赵向民　包汉雨　汪家瑞
首都医科大学附属宣武医院心内科　100053

　　90年代以来，人们对一氧化氮(Nitric Oxide,NO)在心肌缺血再灌注过 程中的作用进行了大量研究，结论不甚一致，争论的焦点集中在以下两个方面：1 .在心肌缺血再灌注过程中，NO的产生是增加还是减少?2.NO是参与了心肌缺血再灌 注损伤，还是减轻心肌缺血再灌注损伤。本文对近年来有关NO与心肌缺血再灌注损 伤的实验进行了分析和总结，旨在澄清NO在心肌缺血再灌注过程中的作用。

　　一、NO的产生与心肌缺血再灌注　心肌缺血再灌注过程中NO的产生量，不同的 实验有不同的结论。Tsao等^［1］在猫局部心肌缺血90min后再灌注实 验中，发现再灌注2.5 min时，即可出现冠脉对乙酰胆碱内皮依赖性舒张作用减 弱，于再灌注180 min时达到高峰。这提示，再灌注时内皮细胞合成NO的作用降低 。Wang等^［2］在离体灌注大鼠模型中，用电子顺磁共振法测定流出液 中NO水平，显示缺氧30 min后再氧合时NO水平明显高于基础水平，缺氧前如果用 1 mM的L-硝基-精氨酸甲酯(NG-nitro-L-arginine methyl ester,L-NAME)灌注处理 ，则可消除再氧合时NO水平的升高，提示NO水平升高与结构型NO合酶活性增加有关 。已有实验^［3］显示心肌细胞中也含有结构型NO合酶，既然Tsao的实 验已经提示再灌注时内皮细胞产生NO的作用下降，那么Wang的实验中流出液NO水平 升高的原因，可能是心肌细胞NO合成增加的结果。Liu等^［4］的在体 大鼠实验结果表明，心肌缺血20 min再灌注300 min后，缺血区心肌组织NO含量 升高90%，循环NO水平升高138%，心肌组织总NO合酶活性增加212%，诱导型NO合酶 的活性增加6.7倍，这一实验显示长时间再灌注可引起诱导型NO合酶的表达，使心 脏NO过度合成。

　　二、NO在心肌缺血再灌注损伤中的作用及其机制

　 　1.NO具有心肌保护作用　Johnson等^［5］最早提出NO可减轻心肌缺 血再灌注损伤，猫在体局部缺血90 min后再灌注，于缺血30 min起给予酸化亚硝 酸钠或NO饱和的等渗氯化钠溶液持续灌注，可明显缩小心肌坏死面积。此后，又有 许多实验显示，其它NO供体药物，如SNAP、SIN-Ⅰ、SPM-5185及硝普钠等均具有心 肌保护作用。Engelman等^［6］的离体动物实验及Weyrich等^{［7 ］}的在体实验，也表明NO前体L-精氨酸(L-Arginine,L-Arg)同样具有心肌保 护作用。少数实验认为NO供体及前体药物无心肌保护作用，甚至表现出与再灌注协 同损伤心肌的作用^［8，9］，其原因可能主要与NO供体及前体药物的 使用时机及剂量有关：(1)由于NO半衰期短，故宜持续使用。(2)剂量宜适中。Non ami^［10］认为，L-Arg的剂量于在体实验以4～10 mg/kg/min为宜， 离体非血液灌注的实验以低于3 mM为宜。Takeuchi等^［8］的实验中L -Arg的使用时间过短，Patel等^［9］的实验中L-Arg的应用剂量过大， 可能是L-Arg未显示出心肌保护作用的原因。

　　NO参与心肌保护作用的机制 目前考虑主要有以下几个方面：(1)与NO抗过氧化作用有关。Wink等^{［11］< /sup>的实验显示NO具有抗氧化作用，他将培养的肺成纤维细胞及神经元暴露于过 氧化生成体系中，发现细胞损伤呈剂量依赖性；而在其中加入NO供体后，细胞损伤 显著减轻。心肌再灌注(氧合)伴有过氧化产物的大量产生，因而提供NO将有利于细 胞保护。Engelman等［6］认为NO可直接淬灭氧自由基、阻滞羟自由基 的形成及终止脂膜上的自由基链式反应。(2)与NO抗中性粒细胞粘附聚集有关。心 肌再灌注损伤是一个多因素病理过程，中性粒细胞在其中起重要作用。多数实验< sup>［5，7］}说明NO供体及前体药物可抑制中性粒细胞的浸润，降低缺血部 位组织髓过氧化酶的活性，并认为是NO心肌保护作用的重要原因。Pabla等^{［ 12］}比较了NO在有中性粒细胞灌注及无中性粒细胞灌注的心肌缺氧再氧合模 型中的作用，发现在有中性粒细胞灌注时，NO供体药物具有明显的心功能改善作用 ；在无中性粒细胞灌注时，NO供体药物未能表现出心肌保护作用，这一结果提示抗 中性粒细胞粘附聚集作用可能是NO心肌保护作用的重要机制。

　　2.NO可介 导心肌再灌注损伤　实验显示^［2，13］NO合酶抑制剂合理使用可减轻 心肌再灌注损伤，提示NO在一定条件下可能是一种致损伤因素。Schulz等^{［ 14］}的实验发现缺氧前给予L-NAME3μM或L-单甲基-精氨酸(NG-monomethyl -L-arginine,L-NMMA)30μM灌注，可明显改善再氧合时的心功能；而于再氧合期用 药，则失去其心功能改善作用，因而Schulz认为NO合酶抑制剂宜早期应用，同时也 提示NO介导的心肌损伤作用可能发生于缺血再灌注早期。Schulz等还强调了NO合酶 抑制剂剂量选择的重要性，认为选择一个既可抑制NO过度产生，又不影响维持冠状 血流的NO基础分泌的剂量，才能表现出心肌保护作用，Depre等^［15］显示，在离体兔心肌缺氧再氧合实验中，L-NMMA的剂量范围在1 nM-1 μM时， 心肌保护作用最好，低于或高于这个剂量范围心肌保护作用减弱，剂量达100 μM 时，L-NMMA失去其心肌保护作用。通过分析我们发现NO合酶抑制剂还可在另一个剂 量范围内发挥心肌保护作用，许多实验^［2］表明，在离体大鼠缺氧再 氧合模型中，1 mM的L-NAME(相当于L-NMMA 1000 μM)，可起到心肌保护作用， 其机制可能与腺苷有关。

　　有学者认为，NO介导心肌损伤的机制可能主要 与过氧化亚硝酸阴离子有关，Wang等^［2］在离体大鼠心肌缺氧再氧合 模型中，对NO、超氧阴离子及过氧化亚硝酸阴离子的时程变化进行了研究，发现它 们在再灌注早期同步升高，L-NAME可使NO水平明显下降，同时过氧化亚硝酸阴离子 的生成也显著减少，左室功能改善。作者认为过氧化亚硝酸阴离子可能是引发再灌 注损伤的因素，L-NAME通过降低NO水平，减少过氧化亚硝酸阴离子的生成，而起到 心肌保护作用。但这一观点尚有争议，Yang等^［16］认为由于过氧化 亚硝酸阴离子半衰期短，引起脂质过氧化需要的浓度高，因而在再灌注损伤中可能 并不起主要作用。有人推测，过氧化亚硝酸阴离子进一步分解出毒性更强的羟自由 基，可能是其引起心肌损伤原因，但这一观点并未得到证实。由于高浓度的NO具有 负性肌力作用，再灌注(氧合)过程中，NO合酶制剂引起的心功能改善可能与之有关 。另外，过量NO还可与含铁-硫中心的酶结合而抑制线粒体呼吸，影响ATP的产生， NO还具有抑制DNA合成，损伤DNA等作用，因而NO合酶抑制剂，还可通过这几方面的 机制，起到心肌保护作用。值得注意的是，腺苷途径也是NO合酶抑制剂心肌保护作 用重要机制。Patel等^［9］的在体实验发现，缺血前给予L-NAME可升 高心肌乳酸水平，并使腺苷释放增加，提示L-NAME可能通过“缺血预处理”效应保 护心脏免受缺血再灌注损伤。Woolfson等^［13］在兔心衡流灌注模型 中，于缺血前10 min至再灌注后15 min,持续给予30 uM的L-NAME，发现L-NAME即 使在无“缺血预处理”效应的情况下，同样可降低心肌坏死面积，由于这一保护作 用可被腺苷受体阻滞剂取消，因而认为L-NAME的心肌保护作用与腺苷有关。

　　三、NO在心肌缺血再灌注中作用的分析　上述资料表明NO在心肌再灌注(氧合 )过程中，既有减轻再灌注损伤的作用，同时又能介导再灌注损伤，NO是如何在同 一病理生理过程中发挥出两种截然相反的作用的呢?

　　我们推测NO供体、N O前体药物及NO合酶抑制剂均具有心肌保护作用的原因，可能与其主要作用部位不 同有关。NO供体及前体药物可能主要通过内皮细胞发挥作用，由于再灌注(氧合)使 冠脉内皮合成NO的作用下降，NO供体及前体药物通过直接提供NO或增加内皮细胞N O的合成，使冠脉内NO水平升高，一方面，引起冠脉扩张，冠状血流增加；另一方 面，发挥其抗氧化作用，使内皮细胞免受氧自由基的损伤，维持内皮细胞的完整性 ，进而减少中性粒细胞的粘附，减少再灌注晚期心肌组织内中性粒细胞的浸润；同 时，由于冠脉内氧自由基的灭活，削弱了氧自由基对心肌组织的损伤，从而起到心 肌保护作用。而NO合酶抑制剂则可能直接作用于心肌组织而发挥其保护作用，由于 再灌注(氧合)时心肌组织中NO的过度合成，产生负性肌力作用；损伤DNA；影响AT P的产生；与超氧阴离子反应生成过氧化亚硝酸阴离子，从而影响心肌收缩力、介 导心肌组织损伤，NO合酶抑制剂通过减少心肌组织NO的合成，削弱NO的这些不良作 用，而使心肌组织得到保护。当然，NO供体及前体药物也作用于心肌组织，使在心 肌组织NO已经过度合成的情况下，其使NO水平进一步升高的作用有限；NO合酶抑制 剂也作用于内皮细胞，而在内皮细胞NO合成作用低下的情况下，其使NO水平进一步 降低的作用有限。

　　值得注意的是，NO合酶抑制剂引起的“缺血预适应” 及腺苷生成作用是独特的，这一作用产生于缺血(氧)前，而作用于缺血(氧)后。这 一特殊作用提示，NO合酶抑制剂与NO供体及前体药物可能能够联合使用，于缺血( 氧)前短期给予NO合酶抑制剂，而于缺血(氧)再灌注(氧合)过程中持续使用NO供体 及前体药物，有望能发挥两种药物的优势，起到更好的心肌保护作用，这一设想有 待于实现验证。

　　小结：NO在心肌缺血再灌注过程中起着双重作用，NO供 体、NO前体药物及NO合酶抑制剂如果合理使用均可起到心肌保护作用，适当联合使 用这两类药物可能能够起到更好的心肌保护作用。

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心肺血管病杂志