近年研究表明，反复短暂的缺血和再灌 注可以提高组织对随后一个较长时程缺血／缺氧的耐 受性，此即所谓“缺血预处理”（ischemic preconditioning， IPC）。

缺血预处理的概念

1986年Murry等^［1］首先对狗心脏交替进行5分钟的缺血和5分钟 的再灌注4次， 然后使心脏进行一个40分钟的缺血和4天的再灌注。发现心肌经历前几次缺血处理后，不 仅没有产生“累积性”损伤，反而使心肌获得了某种内在的特性，心肌坏死率降低了25％ 。随后，经其他动物（如狗、兔、鼠、猪等）实验证实，IPC具有很强的心肌保护作用， 缩小心肌梗死范围、抗心律失常、增强心脏收缩和舒张功能、减轻心肌顿抑程度、减慢能量 代谢及降低超微结构的破坏等。

保护作用在预处理后数分钟即可表现出来，随着时间的延长逐步减弱。保护作用的产生具有 “严格”的阈值，早期只能提供约1小时的保护，2小时后消失^［2］。保护作用的这 一时期 为预处理的快速相，即经典预处理（或IPC的第一窗口）。后来人们又发现IPC还存在 一个延迟的保护作用阶段称为预处理的延迟相（或IPC的第二窗口）。延迟相出现在IP C后数小时，并可以持续数天。显然，延迟相比快速相的保护作用临床意义更加重大。从它 们起作用时间上看，这两个阶段机制明显不同，却存在着联系。

快速相的作用机制

腺苷的参与腺苷具有广泛的心血管效应，能够抑制内皮素和去甲肾上腺 素释放，扩张冠 脉，抑制血小板凝集，保护微血管结构，减少中性粒细胞激活，减缓能量消耗，刺激糖酵解 ，减少超氧阴离子产生等，这些无疑对缺血心肌有好处。心肌缺血后数秒钟即开始有腺苷释 放。在IPC前给予腺苷受体阻断药可以阻碍IPC对兔心肌的保护作用^［3］。说 明腺苷 在家兔缺血预处理中是一重要介质。腺苷有A1、A2、A3三种受体亚型。进一步研究表 明，用选择性A1、A3受体激动药R-PIA和APNEA代替IPC则可以模拟IPC 的保护作用，相反，二者的拮抗药PD115、119和BWA1433则可以阻断IPC 的保护效应。但是，A2受体激动药CGS21680则不能模拟保护作用^［4，5］ 。因此，推测心肌细胞膜上混有的A1、A3受体与IPC密切相关。

ATP敏感钾通道K_ATP开放Gross^［6］首先报 道K_ATP在IPC中的重 要性。随后有人发现K_ATP阻断药优降糖和5-hydroxydecanoat e能破 坏缺血预处理对狗心的保护作用。而K_ATP开放药Bimakalim能模拟IP C样作 用，表明K_ATP开放是IPC的重要机制^［7，8］。有人用非特异性K_ATP开放药异 氟醚也诱导出IPC样的保护作用，在快速相使狗心肌的梗塞面积减少^［9］。可以 认为， IPC使K_ATP开放导致膜对钾通透性增加，缩短了心肌动作电位时程，限制钙内 流，降低心肌收缩力，保存ATP，从而起到保护心肌的作用。

蛋白激酶（PKC）激活PKC是一种广泛存在的丝／苏氨酸激酶，有 多种亚型，可与 不同受体结合而发挥出各自的生理效应。有关研究表明，IPC与PKC的激活、移位有关 。PKC激动药如1，2-dioctanoyl-sn-glycerol（DOG）可 以模拟IPC的保护作用，而PKC拮抗药可阻断其保护作用^［10］。免疫组织荧 光研究 发现在预处理保护作用的早期有PKC-δ从胞质移位到胞膜，可将特异性PKC底物磷酸 化，此过程与早期的保护作用（IPC的快速相）有关^［11］。

百日咳毒素敏感性G蛋白（Gi）激活多项研究结果显示利用百日咳毒 素使Gi蛋白失 活后可以阻断预处理的保护作用。因此，IPC可能通过与A1受体耦联的Gi起作用 ^{［1 2］}。值得注意的是，Gi蛋白的激活将膜信号传号机制联系起来了。于是有人提出了腺 苷 -PKC-K_ATP学说。K_ATP是此过程的最终效应器，而PKC是连接 A1受体和K^＋内流活动的中心^［13］。该学说即为腺苷与其受体结合后通过G i耦联，激活磷 脂酶C 或磷脂酶D，产生二酰甘油（DAG），DAG能使PKC从细胞浆移位到细胞膜上，使K _ATP发生磷酸化而开放，引起K^＋内流。呈现出IPC的快速相（经典IPC） 保护作用 。多数作者同意上述观点。但令人迷惑的是，A受体拮抗药却可以阻断IPC的延迟相保护 效应^［4］。

延迟相的作用机制

动物实验表明，延迟相的心肌保护作用是由高温、缺血再灌注、细胞因子内毒素等 应激因素 所触发的心肌细胞内在保护机制，且该作用的形成伴随着许多新蛋白质的合成和活性的改变 。其中有热休克蛋白（HSPS）、细胞内抗氧化酶及其他调节蛋白等应激蛋白的大量合成 和释放，表明预处理的延迟相是机体局部释放的旁分泌介质激活一定的信号传导通路而产生 细胞内应激反应的结果。

热休克蛋白HSPS是一组在应激反应时合成的分子量不相同、高度保守的蛋白 质。其 中HSP70i（inducible HSP）在应激状态下诱导表达通常作为心肌应激 反应研究的标志物。HSP70i在IPC早期并没有合成增加的趋势，只是在缺血再灌后 2小时后才开始上升，直至缺血后24小时上升趋势才明显。说明HSP70i的表达水平 与延迟相的保护作用明显相关^［2］。

抗氧化酶实验研究发现各种方式诱导IPC时，心肌对缺血耐受力的提 高伴有延迟相抗 氧化酶活性的明显升高，提示抗氧化酶也是预处理延迟相的重要因素。最近研究表明：氧自 由基的释放介导了抗氧化酶等的合成增加而诱发延迟相心肌保护作用。Zhou等^{［1 5］} 研究发现，心肌细胞经反复短暂缺氧-复氧增加氧自由基释放或外源性氧自由基预处理24 小时后，Mn-SOD活性显著升高，对缺氧-再复氧损伤抵抗力也明显增强。如果在预期 处 理时加入Mn-SOD，氧自由基的产生明显减少，24小时后，心肌对缺氧-复氧损伤的 抵抗力明显减弱，Mn-SOD活性显著降低。提示反复短暂缺氧-复氧产生的氧自由基通 过增加内源性抗氧化酶合成介导延迟相预处理。

细胞信号传导通路研究表明，α肾上腺素受体兴奋药去甲肾上腺素可诱 导心肌产生延迟 相保护作用。注射去甲肾上腺素3.1μmol／kg，ip24小时后，仍可对抗大鼠心 肌缺血再灌注损伤，增强心脏的收缩和舒张功能，使HSP70i生成增加。而去甲肾上腺 素正是Gi活化剂，表明延迟相中也有Gi蛋白的参与。免疫组织荧光技术发现，IPC可 使PKC-ε进入细胞核内，有可能调节基因的转录。这种基因的转录效果并不在预处理快 速相中表现出来，而与延迟相的保护作用有关^［2］。由此可见，延迟相的保护作用 也是通过细胞信号传导通路来发挥作用的。

综上所述，IPC引起内源性物质，如腺苷、去甲肾上腺素等释放增加，这些物质与相应的 Gi蛋白耦联受体结合，进而激活细胞浆面的Gi蛋白，后者通过增加磷酯酶C（PLC） 的活性，使4，5-二磷酸脂肌醇（PIP2）分解为1，4，5-三磷酸肌醇（IP3） 和1，2一二酰甘油（DAG），DAG能使PKC从细胞浆移位到细胞膜上，使K_{A TP} 通道蛋白或其他效应蛋白磷酸化，呈现出IPC的快速相保护作用。PKC也可移位到细胞 核中，使转录蛋白磷酸化，加速基因的转录，诱导热休克蛋白和内源性抗氧化酶（SOD、 CAT等）的合成，从而发挥IPC延迟相保护心脏的作用。

结论IPC保护心肌机制复杂，还可能有其他内源性保护因子如前列 环素、缓激肽、NO 、降钙素基因相关肽（CGRP）等参与，如能进一步探明将可能通过各种方法诱导产生预 处理样保护作用，改善心肌对缺血的耐受性，应用于心脏外科手术。目前正在研究通过药物 激发机体内源性保护物质，模拟IPC，发挥用药物代替IPC样保护作用，这样有可能成 为心肌缺血性疾病的药物治疗手段。因此，研究IPC不仅利于我们理解心肌缺血的病理生 理过程，而且为临床探索防治心肌缺血的方法提供了新的思路和途径。

参考文献

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