田 超，韋 星，朱才義

(1.中南大學(xué)湘雅醫(yī)學(xué)院附屬海口醫(yī)院超聲醫(yī)學(xué)科，海南 ?？?570208；2.南華大學(xué)病理生理學(xué)教研室，湖南 衡陽(yáng) 421000)

阿片肽與心肌缺血-再灌注損傷保護(hù)研究進(jìn)展

田 超1，韋 星2，朱才義1

(1.中南大學(xué)湘雅醫(yī)學(xué)院附屬?？卺t(yī)院超聲醫(yī)學(xué)科，海南 ?？?570208；2.南華大學(xué)病理生理學(xué)教研室，湖南 衡陽(yáng) 421000)

阿片肽及其受體廣泛分布于心肌組織中，大量的研究顯示阿片肽對(duì)心肌缺血-再灌注損傷具有顯著保護(hù)作用。其保護(hù)作用主要通過(guò)藥理性預(yù)適應(yīng)及后適應(yīng)實(shí)現(xiàn)。本文就阿片肽發(fā)揮心肌預(yù)適應(yīng)/后適應(yīng)保護(hù)作用的機(jī)制展開(kāi)綜述及展望。

阿片肽；心肌缺血-再灌注；心肌保護(hù)

阿片肽是一類最早在中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)的、具有阿片活性的肽類物質(zhì)，目前發(fā)現(xiàn)主要存在于三類物質(zhì)之中[1]：第一類是植物中提取的罌粟堿類麻醉劑，如嗎啡、罌粟堿；第二類是人工合成的阿片藥物，如海洛因、可待因、杜冷丁、鹽酸二氫埃托啡等；第三類是從動(dòng)物和人體內(nèi)分離的內(nèi)源性阿片肽，如腦啡肽、內(nèi)啡肽、強(qiáng)啡肽、皮啡肽等。阿片受體主要有δ、μ、κ及N/ OFQR(孤啡肽受體)等，且每種受體均有不同的亞型，廣泛分布于神經(jīng)系統(tǒng)及心血管中[2-3]。

心肌缺血-再灌注(Ischemic repurfusion，IR)損傷是指心臟在缺血的基礎(chǔ)上，恢復(fù)血流后組織損傷反而加重的現(xiàn)象。研究表明，內(nèi)源性阿片肽的生成以及于再灌注前人工給予外源性阿片肽均能夠減少心肌損傷，即產(chǎn)生了心肌保護(hù)作用[4]。本文就阿片肽及其受體與心肌缺血-再灌注保護(hù)作用做出綜述如下：

1 心臟中的阿片肽及其受體

心肌細(xì)胞是阿片肽合成、儲(chǔ)存和釋放的場(chǎng)所之一，心臟組織和獨(dú)立的心肌細(xì)胞中都存在強(qiáng)啡肽原、腦啡肽和腦啡肽原以及內(nèi)啡肽mRNA的表達(dá)。心肌缺血時(shí)，心臟中阿片肽類物質(zhì)的含量明顯升高。1995年，Schultz等[5]首次報(bào)道了阿片類受體激活具有對(duì)抗IR的作用。

早期研究認(rèn)為，在人類心肌細(xì)胞中僅存在δ和κ受體。但之后有研究發(fā)現(xiàn)，人類心房小梁之中也存在μ型受體，且Mcdonald等[6]認(rèn)為在人類右心房中還有N/OFQR(孤啡肽受體)分布。這四種受體同屬于G蛋白偶聯(lián)受體。一般認(rèn)為，心肌缺血-再灌注的保護(hù)作用主要由心內(nèi)的δ和κ受體介導(dǎo)，而μ型受體是否參與其中還存在爭(zhēng)議[7-8]。有研究顯示,在短暫的心絞痛后血清中孤啡肽的水平升高，提示N/OFQR可能以某種方式參與了缺血-再灌注的心肌保護(hù)作用[9]。

2 阿片肽與心肌預(yù)適應(yīng)

1986年，Murry等[10]提出心肌在經(jīng)受多次短暫重復(fù)心肌缺血繼而再灌注(IR)后，能減輕隨后的長(zhǎng)時(shí)間缺血所致心肌損傷，即心肌缺血預(yù)適應(yīng)(Ischemic preconditioning，IPC)[11]。但這種預(yù)適應(yīng)需在缺血前實(shí)施，由于無(wú)法提前預(yù)測(cè)心肌缺血時(shí)間且涉及倫理問(wèn)題，其臨床應(yīng)用價(jià)值受到限制。隨后藥物性預(yù)適應(yīng)(Pharmacological ischemic preconditioning，PIP)[12]被提出，以取代IPC。阿片肽介導(dǎo)的PIP包括兩個(gè)階段，分別為IPC后1～3 h內(nèi)出現(xiàn)的早期預(yù)適應(yīng)(第一時(shí)間窗)，及IPC后24～48 h出現(xiàn)的晚期預(yù)適應(yīng)(第二時(shí)間窗)[13]。

2.1 阿片肽與早期缺血預(yù)適應(yīng) 在IPC早期保護(hù)階段，短暫的心肌缺血后啟動(dòng)心臟的自我保護(hù)機(jī)制，釋放觸發(fā)劑-內(nèi)源性阿片肽(Endogenous opioid peptide，EPO)，與心肌細(xì)胞膜上的阿片受體結(jié)合，繼而通過(guò)一系列的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，產(chǎn)生心肌保護(hù)作用，減少缺血-再灌注損傷和再灌注心律失常的發(fā)生[14]。雷米芬太尼、嗎啡等外源性阿片肽介入也能夠產(chǎn)生早期預(yù)適應(yīng)現(xiàn)象即PIP。

2.2 阿片肽與晚期缺血預(yù)適應(yīng) Baxter等[15]最先發(fā)現(xiàn)心臟保護(hù)作用的第二時(shí)間窗口在IPC后24 h，還發(fā)現(xiàn)IPC產(chǎn)生的延遲階段的保護(hù)作用可被PKC、TK抑制劑阻斷，提示IPC的早期和晚期階段存在相似性。Yu等[16]則利用大鼠在體模型證明芬太尼(非選擇性阿片肽激動(dòng)劑)可激發(fā)心肌晚期預(yù)適應(yīng)，其中心內(nèi)δ、κ受體及心外μ受體都參與其中。

2.3 慢性阿片肽處理產(chǎn)生的預(yù)適應(yīng) Peart等[17]第一次發(fā)現(xiàn)鼠科動(dòng)物的心臟連續(xù)5 d暴露于嗎啡將能夠產(chǎn)生一種顯著的心肌保護(hù)作用。與經(jīng)典的預(yù)適應(yīng)方式不同的是，該預(yù)處理是利用長(zhǎng)時(shí)間的阿片類物質(zhì)應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)慢性預(yù)適應(yīng)樣心肌保護(hù)的。經(jīng)典的預(yù)處理一般認(rèn)為是以阿片受體介導(dǎo)的Gi蛋白以及PKC (蛋白激酶C)的激活而產(chǎn)生保護(hù)作用的，而Peart等[18]發(fā)現(xiàn)的慢性阿片肽預(yù)適應(yīng)則是通過(guò)Gs蛋白和PKA (蛋白激酶A)的激活而發(fā)揮作用，其中還可能包含了β2腎上腺素受體(β2-AR)受體的激活。在之后的研究中Peart等[18]認(rèn)為這種特殊的后適應(yīng)現(xiàn)象主要由δ受體介導(dǎo)。

3 阿片肽與心肌缺血后適應(yīng)

繼IPC之后，2003年Zhao等[19]首先發(fā)表了關(guān)于心肌缺血后適應(yīng)的研究報(bào)道，該研究通過(guò)采用犬I/R模型，在冠狀動(dòng)脈再灌注開(kāi)始時(shí)，進(jìn)行短暫、重復(fù)的開(kāi)通及再閉處理，隨后恢復(fù)冠狀動(dòng)脈血流，可明顯限制心肌梗死范圍、減輕缺血心肌組織的水腫和中性白細(xì)胞積聚、改善內(nèi)皮細(xì)胞功能；并發(fā)現(xiàn)其在限制梗死范圍與保護(hù)缺血后的內(nèi)皮細(xì)胞功能方面與IPC有同樣的效果[20]。與IPC相對(duì)應(yīng)，Zhao等[19]將此法對(duì)IR心肌的保護(hù)作用命名為缺血后適應(yīng)(Ischemic postconditioning，IPoC)。而利用藥物產(chǎn)生的后適應(yīng)命名為藥物 性 后 適 應(yīng) (Pharmacological postconditioning，PPC)。相對(duì)于IPC，IPoC尤其是PPC在干預(yù)治療過(guò)程中更利于臨床操作，又能避免倫理問(wèn)題，因而受到廣泛的關(guān)注。外源性嗎啡介入能夠產(chǎn)生PPC，Zatta等[21]發(fā)現(xiàn)，在后適應(yīng)過(guò)程中，心臟中發(fā)生了內(nèi)源性阿片肽含量的增加以及阿片肽受體的選擇性激活，尤其是δ、μ受體。Peart等[22]發(fā)現(xiàn)在大鼠心臟中，κ受體也參與了IPoC。

4 阿片受體介導(dǎo)下預(yù)適應(yīng)/后適應(yīng)產(chǎn)生心肌保護(hù)作用的機(jī)制

阿片介導(dǎo)的心肌保護(hù)可以分成觸發(fā)階段和調(diào)控階段兩部分[23]。

4.1 觸發(fā)階段 從阿片受體與配體結(jié)合至mKATP(線粒體KATP通道)開(kāi)啟繼而生產(chǎn)ROS(活性氧)是觸發(fā)階段。阿片受體是Gi蛋白耦聯(lián)受體，EGFR (表皮生長(zhǎng)因子)激活PI3K(磷脂酰肌醇3-激酶)[20]。PI3K激活PDK1(磷酸肌醇依賴性蛋白激酶)和PDK2，繼而激活一系列的下游靶蛋白。其中包含了Akt(蛋白激酶B)，Akt可以激活eNOS(一氧化氮合成酶)而生成NO。NO通過(guò)鳥(niǎo)苷環(huán)化酶催化GTP(三磷酸鳥(niǎo)苷)生成CGMP(環(huán)鳥(niǎo)苷酸)。CGMP作為第二信使激活PKG(CGMP依賴型激酶)，最終PKG使mKATP開(kāi)啟，生成ROS，完成觸發(fā)階段的信號(hào)傳導(dǎo)。需要注意的是mKATP開(kāi)啟后，線粒體膜電勢(shì)會(huì)發(fā)生一定幅度的降低，從而減少了Ca2+線粒體，減輕了鈣超載，并且對(duì)于抑制mPTP也有一定作用[20]。

4.2 調(diào)節(jié)階段 從PKC產(chǎn)生到mPTP(線粒體滲透性轉(zhuǎn)換孔)抑制是調(diào)節(jié)階段。上述ROS產(chǎn)生后，將激活PKC，從而傳導(dǎo)通路進(jìn)入調(diào)節(jié)階段。PKC此時(shí)將激活一特異的腺苷受體A2b。A2b再分別激活ERK和AKT，兩者都能有抑制GSK-3β(糖原合成酶激酶3β)。同時(shí)AKT還能分別激活mdm2、caspase9、p-BAD、P70S6k、PKC等，它們對(duì)于心肌保護(hù)都具有一定作用[14]。其中P70S6K和PKC也能抑制GSK-3β。最終各通路將聚焦于GSK-3β，通過(guò)對(duì)GSK-3β的抑制而抑制mPTP的開(kāi)啟，發(fā)揮心肌保護(hù)作用，完成通路的調(diào)整階段[11]。值得注意的是在調(diào)整階段中PKC激活A(yù)2b而使AKT激活，而此時(shí)生成的AKT又能參與到觸發(fā)階段中，從而生成ROS，激活PKC，而新激活的PKC將再次激活A(yù)2b受體。這就形成了一個(gè)能夠?qū)⑿盘?hào)無(wú)限放大的循環(huán)通路[24]。

5 展 望

IPC/IPoC是目前所知的對(duì)于缺血-再灌注心肌的最有潛力的保護(hù)方法之一，幾乎可在所有的研究動(dòng)物種類以及人類中誘導(dǎo)產(chǎn)生。但因其本身的有創(chuàng)性、臨床操作的實(shí)施難度以及倫理學(xué)上的障礙，使得PIP或PPC方法應(yīng)用于心肌IR保護(hù)便成為了眾望所歸，尤其是PPC。阿片肽作為一種經(jīng)典的受體激動(dòng)劑在這一方面已經(jīng)漸漸顯示出了其與眾不同的魅力。然而，要將阿片肽類藥物的預(yù)適應(yīng)或后適應(yīng)樣心肌保護(hù)應(yīng)用到臨床，仍然還有很長(zhǎng)的路要走。且阿片肽四大受體在心臟保護(hù)中的地位以及它們之間的關(guān)系、阿片肽所介導(dǎo)的IR保護(hù)具體機(jī)制、慢性阿片肽預(yù)處理和急性阿片肽預(yù)處理之間的關(guān)系、阿片肽所介導(dǎo)的IPC和IPoC之間的不同之處都有待進(jìn)一步驗(yàn)證及深入研究。

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Progress on opioid and cardioprotection in myocardial ischemia-reperfusion injury.

TIAN Chao1,WEI Xin2, ZHU Cai-yi1.1.Department of Ultrasound,Haikou Hospital Affiliated to Xiangya Medical College of Central South University,Haikou 570208,Hainan,CHINA;2.Department of Pathophysiology,University of South China,Hengyang 421000,Hunan,CHINA

Opioid receptors are widely distributed in the myocardial tissue.A large number of studies have shown that opioid signaling system plays a protective role in myocardial ischemia-reperfusion injury.The cardioprotective effect can be made by pharmacological ischemic preconditioning and postconditioning.This review focuses on the latest advances of cardioprotective effect of the opioid system.

Opioid;Ischemia-reperfusion;Cardioprotective effect

R542.2

A

1003—6350（2015）18—2728—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2015.18.0990

2015-06-07)

朱才義。E-mail：zhucaiyi56@163.com