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器官保存液及其分子机制的研究进展【摘要】器官保存液应用于心脏移植，扩大了心脏移植术的适用范围，提高了心脏移植术的成功率。但有效保存时间较短，限制了终末期心脏病人的手术治疗。本文介绍了：已有的器官保存液；一种新的心脏停搏剂-钾离子开放剂，其不仅可以停搏心脏，而且对心肌细胞、冠状动脉内皮细胞和平滑肌细胞也有较好的保护效果；新型的能量物质添加剂—ATP脂质体；腺苷介导的心肌保护作用的具体机制；心肌缺血再灌注的损伤机制及如何减轻缺血再灌注损伤方法及分子机制；心脏受到损伤刺激时的内源性保护机制。【关键词】器官保存液；钾离子开放剂；ATP-L；缺血再灌注损伤；内源性保护机制心脏移植术被确认为终末期心脏病的重要治疗方法，其中一个决定因素是供体心脏的保存。目前，心脏冷缺血有效保存时间被限制在4～6h，严重影响了心脏移植术的应用。对器官保存液进行改进，可延长供体心脏的保存时间和保存质量，扩大了心脏移植术的应用范围，提高了手术的成功率和病人远期的生存率。但延长供体心脏的停留时间，不可避免地加重了心肌损伤［1］。本文将介绍：首先在供体心脏采集后，用一种新型的停搏剂-钾离子开放剂［PCOs）。继而加入一种新型的能量物质］，作为供体心脏离体保存的能量物质；也介绍了ATP分解产物腺苷和肌苷心肌保护作用的分子机制。接着系统地介绍了能减轻缺血再灌注的添加剂及其分子机制。最后介绍了缺血再灌注期一些内源性心肌保护作用及分子机制。1目前常用的心脏保存液介绍UW液UW液是美国威斯康星大学Belzer及其小组人员研制的一种新型保存液：渗透压由无代谢活性的惰性成分来维持，如乳糖酸和木棉糖；加入了一种胶体成分，羟乙基淀粉(HES)；加入氧自由基清除剂，如谷胱甘肽、别嘌呤醇等。UW液被广泛应用于各种器官的保存，均有很好的保存效果。但是UW液中高钾(125mmol/L)对心肌细胞及冠状血管内皮细胞能造成损害，同时UW液的高黏滞性也减弱其保存效果。在UW液中加入caspases抑制剂可以对抗高钾停搏液和复温后细肌丝收缩功能的异常，其可能机制为维持心肌细胞内肌丝的有序排列［2］。ST液ST液是一种细胞外类晶体保存液。在ST液中加入磷酸二酯酶抑制剂可以抑制心肌细胞和血管平滑肌细胞Ⅲ型磷酸二酯酶的活性，提高心肌细胞cAMP的水平，激活肌浆网钙泵的活性，促进肌浆网对Ca2+摄入［3］。肌浆网对Ca2+摄入的增加也相应地增加了细胞质Ca2+的浓度，这可能是磷酸二酯酶抑制剂提高峰收缩压、降低舒张压和改善心功能的原因。在ST液中加入CAPE，可以提高心肌抗氧化的能力，对抗缺血再灌注损伤［4］。HTK液HTK液是由Bretschneider于1975年创制的，并于1979年用于心脏手术，1985年德国心脏外科界应用作为心肌保存液成功地进行了心脏移植手术,HTK液也先后成功地应用于肾、肝脏、胰腺的移植。其组成特点：(1)含钾量低；(2)含组氨酸/组氨酸盐缓冲系统，有较强的缓冲能力，组氨酸为有效的非渗透性因子，可防止内皮细胞肿胀；(3)含色氨酸，作为膜稳定剂，可防止组氨酸进入细胞内；(4)含甘露醇，作为羟自由基的清除剂，可防止氧自由基的损伤，同时兼有渗透支持的作用；(5)含α-酮戊二酸及色氨酸，作为高能磷酸化合物的底物；⑹HTK液粘度低，易于扩散至组织间隙，也易于在短时间内让器官降温［5］。Celsior液Celsior液是一种非永久性、稳定的、含乳糖酸和甘露醇及组氨酸缓冲系统的高渗性保存液,高钠低钾是其主要特点。2钾离子开放剂钾离子开放剂的研究进展最近大量文献报道，添入钾离子开放剂的器官保存液在引起心脏停搏同时，几乎不会产生再灌注后心律失常和心肌收缩功能的异常，还可以显示出较好的心肌和冠状动脉保护效果［6~8］。目前应用的钾离子开放剂：nicorandil；pinacidil；diazoxide。高钾对心肌细胞的损害高K+器官保存液在引起心脏停跳的同时，可引起心肌细胞内离子的紊乱［2］。细胞外液K+浓度升高干扰了Ca2+的内流，导致Ca2+的内流延缓，兴奋-收缩耦联受到一定影响。术后再灌注复跳后，可引起心肌收缩功能的异常。再灌注时，高K+还可以引起各种类型的心律失常，严重影响了移植心脏的功能。基于以上原因，临床上一般不用高K+的器官保存液保存心脏。钾通道开放剂在心脏保存液中的应用及机制在4℃条件下，将二氮嗪加入器官保存液，用这种保存液保存离体大鼠心脏10h，复灌注后，实验组心肌细胞明显减少了心肌酶(乳酸脱氢酶、磷酸肌酸激酶及谷草转氨酶)的漏出量，对心肌细胞超微结构也有较好的保护作用，再灌注后反映了心功能的指标恢复高于对照组［6］。二氮嗪保护心肌的可能机制为：通过降低线粒体外膜的通透性，减少细胞色素C的释放，防止线粒体嵴的变形，保存线粒体结构的完整，从而保护了线粒体的正常功能［6,7］。雷怕霉素是