【文章內(nèi)容簡介】 ,脊髓組織繼發(fā)性缺血、缺氧、水腫、壞死。此外， TXA2/PGI2 失衡與脂質(zhì)過氧化 ,Ca 內(nèi)流、血管活性物質(zhì)相互協(xié)同作用 , 促使傷后脊髓組織繼發(fā)性損害加重。 Mitsuhashi[34]發(fā)現(xiàn) [Ca++]進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)使各種酶激活 ,磷脂酶活化后 , 膜磷脂降解 ,花生四烯酸釋放 ,使 TXA PGI LT 3 的合成 增加 ,導(dǎo)致白細(xì)胞趨化 ,血管通透性增高 , 脊髓 組 織水腫的惡性循環(huán)。 (Free radical FR)反應(yīng)： Demopoulos 等 [35]提出：外傷后的脊髓壞死和自由基反應(yīng)有關(guān)。自由基是一種外層軌道上單個電子的化學(xué)分子，它需要和其相互作用才能與自身的電配對。由基參與正常的氧化代謝和脂質(zhì)過程，并產(chǎn)生前列腺素。它的氧化作用及其反應(yīng)極強(qiáng)，雖然活性期短，但如果有害反應(yīng)一旦產(chǎn)生可以連續(xù)的自我蔓延下去除非被體內(nèi)的自由基清除劑抑制 [36]。正常情況下，自由基的反應(yīng)在體內(nèi)的嚴(yán)密制約下保持相 對穩(wěn)定。中樞神經(jīng)系統(tǒng)創(chuàng)傷后，自由基反應(yīng)首先引起膜損害因為細(xì)胞含有磷脂和不飽和脂肪酸，最容易受自由基的脂質(zhì)過氧化反應(yīng)影響。另一方面，于在缺血情況下可引起自由基的電子傳遞移位，加之缺乏足夠的氧去給結(jié)合電送鏈上和原子，在黃嘌呤核苷酸、輔酶和一些金屬離子的作用下，更促使自由基的產(chǎn)生。同時 , 脊髓損傷后體內(nèi)的重要抗氧抗劑─抗壞血酸的水平也下降。 Ohkawa 通過研究發(fā)現(xiàn) [37]，當(dāng)黃嘌呤、黃嘌呤氧化酶和鐵離子加入神經(jīng)組織后 ,可誘發(fā)細(xì)胞毒性水腫 。脂質(zhì)過氧化的產(chǎn)物乳酸及丙二醛增加 , 進(jìn)一步的自由基反應(yīng)使 突觸體和線粒體內(nèi)的磷脂氧化分解 ,釋放游離脂肪酸 ,從而造成細(xì)胞膜和細(xì)胞器的損害。此外，自由基引起脊髓繼發(fā)性損害栓素A2 的合成及血小板凝聚作用增加 ,間接地造成脊髓缺血。脊髓缺血時組織氧分壓 (PO2)下降 ,再灌流數(shù)分鐘 PO2 升高 20%40%， 2040 分鐘內(nèi)逐漸恢復(fù)。再灌流后給純氧可使脂質(zhì)過氧化反應(yīng)加重 。 逐級給氧則使脊髓對缺血的耐受時間延長 1 倍 ,并明顯改善能量代謝、組織病理和神經(jīng)功能 [38]。 PO2 一過性升高可能是再灌流早期脊髓血流量暫時升高而能量代謝恢復(fù)緩慢所致。 PO2 升高將導(dǎo)致自由基 (FR) 及其脂質(zhì)過氧 化反應(yīng)。 FR 含有不配對電子 ,性質(zhì)極不穩(wěn)定 。生物膜上多價不飽和脂肪酸的丙烯雙鏈易受 FR 攻擊 , 形成鏈鎖式的鐵依賴性脂質(zhì)過氧化反應(yīng) ,進(jìn)而導(dǎo)致膜破壞、細(xì)胞死亡。 Hall[39]證明脊髓缺血 10 分鐘 , 脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物 MDA 尚在正常范圍；缺血 20 分鐘 MDA 開始升高 [40] 。實驗室 [41]觀察到兔脊髓缺血 40 分鐘時 ,腰 4 脊髓 MDA 和 SOD 無顯著變化 。再灌流 30 分鐘于 24 小時 ,MDA顯著升高 (P)， SOD 與 MDA呈負(fù)相關(guān)變化 (r=)。 內(nèi)皮細(xì)胞 白細(xì)胞粘附分子與缺血 再灌注損傷 不同的組織器官由于結(jié)構(gòu)和功能上的差別，缺血－再灌注損傷時表現(xiàn)及特點也有所不同。中樞神經(jīng)系統(tǒng)的活動主要依靠葡萄糖有氧化提供能量，它是一個對缺最敏感的器官，一旦缺血達(dá)到一定程度，再灌注不僅不能使缺血區(qū)代謝和機(jī)能得以恢復(fù)，反可加重其水腫及梗塞 面積。再灌的結(jié)果實際是缺血的延續(xù) [8489]。研究證實中樞神經(jīng)缺血－再灌注后有大量中性粒細(xì)胞在缺血區(qū)聚集 [9098]，中性粒細(xì)胞堵塞微血管直接損傷內(nèi)皮細(xì)胞，浸潤到組織的中性粒細(xì)通過釋放各種炎介質(zhì)如蛋白酶、活性氧成份 (active oxygenspceies,AOS)和脂質(zhì)衍生物進(jìn)一步損傷神經(jīng)元細(xì)胞、膠質(zhì)細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞，成為再灌注損傷的主要因素 [99－ 107]。清除外周血白細(xì)胞或用藥物抑制白細(xì)胞活性對缺血－再灌注組織有明顯的保護(hù)作用 [108110], 可見白細(xì)胞在缺血－再灌注過程中起著加重組織損傷的作用。近年來隨著分子免疫學(xué)生物的深入發(fā)展 , 細(xì)胞粘附在缺血性損傷中的作用日益受到重視，并提出缺血區(qū)白細(xì)胞－內(nèi)皮的活化及表面粘附分子的表達(dá)是白細(xì)胞聚集、游出血管發(fā)揮細(xì)胞毒作用的前提 [111115]。 粘附分子多為糖蛋白，跨膜存在 ?；榕?體 。形成網(wǎng)絡(luò)。按結(jié)構(gòu)特點可分為以下４類：●整合素家族 。 ●免疫球蛋白超家族 (IGSF)?！襁x擇素家族 ?！疋}離子依賴的細(xì)胞粘附素家族。此外，還有一些其他未歸類的粘附分子。最近研究表明 , 與再灌注損傷有關(guān)的粘附分子有：細(xì)胞間粘附 分子 1(ICAM1)、 L選擇性 (Lselectin)、 P選擇素和 E選擇素等。 內(nèi)皮細(xì)胞－白細(xì)胞粘附分子的結(jié)構(gòu) 內(nèi)皮細(xì)胞和白細(xì)胞表面的許多分子均有粘附特性。與脊髓缺血－再灌注損傷關(guān)系較密切的粘附分子有 : 內(nèi)皮細(xì)胞表面的選擇素族粘附分子 與其配基碳水化合物，內(nèi)皮細(xì)胞表面的免疫球蛋白超家族粘附分子及其白細(xì)胞表面的受體整合素族粘附分子。 ? 選擇素家族粘附分子又稱白細(xì)胞粘附分子家族 , 是一類涉及白細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞的粘附分子家族。此家族分子均為高度粘基化的單鏈跨膜糖蛋白 , 其結(jié)構(gòu)特點是氨基端有凝集素樣區(qū) (約含 120 個氨基酸 ), 接著為表皮生長因子 (EGF)樣區(qū) (約含 40 個氨基酸 )、跨膜區(qū)和細(xì)胞質(zhì)區(qū) , 沒有 RGD 序列。凝集素區(qū)在淋巴細(xì)胞粘附于毛細(xì)血管后微靜脈內(nèi)皮上起重要作用。目前發(fā)現(xiàn)此家族有三類： L 選擇素 , P選擇素 ,E選擇素。 ●內(nèi)皮細(xì)胞白細(xì)胞粘附分子 1(ELAM1)屬 E選擇素 , 主要分布于毛細(xì)血管后靜脈 ,IL TNF 活化后表達(dá)。 Wang 等利用逆轉(zhuǎn)錄 PCR 發(fā)現(xiàn)大鼠局灶性腦缺血皮質(zhì)ELAM 1mRNA 表達(dá)增加 ,缺血 12h 達(dá)高峰 ,持續(xù) 2d。 Geng 等發(fā)現(xiàn)血栓形成時 P選擇素介導(dǎo)組織損傷區(qū)域粒細(xì)胞與所激活的內(nèi)皮細(xì)胞相互作用 ,促進(jìn)纖維蛋白沉積。 Okada[47]等通過對狒狒腦 缺血再灌注模型研究 , 進(jìn)一步證實局部腦缺血再灌注刺激了缺血區(qū)域血管內(nèi)皮細(xì)胞 P選擇素的表達(dá) , 從而增強(qiáng)了白細(xì)胞 內(nèi)皮細(xì)胞粘附。 ● ICAM1 屬免疫球蛋白超家族 ,為單鏈跨膜糖蛋白 ,其所含寡糖分子數(shù)有所差別 ,故分子量在 80KD114KD。核心多肽為 55KD。跨膜區(qū)和較短的胞質(zhì)區(qū)組成。 ICAM 1的第 1 與第 2 細(xì)胞外區(qū)間含有精 纈 谷氨酸序列 ,在第 2 細(xì)胞外區(qū)內(nèi)含精 甘 谷 賴 谷氨酸序列。 ICAM1 的基因位于人第 19 號染色體上。 ICAM1 在血管內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)最高 , 其次為外 周白細(xì)胞。 ICAM1 的主要受體為淋巴細(xì)胞功能相關(guān)抗原 1(LFA1)。 ICAM1 的表達(dá)是可以誘導(dǎo)的 ,特別是炎癥刺激后 ICAM1 的表達(dá)明顯增加。 Okada 的研究同時顯示局部腦缺血 /再灌注也刺激血區(qū)域腦血管內(nèi)皮細(xì)胞 ICAM1 的表達(dá) , 使白細(xì)胞 內(nèi)皮細(xì)胞粘附增強(qiáng)。 Sobel 報道 ICAM1 同樣表達(dá)于人腦梗塞的微血管內(nèi)皮細(xì)胞表面。但在脊柱外科方面還未見有報道。 粘附分子在細(xì)胞表面的表達(dá)大多數(shù)需要細(xì)胞因子的剌激，并呈時間依賴性升高 [7478]。細(xì)胞因子白細(xì)胞介素 1 (interleukin 1, IL 1) 、腫瘤壞死因子 ( tumor necrosis factor, TNF)、γ 干擾素 ( interferonγ , INFγ )、細(xì)胞內(nèi)毒素等可剌激內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá) E選擇選擇素， 24h 達(dá)到高峰，持續(xù) 24 小時。血栓素、組胺及補(bǔ)體成份、 IL TNF 等可使內(nèi)皮細(xì)胞中的 P 選擇素迅速與質(zhì)膜融合出現(xiàn)在細(xì)胞表面。正常情況下，血管內(nèi)皮細(xì)胞可少量表達(dá) ICAM1；受內(nèi)毒素、 IL1 或 TNF 剌激后 6h， ICAM1 的 表達(dá)達(dá)到高峰，并可持續(xù)幾天。補(bǔ)體成份 C5a(plement) 、細(xì)胞因子白細(xì)胞介素 4 和 8(interleukin4 和 8， IL4 和 IL8)，血小板活化因子 (platelet activating factor, PAF)及細(xì)胞間的接觸可剌激整合素的活化，而整合素表 面殘基的活化是 ICAM ICAM2 與之結(jié)合所必須的。脊髓 缺血－再灌注損傷時白細(xì)胞－內(nèi)皮細(xì)胞粘附分子表達(dá)增加的 具體機(jī)理目前還不十分清楚，可能與以下幾個因素有關(guān)：●內(nèi)源性的一氧化氮 (NO)為血管內(nèi)皮舒張因子，具有抑制白細(xì)胞粘附、趨化和 /或活化及血小板聚集的功能 [8083] 。正常時在血管內(nèi)皮有基礎(chǔ)量的分泌 [84]，以防止中性粒細(xì)胞與血管內(nèi)皮細(xì)胞的粘附。實驗說明 [8588]， 心肌細(xì)胞再灌注損傷后 NO 基礎(chǔ)分泌量 減少，并有中性粒細(xì)胞與內(nèi)皮的大量粘附。腦再灌早期 ,在中性粒細(xì)胞上的 CD11/CD18 粘附分子及內(nèi)皮細(xì)胞表面的 ICAM1 表達(dá)量增加的同時， NO 顯著下降，而應(yīng)用外源性 L精氨酸提高 NO 后可減少中性粒細(xì)胞的粘附 [8 90、 103]。 提示粘附分子的表達(dá)調(diào)控可能與 NO 有關(guān)；●細(xì)胞因子 IL1 為早期炎性因子，對維持正常中樞神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育有重要作用 [91103]。 IL1 通過內(nèi)皮細(xì)胞表面的 I 類受體發(fā)揮多種生物學(xué)效應(yīng)。在體外，它可剌激培養(yǎng)的人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞增加表達(dá)粘附分子 [ 103106]。腦缺血或腦血 管痙攣時 IL1 分泌較正常升高 [104109]。缺血－再灌注大鼠離室注射 IL1 拮劑、受體阻斷劑可減少腦水腫及腦梗塞面積 [110115]。 綜合近年來有 關(guān)細(xì)胞因子和粘附分子在缺血－再灌注損傷時的變化夫律，以及我們的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)， IL1 在基因與蛋白水平的表達(dá)與內(nèi)皮細(xì)胞粘附分子的表達(dá)相平行，卻較后者提前發(fā)生改變 [10 10 116]。提示 IL1 分泌可誘導(dǎo)粘附分子的表達(dá)；●缺血及再灌流時內(nèi)皮細(xì)胞、白產(chǎn)生趨氧陰離子自由基可進(jìn)一步激活內(nèi)皮細(xì)胞及白細(xì)胞，提高內(nèi)皮細(xì)胞生居炎癥介質(zhì)白三烯 B4(leukotriene B4,LTB4) 和 PAF [106]、誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞－白細(xì)胞表達(dá)細(xì)胞粘附分子， 并抑制內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生一氧化氮，應(yīng)用自由基清除劑可減少脊髓組織的損傷程度 [10116]。說明自由基也是粘附分子表 達(dá)的誘因之一。 內(nèi)皮細(xì)胞－白細(xì)胞粘附分子介導(dǎo)白細(xì)胞粘附、跨內(nèi)皮適移一般分為 3 個階段 [11118]， ●內(nèi)皮細(xì)胞在受剌激后不久，選擇素族粘附分子 E選擇素、 L選擇素、 P選擇素首先表達(dá)或轉(zhuǎn)移到活化的血管內(nèi)皮細(xì)胞表面，通過識別白碳水合物配基使白細(xì)胞粘附在血管壁上。 由于選 擇素與其配基的親和力不高，粘附力較弱，故只能使白細(xì)胞疏松地貼在血管內(nèi)皮上滾動。這種對白細(xì)胞進(jìn)一步的活化是必要，可使白細(xì)胞通過損傷區(qū)的速度減慢，在內(nèi)皮細(xì)胞表面有時間活化或得到趨的信號?？?L 選擇素抗體及抗 E選擇素、抗 P選擇素抗體對此階段的阻斷作用說明了選擇素在介導(dǎo)白細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞起始粘附時的特異性作用；●起始階段粘完成后， L選擇素迅速從 細(xì)胞表面脫落，白細(xì)胞活化，其表面整合素粘附分子迅速上調(diào)。內(nèi)皮細(xì)的子 ICAM1 的表達(dá)也呈時間依賴性增加；● ICAM1 與整合素的結(jié)合使白細(xì)胞緊密 地粘附在內(nèi)皮細(xì)胞表面，并介導(dǎo)白細(xì)胞的滲出。 此過程可被 CD11/CD18 抗體及抗 ICAM1抗體對白細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞的粘附及對白細(xì)胞外滲的阻斷作用證實。 Muller[119]等報道，PECAM1 在白細(xì)胞穿過內(nèi)皮層的過程中起著重要的和用。 85％以上的內(nèi)皮表面PECAM1 分布于細(xì)胞連接部位，用其單抗或重組可溶性 PECAM1 分子處理，可阻斷白細(xì)胞穿過內(nèi)皮層，但不影響白細(xì)胞與內(nèi)皮的緊密粘附，而且可見單抗處理后胞大量粘附在內(nèi)皮細(xì)胞連接部位。綜上所述，內(nèi)皮細(xì)－白表面粘附分子達(dá)量的增加介導(dǎo) 了組織缺血－再灌注損傷時白細(xì)胞貼壁、趨化游出的病理過程。 抗白細(xì)胞 內(nèi)皮細(xì)胞粘附治療進(jìn)展 由于白細(xì)胞 內(nèi)皮細(xì)胞粘附性增強(qiáng)。 在缺血再灌注損傷中有著重要意義。因此用抗粘附治療減輕甚至防止再灌注損傷是人們極為關(guān)注的問題，其方法可歸為以下３類： 已經(jīng)知道一些致炎因子 (如 C5a、 TNF)可刺激粘附分子在數(shù)量與功能上顯著上調(diào) , 故干擾致炎因子可使粘附分子的表達(dá)受抑制 ,進(jìn)而減少白細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞的粘附。 目前已證實： Bruce 等用 TNF 受體缺陷小鼠證實了 TNF 在腦缺血中的作用。用單克隆抗體，直接 阻斷粘附分子的作用。 已經(jīng)有實驗證明， ICAM1 單克隆抗體和 CD11a/CD 18 (LFA1) 單克隆抗體等均有顯著縮小缺血大鼠的腦梗死面積，增加微血管再灌注改善神經(jīng)功能的作用。但也有人認(rèn)為，抗 CD18 或 ICAM 單抗不能明顯改善動物神經(jīng)病變的預(yù)后。對此還需進(jìn)一步探索，采用靈敏的觀測指標(biāo)，可進(jìn)行多種抗體聯(lián)合應(yīng)用。調(diào)控粘附分子的基因表達(dá)近期研究發(fā)現(xiàn)，致炎因子 (如 TNFα等 ) 是通過 ( NF nuclear factor B)來調(diào)控粘附分子的基因表達(dá)的。是一種多向性轉(zhuǎn)錄因子，調(diào)節(jié)細(xì)胞粘附分子的 轉(zhuǎn)錄。 N 乙酰 L半胱氨酸，阿司匹林等藥物具有抗 NF的作用，能從轉(zhuǎn)錄水平上對粘附分子的表達(dá)起抑制作用。目前這方面的結(jié)論主要來自腫瘤轉(zhuǎn)移方面的研究，有關(guān)在缺血性脊髓損傷中機(jī)制尚未見報道。 上述治療均圍繞在缺血性腦病中進(jìn)行，但在脊髓方面還未進(jìn)行這方面探討。如何減少