的影响[J]. 医学临床研究，2014,31(11):2101-2103,2107

[8]江晓菁,王俊科,师恩祎,等.吗啡对大鼠心肌IRI的保护作用[J].中华麻醉学杂志，2002,22(9):559-561

[9]陆姚,董春山,李蕾,等.鞘内远端吗啡预处理对在体大鼠心脏缺血一再灌注损伤的保护作用[J].中华急诊医学杂志，2011,20(3):264-268

[10]Wong GT,Yao L,Xia Z,et a1.Intratheeal morphine remotely preconditions the heart via a neural pathway[J]．J Cardiovasc Pharmacol,2012, 60(2):172-178

[11]胡军,蒋玲玲,何淑芳,等.NO-cGMP-PKG信号转导通路在鞘内注射吗啡后处理减轻大鼠心肌缺血再灌注损伤中的作用[J].中华麻醉学杂志，2014,34(5):555-558

[12]胡军,张野,陆姚,等.NO/cGMP信号通路在鞘内吗啡预处理减轻大鼠心肌缺血/再灌注损伤中的作用[J]．中国药理学通报，2014,30(6):829-832

[13]Wittert G,Hope D, Pyle D.Tissue distribution of opioid receptor gene expression in the rat[J]．Biochem Biophys Res Commun,1996,218:877-881

[14]唐博,王洪新,李扬.阿片受体激动剂吗啡对心脏作用的研究进展[J].中华现代医学与临床.2007,6(3,4):37-41

[15]李连雄,高滨,李培杰,等,吗啡对心衰大鼠肿瘤坏死因子-α及心肌细胞凋亡的影响[J].兰州医学院学报，2004,30(3):10-12

[16]毛张凡,杜心灵,孙宗全,等.阿片受体参与大鼠缺血后处理的心肌保护作用[J].华中科技大学学报，2007,36(5):610-613

[17]李志坚,冉珂,杨东林,等.吗啡延迟预处理对大鼠心肌缺血再灌注损伤细胞色素C氧化酶的影响[J].医学临床研究，2014,31(9):1667-1669

[18]张野,顾尔伟,张健,等. p38 MAPK在吗啡预处理对缺血-再灌注损伤心脏保护中的作用[J].临床麻醉学杂志，2007,23(6):494-196

[19]Shinura K,Bolli R,Liu SQ, et aL．Aldose reductase is an obligatory mediator of the late phase of ischemic preconditioning[J]. Circ Res,2002,91:240-246

[20]王强,闻剑飞.运动联合吗啡预处理对大鼠心肌缺血再灌注损伤的影响[J].西安体育学院学报，2011,28(2):213-217

(2015-05-25收稿)(王一伊编辑)

计量资料中有效数字的确定