王 悅,汪飛(.廣東醫(yī)科大學(xué),廣東湛江 52400;2.惠州市第一人民醫(yī)院,廣東惠州 56000)
右美托咪定(Dex)是一種高選擇性α2 腎上腺素能受體激動劑,具有鎮(zhèn)靜、鎮(zhèn)痛、抗焦慮、降低應(yīng)激反應(yīng)等作用,且無明顯的呼吸抑制等副作用[1-3],在臨床麻醉、重癥加強護理病房(ICU)中得到廣泛的應(yīng)用。另外,近年來,Dex 對機體的器官保護作用已逐漸成為基礎(chǔ)和臨床研究的熱門課題,尤其以Dex 的腎臟保護作用得到了廣大研究者關(guān)注[1-3]。本文就Dex 的腎臟保護作用研究進展作一綜述,以期幫助更多研究者系統(tǒng)了解Dex 的腎保護作用及其可能的相關(guān)機制,為Dex 的臨床合理應(yīng)用、改善患者預(yù)后提供參考,也為進一步完善尚未研究的領(lǐng)域提供思路。
Dex 可以通過靜脈泵注、肌內(nèi)注射、鼻腔點滴等途徑給予[2-3],具有明顯的肝臟首過消除作用,所以其口服生物利用度較低。Dex 蛋白結(jié)合率高,分布半衰期(t1/2α)為5~10 min,消除半衰期(t1/2β)為2~3 h[4]。經(jīng)靜脈給藥后,Dex 的起效時間為10~15 min。Dex是通過肝臟中的葡萄糖醛酸化和細胞色素P450(CYP2A6)所代謝,產(chǎn)物主要由腎臟排出[4]。Dex 是一種具有高度選擇性α2 腎上腺素能受體激動藥,它的藥理活性主要是通過對α2 腎上腺素能受體的作用來實現(xiàn)。Dex 通過作用于藍斑核α2 受體激發(fā)內(nèi)源性的促睡眠途徑,并可刺激或言語喚醒,使患者容易從睡眠向清醒過渡,并在沒有明顯的呼吸抑制效果的情況下進行協(xié)作與溝通[2-3]。Dex 的鎮(zhèn)痛效果不強,但是,它可作為一種有效的鎮(zhèn)痛輔助藥物來使用,與其他鎮(zhèn)靜鎮(zhèn)痛藥物合用時可以減少對阿片類藥物、吸入性麻醉藥和靜脈麻醉藥的用量[2-3,5]。此外,Dex 還有抗焦慮、降低應(yīng)激反應(yīng)[6]、穩(wěn)定血流動力學(xué)、抑制唾液腺分泌、抗寒戰(zhàn)和利尿等作用[2-3]。
近年來,多項基礎(chǔ)及臨床試驗均證明了Dex 的腎臟保護作用。
Si 等[7]為觀察Dex 能否通過去乙?;?(SIRT3)來降低腎臟缺血再灌注(I/R)損傷,對人腎皮質(zhì)近曲小管上皮細胞(HK2 細胞)進行257 缺氧/復(fù)氧處理,結(jié)果發(fā)現(xiàn)與對照組相比,HK2 細胞的缺氧/復(fù)氧增加細胞凋亡、細胞色素C(Cyt-c)的表達和環(huán)孢素D 的乙酰化,并減少線粒體膜電位和SIRT3 的表達。Dex 削弱這些改變,而這些改變與SIRT3 的過度表達有關(guān)。在小鼠模型中,小鼠的I/R 損傷腎臟功能,并增加組織學(xué)病變、線粒體損傷、Cyt-c 表達和環(huán)孢素D 乙?;鳶IRT3 的活性下降51%。在表達正常水平的SIRT3 的小鼠中,Dex 能抑制這種改變,但在SIRT3 敲除的小鼠中則無出現(xiàn)這種現(xiàn)象。以上研究結(jié)果均說明Dex 至少部分地通過調(diào)節(jié)SIRT3 的表達,降低線粒體的損傷和凋亡,從而對腎臟I/R 起到一定的作用。
Wang 等[8]為研究氧化應(yīng)激和細胞凋亡在急性腎臟損害(AKI)發(fā)病機制中的作用,在體外建立HK-2模型,測定半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶(Caspase)-3、p75 神經(jīng)營養(yǎng)因子受體(p75NTR)/p38 絲裂原活化蛋白激酶(p38 MAPK)/c-Jun 氨基末端激酶(JNK)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑,以及活性氧(ROS)的生成和凋亡。結(jié)果表明,Dex 能降低caspase-3 的表達,并能抑制脂多糖(LPS)所致的細胞凋亡及 ROS 的產(chǎn)生,而p75NTR 的過度表達則能逆轉(zhuǎn)這種作用。另外,經(jīng)Dex41 預(yù)處理后,LPS 誘導(dǎo)的HK-2 細胞 JNK、p38MAPK 的磷酸化明顯降低,而p75NTR 的過量表達則抵消該效應(yīng)。Dex通過調(diào)控p75NTR/p38MAPK/JNK 的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑對機體的氧化應(yīng)激及凋亡有一定的抑制作用。
Xu 等[9]研究Dex 對于腎臟I/R 的影響,將小鼠隨機分配到sham 組、I/R 組、D1 組、D2 組和D3 組。sham 組接受開腹手術(shù),沒有腎臟缺血。I/R 組、D1 組、D2 組和D3 組進行I/R 損傷處理,分別在D1、D2 和D3組缺血發(fā)生后30 min 腹腔注射不同劑量的Dex。結(jié)果顯示假手術(shù)組的腎臟和心肌組織是正常的;腎臟和心肌組織的病理損傷呈現(xiàn)出I/R>D1>D2>D3 組的趨勢,并且損傷與Dex 的劑量呈負相關(guān);血清中尿素氮(BUN)、肌酐(Cr)的濃度呈現(xiàn)出I/R>D1>D2>D3>sham組的趨勢;腎臟和心肌組織中的腫瘤壞死因子α(TNF-α)的濃度呈現(xiàn)出I/R>D1>D2>D3>sham 組的趨勢;腎臟和心肌組織中白介素-1(IL-1)的濃度呈現(xiàn)出D3>D2>D1>I/R>sham 組的趨勢。最終研究表明Dex 能以劑量依賴的方式減輕腎臟和心肌I/R 誘發(fā)的損傷,至少部分是通過其對炎癥反應(yīng)的抑制作用。
Ma 等[10]對Dex 的器官保護作用機理進行了探討,將小鼠隨機分成實驗組和對照組,分別給予Dex 預(yù)處理和等量的生理鹽水,并測定其迷走神經(jīng)活動、血漿乙酰膽堿、兒茶酚胺和炎癥介質(zhì)濃度、腎組織損傷及細胞死亡等。實驗結(jié)果顯示,實驗組的頸側(cè)迷走神經(jīng)放電頻率明顯增加,腎組織基本形態(tài)及組織結(jié)構(gòu)得到較好的改善;另外,Dex 能明顯提高Ach 的釋放和炎癥因子的濃度。Dex 通過與迷走、脾切除或α2-腎上腺素受體拮抗劑阿蒂帕唑的聯(lián)合使用,可消除上述效應(yīng)。以上研究表明,Dex 至少在一定程度上起到保護腎臟的作用,而這種作用是由副交感神經(jīng)系統(tǒng)所激活的。
Dex 對腎臟的保護作用不僅體現(xiàn)在細胞水平和動物實驗中,而且在許多臨床研究中也得到了廣泛的證明。Loomba 等[11]通過對PubMed、Embase 和Cochrane 的數(shù)據(jù)庫進行系統(tǒng)的檢索,以探討Dex 對患者圍術(shù)期腎臟功能及預(yù)后的影響。經(jīng)過檢索,共3 395 名患者被納入標準,主要的評估指標有BUN、CR、肌酐清除率、中性粒細胞明膠酶相關(guān)脂質(zhì)運載蛋白(NGAL)、胱抑素C(CysC)、尿量、機械通氣時間、ICU住院時間、AKI 發(fā)生率、透析率和病死率等。結(jié)果發(fā)現(xiàn),Dex 的圍術(shù)期平均用量為0.82 μg/kg,平均速度為0.54 μg/(kg·h)。Dex 組與對照組相比,肌酐清除率和NGAL 有顯著差異;另外,與對照組相比,Dex 組的ICU 住院時間更短,急性腎損傷風(fēng)險和病死率更低。其他的參數(shù)差異無統(tǒng)計學(xué)意義。上述研究結(jié)果顯示,Dex 對術(shù)后腎功能有明顯的保護作用,改善患者的預(yù)后,顯著縮短 ICU 住院時間,減少AKI 風(fēng)險,減少病死率。
Dex 對腎臟的保護作用不僅在回顧性研究中得到了證實,近年來在許多前瞻性的隨機對照實驗中也顯示出相同的效果。如Shan 等[12]研究Dex 對Stanford B 型主動脈夾層(TBAD)的血管內(nèi)修復(fù)術(shù)(EVAR)后AKI 的影響,將102 名患者隨機分為Dex 組和正常鹽水對照組,Dex 組在麻醉誘導(dǎo)后立即靜脈注射Dex 0.4 μg/(kg·h),拔管后予Dex 0.1 μg/(kg·h),維持到24 h,評價患者術(shù)后2 天內(nèi)AKI 的發(fā)生率,記錄患者血清CysC 水平、腎小球濾過率以及需要進行腎臟替代治療(RRT)的比率。最后實驗結(jié)果表明Dex 實驗組術(shù)后AKI 的發(fā)生率顯著低于正常鹽水對照組,以及相比于正常鹽水對照組,Dex 組術(shù)后第1 天的CysC 明顯降低,其他次要或長期結(jié)果差異無統(tǒng)計學(xué)意義。在隨訪期間,Dex 組的1 名患者和正常鹽水對照組的3 名患者需要RRT。這些結(jié)果均顯示Dex 減少EVAR 手術(shù)后TBAD 患者的AKI 發(fā)生率,保護腎臟功能,具有臨床應(yīng)用價值。
對于接受大手術(shù)或明顯器官功能障礙患者,在圍術(shù)期保持器官功能、避免臟器惡化是至關(guān)重要的。而圍術(shù)期應(yīng)激反應(yīng)、炎癥因子刺激及血流動力學(xué)不穩(wěn)定等是導(dǎo)致器官功能障礙的重要原因。近年來,Dex 器官保護作用已成為一個研究熱點,大量的專家學(xué)者研究表明Dex 對于機體的多器官均表現(xiàn)出保護作用[13-14],如心臟[15-16]、肺臟[17-20]、肝臟[21]、腦[22]、腸道[23]等。Huang 等[15]發(fā)現(xiàn)Dex 對心肌組織NOD 樣受體熱蛋白結(jié)構(gòu)域相關(guān)蛋白3(NLRP3)炎癥體的活化有一定的抑制作用,由此對心肌I/R 有一定的保護作用。Shi等[17]發(fā)現(xiàn),Dex 可通過調(diào)控缺氧誘導(dǎo)因子-1a(HIF-1a)/血紅素加氧酶1(HO-1)的信號途徑,使線粒體保持其正常功能,對急性肺部損害(ALI)具有一定的保護作用。陳俊仁等[20]將80 例肺癌根治術(shù)患者隨機分成觀察組與對照組,分別采用肺保護性通氣策略聯(lián)合Dex 或肺保護性通氣策略,將兩組患者應(yīng)激反應(yīng)、肺功能、呼吸力學(xué)、術(shù)后恢復(fù)指標及肺部并發(fā)癥等指標進行對比。結(jié)果發(fā)現(xiàn)肺保護性通氣策略聯(lián)合Dex 可減少炎癥因子的釋放,抑制氧化應(yīng)激反應(yīng),有效改善患者的肺功能。Zhou 等[21]為觀察 Dex 預(yù)處理對小鼠肝臟I/R 的作用,將小鼠隨機分為Dex 預(yù)處理組和磷酸鹽緩沖鹽水藥物對照組,結(jié)果表明Dex 預(yù)處理可促進M2 型巨噬細胞活化,從而抑制肝內(nèi)的炎癥反應(yīng),保護肝組織的正常功能。Zhai 等[22]對大鼠腦I/R 的作用進行了研究,發(fā)現(xiàn) Dex 能通過阻斷高遷移率族蛋白B1(HMGB1)-Toll 樣受體4(TLR4)-核因子κB(NFκB)的信號途徑,從而降低大鼠腦I/R。Zhang[23]等研究Dex 對于小鼠腸道I/R 后的腸道血管屏障損傷和遠端肝臟損傷的影響,在再灌注期,于腹腔內(nèi)注射15、20 或25 μg/kg 的Dex,結(jié)果提示20 μg/kg 的Dex 可降低質(zhì)膜囊泡相關(guān)蛋白1(PV-1)和隨后的肝損傷,表明Dex 能有效地防止 I/R 所致的腸血管屏障損害。
Dex 還顯示對腎臟的保護作用[13-14,24-25]。Zhai 等[24]的研究目的在于探討 Dex 對于心肺旁路下(CPB)心臟瓣膜替換術(shù)后的腎臟功能變化。研究將患者隨機分為Dex 組和安慰劑組,麻醉誘導(dǎo)前15 min 給Dex組患者注射Dex(0.6 μg/kg),然后用0.2 μg/(kg·h)的Dex 治療直到手術(shù)結(jié)束。安慰劑組的患者予等量的生理鹽水。最后研究發(fā)現(xiàn)Dex 可減輕CPB 下心臟瓣膜置換術(shù)患者的腎臟損傷,降低AKI 的發(fā)生率。目前對于Dex 腎保護的具體機制尚不明確,近年來已有不少關(guān)于Dex 腎臟保護功能的機理研究成果,以下總結(jié)有關(guān)Dex 腎臟保護功能的部分機理。
α2 受體(α2AR)是一種能穿透細胞膜的G 蛋白偶聯(lián)受體(GPCR),具有G 蛋白的普遍生物學(xué)特征。GPCR 在人體內(nèi)可廣泛表達,被激活后與其克隆G 蛋白發(fā)生反應(yīng)。它們對細胞的信號進行擴增,并引發(fā)一系列的細胞內(nèi)反應(yīng),由此向細胞傳遞細胞外的刺激。G 蛋白是由α、β 和γ3 種不同的亞基組成的異三聚體。激活腺苷酸環(huán)化酶(AC)的G 蛋白稱為Gs,其抑制劑稱為Gi。Dex 是一種典型的抑制性GPCR[14](Gi)。一方面,α2ARs 通過Gαi 蛋白直接抑制AC-環(huán)磷酸腺苷(cAMP)-蛋白激酶A 信號傳導(dǎo)途徑;另一方面,Gβγ亞基與GαI 的分離可啟動磷脂酰肌醇-3 激酶(PI3K)/ 蛋白激酶B(Akt)通路,并對細胞外信號調(diào)節(jié)激酶(ERK)、HGMB1/TLR4/NF-κB 等下游信號進行調(diào)控。以上兩個通路均可活化NF-κB,NF-κB 是多種炎癥細胞因子和炎癥介質(zhì)基因轉(zhuǎn)錄、表達、釋放并引起級聯(lián)反應(yīng)的共同通路。但也有人提出,在高濃度的激動劑和高水平的受體作用下,α2AR 可能會與 Gs 發(fā)生物理、功能上的耦合,從而產(chǎn)生與 Gs 完全相反的生理作用,也就是對NF-κB 的抑制作用。
Dex 的抗炎作用主要由下列途徑進行:(1)抑制TLR4-NF-κB 信號傳導(dǎo)途徑。TLR4 是一種能夠識別多種類型的病原相關(guān)分子模式(PAMPs)的跨膜蛋白,其機制是調(diào)控細胞因子的產(chǎn)生、細胞增殖、存活和死亡,進而引起機體炎性免疫反應(yīng)。TLR4 的刺激可以激活NF-κB,從而使炎癥介質(zhì)和細胞因子釋放,最終達到促炎作用。Dex 可能通過抑制TLR4/NF-κB 途徑來阻斷NF-κB 轉(zhuǎn)錄,從而產(chǎn)生抗炎作用,保護腎臟功能。(2)膽堿能抗炎通路的活化。Dex 通過激活延髓中樞α2 腎上腺受體,抑制交感神經(jīng)活性,興奮副交感神經(jīng),刺激外周神經(jīng)末梢釋放乙酰膽堿。乙酰膽堿與免疫細胞上乙酰膽堿受體結(jié)合,從而達到強效抗炎的效果。
如前所述,Dex 通過抑制TLR4/NF-κB 和酪氨酸蛋白激酶(JAK)/信號傳導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子(STAT)通路來阻斷NF-κB 轉(zhuǎn)錄。阻斷NF-κB 可以減少NO 的釋放、防止氧化應(yīng)激、減少線粒體損傷。Dex 還通過促進核因子E2 相關(guān)因子2(Nrf2)/ 抗氧化反應(yīng)元件(ARE)途徑降低氧化應(yīng)激。
最近幾年 Dex 的研究不斷深入,研究者們發(fā)現(xiàn) Dex 也有抑制細胞凋亡的功能。Dex 的抗凋亡作用主要是通過活化PI3K/Akt 信號通路、凋亡蛋白Bax/Cyt-c/Caspase 通路和細胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(ERK)1/2 信號通路,以及阻斷Notch 基因/NF-κB 信號通路和激活線粒體ATP 敏感鉀通道(mitoKATP)。Dex 還具有抑制ROS/JNK 信號信號途徑抗凋亡的作用,從而減少了線粒體依賴性通路中Bax、細胞色素C、裂解caspase-9 和caspase-3 蛋白的表達。
由于缺血-再灌注引起的全身及局部的交感神經(jīng)活性增強,腎血管產(chǎn)生劇烈的收縮,從而引起腎功能障礙。Dex 能改善腎缺血的損害,其主要原因是Dex 通過擴張局部腎血管改善腎灌注,增加腎小球濾過率,抑制抗利尿激素作用,抑制水通道蛋白的表達以及鈉離子和水的輸送,促進排尿,從而改善腎缺血損傷。同時,Dex 還能減少腎小球充血、腎小管上皮細胞腫脹和管腔狹窄。此外,Dex 在圍術(shù)期具有許多功能,除了鎮(zhèn)痛外,它還減少其他鎮(zhèn)痛藥和非甾體抗炎藥的用量,因此可降低由藥物引起的腎臟損害。
當發(fā)生缺血再灌注損傷時,各種炎癥細胞因子會刺激血管內(nèi)皮細胞釋放炎癥介質(zhì)和促凝物質(zhì)。這會激活血液凝固系統(tǒng),造成高凝狀態(tài)。彌漫的微血栓形成,造成腎臟周圍的血液淤積,腎小球的濾過率降低,炎癥反應(yīng)與凝血功能異常的交互作用,使毒性代謝產(chǎn)物累積,進一步惡化腎功能,最后引起急性、慢性腎病。Dex 的抗交感作用減輕了應(yīng)激反應(yīng),從而緩解了高凝狀態(tài)。另外,Dex 還能促進血管的擴張、加快血液循環(huán)、降低紅細胞的凝聚、逆轉(zhuǎn)血栓、降低因血液凝固而造成的腎損傷。
根據(jù)目前的研究結(jié)果,Dex 對于腎臟具有保護作用,但是迄今為止,Dex 對腎的保護機制仍不明確;而且Dex 的研究大多建立在動物和細胞的基礎(chǔ)實驗上,在今后的研究中,仍需大量的臨床隨機對照試驗來進一步證實Dex 的腎臟保護作用,并探討其可能的機制。另外,目前缺乏關(guān)于Dex 在臨床腎臟保護中的合理用藥指導(dǎo),尚需進一步的研究。