华体会app登录
华体会app登录:氧化应激在术后并发症和多器官功能障碍综合征发病机制中的作用
发布时间:2022-09-17 13:23:07
来源:华体会hth体育app 作者:华体会体育app官网下载

  近年来,外科手术后患者的损伤程度一直是研究的主题。许多术后并发症会影响患者的生活质量,甚至导致患者死亡。

  背景:近年来,外科手术后患者的损伤程度一直是研究的主题。许多术后并发症会影响患者的生活质量,甚至导致患者死亡。虽然这些并发症由多种因素引起,但是氧化应激在其中发挥着至关重要的作用。此外,氧化应激难以避免,与外科手术本身也有关。

  方法:通过检索 Pubmed 和 ScienceDirect 数据库后进行系统回顾。使用了脓毒症、氧化应激、器官功能障碍、抗氧化剂、术后并发症的结局等关键词。选择2015年至今的综述,不排除之前的旧文章。

  结果:绝大多数的人指出,如果没有必要的护理和预防措施,氧化应激会对术后患者产生更大的损伤和更差的预后,因此需要重视抗氧化剂的使用来预防这一问题。

  讨论:氧化应激是与炎症或缺血再灌注等病理过程相关。这些并发症甚至可导致多器官功能障碍或脓毒症。本研究的目的是探索氧化应激在术后并发症中的影响。

  外科手术自开展以来就是医学的一个分支,其特征是术后会产生创伤。因此,近年来,人们更加关注如何减少手术所带来的不良影响,避免继发性病变的产生,从而提高患者的生活质量,减轻卫生系统的成本负担。手术会使机体产生不同程度的生理应激,从而导致术后并发症的发生。例如,刺激机体内分泌系统发生变化,影响代谢及其他后果。

  常见的术后并发症包括脓毒症、器官疾病、发热、出血、深静脉血栓形成等,发生率高达30%。急诊住院或急诊手术的患者再入院很常见,平均有18%的病人在出院后30天内再次入院。据报道,在出院后6个月内,约32%的手术患者出现了非计划的再入院,约10%的患者死亡。医生面临最大的挑战之一是通过预防、发现和处理这些问题来成功地应对这些并发症,降低死亡率。这些并发症的发病机制是多因素的,但氧化应激是是多种术后并发症的共同通路。本综述的目的是,阐述氧化应激在常见术后并发症的病理生理学中的作用,确定治疗药物,修订临床方法,为患者的临床预后提供益处。

  氧化应激指活性氧 (ROS) 和活性氮 (RNS) 产生过多,抑制内源性抗氧化系统的活性。主要受ROS和RNS影响的细胞生物分子是蛋白质、脂质和DNA。生理情况下,细胞内产生少量ROS。ROS是复杂细胞过程和信号网络中的介质,如前列腺素产生途径、线粒体呼吸和宿主防御。无论细胞信号传导的机制如何,ROS始终负责调节细胞中抗氧化酶的活性。例如,核因子E2相关因子2(Nrf2)是一种转录因子,与抗氧化剂反应元件的启动子序列结合,调控抗氧化基因和解毒基因的表达。此外,ROS不仅参与调节抗氧化基因表达,而且与 MAPK、PI3K和蛋白酪氨酸磷酸酶等细胞信号分子相互作用。最终参与细胞的增殖、存活等。然而,如上所述,当这个系统被解除限制时,它会引起细胞学和病理生理学变化,下文进行阐述。

  ROS是由酶促和非酶反应形成的高活性家族。酶原包括黄嘌呤氧化酶系统、NADPH氧化酶系统、线粒体电子传递链和解偶联的一氧化氮合酶(NOS)系统。活性氧主要是自由基,例如超氧阴离子自由基(O·2-)和羟自由基 (HO·),因为它们的分子中有未配对的“活性”电子。其中HO·最为突出,因为HO·被认为是最强大、最具侵略性的氧化剂,主要负责DNA碱基的氧化损伤。此外,包括一些以前不是自由基分子但是被归类为活性氧的物质,如过氧化氢(H2O2)、次氯酸(HOCl)和单线特点之一是在游离铁存在情况下,可以通过芬顿反应形成HO·,从而引起脂质过氧化和DNA损伤。反过来,活性氮包括自由基一氧化氮(NO·)和非自由基过氧亚硝酸盐阴离子(ONOO−),NO·和ONOO−的产生是通过内皮型一氧化氮合酶(eNOS)进行的。正常情况下,eNOS通过四氢生物蝶呤 (BH4) 将电子转移到 L-精氨酸,在氧气和NADPH的酶促过程中产生L-瓜氨酸和NO。在BH4水平较低时,eNOS通过将L -精氨酸的电子传递给氧而解偶联,从而生成O·2-和非自由基强效2-电子氧化剂的过氧亚硝酸盐阴离子,后者会反过来降低BH4水平,从而促进过氧亚硝酸盐阴离子的生成。

  氧化应激防御系统由抗氧化酶和能够提供电子的分子组成,后者称为抗氧化剂。抗氧化剂是亲核还原性分子,能够与ROS等氧化剂反应,将它们还原到活性较低的状态。人体内主要的抗氧化酶有超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px),SOD能将超氧阴离子转化为活性较低的过氧化氢,CAT能催化H2O2的分解,GSH-Px能催化H2O2转化为水。谷胱甘肽过氧化物酶将一种称为还原型谷胱甘肽(GSH)的低分子量物质氧化成氧化型谷胱甘肽(GSSG)。GSH是细胞最重要的还原剂之一,因为它可以在所有细胞中找到,并且可以在几个氧化还原酶促过程中发生反应。另一种抗氧化防御机制是线)的氧化,及其相关酶如过氧还蛋白-3和硫氧还蛋白还原酶-2。研究发现,在严重氧化环境的脓毒症中,TRX-2系统发挥可以更大的作用,因为TRX-2系统的蛋白质更能抵抗氧化应激的影响,并且在防止线粒体功能障碍方面比GSH系统具有更重要的作用。

  手术是引起严重炎症和缺血再灌注损伤(IRI)的急性事件,而ROS在这种损伤中起着重要的介导作用。手术干预的程度和技术对术中氧化应激反应有巨大影响。复杂手术与微创手术相比,氧化应激水平更高。(图1)

  图1:全面了解氧化应激在机体病理生理机制中的作用。手术可能是这一过程的主要开端。MODS,ROS,RNS,NF-κB,核因子kappaB。

  炎症是细胞对有害损伤的一种复杂的、保守的、非特异性的生物反应。在手术过程中,组织损伤的发生是符合逻辑的。巨噬细胞和中性粒细胞分泌炎症介质-细胞因子,受损组织的非免疫细胞产生前列腺素。前者产生局部炎症,后者产生全身炎症。

  通常,炎症反应的启动是由模式识别受体激活,例如在中性粒细胞和巨噬细胞表面表达的Toll样受体(TLR)和NOD样受体(NLR)。这些受体在识别病原体相关分子模式(PAMP)和损伤相关分子模式(DAMP)之后被激活,导致炎症细胞信号转导通路发生变化。以TLR为例,这些诱导细胞内级联反应,激活下游激酶,如IkB和MAP激酶,这些激酶调节不同的转录因子,如NF-κB和AP-1,最终诱导促炎基因的表达和相关炎症蛋白质的合成,如细胞因子(IL-6、TNF-α、IL-1β)和趋化因子。细胞因子可以通过增加粘附分子(如L-选择素和E-选择素)来改变血管通透性和内皮功能,从而沿血管内皮滚动,激活整联蛋白。这些分子与血管内皮粘附分子(如ICAM-1和VCAM-1)结合,促进白细胞通过活化的内皮迁移至损伤部位。趋化因子的作用在于募集额外的免疫细胞和蛋白质,例如产生一氧化氮(NO)的iNOS。相反,NLR参与了炎症小体的形成。炎性小体由核苷酸结合寡聚化结构域 (NOD) 组成,NOD又包含Pyrin域蛋白3(NLRP3)。因此,对于细胞因子家族,炎症小体对pro-IL-1β的细胞内加工和活性IL-1β的分泌至关重要。最后,高水平的活性氧(ROS)已被证明可以激活NLRP3。

  另一个需要考虑ROS的重要方面是吞噬细胞具有合成这些化合物的能力。因为它们具有氧化剂生成酶系统,例如巨噬细胞以及其膜结合的NADPH氧化酶系统。这会产生O2和过氧化物酶,随后将H2O2和Cl转化为HOCl和·HO。ROS对巨噬细胞还有另外一个作用,但要先说明一些细节。巨噬细胞可分为M1和M2亚型。从广义上讲,M1s与杀菌和促炎功能有关,而M2s与细胞增殖和伤口愈合有关。原因是M1对Th1淋巴细胞产生的TLR激动剂和IFN-γ有反应。IFN-γ可以激活iNOS产生NO和ROS,杀死病原体并分泌促炎细胞因子(IL-8、TNF-α和IL1),尤其是IL-12,可以改善Th1反应。与氧化应激相关的研究表明,ROS能够增加促炎细胞因子的合成,从而增加M1表型,以不受调节的方式加重损伤和炎症作用。同样,MAPK家族被磷酸化,如p38、c-Jun NH2末端激酶 (JNK) 和细胞外信号调节激酶 (ERK),导致活化巨噬细胞中促炎介质的表达。此外,已经发现NF-kB 能够通过增加M1表型发挥作用。最后,ROS与M1表型中炎症小体的激活和失调有关。

  缺血再灌注损伤(IRI)是复杂外科手术中经常出现的一种危急状态,因此认识IRI对于控制细胞损伤和保护器官功能是至关重要的。IRI通常与、使用肢体止血带和血管钳等干预措施有关。此外,缺氧在组织灌注不足中具有重要作用,与IRI相关,它使ROS过量产生,并导致氧化损伤。在病理生理学上,缺血时Na+-K+-ATP泵功能障碍,导致细胞质中钠和钙超载。这种钙的积累导致细胞质蛋白酶的激活,降解蛋白质,以及激活线粒体中的细胞凋亡过程。在这个过程中,氧气缺乏增加无氧糖酵解和线粒体功能障碍,导致细胞内pH降低;再灌注由于氧输送增加而导致过量的ROS 产生,进而产生严重的电解质失衡。黄嘌呤氧化酶系统与氧化还原反应有一个共同点。首先,ATP经过酶促过程,转化为次黄嘌呤,次黄嘌呤氧化为黄嘌呤,再将黄嘌呤氧化为尿酸来产生活性氧。缺血时机体处于缺氧条件下,由于ATP水平较低,黄嘌呤脱氢酶取代黄嘌呤氧化还原酶,从而诱导次黄嘌呤在转化为尿酸过程中形成ROS,最终导致氧化环境进一步恶化。在缺氧的情况下缺氧抑制因子-1α (HIF1α) 的功能被激活,其作用是促进NOX酶的激活,而这种酶在氧化应激时会增加更多。因此,在血流恢复后,细胞会释放不同的介质(磷脂酶A2、TNF-α、IL1β、IFN-y等),能够增加NADPH氧化酶的作用。许多细胞能够吸引附近的中性粒细胞,从而增强对炎症介质的反应。中性粒细胞可以被活化因子(如趋化因子)激活或启动,从而产生大量的ROS。这解释了再灌注期间和术后恢复早期ROS生成较晚的原因。

  术后发热是手术后最常见的并发症之一,定义为体温升高至38.3℃以上。许多研究表明,在外科许多亚专业中,术后发热的发生率在14%至91%之间。作为手术的正常反应,巨噬细胞和单核细胞分泌特异性热原和炎性细胞因子: IL-1、IL-6、TNF-α和干扰素-γ。在发热的产生与免疫和炎症机制有关。IL-6参与COX-2 PGE2通路。发热被分为两个阶段:早期和晚期。在早期阶段,细胞因子的产生是由于肺和肝的巨噬细胞中合成了PGE2。发热晚期是由血脑屏障水平产生的 PGE2 介导的,由内皮细胞或视前下丘脑的血管周围巨噬细胞介导。因此,IL-6可能是COX-2的重要诱导因子。这些物质与术后第一天的发热曲线呈直接相关。

  脓毒症是手术后的一个严重并发症,与氧化应激相关的炎症反应。外部屏障完整性的丧失可以通过释放促炎和抗炎介质来产生炎症反应。此外,在脓毒症期间,内皮细胞损伤导致微血管屏障功能丧失,血管通透性增强,导致中性粒细胞活化和血小板粘附。已证实,它能改善脓毒症患者的炎症介质NF-ĸB、细胞因子和外周血单核细胞五聚蛋白-3水平。在不同条件下,白细胞可分泌羟基自由基、一氧化氮代谢物、O₂−和其他ROS/RNS物质。通过NF-ĸB的激活和脂多糖(LPS)的处理,可以提高诱导型一氧化氮合酶(iNOS)的活性,产生更高浓度的NO,这些NO可与超氧阴离子结合形成ONOO−。同样,SOD与CAT比值的失衡与脓毒症中氧化应激和发病率的增加有关。超氧化物通常通过含锰SOD(Mn-SOD)转化为H2O2,再通过CAT转化为H2O。然而,在脓毒症导致的高氧化应激的情况下,这些酶的浓度可以改变,可能导致破坏性ROS的积累。

  脓毒症还与氧化应激导致的线粒体功能障碍有关,其中NO和ROS与多种炎症介质结合直接或间接影响能量生产和线粒体功能。具体来说,线粒体脂质心磷脂的过氧化作用通过细胞色素c的解离提高了ROS的产生,从而诱导低ATP水平。综上所述,氧化环境会导致蛋白质、脂质和 DNA 结构发生变化,导致 ATP 缺乏从而坏死,内皮细胞受损导致血管通透性增加,最终导致脓毒症恶化。在不同的研究中,脓毒症患者的细胞能量衰竭得到证实。由于线粒体功能障碍,危重病人的预后更差。在线粒体功能障碍的病理生理方面,细胞内ATP水平下降,导致Ca2+稳态改变,ROS过量产生,促凋亡蛋白释放。与此同时,这一切都与线粒体通透性的转变有关,因为基质的炎症与呼吸链的解耦之间存在关联。同样,线粒体内也会发生其他一系列反应,如Ca2+流出、膜电位损失、ROS合成增加以及线粒体复合物中细胞色素c的释放,从而导致细胞凋亡。最后,线粒体膜的损伤可导致caspase通路的激活,从而释放细胞色素c并导致细胞凋亡。氧化酶NADPH家族在脓毒症和氧化应激的发生中也起着重要作用。到目前为止,Nox有7种亚型(NOX1, NOX2, NOX3, NOX4,和NOX5;Duox1和duox2)都具有不同的催化结构域。其中,NOX4最为突出,因为我们已经发现不同的炎症刺激(革兰氏阴性菌中的LPS、TNF-α、TGF-β和缺氧)都可以激活NOX4,从而产生更多的ROS。

  在最糟糕的情况下,脓毒症可发展为感染性休克,在静脉输液或高乳酸血症复苏后低血压仍持续存在。低血压和微血管血栓形成导致氧水平降低,加上氧化应激和其他机制(如贫血)引起线粒体损伤,产生一个恶性循环,增强氧化应激,加剧感染性休克。

  血小板在脓毒症患者中起重要作用。高水平的血小板ROS已被证明与不同的血栓性疾病有关,如高血压、糖尿病和代谢综合征。同样,ROS能够在血小板聚集的不同途径中相互作用,从而导致凝血功能失调。从结构上看,血小板具有一种跨膜受体,称为血小板表面重要粘附受体(GPVI)。在正常情况下,刺激GPVI后血小板ROS增加。目前,GPVI与肿瘤坏死因子受体(TRAF4)的结合是血小板在氧化应激中起作用的唯一证据。TRAF4的作用是选择性地与GPVI的细胞质尾部结合,并与NADPH氧化酶1和2复合物(NOX1/2)的一个p47phox亚基相互作用。血小板产生ROS的主要来源是NOX1/2复合物。二苯基氯化碘盐(DPI)作为NOX的抑制剂,显著地阻碍了血小板的激活、聚集和形成。

  影响脓毒症患者的发病和预后的主要机制是内皮功能障碍,定义为血管舒张因子和血管收缩因子的失衡。血管内皮细胞与血管舒张、收缩、血小板粘附、白细胞迁移、炎症和免疫反应等密切相关。内皮细胞分泌多种物质:一氧化氮(NO)和前列环素(PGI2)具有血管扩张、抗血栓和抗增殖作用;内皮素-1(ET-1)和血管紧张素II(AngII)具有血管收缩作用;血管性假血友病因子(vWF)和纤溶酶原激活物抑制物-1(PAI-1)易产生血栓;组织纤溶酶原激活剂(tPA)抗凝。在已经提到的分子中,NO被认为是内皮功能障碍中最重要的分子。高水平的ROS直接攻击内皮细胞,并取代氧化系统的作用,导致iNOS产生NO的能力降低,从而导致炎症反应。脓毒症伴有低血压患者的典型表现是血管通透性增加。同样,内皮中NOX4的过度表达导致NO失调,它可以通过增加H2O2的产生和减少NO的失活来改善血管舒张和降低血压。另一方面,ROS导致耗氧量失衡,再加上此类患者的低氧血症,加速了器官的系统性恶化,导致全身缺血,灌注减少,最终导致多器官衰竭(图2)。

  图2:细胞因子和血小板与内皮功能障碍在脓毒症及后续多器官功能障碍综合征发生中的关系。同样,能量的损失和缺氧诱导因子-α的不降解会增加氧化系统线粒体酶的损伤,从而增加活性氧的产生。所描述的抗氧化疗法有多个靶点。同样,它具有直接和间接的抗氧化活性,增加内源性抗氧化系统的水平。MODS,多器官功能障碍综合征;ROS,活性氧;RNS,活性氮物种;O2,超氧化物自由基阴离子;羟基自由基;H2O2、过氧化氢;HOCl,次氯酸;lO2,单线态氧;NO,自由基一氧化氮;ONOO,非自由基过氧亚硝酸根阴离子;IL-6,白细胞介素6;TNF-α,肿瘤坏死因子α;IL-1,白细胞介素1;iNOS,诱导型一氧化氮合酶;ATP,三磷酸腺苷;HIF-1α,缺氧诱导因子-1α;SOD,超氧化物歧化酶;GSH,谷胱甘肽、Reduced glutathione/GHS-Px,还原型谷胱甘肽/GHS-Px、 glutathione peroxidase,谷胱甘肽过氧化物酶;CAT,过氧化氢酶;TRX-2,线;POAF,术后心房颤动;POLF,术后肝功能衰竭;ESRD,终末期肾病。

  近年来研究表明脓毒症新生物标志物对脓毒症的诊断和预后至关重要。一般而言,生物标志物是生理或病理过程中可识别的、天然来源的任何成分。为了使生物标志物有效并发挥最大效用,它必须能够早期诊断,对严重程度和风险进行分层,并能够指导疾病的治疗。通常在脓毒症中,单独使用一种广泛使用的生物标志物对诊断和预后缺乏足够的特异性和敏感性。临床上最常用的是炎症生物标志物,如 CRP、IL-6、乳酸和降钙素原 (PCT),因为在脓毒症中这些化合物会有所增加。在炎症反应或组织损伤中,肝细胞中IL-6刺激CRP的产生。它通常用作炎症和感染的标志物。与其他生物标志物相比,CRP对死亡率和特异性的预测能力较差,这是CRP的缺陷之一,因此必须与其他生物标志物联合使用才能更准确地做出诊断或判断预后。乳酸是另一种广泛使用的生物标志物,它可以更准确地代表器官功能障碍。已有研究表明,高乳酸血症患者(血液中血清乳酸水平升高)预示着更高的死亡率,因为这种生物标志物与丙酮酸的无氧代谢密切相关,能够反映脓毒症中的组织灌注不足。尽管如此,在脓毒症的不同临床指南中使用被广泛接受的生物标志物是降钙素原 (PCT),因为它具有更高的特异性和敏感性,并且更有效地反映了患者的炎症指标。

  在临床上首选能够测量ROS对细胞不同成分(如膜脂、细胞蛋白和核成分)造成损伤的氧化标记物。例如丙二醛 (MDA)、F2-异前列腺素、8-羟基-2-脱氧鸟苷等。其他标记物是已经描述的内源性抗氧化酶,如GPx, CAT和SOD。此外,还原/氧化硫醇的比例也作为一个标志,它们的缺点是特异性较低。目前,脓毒症新的生物标志物的研究领域有了巨大的发展。有一些新技术能够产生由一般氧化还原电位(ORP)、生物抗氧化电位(BAP)或由活性氧代谢物(dROM)衍生的电化学读数。由于护理点(POC)系统,只需少量血液样本即可快速测量体内氧化应激水平。

  严重脓毒症、感染性休克、内皮功能障碍和线粒体功能障碍影响了细胞和组织的功能,最终导致多器官功能障碍综合征(MODS),MODS被定义为两个或多个器官的稳态改变,可以通过重症监护逆转。MODS的发病机制是血浆中ROS,NO和ONOO−水平的升高,影响了心、肺、肝、胃肠道、神经系统和肾脏的正常功能。

  心脏手术后最常见的并发症包括一系列疾病,如心房颤动和心肌再灌注损伤,具有较高的发病率和死亡率。免疫系统作为不同器官中促炎和抗炎因子的主要介质。其中,IL-6发挥心血管调节功能是通过左心室重塑、收缩功能障碍、改变心肌细胞上β肾上腺素能受体的激活。此外,IL-6还是心肌的负性肌力药物。

  心房颤动(POAF)是心脏手术后最主要的并发症之一,发生率高达60%。POAF的发病机制是NADPH氧化酶系统导致心房重构。NADPH氧化酶系统是心肌细胞中ROS的主要来源,与阵发性和慢性房颤的病理生理相关。同样,NOS也会导致氧化应激,因为ROS会导致其解偶联并产生O2−。不同研究表明,NADPH氧化酶活性是发生POAF的最重要因素。此外,出院患者发生POAF与术后白细胞计数较高有关。

  急性心肌梗死也与氧化应激密切相关。目前,治疗急性心肌梗死的金标准是通过经皮冠状动脉介入治疗(PPCI)恢复冠状动脉血流。然而,在恢复血流的过程中,可能会诱发心肌再灌注损伤。心肌再灌注损伤,即在长期缺血后恢复心肌组织的血液供应,产生局部炎症并增加ROS的形成。尽管PPCI是治疗的金标准,但它与氧化应激相关并造成不可逆转的负面结果。

  缺血再灌注损伤和氧化环境能够产生心室重塑,导致心衰。具体而言,ROS能够通过钠钙交换剂,钠通道、钾通道和L型钙通道等来改变心肌电生理及收缩机制。ROS还具有负性肌力作用,可以改变心肌收缩力,导致心脏射血功能障碍。这是因为它们能改变肌浆网Ca2+-腺苷三磷酸酶(SERCA)的活性,降低钙敏感性。ROS会破坏与此机制相关的蛋白质,导致心脏能量代谢的改变。最后,ROS能够激活和促进心脏成纤维细胞的增殖,激活能够降解和重塑心肌细胞外基质的金属蛋白酶,从而导致心肌纤维化并加重心力衰竭。此外,NADPH氧化酶在氧化应激条件下能够增加ROS的产生,这不仅是由于这种促氧化状态,还由于机械牵张或者血管紧张素II、内皮素-1和肿瘤坏死因子(TNF-α)等中间产物。

  肝脏是再生能力很强的器官。残存约30%的肝脏就足以维持体内的多种功能,如蛋白质合成、激素分泌和解毒。但术后肝脏缺血再灌注会产生ROS,导致脂质过氧化和肝细胞损伤。在某些情况下,超过10%的患者在大面积切除肝脏后会出现术后肝衰竭(POLF),与其他炎性并发症相关联。POLF发生的原因包括大量失血,重大手术,肝脏损伤状态(脂肪变性、纤维化或肝硬化)和术后感染。

  肾脏是对缺氧环境非常敏感的器官。肾髓质升支粗段的肾小管细胞在人体内的任何细胞中都具有最高的吸氧能力,因此它们也被认为是对氧水平急剧变化最敏感的细胞之一。钠在该区域被重新吸收需要高水平的ATP,ATP由线粒体中的呼吸链提供,与血液中的O2水平直接相关。心脏手术后常见的严重并发症是急性肾损伤(AKI),发生率高达30%。肾脏血流约占总量的25%,因此在氧化应激状态下,易受ROS和代谢产物的损害,导致AKI和血流动力学失衡。AKI的进展通常分为起始、扩展、维持和恢复阶段。特别是在第一阶段,发生缺血过程,通常是突然的,实质细胞不能正确灌注,导致不同的细胞损伤和死亡,无论是凋亡还是坏死。目前为了在最短的时间内识别AKI,一些生物标志物已经开始用于临床诊断,例如尿液中的α1-微球蛋白、π-谷胱甘肽转移酶、血清和尿液中的中性粒细胞明胶酶相关脂联素(NGAL)等。

  当这种损害持续进展并不可逆转,侵入性治疗便成为唯一的解决方案。肾移植被认为是终末期肾病(ESRD)治疗的“金标准”,但就像治疗急性心肌梗死的PPCI一样,这种干预可能产生氧化应激,导致不可逆转的后果。ROS产生的来源很多,IRI是与氧化应激的关系最密切。在肾细胞中,IRI破坏细胞骨架完整性和改变上皮细胞极性,导致近端小管刷状缘缺失、水肿、微血管功能障碍、坏死和凋亡。缺血再灌注能够吸引中性粒细胞,而中性粒细胞能够浸润肾脏细胞并造成更大的损伤,还能引发肾实质的长期纤维化。

  氧化应激损伤状态下引起的机能失调起源于线粒体运输链,因此线粒体在脓毒症的发病机制中被认为是最重要的因素。众所周知,在氧化应激损伤状态下应使用抗氧化剂行抗氧化疗法。抗氧化剂有多种类型,作用于不同的靶点,具有不同的临床疗效。下文简要描述临床试验中使用最多的抗氧化剂的作用以及其作用机制。

  维生素C:抗坏血酸,是一种重要的抗氧化剂,能够为酶和非酶过程提供电子。其作为辅助因子的用途是参与胶原合成、防止致命基因突变、保护白细胞和肉碱的产生等。抗坏血酸能够与结合在膜上的氧化生育酚自由基发生氧化还原反应,产生活性生育酚,这是一种具有抗氧化功能的化合物。维生素C已被证明能够减弱细胞内iNOS mRNA的增加以及抑制免疫系统细胞中COX和TNF-α mRNA的表达。因此,抗坏血酸在促氧化和促炎分子的基因表达中也起着调节作用。

  维生素E:维生素E是一种脂溶性抗氧化剂,其主要活性化合物是α-生育酚。α-生育酚防止细胞膜脂质过氧化,并通过形成低密度衍生物抑制自由基的合成,该衍生物不能攻击细胞膜等脂质成分。α-生育酚是能够改变氧化应激的生物标志物,如SOD、过氧化氢酶等。大剂量使用可以抑制内皮细胞的动脉粥样硬化过程。作用机制是通过激活的单核细胞来减少超氧阴离子自由基和IL-1β,减少脂质过氧化、内皮粘附和血小板聚集。

  N-乙酰半胱氨酸:近年来,N-乙酰半胱氨酸(NAC)在脓毒症患者中的应用具有重要的治疗作用。这种治疗减少了脓毒症引起的器官损伤标志物(Cre、CPK、ALT和AST)和炎性标志物(TNF-α、IL-6和IL-10)。多项研究表明,NAC发挥肝脏保护作用是通过减少氧化应激和炎症介质,改善代谢综合征的相同参数。另一项针对呼吸窘迫患者的研究显示,肺组织中的NF-κB和趋化因子mRNA表达降低呈剂量依赖性。因此,NAC似乎通过激活NF-κB在调节肺部炎症反应中发挥作用。

  硒:这种元素对内源性抗氧化酶(如GSH-Px和硫氧还蛋白)的功能至关重要。低水平的硒会影响体内正常的氧化平衡。在细胞水平上,硒缺乏导致巨噬细胞中iNOS表达增加,从而增加NF-κB的合成,并导致全身水平上的氧化损伤。在LPS刺激的巨噬细胞中,观察到细胞硒水平与iNOS表达呈负相关。

  对于POAF的治疗,使用抗氧化剂能够减少心脏炎症和氧化应激的发生。Rodrigo等人进行的一项随机对照试验表明,联合使用维生素E、维生素C和n-3多不饱和脂肪酸(n-3 PUFA)的三联疗法有利于缓解术后心房颤动,提高抗氧化能力,减轻氧化应激和炎症。具体而言,n-3多不饱和脂肪酸可增加的活性氧水平,降低心肌组织对氧化应激的易感性而起到间接抗氧化剂的作用。三联疗法是一种长期策略,可预防和减少心肌细胞的氧化应激损伤,从而避免POAF,降低成本。

  氧化应激的病理生理学已经被提到,了解氧化应激的知识非常必要。研究表明,氧化应激是脓毒症、炎症甚至内脏疾病等多种疾病的病理生理机制中的共同因素。ROS/RNS增加了脓毒症的损伤,能够产生线粒体解耦,从而使氧化应激和脓毒症的损伤恶性增加。此外,还有一些基于氧化应激损伤的疾病,如急性心肌梗死或AKI,因此,有必要考虑这些疾病的氧化水平,实施最佳的治疗、保证最小的副作用。通过这种方式,可以使用多种治疗方法来抵消机体过量的ROS和RNS产生的损害。最有吸引力的替代方法之一是使用外源性抗氧化剂,如维生素C和E,在许多临床试验中,这些抗氧化剂被认为是解决氧化应激的方法。多种抗氧化剂的联合使用具有保护作用。

  氧化应激在外科手术中难以避免。氧化应激指活性氧 (ROS) 和活性氮 (RNS) 产生过多,抑制内源性抗氧化系统的活性。ROS起严重炎症和缺血再灌注损伤(IRI),从而造成患者术后发热、脓毒症、血小板功能障碍、内皮功能障碍、多器官功能障碍综合征,对心、肝、肾等重要脏器都造成不可逆的伤害。围术期可以通过严密的监测生物标志物,使用抗氧化剂抵消机体过量的ROS和RNS产生的损害。从而将氧化应激在术后并发症中的影响降至最低,做到尽早诊断,最大程度地改善患者的术后康复。

关闭窗口
上一篇:食品添加剂使用和管理过程中存在的一些共性问题的分析
下一篇:几块钱的维生素E有啥好处?或可收获3个益处但要注意别多吃

微信扫一扫,了解更多资讯


华体会app登录秉承“诚信为本、服务至上”的原则。

 

版权:华体会app登录|华体会hth体育app|华体会体育app官网下载 地址:江苏省如东县沿海经济开发区黄海四路 华体会app登录
联系电话:86-0513-88153790  传真:86-0513-84583888