[23] O sakiM ,Kase S,Adachi K,et al .I nhibiti on of the P I 3K/Akt sig 2naling pathway enhances the sensitivity of Fas -mediated apop t o 2sis in human gastric carcinoma cell line,MK N -45[J ].J Cancer Res Clin Oncol,2004,130(1):8-14.[24] Shinom iya N ,Gao CF,Xie Q,et al .RNA interference reveals thatligand -independent met activity is required for tumor cell signa 2ling and survival[J ].Cancer Res,2004,64(21):7962-7970.[25] Ya mamot o S,Tom ita Y,Hoshida Y,et al .Pr ognostic significanceof activated Akt exp ressi on in pancreatic ductal adenocarcinoma [J ].Clin Cancer Res,2004,10(8):2846-2850.[26] Schlie man MG,Fahy BN,Ra m sa mooj R,et al .I ncidence,mecha 2nis m and p r ognostic value of activated AKT in pancreas cancer [J ].B r J Cancer,2003,89(11):2110-2115.[27] A sano T,Yao Y,Zhu J,et al .The P I 3-kinase /Akt signalingpathway is activated due t o aberrant PTEN exp ressi on and targets transcri p ti on fact ors NF -kappa B and c -Myc in pancreatic cancer cells[J ].Oncogene,2004,23(53):8571-8580.[28] Stephan S,Datta K,W ang E,et al .Effect of rapa mycin al one andin combinati on with antiangi ogenesis therapy in an orthot op ic mod 2el of human pancreatic cancer [J ].Clin Cancer Res,2004,10(20):6993-7000.[29] Khaleghpour K,L i Y,Banville D,et al .I nvolve ment of the P I 3-kinase signaling pathway in p r ogressi on of col on adenocarcinoma [J ].Carcinogenesis,2004,25(2):241-248.[30] Sa muels Y,W ang Z,Bardelli A,et al .H igh frequency of mutati onsof the P I K3CA gene in human cancers [J ].Science,2004,304(5670):554.(编校:任永斌)肝脏缺血再灌注损伤的发生机制研究进展千年松,帝振宇,陶开山【指示性摘要】缺血再灌注造成的器官损伤与多种临床及环境因素有关。
临床中的许多状况均可引起缺血再灌注损伤,如器官移植、心脏冠状搭桥以及心肌梗死、中风等。
缺血再灌注损伤主要来源于再灌注时产生的急性活性氧。
它们会导致直接的组织损伤,并且启动一连串的导致炎症、细胞死亡甚至器官衰竭的有害的细胞反映。
肝缺血再灌注损伤(Ische m ia /reperfusi on,I/R )是肝脏外科疾病中常见的病理过程,如处理严重的肝外伤。
施行广泛的肝切除术、肝脏移植等,导致肝缺血再灌注损伤的原因很多。
确切的发病机制仍不十分清楚。
目前,对肝脏缺血再灌注损伤发生机制的研究已成为关注的热点。
【关键词】肝脏;缺血再灌注;发生机制;急性活性氧【中图分类号】R730.3 【文献标识码】A 【文章编号】1672-4992-(2009)08-1589-04 缺血再灌注损伤是影响肝移植和肝脏叶段切除术后肝功能的一个多因素的过程。
复氧过程中活性氧的产生,Kupffer 细胞、淋巴细胞和中性粒细胞的活化引起一系列损害性的细胞反应,继而导致炎症、细胞死亡。
同时由于肝窦内皮细胞的损害而导致的微循环障碍,进一步加重肝脏局部缺血。
在细胞应激过程中血红素氧化酶系统发挥了细胞保护、抗氧化、抗炎症、维持微循环的作用。
还有一些重要保护物质越来越受到大家的重视,包括热休克蛋白[1]、一氧化氮(NO )[2]。
1 肝脏缺血再灌注损伤的发生机制研究1.1 钙超载和肝脏缺血再灌注损伤细胞内自由钙浓度在调节许多细胞机能和激素的活性方面有重要作用。
正常生理条件下,肝细胞维持胞内外钙的【收稿日期】 2008-08-29【修回日期】 2008-12-13【作者单位】 第四军医大学西京医院肝胆胰脾外科,陕西 西安 710032【作者简介】 千年松(1982-),男,吉林吉林人,博士,主要从事器官移植和肝脏肿瘤等方面的基础与临床工作。
【通讯作者】 陶开山(1964-),男,安徽人,主任医师,副教授,主要从事肝癌干细胞及肝移植的基础和临床研究。
动态平衡,主要依靠Na +/Ca 2+交换系统、H +/Ca 2+交换系统、膜对Ca 2+的低通透性和膜钙泵的主动转运。
当细胞内钙超载时可引起磷脂酶的激活,膜磷脂分解,破坏细胞和线粒体膜。
最终导致细胞死亡[3]。
钙超载可激活巨噬细胞,在肝脏即Kupffer 细胞,从而释放很多毒性产物,如水解酶和细胞因子。
钙超载可使黄嘌呤脱氢酶转化为黄嘌呤氧化酶,从而导致自由基生成增多。
目前认为,细胞内钙超载引起肝细胞损伤的机理:①激活Ca 2+依赖磷脂酶c 和磷脂酶A2,使其双分子层结构紊乱,导致膜性结构的破坏[4];②激活Ca 2+依赖蛋白酶,破坏细胞骨架与胞膜联接的完整性而导致细胞损伤[5];③线粒体钙超载使其膜电势丧失,氧化磷酸化脱偶联,引起严重能量代谢障碍,并促进了氧自由基的产生,对细胞产生不可逆的损伤。
1.2 中性粒细胞和肝脏缺血再灌注损伤 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。
中性粒细胞的聚集外侵需要肝窦内皮细胞和中性粒细胞之间的相互作用,通过中性粒细胞和内皮细胞表面黏附分子的上调使得两者的结合更加紧密,从而使中性粒细胞进一步越过内皮细胞,转入肝脏实质,产生炎症反应。
有研究认为,肝窦是中性粒细胞外侵的主要地方,一旦外侵入肝实质,中性粒细胞通过淋巴细胞相关抗原与肝细胞上的细胞间黏附分子结合发生作用。
引起长时间的蛋白酶的释放和氧化应激,造成肝脏的损伤[6]。
再灌注时,渗出到组织中的中性粒细胞在NADPH氧化酶作用下产生大量氧自由基,释放多种蛋白水解酶,损伤肝细胞及细胞外基质。
Kupffer细胞的钙超载是其被激活的根本原因,激活的Kupffer细胞可通过释放大量毒性介质而参与或介导肝脏损伤。
此外内皮细胞的钙超载可导致肝内微循环阻抗增大,使再灌注微循环血液流量降低[7-8]。
1.3 氧自由基和肝脏缺血再灌注损伤在生理情况下,身体内不断产生氧自由基,而又不断将其清除以维持在一个动态平衡状态。
肝缺血再灌注过程中,由于肝细胞缺血缺氧,ATP分解代谢增加。
其分解产物次黄嘌呤在缺血组织内大量堆积,同时缺氧也使内源性抗氧化剂如超氧化物歧化酶(S OD)失活或耗尽,而缺血的刺激激活Ca2+依赖蛋白酶促进胞内无害的黄嘌呤脱氢酶(XDH)向有害的黄嘌呤氧化酶(XOD)转化[9]。
后者利用胞内分子氧产生大量的氧自由基。
此外激活的Kupffer细胞、中性粒细胞、吞噬细胞和单核细胞受到缺氧刺激后通过细胞膜上NADPH 氧化酶作用,也释放大量氧自由基[10]。
线粒体也是氧自由基的重要来源。
细胞的缺血、缺氧可使细胞色素氧化酶功能失调。
使细胞内线粒体膜电势丧失。
呼吸链功能障碍电子传递链电子漏率增加,从而促进氧自由基的产生[11]。
氧自由基对肝细胞损伤机制主要有:①氧自由基为细胞的杀手。
它可协助巨噬细胞杀伤入侵体内的微生物。
但同时对蛋白质、核酸、骨胶原和多糖等生物物质均有毒性;②氧自由基对细胞双层磷脂结构中的重要脂类进行氧化作用。
生成多种脂质过氧化物,从而直接损伤细胞;③氧自由基能损伤细胞器的膜,进而引起溶酶体,微粒体及线粒体破裂。
④氧自由基能引起血小板、粒细胞的微血管中粘附、聚集,造成微循环障碍。
1.4 库普弗细胞激活及中性粒细胞的聚集和肝脏缺血再灌注损伤库普弗细胞(Kupffer cell)是位于肝血窦内的巨噬细胞,肝脏缺血再灌注后Kupffer细胞可被激活,该细胞被激活后产生大量炎症介质。
如细胞因子、氧自由基、蛋白酶、血小板活化因子、血栓素等,这些介质在介导肝脏再灌注损伤中起重要作用[12]。
Kupffer细胞激活后释放的氧自由基和细胞因子增强肝窦内皮细胞黏附分子的表达,它们可促进白细胞、血小板与肝窦内皮细胞的黏附,从而加重内皮细胞的损伤与肝微循环紊乱。
此外,激活的Kupffer细胞伪足极化,向肝窦腔内凸出,与肝窦内皮细胞密切接触并阻碍激活的中性粒细胞的流动。
Kupffer细胞还能释放蛋白酶破坏D isse间隙内托附肝窦内皮细胞的糖蛋白,使肝窦内皮细胞失去托附而流入肝窦内。
这些进一步加重了微循环障碍。
有研究表明应用Kupffer细胞活化抑制剂可明显减轻肝缺血再灌注损伤[13]。
中性白细胞始终参与肝脏I R损伤过程。
中性白细胞聚集是一个多步骤的过程,包括与内皮细胞的接触和粘附、经内皮细胞迁移和随后与实质细胞接触和损害。
I R后,中性白细胞和SEC表面的CAM(cellular adhesi on molecules, CAM)激活和/或上调。
这种激活和/或上调可被多种炎性分子诱导,包括导致粘附级联反应发展的脂介质、细胞因子、化学介质、肽类趋化因子和核转录因子[14]。
细胞粘附分子是参与细胞-细胞间和细胞-基质间相互作用的细胞表面糖蛋白。
分为选择素、整合素和免疫球蛋白超家族[15]。