钙超载与心肌缺血再灌注损伤
作者：徐新春 王文健
单位：徐新春(上海市徐汇区中心医院， 上海 200031)；王文健(上海医科大学附属华山医院中西医结合研究所， 上海 200040)
关键词：
心血管病学进展000411中图分类号：R541.4 文献标识码：A
文章编号：1004-3934(2000)04-0227-04
Calcium Overload and Ischemic-Reperfusion Injury in Myocardium
Xu Xin-chun
(The Shanghai Xuhui District Central Hospital, Shanghai 200031)
, 百拇医药
WANG Wen-jian
(Combination of Chinese Traditional and Western medicine Institute,Huashan Hospital of Shanghai Medical Universtity, Shanghai 200040)
Abstract: The myocardial ischemia occurs when the blood supply of coronary artery cannot meet the energy needs of myocardium.Certain time and certain extent ischmia can give rise to cell injury.Reperfusion is the essential measure to prevent the injury,but it was found recently that reperfusion could aggravate the injury.The pathogeny mechanism of ischemia-reperfusion(I-RI) injury remains incompletely elucidated.The thesis summarize the mechanism of I-RI only from calcium overload.
, 百拇医药
Key word: calcium overload;ischemia-reperfusion injury;myocardium
冠脉供血量不能满足心肌对能量的需要时即发生心肌缺血，缺血一定时间一定程度，会引起组织细胞的损伤，这是众所周知的。血液的重新灌注是防止损伤，使组织细胞存活下来的必要措施。但近年来人们开始意识到，再灌注不一定使缺血损伤的组织细胞得到恢复，在一定条件下反而加重了损伤，由此逐渐形成了缺血-再灌注损伤概念(ischemia-reperfusion injury,I-RI)。1977年Hearse首次提出再灌注损伤概念以来，有关这方面的报道很多，但关于I-RI的发病机制目前仍未彻底阐明，本文仅从钙超载方面对I-RI的发生机制及防治作一综述。
1 研究现状
1.1 1972年Shen和Jennings[1]发现犬心脏冠状动脉短暂闭塞后复灌可加速细胞内Ca2+的积聚，并首次提出钙超载之说，从而，Ca2+在再灌注损伤中的作用-直成为人们研究的重点。正常心肌细胞中，细胞外Ca2+浓度比细胞内高出4 000倍以上。在静息时心肌细胞内Ca2+是通过以下3个不同的机制来维持这种浓度差的：(1)限制Ca2+渗入；(2)将细胞内Ca2+分隔；(3)逆浓度差将Ca2+排出细胞。Ca2+作为细胞内第二信使，其主要作用是调节大量的细胞内活动以维持细胞正常的功能。细胞内Ca2+平衡状态紊乱后引起的Ca2+内流和Ca2+分隔机制的失调导致缺血再灌注心肌细胞内Ca2+超载。有研究表明再灌注时细胞内Ca2+超载是通过Na+/Ca2+交换或Ca2+调蛋白激酶依赖的途径实现的。
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以往关于Ca2+超载的文献主要是从电镜和微量灰化法中得出的形态学资料。大多内流的Ca2+都局限于线粒体基质内的致密体内，这些致密体是细胞Ca2+超载的显示器，因为它们与线粒体保持形态学的一致性。这些观察不久就被许多研究人员所支持[2]。现已知道线粒体内Ca2+的大量内流是再灌注收缩早期的特征现象。当心肌细胞缺血40分钟时，发生了一些形态学变化，包括肌纤维水肿、线粒体肿胀和I型带心肌纤维松弛。这时并没有Ca2+流入线粒体的迹象。然而当再灌注发生时，心肌细胞超微结构的损伤会突然发生，包括收缩带的发展、心肌纤维的断裂和肌纤维膜的破坏，细胞急剧肿胀，并出现线粒体内致密体，后者是细胞内Ca2+超载的信号。
放射性Ca2+的研究也支持形态学资料。缺血60分钟45Ca2+明显吸收，而缺血40分钟加10分钟再灌注后发现45Ca2+的吸收增加18倍[3]。用47Ca2+测量Ca2+的吸收也证明了再灌注心肌内有大量Ca2+的获得[4]。同位素Ca2+资料表明，大量Ca2+超载是由于Ca2+内流增加而不是流出减少。运用现代高科技已经知道，Ca2+超载在心肌细胞发生致命损伤前也能发生。例如用Ca2+荧光探针表明，早在心肌缺血90秒时就已发生细胞内Ca2+增加[5]。短暂缺血后再灌注早期，可见细胞内Ca2+暂时升高，而缺血30分钟后复灌则表现为渐进的稳定的Ca2+增加[6]。
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1.2 应注意的是，细胞内Ca2+检测与形态学研究结构有矛盾之处，后者在缺血早期并无[Ca2+]i升高的证据，提示缺血期与再灌注期Ca2+超载的机制有所不同。目前关于Ca2+超载的机制主要有以下几点：
1.2.1 电压依赖性Ca2+通道：缺血时，在特殊中枢递质(如去甲肾上腺素)或特殊细胞表面受体作用下Ca2+通过电压敏感性(慢)通道进入细胞内[7]，这些慢钙通道在心肌兴奋收缩耦联中起着重要作用。在动作电位的高相早期，Ca2+进入慢通道，触发Ca2+从肌浆网释放，这就是众所周知的Ca2+诱导的Ca2+释放。Ca2+通道阻滞剂可降低心肌缺血再灌注损伤的证据支持Ca2+通道在再灌注损伤中的作用[8]。但有研究表明，Ca2+拮抗剂不能阻止再灌注期Ca2+超载[9]。大多用Ca2+拮抗剂的研究表明，在缺血前给药才有效，发生缺血损伤后给药未发现有阻止Ca2+超载的作用。很明显，Ca2+拮抗剂的心肌保护作用主要是由于在缺血时快速中止电活动和收缩活动，为缺血后细胞的修复过程保存能量。
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1.2.2 Na+/Ca2+交换：大量的资料支持Na+/Ca2+交换在再灌注期间起重要作用[10～12]。25年前，Glitsch等[13]就承认Na+/Ca2+交换是Ca2+进入细胞的一个重要途径。研究表明，在这种交换系统中每3个Na+与1个Ca2+交换。心肌缺血和再灌注可以导致细胞内Na+浓度的增加[14]，与缺血再灌注有关的室性心动过速和室颤可以导致Na+积聚，能量消耗引起的钠、钾三磷酸腺苷酶(Na+-K+-ATPase)活性抑制也会引起Na+内流积聚。
Na+渗入的另一个也许更重要的途径是Na+与H+交换。缺血时糖元的生成和三磷酸腺苷(ATP)的分解导致乳酸积聚，均可引起细胞内酸中毒。再灌注一开始，当适当的冠脉流量建成后，细胞外pH值变为正常，引起一个跨膜pH梯度，因而为Na+通过Na+/H+交换而内流提供了一个最佳环境。
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不少研究已着手通过抑制Na+/Ca2+交换来达到降低心肌缺血再灌注损伤的目的。最有效的药物是阿米洛利，一种抑制钙内流的保钾利尿剂。阿米洛利可以同时提高低氧复氧鼠心脏的收缩和舒张功能，降低Ca2+内流超载，抑制激酶释放和促进心肌肌节收缩[15，16]。最近的研究显示，对心肌缺血再灌注损伤起作用的是对Na+/H+交换的抑制。有人推测，将生理性pH转变为再灌注时的pH时，可以刺激Na+/Ca2+交换引起Ca2+积聚[17]。用Na+/H+交换抑制剂再灌注心肌，能抑制细胞外液pH的升高，同时减轻再灌注损伤的现象支持了上述假设。与此相比，Na+/Ca2+交换抑制剂虽可降低再灌注时Ca2+浓度，但不能防止再灌注损伤。也许在再灌注损伤中，pH值较之Ca2+起着重要的作用。
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1.2.3 钙调蛋白：线粒体中产生的ATP有助于再灌注时细胞内Ca2+积聚。推测，某种蛋白激酶在需能阶段引起的Ca2+内流中起作用。缺血期间，蛋白激酶C从细胞内移到细胞膜上，当形成磷脂-甘油-钙的复合物时蛋白激酶C被活化[18]。活化的蛋白激酶C可以通过刺激Na+/H+交换机制而引起Ca2+流入细胞内[19]。蛋白激酶C也可通过Ca2+通道途径改变Ca2+内流。现已知有两种不同的蛋白激酶依赖Ca2+而存在：蛋白激酶C和Ca2+调节依赖性蛋白激酶(钙调蛋白)。钙调蛋白在心脏中很丰富。因此人们普遍认为许多细胞内钙活性是由这种钙受体蛋白调节的，这种假设被拮钙调蛋白有利于心肌保护的事实所支持。例如在离体猪心中，用一种高度特异的钙调蛋白阻止剂CGS9343B，可以加强缺血后心肌的恢复，提高局部和整体心肌功能，保存高能磷酸化合物，降低激酶的释放[20]。
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1.2.4 NO与Ca2+：一氧化氮(NO)是近年来引起人们注意的无机气体自由基具有独特的理化性质和生物学活性，几乎对全身各系统都有影响。因其含有1个不配对电子，故属自由基。NO脂溶性极强，易扩散到邻近组织细胞中与靶物质反应，产生一系列生物学效应。最近有报道推测，NO在心肌收缩性蛋白调节中可能起重要作用，如NO可以降低离体心肌的收缩力[21]。在钙调蛋白参与下，细胞内Ca2+增加对内皮细胞内NO合成酶的激活起重要作用[22]，在这种环境下，内皮细胞中Ca2+的增加可能诱导自L-精氨酸至NO的产生并导致冠状动脉的松弛[通过环磷酸腺苷(cAMP)水平的增加]。最近有人推测NO和环磷酸鸟苷(cGMP)在Ca2+内流中可能起关键的调节作用[23]。利用NOS(NO合成酶)和鸟甘酸环化酶的(GC)抑制剂，有人证实细胞内贮存的Ca2+在NOS产生NO的过程中有显著的调节作用，NO激活GC形成cGMP。而当cGMP被NOS/GC抑制剂阻断后，则表现出恢复Ca2+内流的能力。另外，NO可以不依赖cGMP机制降低细胞内Ca2+，从而对细胞有保护作用[24]。
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一般认为，NOS可以通过黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)或黄素核苷酸(FMN)，在Ca2+参与下将还原型辅酶Ⅱ(NADPH)的电子转移到分子氧上，形成超氧离子或H2O2[25]。各种钙调蛋白拮抗剂或钙调蛋白约束蛋白可以抑制NOS的催化活性[26]。最近研究发现，Ca2+可以在mRNA水平上调节NO的产生。另一研究显示，在水溶液中能产生NO的NO供体化合物能抑制肌浆网中Ca2+的释放[27]。在骨骼肌中，当培养基中加入L-精氨酸时，Ca2+释放降低。这种效果可以被L-NAME——一种NOS抑制剂中止。这些结果进一步表明，NO直接影响肌浆网Ca2+的释放机制，因为外源性cGMP不能阻止Ca2+的释放。
最近几年的研究表明，NO是由内皮细胞合成的，是一种“内源行硝基类血管扩张剂”，具有重要的生理及病理生理意义。大量的实验证明内皮细胞衍生的舒张因子(EDRF)就是NO或亚硝基复合物(R-O-NO)[28，29]。
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以上可知，细胞内Ca2+超载在心肌缺血再灌注损伤发病机理中起中心作用。缺血期由于缺血细胞膜去极化以及电压敏感性和配位体把守的慢钙通道的开放，一部分Ca2+会进入细胞内。这些内流的Ca2+能否增加细胞内Ca2+水平，在很大程度上依赖于内流的Ca2+量与细胞内隔离室分隔Ca2+和将Ca2+排出细胞外能力的平衡。然而，即使是少量的Ca2+也可作为一种信号激发一些代谢活动，并能影响再灌注损伤的最终严重程度。
2 问题与展望
缺血再灌注期，Ca2+确切的细胞内机制至今仍未完全明了。高水平的细胞内Ca2+很容易激活一些细胞内酶，包括钙敏感性蛋白酶和磷脂酶。磷脂酶A2和蛋白激酶C的活化可致脂肪酸(重要的花生四烯酸)的形成。花生四烯酸不仅通过其清洁剂样性能干扰细胞膜，而且作为一种电离剂吸引更多的Ca2+。另外，花生四烯酸还是环氧化酶的重要底物。花生四烯酸的活化可导致前列腺素和血栓素的形成，前者是氧自由基产生的底物。另一方面，磷脂酶C催化的磷酸肌醇的水解能产生1，4，5-三磷酸肌醇(IP3)和二酰基甘油(DAG)，前者可动员细胞内Ca2+，后者能激活蛋白激酶C，间接地通过Ca2+通道和Na+/H+交换加剧Ca2+超载。有假说认为，这种蛋白酶可导致黄嘌呤脱氢酶转化为黄嘌呤氧化酶，然后催化形成次黄嘌呤和黄嘌呤。这两种嘌呤都是心肌缺血再灌注期氧自由基形成的必需底物。因此，Ca2+可能有助于氧自由基的形成导致再灌注损伤。通过对钙超载和氧自由基作用-缺血再灌注损伤两大发病机制的深入研究，人们已发现两者之间可能存在密切联系。Ca2+超载可能首先发生，然后导致自由基产生；也有人认为，氧自由基的产生可早于Ca2+超载并为细胞内Ca2+内流做准备。例如氧自由基可能通过改变细胞膜的氧化还原状态而影响细胞内外钙离子的转运，从而导致细胞内钙离子超负荷[30]。另外，氧自由基可通过使收缩蛋白变性，降低其对钙的敏感性；Na+-K+-ATPase对自由基非常敏感，此酶失活可以成为Ca2+内侵的主要因素[31]。而心肌内过多的钙也可通过钙依赖性酶(如Na+-K+-ATPase)活性的改变，增加氧自由基的产生。随着对细胞内钙超负荷理论以及再灌注损伤另一可能机制——氧自由基理论的深入研究，氧自由基损伤理论与钙超负荷理论有可能最终有机地联系在一起。
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目前对缺血(缺氧)再灌注(再给氧)损伤的防治主要是针对上述发病机制从拮抗Ca2+、清除自由基、抗中性粒细胞以及稳定(保护)细胞膜等方面着手；中草药对I-RI或(A-RI)的保护作用也受到注意和重视，而且对其有效成分也进行研究。如红景天、丹参、黄芪、甘草、党参等对I-RI或A-RI均具有一定的保护作用。有资料表明黄芪有效成分清除超氧自由基的效能顺序依次为总黄酮、皂甙类化合物和多糖化合物，而红景天甙清除氧自由基的作用优于酮类[32]，且红景天甙具有较好的抑制Ca2+超载和抗氧自由基的作用。鉴于I-RI或A-RI的发生机制尚未完全弄清，因此对其防治措施仍在探索过程中，现在仍不能说已有了肯定的行之有效的防治措施。
[ 参 考 文 献 ]
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收稿日期：1999-04-22
修回日期：2000-02-23, 百拇医药
单位：徐新春(上海市徐汇区中心医院， 上海 200031)；王文健(上海医科大学附属华山医院中西医结合研究所， 上海 200040)
关键词：
心血管病学进展000411中图分类号：R541.4 文献标识码：A
文章编号：1004-3934(2000)04-0227-04
Calcium Overload and Ischemic-Reperfusion Injury in Myocardium
Xu Xin-chun
(The Shanghai Xuhui District Central Hospital, Shanghai 200031)
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WANG Wen-jian
(Combination of Chinese Traditional and Western medicine Institute,Huashan Hospital of Shanghai Medical Universtity, Shanghai 200040)
Abstract: The myocardial ischemia occurs when the blood supply of coronary artery cannot meet the energy needs of myocardium.Certain time and certain extent ischmia can give rise to cell injury.Reperfusion is the essential measure to prevent the injury,but it was found recently that reperfusion could aggravate the injury.The pathogeny mechanism of ischemia-reperfusion(I-RI) injury remains incompletely elucidated.The thesis summarize the mechanism of I-RI only from calcium overload.
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1 研究现状
1.1 1972年Shen和Jennings[1]发现犬心脏冠状动脉短暂闭塞后复灌可加速细胞内Ca2+的积聚，并首次提出钙超载之说，从而，Ca2+在再灌注损伤中的作用-直成为人们研究的重点。正常心肌细胞中，细胞外Ca2+浓度比细胞内高出4 000倍以上。在静息时心肌细胞内Ca2+是通过以下3个不同的机制来维持这种浓度差的：(1)限制Ca2+渗入；(2)将细胞内Ca2+分隔；(3)逆浓度差将Ca2+排出细胞。Ca2+作为细胞内第二信使，其主要作用是调节大量的细胞内活动以维持细胞正常的功能。细胞内Ca2+平衡状态紊乱后引起的Ca2+内流和Ca2+分隔机制的失调导致缺血再灌注心肌细胞内Ca2+超载。有研究表明再灌注时细胞内Ca2+超载是通过Na+/Ca2+交换或Ca2+调蛋白激酶依赖的途径实现的。
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以往关于Ca2+超载的文献主要是从电镜和微量灰化法中得出的形态学资料。大多内流的Ca2+都局限于线粒体基质内的致密体内，这些致密体是细胞Ca2+超载的显示器，因为它们与线粒体保持形态学的一致性。这些观察不久就被许多研究人员所支持[2]。现已知道线粒体内Ca2+的大量内流是再灌注收缩早期的特征现象。当心肌细胞缺血40分钟时，发生了一些形态学变化，包括肌纤维水肿、线粒体肿胀和I型带心肌纤维松弛。这时并没有Ca2+流入线粒体的迹象。然而当再灌注发生时，心肌细胞超微结构的损伤会突然发生，包括收缩带的发展、心肌纤维的断裂和肌纤维膜的破坏，细胞急剧肿胀，并出现线粒体内致密体，后者是细胞内Ca2+超载的信号。
放射性Ca2+的研究也支持形态学资料。缺血60分钟45Ca2+明显吸收，而缺血40分钟加10分钟再灌注后发现45Ca2+的吸收增加18倍[3]。用47Ca2+测量Ca2+的吸收也证明了再灌注心肌内有大量Ca2+的获得[4]。同位素Ca2+资料表明，大量Ca2+超载是由于Ca2+内流增加而不是流出减少。运用现代高科技已经知道，Ca2+超载在心肌细胞发生致命损伤前也能发生。例如用Ca2+荧光探针表明，早在心肌缺血90秒时就已发生细胞内Ca2+增加[5]。短暂缺血后再灌注早期，可见细胞内Ca2+暂时升高，而缺血30分钟后复灌则表现为渐进的稳定的Ca2+增加[6]。
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1.2 应注意的是，细胞内Ca2+检测与形态学研究结构有矛盾之处，后者在缺血早期并无[Ca2+]i升高的证据，提示缺血期与再灌注期Ca2+超载的机制有所不同。目前关于Ca2+超载的机制主要有以下几点：
1.2.1 电压依赖性Ca2+通道：缺血时，在特殊中枢递质(如去甲肾上腺素)或特殊细胞表面受体作用下Ca2+通过电压敏感性(慢)通道进入细胞内[7]，这些慢钙通道在心肌兴奋收缩耦联中起着重要作用。在动作电位的高相早期，Ca2+进入慢通道，触发Ca2+从肌浆网释放，这就是众所周知的Ca2+诱导的Ca2+释放。Ca2+通道阻滞剂可降低心肌缺血再灌注损伤的证据支持Ca2+通道在再灌注损伤中的作用[8]。但有研究表明，Ca2+拮抗剂不能阻止再灌注期Ca2+超载[9]。大多用Ca2+拮抗剂的研究表明，在缺血前给药才有效，发生缺血损伤后给药未发现有阻止Ca2+超载的作用。很明显，Ca2+拮抗剂的心肌保护作用主要是由于在缺血时快速中止电活动和收缩活动，为缺血后细胞的修复过程保存能量。
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1.2.2 Na+/Ca2+交换：大量的资料支持Na+/Ca2+交换在再灌注期间起重要作用[10～12]。25年前，Glitsch等[13]就承认Na+/Ca2+交换是Ca2+进入细胞的一个重要途径。研究表明，在这种交换系统中每3个Na+与1个Ca2+交换。心肌缺血和再灌注可以导致细胞内Na+浓度的增加[14]，与缺血再灌注有关的室性心动过速和室颤可以导致Na+积聚，能量消耗引起的钠、钾三磷酸腺苷酶(Na+-K+-ATPase)活性抑制也会引起Na+内流积聚。
Na+渗入的另一个也许更重要的途径是Na+与H+交换。缺血时糖元的生成和三磷酸腺苷(ATP)的分解导致乳酸积聚，均可引起细胞内酸中毒。再灌注一开始，当适当的冠脉流量建成后，细胞外pH值变为正常，引起一个跨膜pH梯度，因而为Na+通过Na+/H+交换而内流提供了一个最佳环境。
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不少研究已着手通过抑制Na+/Ca2+交换来达到降低心肌缺血再灌注损伤的目的。最有效的药物是阿米洛利，一种抑制钙内流的保钾利尿剂。阿米洛利可以同时提高低氧复氧鼠心脏的收缩和舒张功能，降低Ca2+内流超载，抑制激酶释放和促进心肌肌节收缩[15，16]。最近的研究显示，对心肌缺血再灌注损伤起作用的是对Na+/H+交换的抑制。有人推测，将生理性pH转变为再灌注时的pH时，可以刺激Na+/Ca2+交换引起Ca2+积聚[17]。用Na+/H+交换抑制剂再灌注心肌，能抑制细胞外液pH的升高，同时减轻再灌注损伤的现象支持了上述假设。与此相比，Na+/Ca2+交换抑制剂虽可降低再灌注时Ca2+浓度，但不能防止再灌注损伤。也许在再灌注损伤中，pH值较之Ca2+起着重要的作用。
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1.2.3 钙调蛋白：线粒体中产生的ATP有助于再灌注时细胞内Ca2+积聚。推测，某种蛋白激酶在需能阶段引起的Ca2+内流中起作用。缺血期间，蛋白激酶C从细胞内移到细胞膜上，当形成磷脂-甘油-钙的复合物时蛋白激酶C被活化[18]。活化的蛋白激酶C可以通过刺激Na+/H+交换机制而引起Ca2+流入细胞内[19]。蛋白激酶C也可通过Ca2+通道途径改变Ca2+内流。现已知有两种不同的蛋白激酶依赖Ca2+而存在：蛋白激酶C和Ca2+调节依赖性蛋白激酶(钙调蛋白)。钙调蛋白在心脏中很丰富。因此人们普遍认为许多细胞内钙活性是由这种钙受体蛋白调节的，这种假设被拮钙调蛋白有利于心肌保护的事实所支持。例如在离体猪心中，用一种高度特异的钙调蛋白阻止剂CGS9343B，可以加强缺血后心肌的恢复，提高局部和整体心肌功能，保存高能磷酸化合物，降低激酶的释放[20]。
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1.2.4 NO与Ca2+：一氧化氮(NO)是近年来引起人们注意的无机气体自由基具有独特的理化性质和生物学活性，几乎对全身各系统都有影响。因其含有1个不配对电子，故属自由基。NO脂溶性极强，易扩散到邻近组织细胞中与靶物质反应，产生一系列生物学效应。最近有报道推测，NO在心肌收缩性蛋白调节中可能起重要作用，如NO可以降低离体心肌的收缩力[21]。在钙调蛋白参与下，细胞内Ca2+增加对内皮细胞内NO合成酶的激活起重要作用[22]，在这种环境下，内皮细胞中Ca2+的增加可能诱导自L-精氨酸至NO的产生并导致冠状动脉的松弛[通过环磷酸腺苷(cAMP)水平的增加]。最近有人推测NO和环磷酸鸟苷(cGMP)在Ca2+内流中可能起关键的调节作用[23]。利用NOS(NO合成酶)和鸟甘酸环化酶的(GC)抑制剂，有人证实细胞内贮存的Ca2+在NOS产生NO的过程中有显著的调节作用，NO激活GC形成cGMP。而当cGMP被NOS/GC抑制剂阻断后，则表现出恢复Ca2+内流的能力。另外，NO可以不依赖cGMP机制降低细胞内Ca2+，从而对细胞有保护作用[24]。
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一般认为，NOS可以通过黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)或黄素核苷酸(FMN)，在Ca2+参与下将还原型辅酶Ⅱ(NADPH)的电子转移到分子氧上，形成超氧离子或H2O2[25]。各种钙调蛋白拮抗剂或钙调蛋白约束蛋白可以抑制NOS的催化活性[26]。最近研究发现，Ca2+可以在mRNA水平上调节NO的产生。另一研究显示，在水溶液中能产生NO的NO供体化合物能抑制肌浆网中Ca2+的释放[27]。在骨骼肌中，当培养基中加入L-精氨酸时，Ca2+释放降低。这种效果可以被L-NAME——一种NOS抑制剂中止。这些结果进一步表明，NO直接影响肌浆网Ca2+的释放机制，因为外源性cGMP不能阻止Ca2+的释放。
最近几年的研究表明，NO是由内皮细胞合成的，是一种“内源行硝基类血管扩张剂”，具有重要的生理及病理生理意义。大量的实验证明内皮细胞衍生的舒张因子(EDRF)就是NO或亚硝基复合物(R-O-NO)[28，29]。
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以上可知，细胞内Ca2+超载在心肌缺血再灌注损伤发病机理中起中心作用。缺血期由于缺血细胞膜去极化以及电压敏感性和配位体把守的慢钙通道的开放，一部分Ca2+会进入细胞内。这些内流的Ca2+能否增加细胞内Ca2+水平，在很大程度上依赖于内流的Ca2+量与细胞内隔离室分隔Ca2+和将Ca2+排出细胞外能力的平衡。然而，即使是少量的Ca2+也可作为一种信号激发一些代谢活动，并能影响再灌注损伤的最终严重程度。
2 问题与展望
缺血再灌注期，Ca2+确切的细胞内机制至今仍未完全明了。高水平的细胞内Ca2+很容易激活一些细胞内酶，包括钙敏感性蛋白酶和磷脂酶。磷脂酶A2和蛋白激酶C的活化可致脂肪酸(重要的花生四烯酸)的形成。花生四烯酸不仅通过其清洁剂样性能干扰细胞膜，而且作为一种电离剂吸引更多的Ca2+。另外，花生四烯酸还是环氧化酶的重要底物。花生四烯酸的活化可导致前列腺素和血栓素的形成，前者是氧自由基产生的底物。另一方面，磷脂酶C催化的磷酸肌醇的水解能产生1，4，5-三磷酸肌醇(IP3)和二酰基甘油(DAG)，前者可动员细胞内Ca2+，后者能激活蛋白激酶C，间接地通过Ca2+通道和Na+/H+交换加剧Ca2+超载。有假说认为，这种蛋白酶可导致黄嘌呤脱氢酶转化为黄嘌呤氧化酶，然后催化形成次黄嘌呤和黄嘌呤。这两种嘌呤都是心肌缺血再灌注期氧自由基形成的必需底物。因此，Ca2+可能有助于氧自由基的形成导致再灌注损伤。通过对钙超载和氧自由基作用-缺血再灌注损伤两大发病机制的深入研究，人们已发现两者之间可能存在密切联系。Ca2+超载可能首先发生，然后导致自由基产生；也有人认为，氧自由基的产生可早于Ca2+超载并为细胞内Ca2+内流做准备。例如氧自由基可能通过改变细胞膜的氧化还原状态而影响细胞内外钙离子的转运，从而导致细胞内钙离子超负荷[30]。另外，氧自由基可通过使收缩蛋白变性，降低其对钙的敏感性；Na+-K+-ATPase对自由基非常敏感，此酶失活可以成为Ca2+内侵的主要因素[31]。而心肌内过多的钙也可通过钙依赖性酶(如Na+-K+-ATPase)活性的改变，增加氧自由基的产生。随着对细胞内钙超负荷理论以及再灌注损伤另一可能机制——氧自由基理论的深入研究，氧自由基损伤理论与钙超负荷理论有可能最终有机地联系在一起。
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目前对缺血(缺氧)再灌注(再给氧)损伤的防治主要是针对上述发病机制从拮抗Ca2+、清除自由基、抗中性粒细胞以及稳定(保护)细胞膜等方面着手；中草药对I-RI或(A-RI)的保护作用也受到注意和重视，而且对其有效成分也进行研究。如红景天、丹参、黄芪、甘草、党参等对I-RI或A-RI均具有一定的保护作用。有资料表明黄芪有效成分清除超氧自由基的效能顺序依次为总黄酮、皂甙类化合物和多糖化合物，而红景天甙清除氧自由基的作用优于酮类[32]，且红景天甙具有较好的抑制Ca2+超载和抗氧自由基的作用。鉴于I-RI或A-RI的发生机制尚未完全弄清，因此对其防治措施仍在探索过程中，现在仍不能说已有了肯定的行之有效的防治措施。
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收稿日期：1999-04-22
修回日期：2000-02-23, 百拇医药