Ca2通路对肝移植缺血再灌注损伤的影响马俊

Ca2+通路对肝移植缺血再灌注损伤的影响马俊，李立（昆明医科大学附属甘美医院，云南昆明650100）［关键词］肝移植；缺血再灌注损伤；Ca2+通路；细胞凋亡；机制

肝脏缺血－再灌注损伤是困扰肝脏外科的一大难点，也是影响肝移植受者术后转归的重要因素。细胞凋亡是肝移植缺血－再灌注损伤的重要机制之一。Ca2+是最先被发现的在缺血－再灌注损伤过程中起作用的因子之一，Ca2+通道通过调节细胞内Ca2+浓度从而影响缺血再灌注损伤的严重性；通过对Ca2+通道的调节，进而对肝移植缺血－再灌注损伤进行调控，以减少肝移植缺血－再灌注对肝脏造成的损伤。缺血再灌注损伤是指缺血的组织器官重新获得血液供应后，并没有使组织、器官功能得到尽快恢复，反而加重其功能代谢障碍及组织结构破坏的现象。

1肝脏缺血再灌注损伤的机制

肝脏缺血再灌注损伤过程按时间可分为缺血期和再灌注期。

1．1缺血期：①线粒体损伤：线粒体是氧化磷酸化反应的主要部位，缺血缺氧首先引起线粒体的损伤，使其功能受损，细胞色素酶系统功能失调，进而形态发生改变，出现线粒体通透性改变，使线粒体内Ca2+聚集，最后导致细胞程序性死亡或坏死［1］。②无氧代谢与代谢性酸中毒：发生缺血、缺氧时，由于线粒体损伤，氧化磷酸化受到抑制，使得ATP有大幅度地减少，依赖于ATP的各种细胞活动受到影响，而因肝脏内的ATP 迅速耗尽和无氧酵解的发生，可导致乳酸、酮体等的堆积，从而引发代谢性酸中毒，pH值明显降低［2］。③Ca2+超载：生理情况下，细胞内和细胞外Ca2+浓度有明显差异，维持细胞正常生理功能的前提是细胞内保证处于Ca2+浓度的状态。缺血缺氧使ATP含量有大幅度地下降，会使细胞内外Ca2+浓度发生明显变化进行重新分布，使得Ca2+大量内流，最终造成细胞内Ca2+浓度异常增多，此种现象称为Ca2+超载。

1．2再灌注期：①氧自由基的损伤：氧自由基具有高度不稳定性的特点，生理情况下，身体内氧自由基的产生和清除相对动态平衡，肝缺血再灌注造成细胞内Ca2+超载，激活Ca2+依赖蛋白酶促进胞内黄嘌呤脱氢酶（XDH）向黄嘌呤氧化酶（XOD）转化，而黄嘌呤氧化酶利用胞内分子氧产生大量的氧自由基。氧自由基对肝细胞膜重大直接损伤，细胞遭受到严重破坏后产生出大量细胞内容物，进一步加重炎性反应过程中氧自由基的产生，氧自由基又进一步损伤到内皮细胞，最终造成丧失微循环完整性，血流也有急剧减少。②细胞因子：肿瘤坏死因子α（TNF－α），白细胞介素－1和6（interleukin1 and6，IL－1and IL－6），前列腺素（prostaglanddins，PG）等细胞因子参与了肝脏缺血再灌注损伤的病理生理过程。这些细胞因子既可通过单个形式也可通过彼此间协同作用引起肝细胞损伤［3］；激活中性粒细胞释放氧自由基；刺激单核巨噬细胞和其他细胞分泌IL－1，IL－6等炎性因子给予相关抗体能减轻肝脏炎性反应和损伤［4］。③中性粒细胞和Kupffer细胞活化：中性粒细胞在肝脏缺血再灌注损伤的早期聚集到肝脏微循环系统中被活化，加重再灌注损伤，最终会加重内皮细胞的损伤，进一步作用使得肝内微循环发生严重紊乱，造成肝脏持续性的缺血，会严重损伤到肝细胞［5］。④一氧化氮（NO）和内皮素（ET）：NO是由一氧化氮合成酶通过L－精氨酸加工而来，他在免疫调节、神经递质传递、血小板聚集等生理过程中都有重要作用［6］。NO能够激活cGMP降低血管张力，从而发挥其血管舒张因子的作用［7］，另外，NO还可以通过调节中性粒细胞粘附、血小板聚集、星状细胞的舒张等达到影响缺血再灌注损伤严重程度的作用［8］。ET浓度增高将导致微血管收缩，肝血流减少而引起肝脏微循环功能障碍，继而导致肝细胞的损伤。

2Ca2+在缺血再灌注损伤及细胞凋亡中的作用

Ca2+是最先被发现的在缺血－再灌注损伤过程中起作用的因子之一，Ca2+通道通过调节细胞内Ca2+浓度从而影响缺血再灌注损伤的严重性。在此过程中，Ca2+是某些磷脂酶、核酶、蛋白酶的激活所必须的离子，另外，在缺血再灌注损伤相关的氧化磷酸化紊乱过程中，Ca2+通过减少ATP的合成，发挥了重要的作用［9］。线粒体内钙离子的浓度变化也与肝脏热缺血－再灌注损伤的严重程度有密切关系［9］。

Ca2+是广泛存在于各种细胞内的信号分子，他不仅可以从多个方面调节细胞正常生理功能，同时也是细胞凋亡信号途径中的重要成分［10］。一些药物或化学物质，如糖皮质激素、内质网Ca2+－ATP酶抑制剂毒胡萝卜内酯（thapsigarin）以及一些肿瘤化疗药物，都是通过凋亡起始阶段暂时提高细胞内游离的Ca2+浓度、并激活细胞内Ca2+储藏细胞器释放Ca2+，从而诱发细胞凋亡［10］。此外，在处于细胞凋亡效应阶段晚期的细胞内，也可观察到游离Ca2+浓度的升高［10］。目前已经发现了一系列的Ca2+介导的细胞凋亡信号途径。

线粒体在细胞内位于接近内质网Ca2+通道附近的微小区域，当这些通道开放时，胞质内Ca2+有可能升高［11］。线粒体内Ca2+浓度上调有可能导致线粒体渗透性移位（mitochondrial permeability transition），从而进一步诱发线粒体肿胀和凋亡。例如卡配因（Calpain），他是一种依赖Ca2+存在而激活的半胱氨酸蛋白酶，已经被证实在某些刺激的作用下能够诱发细胞凋亡［12］，在此过程中，一些重要的细胞成分也参与到其中，如caspase－12［13］，Bax［14］，Bid［15］。

3钙离子拮抗剂对肝缺血再灌注损伤的作用和研究进展国内外鲜有应用钙离子通道阻断剂降低肝缺血再灌注损伤的相关研究及报道，多为理论研究，临床研究少见。

4小结

缺血再灌注损伤的机制研究较深入，如何有效减少缺血再灌注损伤是目前国内外外科学研究的重点和难点，笔者从Ca2+通道对于缺血再灌注损伤的影响方向入手，以求找到一种有效的方法，最大限度地发挥钙离子通道拮抗剂在缺血再灌注损伤病理生理过程中的保护作用。

5参考文献

［1］Kim J，Qian T，Lemasters JJ．Mitochondrial permeability transit ion in the sw itch from necrot ic to apoptotic cell death in is-chemic rat hepatocytes［J］．Gast roentero logy，2003，124（2）：494．［2］Lemasters JJ，Thurman RG．The many facets of reperfusion injury［J］．Gast roerlogy，1995，108（4）：1317．