一氧化氮、超氧化物和过氧亚硝酸盐在心肌缺血再灌注损伤和预处理中的作用

摘要

心肌缺血再灌注与预处理

缺血性心脏病是工业化社会死亡的主要原因，其特征是心肌区域供血不足，导致组织坏死（梗死）。缺血性心脏病是由许多疾病引起的，包括高血压、动脉粥样硬化、高脂血症和糖尿病。这种疾病的治疗进入了一个新的时代，通过使血流迅速回流（即再灌注）到心肌缺血区的程序，死亡率可以大约减半。然而，再灌注可能会导致进一步的并发症，如心脏收缩功能减弱和心律失常（参见综述：Braunwald，1985年). 因此，开发心脏保护剂，改善心肌功能，降低心律失常发生率，减少坏死组织块，延缓缺血/再灌注期间坏死的发生，具有重要的临床意义。以前曾尝试用药理学工具减轻缺血/再灌注损伤的后果，但大多未成功。然而，心脏被发现能够适应缺血应激(默里等., 1986). 缺血预处理是一种明确描述的适应性反应，短暂缺血可显著增强心脏承受随后缺血损伤的能力（参见综述：Przyklenk&Kloner，1998年). 这种内源性心脏保护机制的发现鼓励了探索保护缺血/再灌注心肌的新方法。预处理的确切细胞机制仍然存在争议，然而，在其他几种介质中，NO、超氧物（O₂⁻·)，和过氧亚硝酸盐（ONOO⁻)当然在缺血/再灌注损伤和预处理心脏保护作用的发展中发挥作用（综述见：巴克斯特和费迪南迪，2001年;Bolli，2001年;博利等., 1998;舒尔茨等., 2001).

一氧化氮：心脏保护还是有害？

在心肌缺血再灌注损伤和预处理的研究中，NO是起保护作用还是有害作用似乎存在争议。我们实验室和其他实验室的发现，以及迄今为止对结果的解释，都不支持这种争议。了解NO，O的最新发展₂⁻·和ONOO⁻生物学以及所使用的各种缺血动物模型对于解决这一明显的争议是必要的。

正常心脏的冠状内皮、心内膜内皮、心脏神经和心肌细胞都是钙产生NO的基础来源²⁺-依赖性一氧化氮合酶（NOS）(Curtis&Pabla，1997年;Pabla&Curtis，1996年). 这在心脏功能的调节中起着许多重要的生理作用，包括冠状动脉舒张、抑制血小板和中性粒细胞的作用、抗氧化作用、调节心脏收缩功能和抑制心脏耗氧量(Hare&Comerford，1995年;谢和沃林，1996).

NO通过多种机制在缺血性心脏中发挥保护作用(图1)如刺激可溶性鸟苷酸环化酶，从而降低[Ca²⁺]_我部分通过激活cGMP-依赖性蛋白激酶，终止氧化应激引起的链传播脂质自由基反应(鲁博等., 1994)以及通过抑制血小板和中性粒细胞的活性及其与内皮表面的粘附(库贝斯等., 1991;拉多姆斯基等., 1987). 否（或通过NOS活性或通过NO供体）可防止外源性ONOO的毒性作用⁻在冠状动脉循环中(别墅等., 1994)，在血小板上(摩洛等., 1994)，或在脂质体中(鲁博等., 1994). 文献中尚不清楚NO诱导的线粒体呼吸抑制和凋亡调节在缺血/再灌注中是保护性的还是有害的。NO通过与线粒体呼吸链成分的相互作用，不仅可以作为细胞呼吸的生理调节器，还可以作为线粒体产生活性氧的调节器，从而影响细胞生存或死亡的机制(蒙卡达和埃鲁萨利姆斯基，2002年). 值得注意的是，NO在细胞凋亡中的确切作用尚不清楚，因为已经证明NO在心肌中同时发挥促凋亡和抗凋亡作用(高等2002年;岩井-卡奈等., 2002;山姆等., 2001;泰莫等., 2000;威兰等., 2000). 争议可能是由于缺乏ONOO⁻这些研究中的测量。

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图1

一氧化氮（NO）、超氧化物（O）的细胞机制₂⁻·)，和过氧亚硝酸盐（ONOO⁻)行动。NO是一种重要的心脏保护分子，通过其血管扩张、抗氧化、抗血小板和抗中性粒细胞作用，对正常心脏功能至关重要。然而，如果NO与O结合，则NO是有害的₂⁻·形成ONOO⁻迅速分解为高活性氧化剂，导致组织损伤。细胞内NO、O浓度之间存在临界平衡₂⁻·超氧化物歧化酶（SOD）在生理上有利于NO的生成，但在病理条件下，如缺血和再灌注会导致ONOO⁻形成。ONOO公司⁻如果它与还原型谷胱甘肽（GSH）或其他硫醇结合形成S-亚硝基谷胱甘苷（GSNO）或其他亚硝基硫醇（NO供体分子），则被解毒。基质金属蛋白酶；NOS–NO合成酶；PARP–聚腺苷二磷酸核糖合成酶；XOR–黄嘌呤氧化还原酶。

NO与O反应的毒性₂⁻·形成ONOO⁻

NO对正常的心脏生理学是必需的，但它在过量的浓度下具有潜在的毒性。现在可以理解，NO的许多毒性作用不是直接由NO本身引起的，而是通过产生ONOO来介导的⁻，NO与O的反应产物₂⁻· (图1;贝克曼和科佩诺，1996年;鲁博等., 1996). 尽管ONOO的形成⁻研究表明，ONOO可能导致多种心血管疾病，包括缺血/再灌注损伤、ONOO的生理作用⁻未知。

O的可能来源₂⁻·心脏中包括NAD（P）H氧化还原酶(莫哈扎布等., 1997)，黄嘌呤氧化还原酶(Hille&Nishino，1995年)线粒体电子传递链活性、活化的中性粒细胞、花生四烯酸代谢和某些组织代谢物的自氧化。高度氧化的心肌自身会产生O₂⁻· (Boveris&Chance，1973年)和否(Hare&Comerford，1995年). 线粒体Mn超氧化物歧化酶（SOD）、胞质Cu-Zn SOD、胞外Cu-Zn-SOD、谷胱甘肽（GSH）、尿酸和过氧化氢酶是更重要的内源性抗氧化剂。

NO和O₂⁻·以仅受扩散限制的反应速率结合形成ONOO⁻.ONOO公司⁻在pH<8时，质子化形成不稳定的中间产物过氧亚硝酸，过氧亚硝酸会自发分解生成高活性的氧化剂(图1). 了解NO、O局部浓度之间的平衡₂⁻·SOD对于理解NO生物学及其ONOO形式的潜在毒性至关重要⁻(贝克曼和科佩诺，1996年;鲁博等., 1996). 必须考虑NO和SOD对O的竞争₂⁻·. 在血管内皮的正常生理条件下，[NO]为～10 n米，[SOD]为～1μ米因此，O的反应速率₂⁻·形成ONOO⁻只是O的歧化率的一小部分₂⁻·SOD，因此，ONOO非常少⁻已形成。然而，在NO生成的最大血管速率下（即可能发生在缺血组织的急性再灌注期间或诱导NOS表达期间），[NO]为⩾1μ米因此，ONOO的形成⁻将主导O的肢解₂⁻·. 在各种细胞应激条件下，内皮细胞和心肌细胞中NO的生成通过钙的急剧增加而上调²⁺-依赖性一氧化氮合酶活性通过剪切应力变化或高[Ca²⁺]_我发生在急性再灌注和缺血期间，或通过 从头开始由于促炎细胞因子的作用，细胞或组织中诱导型一氧化氮合酶的表达可以预测ONOO的形成⁻(Csonka公司等., 1999;Depre&Hue，1994年;费迪南迪等., 2000).

ONOO的病理生理学⁻心肌缺血再灌注

ONOO的细胞目标⁻

ONOO可能的下游目标⁻调节其毒性的因素有以下几种(图1). 其在生理或酸性pH下的高反应性分解产物可以攻击蛋白质（巯基的氧化、酪氨酸残基的硝化）、脂质（脂质过氧化物的形成）和DNA（链断裂）。这导致低分子量抗氧化剂（如谷胱甘肽）的消耗，最常见的是抑制几种酶的活性，包括超氧化物歧化酶、乌头酸酶和线粒体呼吸链的其他酶、肌酸激酶、钙²⁺-ATP酶，钠⁺-K（K）⁺-ATP酶、谷胱甘肽过氧化物酶、前列环素合成酶、α-抗蛋白酶和许多其他酶，仅举几个例子（请参阅以下评论：贝克曼和科佩诺，1996年;朗森等., 1999;鲁博等., 1996;萨博，1996年). 由于NAD的DNA链断裂激活⁺消耗DNA修复酶poly-ADP核糖合成酶进一步导致细胞能量储存的消耗(萨博，1996年). ONOO公司⁻也被证明会导致线粒体呼吸链的不可逆抑制(Brown，2001年;谢和沃林，1996)触发心肌细胞凋亡(阿尔斯塔尔等., 1999;贝克曼，1999年). 一个重要的问题是，这些多重效应中的哪一个代表ONOO中的早期事件⁻-介导毒性，发生不可逆能量消耗、细胞损伤和死亡之前的某个时间点。

有趣的是，ONOO⁻也可能激活一些蛋白质，同样是因为它能够与关键的硫醇残基反应。在低微摩尔浓度下，Maeda的研究小组表明ONOO⁻激活基质金属蛋白酶（MMPs）的酶原形式(冈本等., 1997;2001). 这一蛋白水解酶家族以其降解和重塑细胞外基质的能力而闻名，现在被认为在细胞外基质以外的底物上具有多种新的生理和病理作用，如蛋白酶⁻缺血再灌注后第一分钟离体大鼠心脏的生物合成高峰与收缩功能障碍(亚斯敏等., 1997)我们研究了MMP激活是否在ONOO的有害作用中起作用⁻在心里。我们发现，MMP-2被激活并从再灌注心脏释放，在再灌注的第一分钟达到峰值，并且抑制MMP-2活性在功能上保护心脏(张（音译）等2000年). 此外，ONOO的输注⁻进入分离的大鼠心脏导致MMP-2活化，这先于机械功能障碍的发生，谷胱甘肽或MMP活性抑制剂可以消除这种作用(王等2002年). MMP-2被发现与心肌细胞中的收缩蛋白调节元件肌钙蛋白I共定位，缺血再灌注损伤被发现与肌钙蛋白Ⅰ的蛋白水解裂解有关(王等2002年b月)心肌缺血/再灌注损伤收缩力改变的促因之一(Bolli&Marban，1999年). 因此，ONOO早期阶段的一个重要目标是⁻-诱导的心脏氧化应激损伤是MMP-2的激活及其对新的细胞内靶点（包括肌钙蛋白I）的蛋白水解。

Can ONOO公司⁻保护心脏免受心肌缺血再灌注？

关于ONOO是否⁻要么是细胞毒性的要么是细胞保护性的(费迪南迪&舒尔茨，2001b;文登·约翰森，2000). ONOO的有害影响似乎⁻在心脏中主要观察到在体外或体外然而，晶体缓冲灌注系统，ONOO⁻如果使用有心脏保护作用体内然而，这一争议完全源于外源性ONOO的快速反应⁻具有多种生物分子。简单来说，外源性给药ONOO⁻不能准确反映ONOO细胞内生成的病理条件⁻增强了。

由于ONOO的半衰期很短⁻在生理pH值下，使用时几乎没有机会达到其细胞目标通过血液，因为它与血浆蛋白和硫醇如谷胱甘肽迅速反应。因此，ONOO⁻很可能在到达注射部位下游组织之前被解毒，更不用说细胞间室了(石田等., 1999). ONOO公司⁻氧化硫醇(张（音译）等., 1998)例如，它与谷胱甘肽反应形成亚硝基硫醇、亚硝基谷胱甘苷、NO供体(图1;迈耶等., 1995;普伦德加斯特等., 1997;别墅等., 1994). 通过这个反应ONOO⁻是血管扩张剂(别墅等., 1994;吴等., 1994)血小板聚集抑制剂(摩洛等., 1994). 因此，自然界有一种内在机制来转化有毒的ONOO⁻变成NO供体。事实上，内源性谷胱甘肽水平升高的心脏不太容易受到缺血再灌注损伤(Kirshenbaum&Singal，1993年)灌流液中添加的微量谷胱甘肽通过减少ONOO的形成保护离体心脏免受缺血后收缩功能障碍⁻再灌注时(张（音译）等2000亿). 外源性ONOO⁻也显示出抑制白细胞与内皮细胞的相互作用并保护大鼠免受缺血再灌注损伤体内(勒费等., 1997). 脑室内注入ONOO⁻猫缺血再灌注后心肌梗死面积缩小和冠状动脉内皮细胞保存(诺苏利牌手表等., 1997)，这些效应是由S-硝基硫醇的中间产物介导的(诺苏里等., 1998).

外源性ONOO⁻然而，当它被应用于晶体缓冲系统时，已被证明对细胞功能有害，因为在晶体缓冲系统中，细胞外抗氧化剂以及游离硫醇和蛋白结合硫醇的浓度是有限的。在这种情况下，外源性ONOO⁻而且它的有毒代谢物更有可能到达细胞靶点并造成伤害，这当然取决于浓度和接触时间。我们已经证明持续输注40μ米ONOO公司⁻灌注Krebs-Henseleit缓冲液的离体工作大鼠心脏在45分钟内受损心脏收缩功能(舒尔茨等., 1997). 正品ONOO⁻抑制心肌细胞收缩功能(石田等., 1996)在离体大鼠乳头肌中(尊严等., 1999). ONOO的管理⁻SIN-1发生器在晶体缓冲液灌注中产生心脏抑制或在血液灌注大鼠心脏中产生心脏保护作用(妈妈等., 2000).

可以得出结论，外源性ONOO⁻当应用于晶体灌注心脏时是有毒的，然而，在ONOO的实验条件下可以起到保护作用⁻第一个反应与硫醇基团，从而形成NO供体。ONOO的这种机制是否值得怀疑⁻排毒总是能够消除足够部分的ONOO⁻在其内源性形成部位，尤其是在缺血/再灌注条件下。据我们所知，没有文献显示内源性ONOO的组织保护作用⁻相反，许多研究表明ONOO的形成增强⁻心肌对心脏具有细胞毒性，并导致离体大鼠心脏缺血/再灌注损伤(Wang和Zweier，1996年;亚斯敏等., 1997)和麻醉大鼠(线路接口单元等., 1997)以及其他几种心肌功能障碍的病理模型体内或体外(费迪南迪等., 1999;2000;石山等., 1997;Oyama公司等., 1998;樱井等., 1999;温斯坦等., 2000)包括人类的心肌炎症(库伊等., 1997). 其中许多研究表明内源性ONOO之间存在相关性⁻心功能的形成和恶化。

综上所述，在文学中有一个共识，即内生性地形成了ONOO⁻导致缺血/再灌注和其他心脏疾病对心脏的损伤。

NO在缺血再灌注损伤中的心脏保护作用

许多体外使用分离晶体缓冲液灌注心脏的研究表明，通过应用NO供体、NO依赖性血管扩张剂、，L（左）-补充精氨酸、血管紧张素转换酶抑制剂或用内毒素类似物预处理动物，内毒素类似物可增强心肌诱导型一氧化氮合酶、环氧化酶和抗氧化酶的活性，从功能上保护心脏免受急性缺血/再灌注损伤和/或梗死面积发展(马西尼酒店等., 1991;马苏迪等., 1995;Schoelkens&Linz，1992年;Xi（希）等., 1999;亚斯敏等., 1997). 这种保护作用是否是由于NO的抗氧化特性，降低[Ca²⁺]_我 通过鸟苷酸环化酶的激活、调节线粒体呼吸、影响细胞凋亡或其他机制目前尚不完全清楚。

体内研究表明，NO供体可促进缺血再灌注后机械功能的恢复和/或缩小梗死面积。NO供体的血管舒张剂量(齐格弗里德等., 1992),L（左）-精氨酸(韦里奇等., 1992)或内皮源NO激动剂(理查德等., 1995)被证明具有保护作用（请参阅：格里沙姆等., 1998).体内使用内皮型一氧化氮合酶敲除小鼠进行的研究增强了这样一个概念，即心脏中一氧化氮的基础释放是一种重要的内源性心脏保护剂，特别是在防止中性粒细胞粘附和血小板活化方面。内皮型一氧化氮合酶敲除小鼠的梗死面积大于野生型对照组，内皮型一氧化氮合成酶敲除鼠的心脏中P-选择素表达较高，中性粒细胞明显增多(琼斯等.，1999年a).杨等. (1999)表明血管紧张素转换酶抑制剂对野生型小鼠缺血再灌注损伤的保护作用在相应的内皮型NOS基因敲除小鼠中消失。相比之下体外研究表明，与野生型对照组相比，内皮型一氧化氮合酶敲除小鼠的心脏功能恢复得到改善(弗洛格尔等., 1999)，表明NO和ONOO⁻内皮一氧化氮合酶（NOS）生成导致早期再灌注时出现缺血/再灌注损伤。

一氧化氮合酶的抑制：在缺血再灌注损伤中也能起保护作用吗？

心肌缺血适应：预处理

预处理对包括人类在内的多种物种具有显著的心脏保护作用（参见：Przyklenk&Kloner，1998年)，尽管缺血预处理的心脏保护作用在衰老和某些疾病状态（如高脂血症和糖尿病）时可能会减弱（参见综述：费迪南迪等., 1998). 预处理可由不同的亚致死期应激信号引发，如短暂缺血、缺氧、快速电起搏、热应激或细菌内毒素给药等。预处理的心脏保护作用表现出两个不同的阶段。早期阶段在预处理刺激后几分钟内出现，持续时间不到3小时。晚期阶段的特点是起效较慢（⩾20小时），持续时间长达72小时。两个预处理阶段都涉及坏死组织质量（梗死面积）的减少，缺血和再灌注后心脏性能的改善和心律失常的减少（综述见：巴克斯特和费迪南迪，2001年;费迪南迪等., 1998;Przyklenk&Kloner，1998年).

在其他几种介质中，NO、氧自由基和抗氧化酶被认为是预处理的关键触发因素和介质，也被驳斥为预处理的关键触发因素和介质。NO也被认为在其他众所周知的预处理触发因素的机制中发挥作用，如腺苷、缓激肽和阿片类物质（综述见：Bolli，2001年). 关于缺血预处理的确切细胞机制仍存在相当大的争议（参见综述：舒尔茨等., 2001). 早期和晚期预适应的机制似乎不同。进一步的差异通常归因于物种差异、诱导预适应的不同刺激以及不同的研究终点，即心肌功能、心律失常或梗死面积。了解参与心肌缺血适应的细胞途径可能会导致为缺血性心脏病患者开发“预适应模拟”药物。

否，O₂⁻·和ONOO⁻在早期预处理中

NO在早期预适应中的作用首先由韦格等. (1992)。他们证明10 mg kg⁻¹ L（左）-在麻醉开胸犬冠状动脉闭塞模型中，预处理前后给予NAME可消除预处理的抗心律失常作用(韦格等., 1992).比林斯卡等. (1996)报告输注NO供体硝酸甘油（500μ米)或SIN-1（10μ米)冠脉阻断前5min模拟缺血预处理对离体大鼠心脏的抗心律失常作用。使用电子自旋共振技术直接测量心脏NO含量，我们发现预处理前基础心脏NO含量减少，这是由于体内用1mg kg预处理⁻¹ L（左）-硝基精氨酸(费迪南迪等., 1996)，实验性高胆固醇血症(费迪南迪等1997年b月)或选择性消耗心脏感觉神经元中的神经递质，包括NO(费迪南迪等.，1997年a)导致离体工作大鼠心脏失去平静诱导的预适应。然而，在随后的缺血和再灌注期间，预处理反过来显著减少了离体工作大鼠心脏组织中NO的积累(Csonka公司等., 1999). 在4.6μ米 L（左）-硝基精氨酸（该模型中的一种非血管活性浓度，可减少基础NO合成），预处理不能防止缺血再灌注，也不能减少缺血再灌注产生的NO积累。什么时候？L（左）-预处理方案后应用硝基精氨酸，预处理对试验缺血再灌注和缺血NO积累的影响不受影响(Csonka公司等., 1999;费迪南迪等1997年b月). 这些结果证明，预处理的触发机制需要完整的NO生物合成，并进一步表明预处理提供的心脏保护机制包括减少缺血和再灌注期间心肌中NO的积累。根据这一点，乌尔福逊等. (1995)据报道，通过抑制NO合成后梗死面积的限制L（左）-NAME与兔心脏缺血预处理有共同的机制。此外，初步研究由Wang和Zweier（1997）表明预处理降低了随后缺血期间NO的合成，这与预处理对离体大鼠心脏的保护作用有关。

预处理诱导的NO合成抑制的性质尚不清楚。预处理可能会降低酶和/或非酶的速率(茨维尔等., 1995)缺血再灌注期间通过改变细胞pH值和辅助因子和/或精氨酸对NO合成的可用性产生NO，或可能刺激内源性NOS抑制剂的形成(Vallance公司等., 1992).

与上述研究相比，卢等. (1995)据报道，10 mg kg⁻¹ L（左）-NMMA或L（左）-NAME对冠状动脉闭塞/再灌注麻醉大鼠预处理的抗心律失常作用没有影响。Weselcouch公司等. (1995)表明在大鼠心脏中，30μ米 L（左）-NAME不干扰预处理对缺血后心肌功能的影响。在一项离体兔心脏研究中，100μ米 L（左）-NAME未能阻断预处理对梗死面积的限制作用，未经预处理也对梗死面积无任何影响。然而，通过NO供体诱导的预处理提高外源性NO水平通过抗氧化途径(中野等., 2000). 在这些研究中，令人惊讶的是，不同的NOS抑制剂在没有预先预处理的情况下既不干扰预处理，也不干扰缺血再灌注的结果。由于这些研究中既没有测定NO的生成，也没有测定NOS的活性，而且只使用了单剂量的NOS抑制剂，因此很难解释这些负面结果。

NO在其他成熟的早期预处理触发因素（如腺苷和缓激肽）的机制中的作用尚未得到很好的确定。目前尚不清楚NO是否在腺苷诱导的早期心脏保护中发挥重要作用(卡尔尼奥尼等., 1999;高等., 2000;加图洛等., 1999;穆巴格瓦和弗拉芒，2001年). 缓激肽，一种众所周知的内皮依赖性血管扩张剂，似乎触发了心脏保护通过大鼠和家兔的一氧化氮依赖性途径(Bugge&Ytrehus，1996年;转到等., 1995).

氧自由基在预处理中的可能作用由田中等. (1994)who表明抗氧化剂SOD或巯基丙酰基甘氨酸都能抑制预处理对家兔梗死面积的保护作用。奥萨达等. (1991)据报道，在SOD和过氧化氢酶同时存在的情况下，预处理缺血对离体大鼠心脏的抗心律失常作用消失。特里托等. (1997)表明在5分钟内输注O₂⁻·缺血再灌注前由嘌呤/黄嘌呤氧化酶产生，导致兔心脏梗死面积减小，与预处理的作用类似。线粒体K的激活_{列车自动防护系统}几项研究表明，通道在预适应中发挥作用(线路接口单元等., 1998;舒尔茨等., 2001)然而，最近有人认为线粒体K的开放_{列车自动防护系统}通道通过产生自由基触发预处理状态(疼痛等., 2000). 这些研究强烈表明，预处理刺激期间自由基的生成是触发预处理保护机制的必要条件。预处理反过来会减弱随后缺血再灌注期间增加的自由基合成(户崎等., 1994). 然而，其他研究表明，预处理不受兔心脏中SOD的影响(岩本等., 1991;奥马尔等., 1991)然而，这可以解释为SOD的细胞渗透性很低。

由于大多数研究表明，NO和氧自由基都是诱导预适应所必需的，因此可以推测ONOO的形成⁻是触发细胞适应性机制的重要氧化刺激。阿尔图等., (2000;2001)发现将离体大鼠心脏短暂暴露于1μ米外源性ONOO⁻能够模拟缺血预处理的有益效果，并且通过服用抗氧化剂巯基丙酰基甘氨酸而消除。其他人已经表明，ONOO的管理⁻生成系统触发兔早期预适应体内.作为外源ONOO⁻可能无法正确反映内源性ONOO的影响⁻我们最近测量了内源性ONOO⁻在三个短暂的缺血和再灌注周期诱导的预处理期间，以及在随后的试验中，在离体工作大鼠心脏缺血/再灌注期间形成，以阐明内源性ONOO的可能作用⁻缺血预处理。当试验缺血和再灌注之前进行预处理时，ONOO⁻再灌注后形成明显减弱(Csonka公司等., 2001). 我们还发现，第一个短暂的缺血/再灌注期显著增强内源性ONOO⁻在随后的短暂缺血/再灌注周期后，形成减少(Csonka公司等., 2001). 这些发现与利奥德特等. (2001)表明在冠状动脉闭塞的小鼠和大鼠中，心肌预处理减弱了多聚腺苷核糖合成酶的再灌注诱导激活。这可能是由于ONOO的抑制⁻形成，作为ONOO⁻是一种众所周知的多聚腺苷二磷酸核糖合成酶激活剂(萨博奥等., 1996).

综上所述，这些结果表明ONOO⁻缺血/再灌注期间的形成可能是预处理的触发因素，但预处理反过来会减少ONOO的形成⁻在随后的缺血/再灌注周期(图2).

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图2

一氧化氮（NO）和超氧化物（O）的合成增加₂⁻·)导致有毒代谢物过氧亚硝酸盐（ONOO）的显著形成⁻)再灌注后导致心肌损伤（A）。然而，预处理期间的短暂缺血/再灌注会导致活性氧的适度形成，从而触发心脏保护机制，进而抑制ONOO⁻形成（B）。在后期预处理期间，也怀疑存在类似的机制，但iNOS和抗氧化酶（如超氧化物歧化酶（SOD））的表达也会发生。心脏NO、O的变化₂⁻·和ONOO⁻iNOS增加的确切作用是有争议的问题（C）。横线表示缺血期，箭头表示再灌注后活性氧的形成或酶的表达，字体大小表示NO、O的相对量₂⁻·和ONOO⁻形成。

否，O₂⁻·和ONOO⁻在后期预处理中

在反复冠状动脉闭塞/再灌注预处理的清醒兔模型中，博利等. (1997)报告说L（左）-在预处理期间或24小时后给予的硝基精氨酸消除了预处理的保护作用，选择性诱导型NOS抑制剂氨基胍或S-甲基异硫脲仅在预处理24小时后给予时才消除预处理。他们还表明，预处理可诱导兔心脏缺血区诱导性NOS mRNA水平的增加，并且这种诱导是由预处理刺激期间NO生成增加触发的(琼斯等.，1999年b). 靶向破坏小鼠诱导型一氧化氮合酶基因导致完全阻断晚期预适应(郭等., 1999). 地塞米松或选择性诱导型一氧化氮合酶抑制剂抑制预处理对麻醉兔梗死面积的晚期影响(今川等., 1999)麻醉犬心律失常(基斯等., 1999). 这些结果表明NO在晚期预处理中具有双重作用，因为内皮细胞NOS完整的NO合成是触发晚期预处理的必要条件，而来自诱导型NOS的NO是晚期保护的介体(图2，查看：博利等., 1998). 然而，诱导型一氧化氮合酶在晚期预适应中的确切作用尚不清楚，因为在上述研究中既没有测定一氧化氮水平，也没有测定一氧化氮合酶的活性。

一些实验室已经研究了NO在其他众所周知的晚期预适应触发因素（如腺苷和缓激肽）的机制中的作用。在大鼠冠状动脉闭塞/再灌注模型中，缓激肽的晚期梗死面积限制作用已被证明是一氧化氮依赖性的(易卜拉欣等., 2001). 一氧化氮在腺苷诱导的晚期心脏保护中的作用存在一些争议。腺苷A（1）受体刺激已被证明可诱导晚期预处理通过小鼠iNOS依赖性通路(库多等., 2002). iNOS基因敲除小鼠腺苷A（1）受体激活缺乏保护作用，提示iNOS在腺苷诱导的晚期心脏保护中具有直接的因果关系(赵等., 2000)然而，另一项研究表明，在用腺苷A1激动剂进行药物预处理24小时后观察到的心肌梗死延迟保护作用独立于早期产生NO或诱导型一氧化氮合酶的亚急性诱导(达纳等., 2001). 一项有趣的研究表明，在iNOS敲除小鼠中，eNOS在延迟a（1）受体触发的预适应中发挥作用(潜水钟等., 2002). 其他人已经证明，A（1）受体诱导的晚期预适应使用NOS依赖的途径，而A（3）受体诱导兔的晚期预处理是通过NOS依赖途径介导的(高野等., 2001). 相反，S-甲基异硫脲对iNOS的抑制和iNOS基因的靶向破坏也消除了腺苷A（3）受体刺激对小鼠心脏的保护作用，这表明iNOS在A（3(Zhao&Kukreja，2002年). 有争议的发现可能与上述研究中使用单一浓度的腺苷受体和一氧化氮合酶抑制剂有关。

氧自由基参与后期预处理太阳等. (1996)世界卫生组织的研究表明，在预处理刺激过程中注入抗氧化剂（SOD、过氧化氢酶、巯基丙酰基甘氨酸）的组合完全消除了预处理对清醒猪电击的后期影响。周等. (1996)据报道，经缺氧或O预处理的离体大鼠心肌细胞₂⁻·诱导晚期细胞保护，其特征是MnSOD活性增加，O降低₂⁻·生产。高野等. (1998)结果表明，静脉输注NO供体DETA/NO或SNAP可在24小时后对清醒兔子产生心脏保护作用，当它们输注巯基丙酰基甘氨酸时，这种作用消失。这表明NO诱导预适应的机制涉及氧化物质的生成，可能是ONOO⁻.

综上所述，这些结果表明NO和氧自由基都是触发晚期预适应的必要因素。宣等. (2000)提示内皮细胞NOS是延迟预适应触发期NO的来源。由于自由基清除剂和内皮一氧化氮合酶抑制剂都能消除延迟预适应，有人认为ONOO的形成⁻是延迟预处理触发机制中的一个重要上游事件(博利，2000). 初步研究埃马尼等. (1999)已报告ONOO的管理⁻24小时后，兔子的发电系统诱发了延迟的保护性反应，尽管这项研究很难解释，因为在这些条件下，ONOO⁻可以作为NO的供体，如上所述。值得注意的是，上述大多数结论主要基于药理学研究。阐明NO，O的确切作用₂⁻·、和ONOO⁻预处理需要进一步的生化证据。

结论/相关性

严重的心肌缺血和再灌注会导致心肌功能恶化并导致梗死的发生。然而，短暂的缺血发作会触发一种称为预处理的内源性心脏保护机制。NO在心脏缺血和预处理中的作用是复杂的。

为了了解NO生物学，我们需要了解它与关键氧化剂（如O）的关系₂⁻·. ONOO的研究⁻《在心脏》将有助于更好地理解与心脏缺血和再灌注损伤相关的基本生理和病理机制，并为新的治疗靶点和治疗或预防策略提供新的见解。专门针对ONOO⁻是一种令人兴奋的新策略，可以保护心脏免受缺血和再灌注损伤时的氧化应激。

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