1.维生素E 可以碎灭1O2,是1O2的有效清除剂,在体内主要作用时防止脂类过氧化。可以中断脂类过氧化的链式反应,从而保护细胞膜免受损害。
2.维生素C 为还原剂,是电子供体,但体内维生素C达到一定浓度时,可以作为自由基的清除剂,以清除1O2,当浓度降低时可使Fe3+还原为Fe2+,Fe2+与H2O2作用生成OH.反而对机体产生损害。维生素C虽不直接参与维生素E的抗氧化作用,但对维持体内维生素E的含量起重要作用。因此二者合用效果好。
3.尿酸 作用似维生素C,能起到抗氧化剂的作用,是1O2与OH.的清除剂,可抑制脂类过氧化。
4.β-胡萝卜素与NADH氧化酶 可使CCl3O2化学活性丧失,也能使R.转变为RH,而减轻有机自由基的损伤作用。
(三)其他
1.一些非甾体抗炎剂 如消炎痛、二氯苯胺乙酸钠、保泰松、炎痛静、阿司匹林等,其抗炎机制虽不是直接清除O-2,但是可以通过改变细胞膜的结构,抑制NADPH氧化酶的活性,以减少O-2的生成。
2.皮质类固醇 在治疗脑水肿时有显着的效果。其主要的作用曾被认为是能降低毛细血管的通透性,稳定细胞膜的功能,抑制细胞膜释放花生四烯酸,减少脑脊液的生产等,现在认识到除上述作用外,是由于类固醇的分子嵌入在膜双分子疏水中间带的拱道中。在多价不饱和脂肪酸的双键和自由基之间起着屏障作用,从而防止和减轻自由基引发的脂质过氧化反应。保护了细胞膜的完整性。使脑水肿得以改善。大剂量皮质类固醇可抑制PMN释放自由基,减少对机体的损害,如给药太晚则治疗效果不佳。
3.甘露醇 用于治疗脑水肿,除具有脱水作用外,还具有清除OH.自由基的作用。
4.还原型谷胱甘肽(GSH) GSH是机体受到应激刺激后,细胞内调节代谢的物质,因此GSH增加,有利于康复。感染性休克时GSH含量减少,原因是缺血缺氧使组织细胞内自由基增加,而抗氧化物质GSH、维生素C等减少,GSH减少保护机制减弱,因此自由基作用于细胞膜造成损害,用GSH治疗,可使心血管功能恢复。
5.别嘌呤醇(allopurinol) 具有抑制黄嘌呤氧化酶的作用,使自由基生成减少,脂质过氧化物也减少,因而机体得以保护。用别嘌呤醇治疗,可阻断黄嘌呤氧化酶使嘌呤分解为尿酸的作用。避免了嘌呤的过多消耗,减少了O-2的生成。
6.有清除自由基功能的中成药 近年来对一些传统的防衰老及延年益寿的中成药,研究的结果发现有些具有清除自由基的作用。①灵芝是传统的延年益寿中药,研究证明灵芝提取液不仅具有直接清除O-2和OH.的能力,也能间接地提高机体清楚O-2和OH.的能力。②清宫寿桃粉剂:由红参、天门冬、生地、当归、酸枣仁等组成,对O-2有很强的清除作用。其单味药的水提取液亦有清除OH.的作用。③补肾益脾方:作为强壮滋补抗衰老的药物,其组成有党参、白术、枸杞子、兔丝子、女贞子等,该复方具有明显清除O-2和OH.的作用,是传统的延年益寿,强壮滋补,抗衰老的中药。
(第五节) 纤维连接蛋白与危重症
纤维连接蛋白(fibronection,Fn)是一种大分子糖蛋白,其分子量约为45万左右,是由两个大小大致相同的双股多肽糖蛋白的亚基所组成,存在与细胞的表面、细胞外液胶元组织和基底膜中,是联结细胞与基质间的一种介质,对网状内皮系统(RES)的吞噬功能,具有调理作用。严重感染时血浆中Fn下降,RES吞噬功能受抑制,感染因而扩散,因此当前认为血浆Fn水平,与严重感染关系密切。
Fn是最近20多年来才被认识到的存在与机体内的一种物质,由于学者们认识的角度不同,开始用了多种不同的名称,如调理蛋白(opsonicprotein)、可溶性成纤维细胞抗原(solublefibroblast antigen)、细胞表面蛋白(cell surface protein)、细胞粘附因子(cell adhesion factor)、细胞伸展因子(cell spreading factor)等。
一、Fn的生物学特性
Fn在体内有两种形式存在,以溶解形式存在于血浆及体液中者,称为血浆型,其活性较低,该型在体内不断被消耗,也不断的增添新的Fn,以维持体内的动态平衡;存在于细胞表面的称细胞型,常在成纤维细胞、血管内皮细胞、巨噬细胞、平滑肌细胞等表面,成丝状、网状、或灶性分布,也可在细胞与基质的介质中,为不溶解性的。正常成人血浆Fn平均浓度为326±76ug/ml。如孕妇血浆Fn正常,则新生儿血浆Fn浓度可为其总量的35%。血清Fn浓度比血浆Fn浓度约低20.25%。
在Fn的结构式上有许多结合位点,可与肝素、胶元、纤维蛋白、上皮细胞等结合,而发挥其特有的生物学特性。可使成纤维细胞铺平、变长,可使细胞与细胞之间、细胞与基质之间的粘附能力加强。Fn也是一种具有调理作用的体液因子,当严重感染,细菌侵入机体时,Fn能调理RES对细菌的吞噬功能。
Fn是血液中一种主要的,非特异性的调理素,能起调理作用是在其结构式的结合点上,既有与巨噬细胞结合的位点,也有与细菌结合的位点,从而促使巨噬细胞吞噬这些细菌。
其主要的生物学特性与功能为:
(一)参与细胞与细胞之间的粘连作用。
(二)参与细胞与基质间的固定于伸展作用。
(三)调节细胞的运动功能。
(四)调理RES的吞噬功能。
(五)参与纤维蛋白凝块的回缩。
二、严重感染时血浆Fn水平的变化
当严重感染时,如严重烧伤、败血症、感染性休克等,血浆Fn水平急剧下降,机体抵抗力降低。Fn下降的水平与感染的严重程度相一致,即感染越严重,持续的时间越长,则Fn水平也越低。
有作者观察了8例感染性休克极期患儿,与12例健康对照儿血浆Fn比较,结果得知:
1.休克组血浆Fn水平与健康比较 休克组显着降低(P0.01)。
2.死亡组与存活组比较 死亡组明显降低(P0.05)。
3.Fn水平的变化对判断预后有价值 ①Fn继续下降,预后不良,死亡病例入院时,血浆Fn水平为1.089,而死亡前降至0.454。②Fn继续上升,则示预后良好。存好病例入院时为0.632与0.572,病情恢复后,Fn水平亦恢复到正常。
4.死亡病例尸体解剖 均发现有肺水肿、肺出血、肝脂肪变性、脑水肿、肾混浊肿胀等多器官受累的表现。
三、Fn降低所致病理生理变化
1.RES吞噬功能受抑制
严重感染时,RES吞噬功能显着降低,其影响的因素很多,除抗体和补体的作用外,现知Fn水平降低是其重要的因素之一。作者等实验研究观察了这一现象,采用大肠杆菌内毒素所致大白鼠休克模型,观察其血浆Fn变化及RES吞噬功能,结果表明休克时,血浆Fn降低,RES吞噬功能受抑制,且与血浆Fn的消耗量呈负相关。
两组处理前血浆Fn无显着性差异,(P0.05),处理后休克组Fn消耗量明显高于对照组。
休克组动物RES吞噬指数,明显低于对照组(P0.01)。吞噬指数与血浆Fn消耗量明显负相关。
休克时血浆Fn降低,与RES吞噬功能抑制明显相关。血浆Fn减少和机体RES吞噬功能降低,是感染性休克发生多器官功能衰竭的主要原因之一,本实验给动物注入内毒素90分钟后,即出现明显的血浆Fn水平降低,及RES吞噬指数降低,从而证明内毒素休克时,血浆Fn水平与RES吞噬功能二者之间的关系,由于RES吞噬功能降低,而使血液中的一些有害成分,如变性蛋白质,胶原、衰老的红细胞、血小板、微聚物、细菌等不能清楚,而堆积于体内,引起肺门外周微血管栓塞,导致多系统器官功能衰竭,而加重了休克的过程。
2.微血管通透性增加
Fn存在于血管内皮细胞与胶原纤维之间,起着浆糊样的粘附作用,以保护微血管的完整性,同时对血管内皮细胞起着铺平、伸展和固定的作用。当Fn缺乏时,微血管的完整性遭到破坏,通透性增高,而致血浆大量渗出,使有效循环血量减少,血浆与组织间平衡失调,而发生休克和DIC。
3.与纤维蛋白、血小板功能、及多系统器官功能衰竭的关系
(1)Fn能维持纤维蛋白单体的可溶性,也能溶解不稳定的纤维蛋白凝块,因此具有对抗严重感染时血栓形成的作用。
(2)Fn降低与DIC的形成密切相关,但其Fn减少的程度与DIC的严重度,并不完全一致。
(3)Fn减少可导致多系统器官功能衰竭。
四、治疗
(一)冷沉淀物治疗
用冷沉淀物治疗,是近10多年来开展的用于治疗临床危重症的一种新的治疗措施,已显示了一定的治疗效果。冷沉淀物,是正常血浆置于4℃时的血浆沉淀物,其主要成分是纤维蛋白原,Ⅷ因子、和Fn,而Fn是冷沉淀物中用以治疗危重症的主要有效成分。具有调理作用,抗血栓作用,和组织损伤后修复作用,一般给予10个单位血的冷沉淀物,相当补充1gFn,一次给予或数日内分次静脉输入,以此作为Fn的替代治疗。其效果有学者报告,治疗组存好率达75%,而对照组存活率仅有42%。
(二)冷沉淀物的作用机理
1.能增强RES的吞噬功能 补充冷沉淀物后,使血浆Fn的浓度升高,可促进RES的吞噬功能,清除血液中的有害颗粒物质,减少肺微血管栓塞,保护微血管的通透性。
2.改善肺功能 可减少肺微血栓形成,减轻肺微血管的通透性、减轻肺水肿、减少肺血分流、和死腔通气量、从而使肺功能改善。
3.改善心脏功能 使心输出量增加心脏指数增加,动脉氧分压增高。
4.改善肾脏功能 使肌酐清除率明显增高,改善肾血循环,使肾小球滤过率增加。
(三)654-2对血浆Fn降低有保护作用
其作用机制可能是通过减少血浆Fn的消耗,保护RES的吞噬功能。作者等做动物实验将动物分为三组,即:①休克组(n=16),②654-2保护组(n=16),③对照组(n=14)。
结果:①休克组:血浆Fn降低,RES吞噬功能受抑制,两者明显相关,与对照组比较(P0.01)。②654-2保护组与对照组比较,其RES吞噬指数两者无显着差异性。
实验证明654-2对保护RES的吞噬功能,具有一定的效果,其机理可能与654-2能稳定休克时细胞溶酶体膜有关。
(第六节) 再灌注损伤(Reperfusioninjury,RI)
复苏时抢救心肺脑急骤缺血缺氧的重要措施。复苏的目的是使用再灌注疗法,迅速恢复重要脏器的血液再灌流,恢复有效循环血容量。如能使脏器的灌注压恢复到正常的20%~30%,则有可能使脏器复苏成功,如达不到这一灌注压则会加速细胞的损害,所有有效的再灌注,可使复苏成功。无效的再灌注,往往加速细胞的死亡。
再灌注损伤(reperfusion injury,RI),是指机体或某一器官,经历数分钟乃至数小时缺血、缺氧,有重新获得氧合血液灌注后,反而发生的一系列非缺血、缺氧性损害,此种损害称为“再灌注损伤”或称“缺血-再灌流综合征”。
RI临床经常遇到,如心肺脑复苏后、休克恢复后、心肌梗塞恢复灌流后、体外循环恢复心肌再灌流后以及脏器移植等,都曾有过一段缺血、缺氧的过程,一旦恢复再灌流,反而加重了组织细胞的损伤及脏器功能的衰竭,这些损伤并不是发生在缺血、缺氧期,而是发生在循环改善以后,因此使人们想到一定另有其他因素参与了组织细胞的损伤,过去认为这种损伤时由于组织供氧不足所致,现在认识到RI是自由基引起的,随着钙通道的开放,也加重了这一病理生理的复杂性。
一、病理生理
(一)自由基
自由基与很多疾病的发生发展密切相关,这已成为当前一个非常活跃的研究领域,已弄清了是许多疾病发病的主要原因。
自由基(free radical)或称游离基,是外层轨道中具有奇数电子的原子(H.Cl)、原子团(OH、RO、ROO)、分子(NO、NO2、O2)。其特点是①活性强;②结构不稳定;③存在的时间短暂,只有10-5秒,但其发生反应后,常呈链锁式反应,因此对机体可造成持续性的损害。生物体内有多种产生自由基的物质,而对机体损害较大的自由基,是超氧阴离子自由基(O-2)和羟自由基(OH.),正常情况下,机体吸入的氧,绝大部分(约98%)供给了机体能源的需要,仅1%~2%的氧还原成自由基(O-.2)、(OH.)。
O-2可通过酶促反应,使氧单电子还原而产生,O-2与H2O2相互作用后,所产生的OH.自由基(O-2+H2O2O2+OH.+OH-)是化学活性最强的自由基,可与细胞膜的脂质、蛋白质、各种酶等发生超氧化反应,使之成为过氧化物、失去原来的功能。最易起反应的部位是细胞膜及酶系统,因为细胞膜上含有多种不饱和脂肪酸,自由基是活性强的氧化剂,易与不饱和脂肪酸中成双键碳原子的电子结合,形成脂类过氧化物Lipoid peroxide(LPO),使细胞的膜结构遭到破坏,功能损害。