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编号:10219094
一氧化氮对皮瓣成活的影响
http://www.100md.com 《中国实用美容整形外科杂志》 2000年第6期
     作者:杜佳梅 张松林 程爱国

    单位:唐山市工人医院整形美容外科,河北 唐山 063000

    关键词:

    实用美容整形外科杂志000622 中图分类号:R622.1 文献标识码:A

    文章编号:1004-6526(2000)06-0325-03

    INFLUENCE OF NITRIC OXIDE ON SURVIVAL OF SKIN FLAP

    皮瓣(skin flap)是具有自带血供的一块皮肤和皮下组织,在整形外科应用广泛。多年来尽管皮瓣的设计和手术技巧在不断改善,也尝试采用一些药物学[1]和非药物[2]改善皮瓣存活,但皮瓣坏死始终是一个常见的临床问题。随着人们对一氧化氮(nitric oxide,NO)及其生理作用的逐步了解,其对皮瓣成活的影响已逐渐引起人们重视,综述如下。
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    1 NO及其生理

    1980年Furchgott和Zawadzki提出存在一种血管内皮舒张因子(EDRF)[3],七年后被证明它就是NO[4]。之后,有关内源性NO的基础和临床研究蓬勃发展。据1987年至1993年间的不完全统计,研究文献达3?000篇以上,且被美国Science杂志评为1992年的“分子明星”。

    NO来源于L-精氨酸(L-Arg)的胍基氮,并由NO合酶(nitric oxide synthase,NOS)催化。其中NOS可分为cNOS(constitutive NOS)和iNOS(inducible NOS)两型。cNOS对钙离子有依赖性,存在于内皮细胞和神经细胞;iNOS为非钙离子依赖型,主要存在于被内、外毒素(如脂多糖等)激活的巨嗜细胞和嗜中性细胞。源于cNOS的NO被认为是参与控制正常血压及调节循环的,它通过激活胞浆内的可溶性鸟苷环化酶(cGMP)导致平滑肌扩张。而源于iNOS的NO的量则远超过前者,且持续时间长,主要参与血管及组织损伤的病理反应。NO的合成过程可被NOS抑制剂所抑制。NOS抑制剂结构可分为氨基酸和非氨基酸两大类。其中精氨酸类,如NG-硝基-L-精氨酸(L-NNA)和NG-硝基-L-精氨酸甲酯(L-NAME)能竞争性抑制NOS,是最常用的NO抑制剂。
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    大量的研究表明NO是大多数细胞重要的第二信使,在心血管系统、肺循环、消化系统、神经系统、炎症及免疫都具有广泛的生理功能。

    2 NO影响皮瓣存活的实验研究

    Gribbe等对缺血皮瓣的NOS的活性及内皮细胞的超微结构进行了调查,显示由于皮瓣手术后的缺血导致血管内皮细胞的损伤及Ca2+依赖型NOS活性的降低。在皮瓣中一种Ca2+非依赖型的iNOS的活性对于皮瓣的存活和坏死起决定性作用[5],但具体作用有许多争议。

    2.1 NO对任意型皮瓣存活的影响 Soon Chan Um[6]的研究结果显示:由血管内皮cNOS产生的NO在维持皮瓣周边的循环中起重要作用,NO合成前体L-Arg给药可以减少皮瓣的缺血坏死。Apaydin I等的研究也得出类似结论[7]。他认为NO能引起血管扩张并有抗血小板凝集的作用,因而减少了造成内皮依赖性血管扩张能力的下降和血管痉挛。L-Arg能阻止这一过程的机理可能是被耗尽的NO储量的恢复。而Knox[8]等用一种大鼠的改良的McFarlane皮瓣模型来评估NO对皮瓣缺血坏死的影响,在NOS抑制剂L-NIO、L-NAME、aminoguanidine治疗组与盐水对照组结果比较中,NO抑制治疗组皮瓣存活得到明显改善(P<0.005)。且NO抑制剂在皮瓣成形术后的24小时之中明显的减少了皮瓣的充血水肿。因此他认为内源性的NO的产生是造成皮瓣缺血坏死的原因,NOS抑制剂能够有效的增加缺血组织的存活。Knox还观察了L-NAME对于大鼠皮瓣Ⅱ度缺血的耐受情况的影响(Ⅰ度缺血为动静脉闭塞2小时,Ⅱ度缺血为夹闭静脉3~5小时)。结果显示在L-NAME给药组皮瓣对于Ⅱ度缺血的耐受得到显著改善。他认为虽然在静止的情况下NO是一种潜在的血管扩张剂,但在Ⅱ度静脉栓塞的情况下它可能导致皮瓣坏死[9]。对于上述两种相互矛盾的结论,Soon Chan Um认为是由于采用了不同的动物模型和NOS抑制剂的结果。
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    2.2 NO对岛状皮瓣缺血再生灌注的影响 Cordeiro PG的研究是用大鼠的上腹部岛状皮瓣为模型来研究NO合成前体L-Arg在皮瓣缺血再灌注损伤中的作用。他认为在再灌注之前给药L-Arg能够显著降低皮瓣坏死的程度,以及减少皮瓣嗜中性粒细胞的数目。这种保护作用能够完成被NOS抑制剂所逆转。既然只有在活跃的NOS出现的情况下L-Arg才能够降低皮瓣嗜中性粒细胞的数目、减少皮瓣坏死的程度,所以Cordeiro认为L-Arg对于皮瓣缺血再灌注的保护作用是由于NO对于嗜中性粒细胞导致的损伤的抑制所引起的[10]。他在猪的肌皮瓣模型中也得出了相同的结论[11]

    HDEO OSHIMA用兔上腹部岛状皮瓣研究皮瓣缺血再灌注能否影响血浆中NO浓度,以及NOS抑制剂(L-NAME、aminoguanidine)对皮瓣缺血的影响。他认为NO是造成皮瓣缺血再灌注损伤的原因之一,NO抑制剂可以对这种损伤起到保护作用[12]
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    对于上述不同的结论,Cordeiro解释为NO能够减少器官的缺血再灌注损伤,也提示过量的NO可造成组织损伤,这种损伤的机理是自由基NO和其它副产品如超氧硝酸盐自由基对组织的直接毒性作用。故实验中,缺血再灌注损伤能被NO抑制剂所阻止,而另外一些则被NO供体阻止。实验模型不同,NO抑制剂或供体的种类不同,可对相反的结论提供一些解释。如一些NOS抑制剂是专门针对cNOS,而另外一些则是针对iNOS,其它则无种类之分。

    2.3 NO对撕拖伤撕脱皮瓣的影响 郭杰等对皮肤撕拖伤撕脱皮瓣组织血管活性因子的变化进行了调查[13],结果显示撕脱皮瓣NO早期增多可能是撕脱皮瓣组织继发性坏死的重要原因。提示低浓度的NO及抗氧化能力的提高对创伤修复是有利的。接着又进一步探讨了NO和NOS抑制剂硝基左旋精氨酸甲酯(L-NAME)在撕脱皮瓣中的作用。结果显示撕脱皮瓣早期NOS基因表达增多,NO含量增高;应用LNME后NO含量下降皮瓣成活面积明显增加。他认为,NO可能参与了撕脱皮瓣早期充血水肿及继发坏死的病理过程,早期应用L-NAME对撕脱皮瓣有保护和治疗作用[14]
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    3 NO影响皮瓣成活的机理

    造成皮瓣坏死的机理至今仍不很清楚,但通常认为血液供应不足及缺血后再灌注损伤在其中起重要作用。血管内皮细胞在基础状态下可持续释放NO,以维持一种基础的血管张力。同时还具有重要的抗血小板和粒细胞粘附、聚集等作用。这些都从不同方面对皮瓣成活产生影响。

    3.1 NO与皮瓣的血液供应 皮瓣形成后能否全部成活,主要取决于皮瓣各部分组织代谢所需的血液循环量,特别是皮瓣成活所要求的最低血流量。有实验证明,皮瓣远端血流低于0.04ml×min-1×gm-1[15]或血流相对值低于30%[16]时可能坏死。NO是一种强力血管扩张剂,能调节血管口径和流量。激光多谱勒血流探头检测发现皮下注射cNOS的刺激物乙酰胆碱能增加皮肤的血流量[17],皮下注射L-NAME后皮肤出现苍白、皮肤血流量减少[18],故认为NO可调节人皮肤微循环血流,从而影响皮瓣的血液供应。
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    3.2 NO与皮瓣缺血再灌注损伤 皮瓣转移术后,或多或少的出现缺血后再灌注,降低了皮瓣的成活率。血管内皮细胞合成和释放的一氧化氮(NO)是一种自由基,在皮瓣的缺血-再灌注过程中,既有损害又有保护皮瓣的双重作用。白细胞被认为是导致缺血再灌注损伤的首要介质,NO对嗜中性粒细胞的聚集有抑制作用,从而能减轻再灌注损伤,但NO本身也是一种自由基,和其它副产品如超氧硝酸盐自由基对组织有直接的毒性作用。其利弊主要取决于两者的净效应。

    3.3 NO与皮瓣的血管再生 皮瓣与受床和创缘间的微循环重建直接影响组织的存活,因此血管再生在皮瓣成活过程中起重要作用。实验发现[19],在绒毛尿囊膜(CAM)上,NO供体L-Arg明显抑制血管再生,NOS抑制剂L-NAME则明显刺激血管再生,此作用能被L-Arg逆转。因此,在CAM上,NO是血管再生的抑制剂。而Leibovich[20]与Ziche等人采用了成人高分化细胞进行研究则得出不同结果,他们认为NO对血管再生起促进作用。对这种相反的实验结果,Ziche等认为是后者采用了成人高分化细胞之故。
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    3.4 NO对血小板的作用 许多学者认为,皮瓣移植后早期血流下降,皮瓣远端血运障碍,主要是动脉供血不足。通过活体微循环观察证实[16],愈近皮瓣远端血流愈慢,有血流动的微血管愈少,直至不能看到。皮瓣远端在低灌流状态下,出现血小板聚集和血液粘度增高,血栓素(TXA2)大量增加,血流阻力增大,血流减慢,组织缺血、缺氧进一步加重。NO有抑制血小板聚集和粘附,减少血凝块的形成的作用,很可能对于增加皮瓣微循环血流,提高皮瓣成活面积有积极作用。

    4 问题与展望

    可以看出,NO的确在皮瓣成活中扮演着重要的角色,既有促进作用,又有不利影响,这种双重性表现在皮瓣转移术后的各个阶段,并在不同类型皮瓣中显示不同作用。今后有待进一步解决的问题主要有:①在不同类型的皮瓣中,NO合成与释放增加或减少的机制;②体内的NO通过何种机制来影响皮瓣的成活;③寻求有效的药物和方法,既保持NO对皮瓣存活的保护作用,又避免其毒性作用。
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    NO作用机理的明确必将对整形术后转移皮瓣的存活产生深远的影响。调节体内L-精氨酸,NO合成途径,可望为皮瓣转移术后皮瓣缺血坏死的预防和治疗提供新的途径。

    作者简介:杜佳梅(1973-),女,河北唐山人,主治医师,医学硕士

    参考文献:

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    收稿日期:1999-12-17, 百拇医药