遠端缺血預處理改善嚙齒類失血性休克回腸微血管氧合而不依賴微循環(huán)和線粒體呼吸的改變

《Scientific Reports》：Remote ischemic preconditioning improves ileal microvascular oxygenation during rodent hemorrhagic shock without improving variables of microcirculation and mitochondrial respiration

【字體： 大 中 小 】 時間：2025年12月05日 來源：Scientific Reports 3.9

　　

當人體因嚴重創(chuàng)傷或手術失血而陷入失血性休克時，全身組織會陷入“氧債危機”，而腸道往往是受影響最嚴重的“重災區(qū)”。腸道黏膜屏障功能的完整性對維持全身內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定至關重要，一旦因缺氧受損，可能導致細菌移位和全身性炎癥反應，顯著增加患者死亡率。盡管輸血是恢復循環(huán)血容量的核心手段，但血液制品資源有限，且過度輸血可能帶來再灌注損傷等風險。因此，尋找能夠增強組織自身缺氧耐受性、輔助休克復蘇的輔助策略，成為危重病醫(yī)學研究的熱點。

在這一背景下，一種名為“遠端缺血預處理”(Remote Ischemic Preconditioning, RIPC)的內(nèi)源性保護機制引起了研究者們的廣泛興趣。該概念最早在心肌梗死模型中被描述，即通過對某一器官或肢體（如肢體）進行短暫的、非致命的缺血-再灌注循環(huán)，可使其本身乃至遠隔器官對后續(xù)更嚴重的缺血損傷產(chǎn)生抵抗。這種“內(nèi)源性練兵”的效應被認為可能與體液因子介導的微血管調(diào)節(jié)有關。然而，RIPC在失血性休克這一動態(tài)、低流量缺氧模型中對腸道這一關鍵器官的保護作用及其具體機制，尤其是是否通過改善微循環(huán)灌注或線粒體能量代謝來發(fā)揮作用，尚不完全清楚。

為了回答這些問題，來自德國杜塞爾多夫大學醫(yī)院的研究團隊Stefan Hof、Leandra Krüll等人在《Scientific Reports》上發(fā)表了他們的最新研究。他們在大鼠固定壓力失血性休克模型（平均動脈壓維持于40±5 mmHg一小時）后給予自體血回輸復蘇，并在休克前對實驗組實施RIPC處理（雙側后肢4個循環(huán)的5分鐘缺血/5分鐘再灌注）。研究團隊綜合運用了白光分光光度法(White light spectrophotometry)無創(chuàng)監(jiān)測腸道微血管氧合(μHbO₂)，利用激光多普勒血流儀(Laser Doppler flowmetry)評估微血管血流(μflow)，并通過入射暗場成像(Incident dark-field imaging, IDF)觀察結腸微血管形態(tài)和功能。此外，他們在實驗終點取腸道組織進行離體線粒體呼吸測量術(Respirometry)以評估線粒體功能，并檢測了組織丙二醛(Malondialdehyde, MDA)濃度以反映氧化應激水平，同時結合組織學評分和血漿D-乳酸濃度評估腸道損傷程度。

主要技術方法概述

本研究采用48只健康雄性Wistar大鼠，建立固定壓力失血性休克（1小時）后自體血回輸復蘇（2小時觀察）模型。核心技術在體評估手段包括：白光分光光度法與激光多普勒血流儀同步監(jiān)測回腸和結腸的μHbO₂與μflow；IDF成像分析結腸微血管流量指數(shù)(MFI)、異質性指數(shù)(HGI)和總血管密度(TVD)。離體分析包括：Clark型氧電極法檢測腸道組織線粒體呼吸功能（以復合物I/II底物、State 2/3/4呼吸速率、RCI、ADP/O比值等為指標）；硫代巴比妥酸法測組織MDA濃度；蘇木精-伊紅(HE)染色行Chiu組織學評分；比色法測血漿D-乳酸。

3.1. 平均動脈壓

研究發(fā)現(xiàn)，RIPC處理本身對正常血壓無影響。失血性休克成功誘導了嚴重的低血壓狀態(tài)，自體血回輸后平均動脈壓有所回升，但未能完全恢復至基線水平，且這一過程不受RIPC預處理的影響。

3.2. 動脈血氣分析

休克組動物在輸血后出現(xiàn)血紅蛋白濃度下降和動脈L-乳酸濃度一過性升高，表明存在組織缺氧和代謝性酸中毒，但這些變化與RIPC處理無關。

3.3. 白光分光光度法

這是本研究最關鍵的發(fā)現(xiàn)。結果顯示，在失血性休克早期（最初30分鐘），RIPC預處理顯著減輕了回腸微血管氧合(μHbO₂)的下降程度（休克組：34±4% vs. 休克+RIPC組：48±4%），表明回腸組織的氧儲備得到相對保護。然而，這種保護效應具有明確的區(qū)域特異性，在結腸組織中并未觀察到RIPC的類似益處。

3.4. 激光多普勒血流儀

盡管失血性休克導致回腸和結腸的微血管血流(μflow)顯著下降，且在輸血后得以恢復，但RIPC處理并未對這兩個腸段的μflow產(chǎn)生任何顯著影響。這表明RIPC改善回腸氧合并非通過增加微血管血液灌注來實現(xiàn)。

3.5. 入射暗場成像

對結腸微血管的IDF成像分析顯示，休克導致微血管流量指數(shù)(MFI)下降和異質性指數(shù)(HGI)升高，表明微循環(huán)功能紊亂。然而，RIPC處理并未能改善這些微循環(huán)參數(shù)。

3.6. 線粒體呼吸測量法

離體線粒體功能分析表明，無論是回腸還是結腸組織，其線粒體在State 2、State 3、State 4下的耗氧率，以及反映線粒體耦聯(lián)效率的呼吸控制指數(shù)(RCI)和ADP/O比值，在對照組、休克組、休克+RIPC組之間均無統(tǒng)計學差異。這說明RIPC的保護效應與線粒體呼吸功能的改變無關。

3.7. MDA濃度

回腸和結腸組織的MDA濃度在各組間無差異，提示脂質過氧化水平（即氧化應激損傷）未因休克或RIPC處理而發(fā)生顯著變化。

3.8. 腸道組織完整性

血漿D-乳酸濃度和回腸組織Chiu組織學評分在各實驗組間均未顯示出顯著差異。這可能與觀察時間點（休克復蘇后2小時）較早，尚未能充分反映功能性或結構性損傷有關。

研究結論與意義

本研究深入探討了RIPC在失血性休克及復蘇這一更接近臨床場景的模型中對腸道的保護作用。其主要結論是：RIPC能夠在失血性休克早期特異性改善回腸（而非結腸）的微血管氧合(μHbO₂)，但這種有益效應是獨立于腸道區(qū)域微循環(huán)血流灌注和線粒體呼吸功能之外的。這意味著RIPC可能通過一種尚未闡明的、不依賴于改善氧氣供應（微循環(huán)）或改變細胞能量代謝效率（線粒體）的獨特機制，暫時降低了回腸組織在休克早期的氧氣需求，類似于心肌缺血預處理中的“心肌冬眠”現(xiàn)象，從而增強了其對缺氧的耐受性。

該發(fā)現(xiàn)具有重要的科學意義和潛在的臨床啟示。首先，它揭示了RIPC的組織保護效應存在器官內(nèi)部（腸道不同區(qū)段）的異質性，回腸可能對RIPC的效應更敏感。其次，它明確地將RIPC改善組織氧合的作用與微循環(huán)和線粒體這兩個經(jīng)典的氧輸送與利用環(huán)節(jié)分離開來，為探尋新的作用靶點（如細胞代謝調(diào)節(jié)、缺氧信號通路等）指明了方向。盡管RIPC作為預防性措施在臨床急性大出血中的應用受限，但其原理對于開發(fā)針對高危手術患者圍術期器官保護的干預策略仍具有參考價值。未來研究需要進一步闡明RIPC提升回腸氧儲備的具體分子機制，并探索其在更深程度休克或不同血流動力學背景下的效應，以期最終將這一內(nèi)源性保護策略轉化為改善危重患者預后的有效手段。