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心肌保护新亮点中枢远端干预减轻心肌缺血
本文原载于《中华麻醉学杂志》年第7期
围术期心肌缺血及伴随的再灌注损伤非常常见,是围术期发生严重并发症的重要诱因。心肌缺血再灌注损伤与心肌保护是国内外公认的重要课题,目前此领域的研究正逐步深入。研究表明,心肌缺血的发生发展不仅与缺血心肌局部微环境有关,同时也涉及到相应的应激反应过程,尤其中枢神经调节在其中发挥着重要作用。中枢神经调节心肌缺血再灌注损伤已成为心肌保护的新亮点。
一、中枢对心脏的神经调控神经生理学家Armour[1]提出了"心脏神经等级"(cardiacneuronalhierarchy)学说,即低级别的下游神经系统功能可被更高级别的上游神经系统调控[2]。来自于中枢神经系统(如脊髓和脑干等)属于高级别系统,各胸腔自主神经节丛属于中级别系统,而心脏表面的自主神经节属于低级别系统。依据此学说,中枢神经(高级别系统)可以同时调控星状神经节功能(中级别系统)及心房自主神经节功能(低级别系统)。有学者使用微量注射神经标记和共聚焦显微技术,研究迷走神经传出纤维在心脏的支配特征,发现在心房自主神经节周围分布着丰富的迷走神经纤维,与心脏自主神经形成复杂的网络,并在心脏自主神经元表面形成篮状末梢(basketendings)[3]。笔者的实验研究表明,左心室壁注射逆行多突触示踪病毒PRV-后,可感染上胸段脊髓(T1-4)侧角和背角[4]。这些发现为"心脏神经等级"学说提供了解剖学证据。另外,有研究亦观察到脊髓神经电刺激可以调节心肌突触和心脏自主神经节功能[5,6]。这些发现为该学说提供了功能学证据。
二、心肌缺血再灌注损伤的神经调节机制在心肌缺血再灌注损伤发生发展的复杂病理生理过程中,由其引起的伤害性刺激可以通过支配心脏的感觉神经、交感神经和副交感神经传入脊髓和脑干,激活中枢神经-内分泌-免疫系统的"对话",诱发机体产生针对心肌缺血的伤害性信号级联反应,中枢通过神经源性机制和/或神经-内分泌-免疫机制实现心脏功能调控。伴随着心肌缺血再灌注损伤,脊髓P物质表达增加且这种增加与相应脊髓节段具有交感特性的心肌缺血敏感性传入神经元(cardiacischemia-sensitiveafferentneurons,CISAN)的激活明显相关,这表明胸段脊髓P物质是交感性CISAN进行伤害性信号传导的主要神经介质。Steagall等[7]间歇性阻断左冠状动脉前降支(CoAO)制作大鼠心肌缺血模型,发现T4脊髓节段瞬时感受器电位香草酸受体1(transientreceptorpotentialvanilloid1,TRPV1)激活,是促使脊髓P物质释放的关键因素。Ding等[8,9]研究了CoAO刺激心肌缺血相关伤害性传入纤维时,发现持续脊髓C2节段电刺激(SCS)能够诱发上胸段脊髓释放强啡肽且抑制脊髓P物质释放,而心肌缺血或间断SCS则无上述效应;同时电生理检测还发现持续SCS能够抑制心肌缺血引起的胸段脊髓和脑干/孤束核神经元激活,而间断SCS则不能抑制这种激活,这表明持续SCS能够调控来源于缺血心肌的伤害性感觉传入信号。同样,Hua等[10]研究表明,心肌缺血期间左迷走神经刺激可增加大鼠上胸段脊髓强啡肽水平,并抑制P物质释放,减轻心肌缺血再灌注损伤。
三、脊髓水平干预促进心肌保护的措施脊髓作为心脏感觉神经、交感神经纤维传入传出的初级中枢,近年在心肌缺血再灌注损伤发生发展过程中的调节作用受到重视[11,12]。心肌缺血引起相应节段脊髓神经元兴奋,进而通过交感反射加重心肌细胞损伤[7,13]。因此,抑制脊髓神经元兴奋性,避免心脏交感神经过度激活,可能有利于心肌保护。Zipes教授领衔的科研团队对心肌梗死模型犬进行的动物实验结果表明,SCS可以显著抑制室性心律失常的发生,并明显改善心功能,推测其机制可能与SCS调控心肌梗死时心脏自主神经功能有关,该成果先后2次在《Circulation》杂志上进行了报道[14,15]。另有研究显示,心肌缺血刺激上胸段脊髓活化并释放具有多种生物学效应的活性物质,而调控这些物质的释放可以对缺血再灌注的心肌产生保护作用[16,17,18]。
近年来,有多个研究报道鞘内远端吗啡预处理(intrathecalremotemorphinepreconditioning,IRMP)可减轻心肌缺血再灌注损伤,其机制分别涉及到脊髓一氧化氮-环磷酸鸟苷-蛋白激酶G信号通路[17]、三种阿片受体(δ、κ和μ)激活[19]以及神经通路[20]。本期发表了张野教授科研团队的新发现,IRMP减轻心肌缺血再灌注损伤的作用机制与降低胸段脊髓背角胶状质神经元兴奋性和下调c-fos蛋白表达有关,该实验结果为临床上使用IRMP技术开展心肌保护的试验研究,提供了进一步的依据。
参考文献(略)
(收稿日期:-05-20)
(本文编辑:彭云水)
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