章乐-细胞保护

细胞保护第一节细胞保护的概念第二节细胞保护的观察指标第三节细胞保护的机制第一节细胞保护的概念概念提出的背景：18世纪法国自然哲学家Reaumur提出胃液能消化肉后，人们发现将胃液注入其他体腔如胸腔、腹腔、关节腔都可以引起炎症和坏死。人们开始疑问胃液为什么不能消化自身。19世纪法国实验生理学家ClaudeBernard也提出“胃是如此耐腐蚀，好象是瓷做的”。1975年细胞保护一词最初由Robert提出。细胞保护

cytoprotection20世纪70年代AndreRobert最初---消化生理，目前扩展到心血管、呼吸、神经元、休克等系统以及器官、组织、细胞或病理综合征中细胞保护剂:也由前列腺素扩展到各种调节肽、微量元素等多种物质细胞保护---临床与病理生理研究的重要课题。无水酒精、强酸、强碱、25%高渗盐水

灌胃禁食24小时急性胃粘膜损伤口服或注射PG减轻损伤与坏死细胞保护的概念概念:

主要是指某些物质(如前列腺素)有保护或减轻细胞免受一些有害刺激所致损伤的作用。凡是有防止或明显减轻有害物质对机体细胞损伤和致坏死作用的物质，称为细胞保护因子或细胞保护剂。目前细胞保护剂已不仅防止组织细胞的坏死性形态学损伤，还包括某些保护剂能减轻细胞在缺血、缺氧或受其他有害因子作用下所产生的功能、代谢或超微结构的损伤。

细胞保护概念一经提出，引起国际生物医学界的很大反响。对胃肠道来说，其意义是显然的。在解剖学上，胃肠道的两端向外开口，被看作是食物和水分通向机体的走廊。人们摄入的食物，种类繁多，性状不一，且不时伴有各种香料、酒精，药物等刺激性物质，温度和酸碱度的变化也很大。即使在饥饿状态下，胃内也常含有酸性液体和胃蛋白酶，而且还经常有损伤胃粘膜的胆汁倒流入胃。十二指肠是食物和消化液必经之地，是四种性质不同的消化液(胃液、胰液、胆汁、十二指肠液)汇流之处，经常遭受机械性和化学性(特别是强烈的酸性和碱性)冲击，胆汁反流入胰腺或胰液反流入胆囊，可引起这两种器官的损伤。酒精或毒性物质的吸收入门脉血，首先通过肝脏，可引起肝中毒症状。凡此种种都说明，消化系统胃肠道的细胞保护，就显得格外重要了。细胞保护的分类一、直接细胞保护（directcytoprotection)

主要是指各种外源性物质(前列腺素、调节肽）等对所作用细胞的直接保护作用。二、适应性细胞保护(adaptivecytoprotection)

主要是指在给强刺激造成细胞损伤前先用弱刺激作用，则可阻止或减轻以后给予的强刺激所致的细胞坏死。适应性细胞保护机制：由于弱刺激内源性前列腺素的合成。所谓适应是指弱刺激可促使胃改变其局部环境，从而使这一器官对随后给予的致坏死物质的强烈作用具有更强的抵抗力。三、根据弱刺激的来源分类：①同源细胞保护(homocytoprotection)

弱刺激与强刺激为同一物质，20％酒精对无水酒精引起的损伤有保护作用；②交叉细胞保护(crosscytoprotection)一种弱刺激常具备2种保护作用，但其交叉保护的范围有一定局限性。酸化胆盐对盐酸引起的胃黏膜损伤有一定保护作用。四、根据刺激作用的部位，分类：①局部细胞保护(localcytoprotection)

——刺激对与其直接接触的细胞（胃黏膜）有保护作用。②牵涉细胞保护(refered

cytoprotection)——刺激与其接触的邻近部位有保护作用，此种保护主要取决于弱刺激的强度而与其性质无关

目前适应性细胞保护对胃内的研究得最多，有人认为这是一种生理现象，许多有保护作用的弱刺激，有的就是日常食物成分，如酒精、醋酸等，有的则是胃内正常生理因素，如胆酸和胃蛋白酶等，适应性细胞保护可能是胃粘膜的一种内在的或自然防御机制，各种弱刺激不断作用于胃粘膜，通过某种途径增强胃粘膜抵抗力，从而维持胃粘膜的完整性。第二节细胞保护的观察指标一、细胞形态的观察指标二、细胞膜功能变化时的观察指标(一)在细胞膜离子泵功能障碍时观察指标(二)自由基对膜造成的损伤引起细胞膜的脂质过氧化作用增强时观察指标三、细胞器障碍时的观察指标

细胞是生命有机体的基本结构和功能单位

OrganismOrganCell机体--器官--细胞研究内容：

细胞形态---整体结构、亚细胞结构、超微结构甚至分子结构细胞成分---细胞内各个部分的化学组成细胞功能---新陈代谢、信号传递等生命活动并力图阐明它们之间的关系和相互作用细胞研究研究目的：发现生物有机体的生长、分化、遗传、变异等基本生命活动的规律。进一步研究影响它的因素和机制，为认识疾病提供新思路。细胞研究常用技术多细胞单细胞流式细胞术膜片钳显微成像光镜荧光电镜印迹技术电泳技术（一）

形态结构观察及研究

1、普通光学显微镜

2、相差显微镜

3、暗视野显微镜

4、荧光显微镜电子显微镜X射线衍射技术扫描隧道显微镜显微结构亚显微结构普通光镜的观察中包括：

H．E常规染色的观察，各种特殊的细胞化学染色和免疫细胞化学（荧光法、ABC法等）染色后对细胞的形态观察或对某些化学成分、蛋白质（酶）的定位分析。显微结构microscopicstructrue:

光学显微镜细胞结构亚微结构submicroscopicstructrue：

电子显微镜细胞内小于0.2m的一些微细结构

超微结构ultromicroscopic

structrue

：

X射线衍射分子水平研究的细胞结构光镜结构

电镜结构亚细胞结构分子结构分辨力能够区分相近两点的最小距离。光镜的分辨力：0.2m普通光学显微镜：经过染色

线粒体中心核仁高尔基复合体染色体

相差显微镜：不经染色活细胞的微细结构和变化暗视野显微镜：活细胞内某些细胞器细胞核液体中的细菌真菌荧光显微镜：荧光化学

目前技术的局限性细胞样品前处理时间长操作过程繁琐所需细胞数量大（流式）难以实现活细胞监测（显微成像）一种用积分方法半定量判断细胞损伤程度和经预防或治疗后确定细胞保护效果的方法，可根据不同细胞和不同实验要求加以设计应用。①黏膜损伤(水肿、上皮脱落、出血)0—3分；②黏膜下损伤(出血、水肿)0—3分；③黏膜下固有肌层损伤(出血、水肿、核边界不清)0—3分Oldham和Topsome判断小肠黏膜损伤的积分方法及标准二、细胞膜功能变化时的观察指标

(一)在细胞膜离子泵功能障碍时观察指标(二)自由基对膜造成的损伤引起细胞膜的脂质过氧化作用增强时观察指标方法：

1.ATP酶使ATP分解为ADP和磷酸，通过反应终了时产生磷酸的多少来反映Na+，K+—ATP酶和Ca2+—Mg2+—ATP酶的活性，

2.测定细胞内外Na+、K+、Ca+的变化。意义：细胞膜有功能障碍时酶的活性↓；Ci:Na+、Ca2+、Mg2+浓度↑，Co:K+浓度↑。近年来，还可用膜片钳的方法测定细胞膜上的离子通道。在细胞膜离子泵功能障碍时观察指标自由基引起细胞膜脂质过氧化损伤时:各种活性氧如O2、OH·及自由基清除剂，如超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)等增加细胞膜不饱和脂肪酸分子受自由基作用引发脂质过氧化(1ipidperoxidation)。细胞膜上含双键的脂肪酸，它过氧化后可生成丙二醛(MDA)，测定丙二醛含量可代表细胞膜脂质过氧化物的浓度，间接反映膜损伤的程度。自由基对膜造成的损伤引起细胞膜的脂质过氧化作用增强时观察指标(一)线粒体障碍时的观察指标(二)溶酶体障碍时的观察指标(三)内质网障碍时的观察指标

三、细胞器障碍时的观察指标线粒体功能的指标：

主要有：组织腺苷酸含量和细胞损伤恢复后线粒体合成ATP的能力，常用能荷（energycharge）和呼吸调节比率（respiratorycontrolration,RCR）来表示。能荷(energycharge，或称能量储备)是腺苷酸总池中(ATP、ADP、AMP)ATP的占有量：能荷=

正常值为0.85~0.9所有的腺苷酸为ATP,能荷=1；所有的腺苷酸为AMP，能荷=0。能荷值反应细胞能量形成和利用之间的平衡。

呼吸态[O2]ADP

底物呼吸率限制因素1

有

低

低

慢ADP2

有

高

无

慢

底物3

有

高

高

快

呼吸率4

有

低

高

慢ADP5

无

高

高

无

氧呼吸调节比率是指有足够的ADP存在时，呼吸态3的呼吸速率与无ADP时呼吸态4的呼吸速率之比

LC，即RCR：state3／state4溶酶体障碍时的观察指标

酸性磷酸酶、组织蛋白酶(cathepsinB，C，D)和—葡萄糖醛酸酶(—glucuronidase)通常作为溶酶体的标志酶。内质网障碍时的观察指标细胞损伤时常有内质网(SR)功能障碍，此时Ca2+—ATP酶活性降低，影响胞质中游离Ca2+的摄取即释放。细胞内Ca2+测定。

释Ca2+

：IP3/RyanodineR

摄Ca2+

：Ca2+—ATP第三节细胞保护机制心脏介入手术经皮冠状动脉腔内成形术（PTCA）放置支架PTCA结合支架治疗冠心病患者，成功率较高，长期生存率较高

断肢再植冠脉支架置入前后1967年，Bulkley

和Hutchins发现冠脉血管再通后的病人发生心肌细胞反常性坏死。

1234h损伤程度加重单纯缺血缺血再灌实验与临床资料证明冠脉重新恢复血流后，有可能造成更严重的心肌损伤其它器官IRI

1972年Flore研究肾缺血-再灌注损伤表现为线粒体的损伤，导致急性肾小管坏死1978年Modry报道了肺再灌注综合征肺气肿、肺水肿骨骼肌缺血-再灌注损伤：肌肉微血管和细胞损伤肝缺血-再灌注损伤：肝细胞坏死、线粒体肿胀缺血-再灌注损伤概念缺血-再灌注损伤（ischemia-reperfusioninjury,IRI）：组织缺血一段时间，当血流重新恢复后，组织的损伤程度较缺血时进一步加重，器官功能进一步恶化的综合症。钙反常（calciumparadox）：以无钙溶液灌流离体大鼠心脏2分钟后再以含钙溶液灌注时，心肌电信号异常、心脏功能、代谢及形态结构发生异常变化，这种现象称为钙反常。氧反常（oxygenparadox）：预先用低氧溶液灌注组织器官或在缺氧条件下培养细胞一定时间后，再恢复正常氧供应，组织及细胞的损伤不仅未能恢复，反而更趋严重，称为氧反常。pH反常（pHparadox）：再灌注时迅速纠正缺血组织的酸中毒，反而加重细胞损伤，称为pH反常。心肌细胞的保护一、概述：（一）实验研究：

1986年11月，Murry等报告：短暂反复结扎犬的冠状动脉左旋支后，发现心肌梗死范围比一次结扎该动脉左旋支40min减少了75%。于是认为多次短暂的缺血发作可以使心肌在随后的持续性缺血再灌注中产生很强的抵抗力和保护作用，这种现象被称为缺血预处理（ischemicpreconditioning，IP）。1993年Yellon等首次将IP用于体外循环下冠状旁路移植术（CAGB）中，发现IP能明显减轻心肌ATP含量的下降，加速心脏功能的恢复，从而第一次证明了IP对人类缺血心脏具有保护作用。1996年Kaeffer等用透射电镜观察大鼠冠脉内皮细胞（endothelialcell，EC）的结构变化，发现IP不仅能保护EC，而且能全面保护血管内皮细胞。Gho等于1996年发现将小肠或者肾脏缺血15min，对阻闭冠脉60min的心肌也有保护作用，显著缩小心肌梗死面积。自1986年Murry等首先提出心肌缺血预适应(ischemic

preconditioning，IPC)的概念IPC具有的作用限制心肌梗死面积减少再灌注心律失常发生改善心室收缩功能减轻内皮细胞的损伤减轻心肌细胞的坏死和细胞凋亡

（1）是多器官共有现象

（2）多层次标本上都可诱导

（3）在多种动物中都可以产生

（4）对正常或异常心脏都起作用IPC的另一特点是“记忆性”。细胞能“记住”曾经受到过的某些刺激,当随后经历更大刺激时,能产生更强的耐受性。特点：（二）引起预适应的刺激因素：1、冠状动脉血流的显著下降2、其它细胞刺激因素：如热休克、内毒素、活性氧3、肝、肾脏、骨骼肌等心外组织和器官也普遍存在预适应机制。

刺激因素与心肌细胞保护的关系1、心肌缺血预适应的保护作用是时间依赖性的，并非所有的缺血和再灌注时间均能诱发缺血预适应且产生心肌保护作用。2、缺血预适应可能具有全或无的效应。3、除了缺血刺激的长短和次数以外，间断再灌注时间的长短也对预适应的效果有一定影响。心肌缺血预处理与血流量的调节无关，是直接增强细胞对内环境紊乱的耐受力的适应性保护反应。主要表现在缩小心肌梗死范围、减轻心律失常和改善收缩功能。通常有2个时相，其机制有所不同。（三）心肌缺血预适应时程（1）早期预适应或经典预适应(earlyorclassicpreconditioning)，在IPC后迅速出现,持续1～3h,是心肌应对急性缺血的一种保护性反应；（2）延迟预适应

(delayedorlatepreconditioning)或第二保护窗(secondwindowofprotection)，IPC处理24h后再度出现,持续72h甚至更长时间,但其保护程度较快速相减弱。

是心脏的亚急性适应反应，除了具有缩小心梗面积的作用，还可以显著降低心肌顿抑的严重程度。

介于两者之间的心脏处于一个相对不受保护的时间窗。

过去曾经认为IP的保护作用为心肌固有侧支循环的开放以及一些有保护心肌作用物质的释放。随着研究的不断深入，发现IP可能是通过缺血刺激神经内分泌和旁分泌，产生大量的细胞外信使物质，作用于心肌细胞表面的特异性受体，激活细胞内的信号传导系统和调节细胞核内的基因表达，从而产生心肌保护效应。心肌预适应的机制

缺血刺激→诱发心脏合成并释放大量的内源性心肌保护物质→作用于心肌细胞表面的特异性受体，激活细胞内信号转导通路→从而发挥内源性心肌保护作用。研究焦点主要集中在缺血预适应发生时心肌细胞内涉及的触发因子、中介因子和效应子三个环节上。

（一）经典预适应的信号转导通路

触发因子与其相应的G蛋白偶联受体结合→激活细胞膜上的磷脂酶C→水解磷脂酰肌醇二磷酸(PIP2)并释放三磷酸肌醇(IP3)和二酯酰甘油(DAG)→升高的Ca2+和DAG随后→促进下游的蛋白激酶C(PKC)磷酸化。活化后的PKC自细胞浆转移至→线粒体膜上，开放另一重要中介因子ATP敏感性钾通道(KATP通道)→诱发预适应保护机制.PKC亦可作为其下游的蛋白酪氨酸激酶(PTK)的诱导因子直接发挥作用或继续激活下游的丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路，通过一系列级联反应实现心肌内源性保护作用。1、触发因子

缺血刺激可诱导机体生成大量的代谢产物，如：腺苷、缓激肽、阿片肽、前列腺素、自由基等(1)腺苷(adenosine)产生

5´-NTATP降解AMPadenosine

P腺苷是最早被证实的触发因子之一。心肌出现低灌注时→心肌细胞内ATP消耗↑，心肌间质内的腺苷水平随即↑→随后大量的腺苷被释放到血液。

腺苷受体学说:

腺苷是一种心肌内源性保护物质，其生成及释放与活跃的能量代谢紧密相连，在心肌生成最多。腺苷主要通过效应器细胞上的特殊受体（腺苷A1、A2A、A2B、A3受体）相结合来完成它的生理功能。A1、A3腺苷受体被认为是触发因子，发挥保护效应，是心肌可以耐受长时间缺血的主要原因。实验：

McCully

等报道仅阻断家兔A1和A3受体就几乎完全抑制了缺血预适应的作用。有学者使用腺苷激动剂刺激A1受体可以增加心肌对缺血再灌注损伤的耐受性。使用腺苷在许多动物模型上已模拟出了IPC效应。腺苷预适应的作用强度和持续时间不及IPC

这些研究强有力的表明腺苷A1和A3受体直接参与了缺血预适应的触发阶段。机制1减轻再灌注心肌钙超载;2抑制去甲、内皮素释放;3阻断血小板积聚和PMN激活，预防微血管阻塞;4扩张冠脉血管、保护内皮细胞，降低心肌耗氧;5减少脂肪分解和PMN激活，OFR减少;6激活KATP开放（2）缓激肽实验：在家兔心肌血管内灌注缓激肽β2受体阻滞剂可阻断缺血预适应的保护作用，灌注缓激肽则可以模拟预适应效应，明显缩小心梗面积。实验研究表明，当缺血时间较短或仅给予单次缺血刺激时缓激肽是必需的预适应触发因子，而在较长的或反复多次的缺血刺激下，腺苷则在预适应中发挥更为重要的作用。

心脏有独立的激肽系统，在缺血期间释放缓激肽，具有保护心肌的作用。缩小心肌梗死面积。研究表明，现也有报道说缓激肽的转导途径可能是通过NO通路介导心肌保护。这两种机制都可能同时存在，但通过PKC的途径可能性要大一些。（3）阿片肽

阿片类物质参与预适应的机制是通过δ受体与G蛋白偶联、继而发生连续的级联反应实现的。至于κ受体是否参与了预适应至今仍然没有定论。

Romano等研究发现目前临床芬太尼(阿片肽受体激动剂）的标准治疗剂量并不能起到保护心肌的作用，而混合κ受体激动剂却能有效地保护心肌。

Wang和Zhang等发现应用最新芬太尼类药物—雷米芬太尼（remifentanil）预处理后能产生心肌保护作用，是作用于δ、κ受体而起作用的。（4）其它内源性激素

前列腺素、去甲肾上腺素、血管紧张素、内皮素等在预适应中的作用亦有研究，但尚未形成一致的观点。可能是因为实验动物种类和模型的差异形成的。另外，外源性钙离子也可诱导PKC介导的心肌预处理，但具体机制也未达成共识。（5）Ca2+

缺血再灌注发生时→各种刺激因素均可与细胞表面受体结合→共同促进胞内细胞器释放Ca2+并作为第二信使直接激活→PKC参与预适应。实验：

在缺血前使用外源性的Ca2+亦可以安全有效地诱导PKC介导的心肌预适应，并提示其在今后临床心脏择期手术前应用具有可行性。由于细胞内Ca2+浓度的上下波动将直接影响预适应效应的发挥，所以适当调节Ca2+浓度可以放大预适应作用。2、中介因子

（1）蛋白激酶C(PKC)

PKC催化ATPγ位的磷酸转移到多种蛋白的丝／苏氨酸残基，通过调节蛋白质的磷酸化参与细胞生长、分化和功能的调控。PKC家族有12个成员，可分为3个亚家族：①经典PKC，包括PKCα、β1、β2和γ，需要Ca2+、磷脂、二脂酰甘油(DAG)或佛波酯激活；②新PKC，包括PKCδ、ε、η、θ和μ，需磷脂激活但不依赖Ca2+

；③非经典PKC，包括PKC(ξ、τ和λ，需磷脂激活，但不依赖Ca2+

、DAG或佛波酯。蛋白激酶C(PKC)1.PKC活化机制:外界信号刺激磷脂酶活化DGPKC移位到细胞膜而激活参与PKC活化的磷脂酶（1）磷脂酶C（phospholipaseC,PLC)

分解PIP2；使DG暂时（2）磷脂酶D（phospholipaseD,PLD)

分解PC；使DG持续（3）磷脂酶A2（phospholipaseA2,PLA2)

分解PC；增强DG对PKC激活作用2.IP时PKC的变化PKC从胞浆向细胞膜的移位是保护机制的关键;缺血阶段PKC的活化是保护作用的重要机制。3.PKC参与IP作用的机制（1）促进腺苷合成

（2）激活KATP

（3）维持细胞内钙稳态

（4）促进应激蛋白产生

“PKC介导的蛋白磷酸化增强是缺血预处置细胞保护的共同环节”。

PKC活化磷酸化Raf-1磷酸化IF-BMEK-MAPK解除抑制---NF-B转位激活基因转录c-myc,c-fos,c-junHSP实验Przyklenk等尽管使用了PKC抑制剂，仍然观察到缺血再灌注后犬心肌梗死面积显著减少，可能是由于未能完全阻断PKC通路的原因。另外，心肌内可表达多种PKC异构体，但有学者分别应用各种抑制剂阻断家兔心肌内PKC异构体与相应受体的结合，结果发现只有PKCε参与介导了预适应的保护机制。(2)ATP敏感性钾(KATP)通道

（ATP-sensitivepotassiumchannel，KATP

ATP敏感的钾通道在细胞保护中发挥重要作用。ATP敏感的钾通道在细胞保护作用中的开发机制被认为可能是热休克导致短暂细胞钙离子增加，这可能是信号转导级联放大导致PKC激活的扳机点，PKC激活后直接使ATP敏感的钾通道磷酸化或通过其未知的效应蛋白使通道开放。1983Noma：豚鼠心肌细胞存在一种可被细胞内ATP和其他腺嘌呤核苷酸抑制的K+选择性通道性质:1.对K+高度选择,无Na+选择2.无时间\电压依赖3.开放/关闭受细胞内ATP控制4.特异阻断剂:优降糖磺酰脲特异开放剂:diazoxide

micorandil二氮嗪

长期以来线粒体KATP通道一直被认为是缺血预适应的终末效应子，但是不断有证据挑战这一观点，更倾向于认为线粒体KATP通道是预适应的中介因子。目前，关于缺血预适应的效应子仍然没有确定。

Pain等认为KATP通道开放可能促进自由基生成，继而进一步触发组织达到预适应状态。ATP敏感的钾通道开放的机制①

缺血时心肌细胞内ATP在“隔室化”的某个池中选择性地减少而对ATP敏感的钾通道产生影响;②缺血时受某些因素的影响,缺血产生的ADP、H+、Gi蛋白活化或腺苷释放可能改变ATP敏感性,ADP不仅通过抑制ATP与ATP敏感的钾通道相结合而促进通道的活化,还可结合二磷酸核苷酸的位点而促进通道活化。

作用机制细胞内ATP/ADP激活KATP

心肌细胞复极2期K+外流,缩短动作电位,减慢Ca2内流,抑制+心肌收缩,保存能量和ATP水平

实验：缺血发生时，KATP通道随着细胞内ATP浓度的下降而开放。心肌内存在两种不同的KATP通道，分别定位于心肌细胞膜和线粒体内膜上。选择性KATP通道开放剂——二氮嗪，其开放线粒体KATP通道的效能是细胞膜KATP通道的1000倍。Garlid等发现离体大鼠心肌施用二氮嗪后可以延迟心肌挛缩发生，改善缺血后功能恢复；给予线粒体KATP通道阻断剂5-HD(5-羟基葵酸盐)则可以取消以上作用。预处理内源性保护介质增加及相关受体激活GicAMPCa2+通道关闭减少钙内流GqPLC-β活性PKC活性KATP通道开放启动核反应HSPs细胞保护

经典IP的效应子目前尚未明确。IP后心脏中乳酸盐的沉积减少，代谢降低，糖原储存耗竭，降低缺血期细胞内酸化，钠离子交换，细胞骨架的改变及坏死因子（TNFα）的下调，都可能是其最终效应子。3、效应子

(二)延迟保护时相

延迟保护时相(delayedphaseprotection)，

又称第二窗口保护作用(secondwindowprotection)1．延迟保护作用的启动剂和信号转导

延迟预处理机制与经典相相似，延迟相细胞信号传导也同样包含三个环节。触发因子较经典相更广泛

药物源性因子：如活性氧、一氧化氮、内毒素、腺苷受体激动剂、阿片受体激动剂等。非药源性的有缺血、热应激等。中介因子：延迟相翻译合成的各种保护蛋白一氧化氮诱导合成酶、热休克蛋白、环氧化酶-2和锰-超氧化物歧化酶等效应子：晚期IP是一种复杂的多基因现象，它通过一系列细胞内信号和基因通过合成蛋白和KATP通道起作用。(1)启动剂

腺苷A激动剂缩小24h后家兔心肌梗死的面积，阻断腺苷受体则消除了预处理的延迟保护作用，而猪的延迟保护作用的启动剂可能是自由基。(2)信号转导

应用PKC抑制剂能够消除家兔预处理24h后的心肌保护作用，这说明PKC激活亦是延迟保护时信号转导的中心环节。2．延迟保护作用的效应蛋白(1)

一氧化氮诱导合成酶（iNOS）和环氧化酶-2（COX-2）（2）热休克蛋白(heatshockprotein，HSP)(3)锰—超氧化物酶歧化酶(Mn-SOD)一氧化氮诱导合成酶（iNOS）和环氧化酶-2（COX-2）

一氧化氮诱导合成酶介导的IP已达成共识。有些研究显示，COX-2在IP中主要通过核因子KB（NF-KB）等调节转录，与iNOS相互作用产生保护效应。热休克蛋白HSP大量研究证明，热休克蛋白参与了IP的延迟相，而对经典相没有作用。但也有不少学者认为HSP表达的增加可能仅仅是心肌对抗应激反应的一种标记物。热休克蛋白(heat-shockprotein,HSP)1.概念：

细胞在应激原，特别是环境高温诱导下重新生成或生成增加的一组蛋白质。2.特点：（1）诱导的非特异性（2）存在的广泛性（3）进化保守性3.HSP的种类诱导性HSP70：受损蛋白质结构性HSP70：新生蛋白质4.HSP的基本功能作为分子伴娘（molecularchaperone）维持细胞蛋白自稳。

作用近年研究表明，HSP家族是IP的主要参与者。（1）提高细胞的耐热能力（2）提高细胞对缺血、缺氧的耐受性（3）HSP是一类具有稳定细胞膜，助蛋白折叠，使细胞维持正常生理功能的蛋白。心肌缺血预适应的临床应用

1.前驱心绞痛(prodromalorantecedentangina)

前驱心绞痛是一种常见的临床状态，是指发生急性心肌梗死的患者如果在心梗前24小时以内有过心绞痛病史，则其出现的心梗面积将显著低于无前驱心绞痛患者。有证据表明，发生前驱心绞痛的急性心梗患者血清肌酸肌酶浓度、心律失常、心肌顿抑发生频率以及住院死亡率均明显低于对照组，且预后通常良好。

Matsuo等报道对42名前驱心绞痛患者进行观察，未发现心脏侧支血流明显增加，Ottani等亦观察到类似结果。故目前一般认为缺血预适应是前驱心绞痛保护作用的原因。2.心脏手术

接受冠状动脉旁路移植术或瓣膜置换术的患者术中通常无法回避缺血-再灌注影响，而常规心脏停搏液灌注往往不能提供理想的保护作用，此时恰当的应用缺血预适应将在其中发挥重要作用，极大限制组织损伤的发生。Yellon等最早在冠脉搭桥术体外循环前采用短暂夹闭主动脉两次的方式预处理心肌组织，结果观察到ATP损耗较对照组明显下降。Lu等在二尖瓣置换术中采取缺血3分钟再灌注2分钟，连续两次的方式处理心脏，结果心电图提示抬高的ST段显著下降，肌酸肌酶释放减少，心肌收缩功能有所改善。3.热身现象(warmupphenomenon)

指心绞痛患者第一次负荷运动后，能显著提高第二次负荷运动时的心肌缺血阈值。Okazaki等对13名稳定性心绞痛患者进行连续两次运动训练均至心绞痛出现，中间休息15分钟，实验终点时发现第二次运动训练出现心绞痛的时间比第一次显著延迟，心电图ST段压低减少，局部心肌氧耗改善，腺苷释放明显增多，而全身血流动力学指标未见差异。故认为这种内源性心肌适应现象的发生可能与腺苷A1受体激活相关。4.IPC的药物模拟腺苷预适应

Gi蛋白预适应

PKC预适应钾通道开放剂预适应其他药物预适应如乙酰胆碱预适应、血管紧张素预适应、拟肾上腺素类药物预适应、降钙素基因相关肽预适应、前列腺素预适应等

临床外科应用现今，IP在经皮穿刺腔内冠状动脉成形术PTCA、冠脉搭桥术、心脏的保存、心脏移植以及冠心病防治方面都有重要临床意义。但对于外科整形、血管重塑、移植等应用都还十分缺乏，还需要大量的减少发病率和死亡率的证据，来证明临床上实行IP的可行性。另外，对于糖尿病病人和老年病人，是否能实施IP还尚待研究。心肌细胞保护

所谓心肌细胞保护，是指通过一些方法提高心肌细胞的耐受性。主要包括：①提高膜、膜脂质、膜蛋白的稳定性；②改变能量代谢途径：其本质是改变心肌细胞对氧的依赖方式，例如将心肌细胞的有氧依赖方式改变为无氧酵解方式；③保护亚细胞器（内质网、线粒体、溶酶体等）。探寻内源性心肌细胞保护物质

①从古老基因表达产物中寻求内源性保护物质，如应激蛋白；②蛋白质组技术和反向生物学研究策略有助于寻找新的内源性细胞保护剂；③以损伤因子为靶点的拮抗治疗已取得临床认可（如β受体阻滞剂、钙通道阻断剂、醛固酮受体阻断剂等）；④以保护因子为靶点的补充治疗，在临床上并未获满意疗效（如维生素Ｅ、极化液、ＡＴＰ等）。体外循环中的内皮细胞保护一、概述

1、内皮的主要生理功能包括：（1）抑制血栓形成，维持血管内表面的光滑，保持血流通畅；（2）是血-组织屏障的组成部分，对物质选择性通透；（3）调节血管紧张度，即通过释放一氧化氮、前列腺环素等舒张血管，释放内皮素-1收缩血管；（4）释放多种细胞因子发挥多种生理功能；（5）调节血液免疫功能。2、损伤因素：

在心血管外科体外循环期间，激活的白细胞、活性氧、蛋白水解酶、细胞炎性因子。缺氧、外科操作中的各种物理损伤或血液动力学方面的剪切力等都能损伤内皮细胞。3、损伤表现：血栓形成，血管通透性增高和张力失调，白细胞粘附，平滑肌细胞的增生加重或促发微循环障碍4、牛磺酸对血管内皮的保护作用（1）抗氧化作用：牛黄酸是体内生理性的自由基清除剂，也是病理情况下抗自由基、抗脂质过氧化的重要物质。（2）调节钙稳态：减轻或防止细胞内钙超载以减轻或防止细胞损伤和坏死。（3）稳膜作用：具有抑制脂质过氧化，抑制细胞内过氧化反应，降低膜的通透性。胃粘膜的细胞保护

一、概述：（一）概念：胃粘膜的细胞保护——指粘膜能耐受经常接触的各种损伤因子包括大幅度pH、渗透压和温度变化，具有去垢作用的物质或能引起全身或局部炎性反应的细菌代谢产物及抗原等，而结构与功能不受明显伤害的现象。动脉和静脉粘膜下层肌层浆膜纵肌层环肌层粘膜下层腺体开口上皮层淋巴管粘膜肌层粘膜固有层表面积近800cm2厚度0.3～1.5mm正常胃粘膜结构保护因素粘膜屏障粘液HCO3－

屏障前列腺素细胞更新粘膜血流表皮生长因子损害因素胃酸-胃蛋白酶Hp感染药物烟酒胆盐胰酶病因和发病机制：Causeandmechanism胃肠黏膜的细胞保护(一)前列腺素对胃肠黏膜的保护(二)胃黏液分泌(三)肽类激素和生长因子对胃肠黏膜的保护(四)胃黏膜保护剂（一）前列腺素对胃肠黏膜的保护

1.前列腺素（PG）是胃肠道黏膜适应性保护的基本介质人体胃肠道黏膜细胞含有丰富的前列腺素，包括PGE、PGF和PGI2等，其中以PGE的含量最高。

已有大量实验发现前列腺素含量与胃肠道黏膜的损伤有关：胃和十二指肠溃疡患者其局部前列腺素含量明显低于健康人；外源性前列腺素可以减轻有害刺激对胃肠道黏膜的损伤；

给予动物弱酸、弱减、低浓度酒精等弱刺激后，可见胃黏膜局部PGE、PGF和PGI2合成增加。

给予外源性前列腺素，在不抑制胃酸分泌的剂量下,可以防止有害刺激对胃黏膜的损伤,并恢复被消炎痛(抑制前列腺素合成的药物)阻断的细胞保护作用。

PG保护胃肠道黏膜细胞的机制

(1)增加黏膜血流量PGE,PGI2(2)调节离子转运

Na+，K+-ATP酶的转运能力

Cl-通道开放，Cl-外流

(3)稳定微管结构弱刺激PG膜受体G蛋白PLCCa2+外流维持细胞钙稳态PIP2DAGPKC稳定微管（二）胃黏液分泌

胃黏液是由黏膜上皮细胞和黏液细胞分泌的，其主要成分黏蛋白是一种凝胶状糖蛋白。黏液覆盖在胃黏膜表面，黏液层下的上皮细胞不断分泌HCO3-，中和弥散入黏液层的H+，使胃蛋白酶在胃黏膜表面缺乏适宜的PH环境。由于凝胶状黏液层的存在，保护胃黏膜免受食物的机械性损伤和胃酸的消化作用。

有学者认为含巯基（-SH）化合物可能参与对胃黏液分泌的刺激。含巯基化合物具有促进黏蛋白分泌和清除自由基的作用，可增强胃黏膜的屏障防御功能。

适应性细胞保护是胃肠黏膜的生理性防御功能，在病理情况下细胞这种自我保护能力以及其功能会发生改变：在胃黏膜细胞受到弱刺激后，胃黏液分泌增加的反应也明显减弱，胃黏膜细胞对各种损伤刺激的敏感性增加，而其适应性细胞保护的能力则受到明显损害。

1．生长抑素(somatostatin)

抑制胃酸、直接保护、提高GSH-PX活性

2．表皮生长因子(epidermalgrowthfactor，ECF)早期保护作用与促进局部前列腺素合成、增加胃黏液分泌及刺激胃肠上皮细胞移行有关；延迟保护作用则可能与促进DNA合成、刺激细胞生长的作用有关。(三)肽类激素和生长因子对胃肠黏膜的保护①增加碳酸氢盐的分泌；②减少H+的逆向弥散：③增加黏液分泌；④改进黏膜局部血流；⑤促进表面上皮细胞的迅速更新而体现这种细胞保护作用。（四）胃粘膜保护剂各种黏膜保护剂的特点

保护剂

作用机制、特点

不良反应misprostil

促进胃黏液及HCO3-分泌腹泻、子宫出血、流产倾向enprostil

加强黏膜屏障功能orbaprostil

抑制胃酸和胃蛋白酶分泌硫糖铝与损伤的黏膜接触后便分解成硫酸蔗糖和氢氧化铝，前者抑制胃蛋白酶活性，后者中和胃酸起缓冲剂的保护作用，有利黏膜修复生胃酮促进胃黏液分泌，防止H+逆向扩散水钠储留、高血压、低血钾等类似醛固酮的作用三钾二橼络合铋在酸性环境下产生氧化铋与胃黏膜分泌的蛋黑舌及大便黑色白结合形成一层覆盖在黏膜表面的保护膜sulglycotide

抑制胃蛋白酶的活性，促使溃疡愈合FPL55712

特异性抑制白三烯受体，促进前列腺素合成肝细胞保护

(一)前列腺素

①外源性PGE2能明显减少四氯化碳引起的大鼠谷丙转氨酶释放；②PGI2能明显减轻缺氧对猫肝脏的损伤并促进肝巨噬细胞吞噬功能的恢复；③在肝缺血-再灌注前使用PGE的类似物米索前列醇可以明显缩小肝细胞坏死的范围；④前列腺素还能延长正常肝细胞在体外保存的时间.

机制：1．稳膜作用2．改善线粒体功能3．调节钙稳态促进Ca2+的跨膜转运，增加Ca2+外流，(二)肝刺激因子(hepaticstimulatorsubstance，HSS)HSS来源：初断乳大鼠肝或部分肝切除后再生肝组织提取出的相对分子质量12000～18000的多肽。HSS功能：能刺激肝细胞合成DNA和促进肝细胞有丝分裂，其作用具有器官特异性而无动物种属特异性。HSS作用机制：1．保护细胞膜2．保护线粒体功能

3．刺激DNA合成保护线粒体功能

保护细胞膜

刺激DNA合成

防止肝细胞还原型谷胱甘肽减低，减少脂质过氧化，丙二醛生成，维持细胞膜与细胞器膜的流动性，明显减轻CCL4引起的琥珀酸脱氢酶活性抑制，刺激损伤肝细胞原癌基因c-fos、c-jun的表达，促进肝细胞再生。HSS

(三)黄酮类化合物黄酮类化合物(fiavonoids)是广泛存在于植物中的酚化合物，其产物包括catethin、qu