国外医学心血管疾病分册1999年9月第26卷第6期

广州军区总医院心内科（510515）

张远慧审校

摘 要 本文概述了缺血预适应的特性和内源性介质、受体介导的细胞内信号传递过程及几种可能的预适应效应子。

关键词：缺血预适应 信号传导 内源性介质 效应子

缺血预适应（ischemic preconditioning,IP）是指1次或反复数次短暂缺血再灌注，可使随后较长时间缺血的心肌梗死范围明显缩小。IP除可延缓心肌梗死外，对心律失常和心肌保护理论认识，并对临床治疗开发缺血保护药物具有重要的价值。

1 IP特征

1.1 普通性和非特异性

IP效应在哺乳类动物普遍存在；骨骼肌、神经等不同组织也具有IP作用；IP还具有远程作用，如骨骼肌缺血刺激对心肝也有IP保持^[4]；除短暂缺血外，生物介质和一些药物也能引起IP效应^[5]。

1.2 时间窗

1～4次持续2～10分钟的缺血刺激是普遍有效的，但少于2分钟的缺血不能产生保护；IP保护随于预性再灌注的延长剥弱，超过60分钟保护效应逐渐消失，但再予IP刺激，能重建IP保护；IP保护还随持续缺血的延长而减弱，犬持续缺血3小时，IP作用完全消失；再灌注期最佳保护在2小时之内，超过3小时失去缩小梗死大小的作用，但24小时后重现IP保护^[5]。

1.3 经典式IP效应与延迟相IP效应

再灌注早期IP延缓心肌坏死、抗心律失常、改善心功能的作用被称为经典式IP，它保护的时程短，1～2小时后消退。但再灌注24小时出现第二窗保护作用，即延迟相IP。延迟相IP的诱导需更强的缺血刺激均无效，多次5～10分钟缺血则可诱导^[6]。热休克、内毒素等也可致延迟相IP保护。

1.4 其他

IP的诱导似是“全或无”反应，它既已产生就能提高心肌耐受缺血；IP保护作用消失后，缺血刺激可重建IP保护，但保护期内，缺血刺激则不加强或延长保护效应。

2 IP信号传导机制

虽然IP机制还不清楚，但已否定了侧支循环增加、抗反应氧增强、心肌顿抑、能量需求减少等因素。目前积累的资料表明，IP机理涉及介质、受体、跨膜信号传导及效应物等多种环节。

2.1 内源性介质

目前认为，腺苷和去甲肾上腺素（NE）可能是IP最主要的内源性介质。

2.1.1腺苷 动物实验表明，IP刺激致大量腺苷释放，从而使多数动物发生IP效应^[5]。证据：（1）IP刺激期或长缺血期予非特异性AR拮抗剂或腺苷脱氨酶能阻断IP的保护；（2）再灌注期抑制腺苷不能逆转IP保护，犬例外；（3）外源性腺苷可效仿IP效应；（4）IP的心肌，其5’-核苷酸酶（5’-NA）活性增强，但只在再灌注期抑制该酶才减少组织腺苷水平，并逆转IP保护效应。腺苷是否参与大鼠心脏的IP保护尚存争议，多数资料持否定观点^[7]。

2.1.2儿茶酚胺 实验表明，IP使大鼠去甲肾腺素（NE）释放增多，若用利血平耗竭内源性NE，则完全消除IP的作用。NE还诱导大鼠产生延迟相保护，而α₁肾上腺素能受体（α₁-AR）阻断剂哌唑嗪可使这种保护消失。

2.1.3缓激肽和血管紧张素Ⅱ（AngⅡ） 研究发现，缓激肽诱导家兔、大鼠产生IP样的保护作用，但这种保护可被缓激肽β₂受体阻断剂HDE₁₄₀消除^[8]。缓激肽保护作用有限，因HDE₁₄₀可取消单次IP的保护，但不消除反复4次IP产生的保护。AngⅡ灌注心肝也可缩小缺血后梗后死面积，此作用能被血管紧张素Ⅰ（AT₁）受体拮抗剂Losartan阻断，但不被AT₂受体拮抗剂PD₁₂₃₃₁₉阻断。

2.1.4乙酰胆碱（Ach）和内皮素 近来发现，Ach可限制犬和灌注大鼠心肝缺血后的坏死范围，毒蕈硷Ⅱ敏感性（M₂）胆硷受体阻断剂能消除这种保护；注入内皮素-1能减轻离体家兔心肌梗死面积，受体阻断剂PD₁₅₆₇₀₇能阻断这一作用，但PD₁₅₆₇₀₇不能阻断由缺血刺激产生的IP保护，提示内皮素并不是重要的介质^[9，10]。

2.1.5其他 研究发现，降钙素基因相关肽的特异受体阻断剂CGRP_8-37能拮抗大鼠IP保护；阿片激动剂吗啡也能模拟IP保护效应^[11]。

2.2 细胞膜受体

IP保护涉及许多介质已是不争的事实，而受体介导是介质启动IP保护的重要一环。腺苷主要经由腺受体₁（A₁R）对心肌产生保护作用，A₂R和A₃R可能在IP保护中也起一定作用^[5]。儿茶酚胺通过α₁-AR介导IP保护，这种保护可被非选择性α₁-AR阻断剂氯乙基可乐宁所取消^[7]。缓激肽保护效应由β₂受体介导，其阻断剂HDE140能消除缓激肽模拟的IP效应，却不能取消缺血刺激产生的IP保护，因此β₂受体虽参与IP保护，但显然没那么重要^[8]。已知其他介质同样也是通过各自相应的受体发挥保护作用，如AngⅡ通过AT₁受体起作用，Ach则与M₂受体有关。

2.3 信号传导

介质与受体结合，仅是IP的起始，还需经历胞外信息向胞内传递的过程。在这信号传导中，GTP结合蛋白（G蛋白）、磷脂酶（PL）C和D及蛋白激酶C（PKC）起着关键的作用。

2.3.1 G蛋白 许多受体，包括腺苷、NE、缓激肽、AngⅡ、Ach等均与G蛋白耦联，从而将信号由胞外向胞内传递^[7，12]。A₁R则与Gs耦联，以激发方式存在。资料显示，IP增加Gi蛋白同时减少Gs蛋白^{[7，12～14]}。

2.3.2磷脂酶C、D 激活PKC是IP保护的主要途径。Zhuo等^[15]观察到IP刺激产生的PKC活性升高可被PLC的抑制剂消除，此外还发现IP增强PLD的活性，油酸钠直接激活PLD则能模拟心肌细胞IP效应^[16]。可见，IP不仅需要受体介导和G蛋白的耦联，而且依赖磷脂酶参与细胞内信号传递。

2.3.3 PKC PKC的激活在IP保护中举足轻重^[17～19]：（1）在兔模型中，非特异性激动剂PMA（phorbol myristate acetate ）直接激活PKC，能与IP产生一样的保护效果；（2）二乙酰甘油对离体兔心可模拟IP的保护作用；（3）PKC抑制剂有消除IP的保护作用；（3）PKC抑制剂能消除IP的保护效应。PKC的激活与移位是预适应产生保护效应的关键。也有些研究显示相异的结论：（1）佛波酯（phorbol esters ）激活PKC出现加重低氧损伤已是事实^[20]；（2）有报道IP不能使IP不能使PKC活性可解释为动物种属不同、模型不同和拮抗剂不同，结果可能不同。

3 效应子

经PKC磷酯化的蛋白被认为是IP的效应子。早期IP与晚期IP效应子可有不同，但都是PKC激活和移位产生磷酸化的结果。目前推测以下几种可能是IP的效应子。

3.1 K_ATP通道^[9，21]

在许多动物，已认识到K_ATP通道Gi蛋白中介而受A₁R调节：A₁R激活，K_ATP通道开发，产生IP保护；K_ATP通道拮抗剂能消除腺苷受体引发的缩小梗死的作用，而K_ATP通道开放剂又可触发IP效应。结果说明腺苷释放和A₁R激活在先，K_ATP通道阻断剂不能消除大鼠IP保护，而它也是依赖PKC的保护途径。

3.2 5’-NA和腺苷^[17]

犬心实验证明，IP的心肌其5’-NA活性和腺苷均增加，在再灌注期，给予5’-NA抑制剂可阻止腺苷的生成，并消除IP对梗塞的缩小作用。提示IP可能促使胞浆内5’-NA激活和移位，作用于AMP使之生成腺苷起保护效应。因此，认为腺苷既是起动子，又是效应子。

3.3 NO生物活性^[8，9]

IP可能保存NO生物活性而对心肌起保护作用。对小鼠肠系膜的观察，发现IP可消除反应氧的生成并降低白细胞的粘附，而给予NO合酶抑制则使这些作用消失。最近发现，晚发的NO上调所介导的舒血管作用，可能是晚期IP效应的一种机制。

3.4 反应性氧代谢和抗氧化酶

IP也可能抑制反应氧生成酶，减少反应氧起有益作用。同时IP还可能增强反应氧的清除能力，已证明IP使几种主要的抗氧化酶如超氧歧化酶（SOD）活性明显升高。目前抗氧化酶的激活被认为是产生延迟相保护的主要因素之一，实验发现反应氧的释放激活了抗氧化酶，由此引发晚期IP，若在短暂缺氧刺激期用Mn-SOD清除反应氧，24小时后心肌细胞Mn-SOD活性降低，心肌预适应保护消失^[22]。

3.5 热休克蛋白

近来证实，IP增加心肌应激蛋白含量并产生晚期心肌保护。转染hps70I基因的小鼠证明，hps70I过度表达，24小时后心肌对缺血耐受性提高，缩小了坏死面积^[22]。

显然，IP参与的内源性介质很多，产生保护的机理非常复杂<