远端缺血预处理改善啮齿类失血性休克回肠微血管氧合而不依赖微循环和线粒体呼吸的改变

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

本刊推荐：为解决失血性休克导致组织缺氧、肠道屏障功能受损的临床难题，研究人员开展了“远端缺血预处理(RIPC)对失血性休克大鼠肠道微血管氧合(μHbO2)、微循环和线粒体功能影响”的主题研究。结果表明，RIPC可特异性改善休克早期回肠μHbO2（休克组34±4% vs. 休克+RIPC组48±4%），但对结肠无效应，且该保护作用不依赖于微循环血流（μflow）和线粒体呼吸功能的改变。这提示RIPC可能通过独立于微循环和线粒体的新机制增强肠道缺氧耐受性，为休克个体化治疗提供了新视角。

　　

当人体因严重创伤或手术失血而陷入失血性休克时，全身组织会陷入“氧债危机”，而肠道往往是受影响最严重的“重灾区”。肠道黏膜屏障功能的完整性对维持全身内环境稳定至关重要，一旦因缺氧受损，可能导致细菌移位和全身性炎症反应，显著增加患者死亡率。尽管输血是恢复循环血容量的核心手段，但血液制品资源有限，且过度输血可能带来再灌注损伤等风险。因此，寻找能够增强组织自身缺氧耐受性、辅助休克复苏的辅助策略，成为危重病医学研究的热点。

在这一背景下，一种名为“远端缺血预处理”(Remote Ischemic Preconditioning, RIPC)的内源性保护机制引起了研究者们的广泛兴趣。该概念最早在心肌梗死模型中被描述，即通过对某一器官或肢体（如肢体）进行短暂的、非致命的缺血-再灌注循环，可使其本身乃至远隔器官对后续更严重的缺血损伤产生抵抗。这种“内源性练兵”的效应被认为可能与体液因子介导的微血管调节有关。然而，RIPC在失血性休克这一动态、低流量缺氧模型中对肠道这一关键器官的保护作用及其具体机制，尤其是是否通过改善微循环灌注或线粒体能量代谢来发挥作用，尚不完全清楚。

为了回答这些问题，来自德国杜塞尔多夫大学医院的研究团队Stefan Hof、Leandra Krüll等人在《Scientific Reports》上发表了他们的最新研究。他们在大鼠固定压力失血性休克模型（平均动脉压维持于40±5 mmHg一小时）后给予自体血回输复苏，并在休克前对实验组实施RIPC处理（双侧后肢4个循环的5分钟缺血/5分钟再灌注）。研究团队综合运用了白光分光光度法(White light spectrophotometry)无创监测肠道微血管氧合(μHbO₂)，利用激光多普勒血流仪(Laser Doppler flowmetry)评估微血管血流(μflow)，并通过入射暗场成像(Incident dark-field imaging, IDF)观察结肠微血管形态和功能。此外，他们在实验终点取肠道组织进行离体线粒体呼吸测量术(Respirometry)以评估线粒体功能，并检测了组织丙二醛(Malondialdehyde, MDA)浓度以反映氧化应激水平，同时结合组织学评分和血浆D-乳酸浓度评估肠道损伤程度。

主要技术方法概述

本研究采用48只健康雄性Wistar大鼠，建立固定压力失血性休克（1小时）后自体血回输复苏（2小时观察）模型。核心技术在体评估手段包括：白光分光光度法与激光多普勒血流仪同步监测回肠和结肠的μHbO₂与μflow；IDF成像分析结肠微血管流量指数(MFI)、异质性指数(HGI)和总血管密度(TVD)。离体分析包括：Clark型氧电极法检测肠道组织线粒体呼吸功能（以复合物I/II底物、State 2/3/4呼吸速率、RCI、ADP/O比值等为指标）；硫代巴比妥酸法测组织MDA浓度；苏木精-伊红(HE)染色行Chiu组织学评分；比色法测血浆D-乳酸。

3.1. 平均动脉压

研究发现，RIPC处理本身对正常血压无影响。失血性休克成功诱导了严重的低血压状态，自体血回输后平均动脉压有所回升，但未能完全恢复至基线水平，且这一过程不受RIPC预处理的影响。

3.2. 动脉血气分析

休克组动物在输血后出现血红蛋白浓度下降和动脉L-乳酸浓度一过性升高，表明存在组织缺氧和代谢性酸中毒，但这些变化与RIPC处理无关。

3.3. 白光分光光度法

这是本研究最关键的发现。结果显示，在失血性休克早期（最初30分钟），RIPC预处理显著减轻了回肠微血管氧合(μHbO₂)的下降程度（休克组：34±4% vs. 休克+RIPC组：48±4%），表明回肠组织的氧储备得到相对保护。然而，这种保护效应具有明确的区域特异性，在结肠组织中并未观察到RIPC的类似益处。

3.4. 激光多普勒血流仪

尽管失血性休克导致回肠和结肠的微血管血流(μflow)显著下降，且在输血后得以恢复，但RIPC处理并未对这两个肠段的μflow产生任何显著影响。这表明RIPC改善回肠氧合并非通过增加微血管血液灌注来实现。

3.5. 入射暗场成像

对结肠微血管的IDF成像分析显示，休克导致微血管流量指数(MFI)下降和异质性指数(HGI)升高，表明微循环功能紊乱。然而，RIPC处理并未能改善这些微循环参数。

3.6. 线粒体呼吸测量法

离体线粒体功能分析表明，无论是回肠还是结肠组织，其线粒体在State 2、State 3、State 4下的耗氧率，以及反映线粒体耦联效率的呼吸控制指数(RCI)和ADP/O比值，在对照组、休克组、休克+RIPC组之间均无统计学差异。这说明RIPC的保护效应与线粒体呼吸功能的改变无关。

3.7. MDA浓度

回肠和结肠组织的MDA浓度在各组间无差异，提示脂质过氧化水平（即氧化应激损伤）未因休克或RIPC处理而发生显著变化。

3.8. 肠道组织完整性

血浆D-乳酸浓度和回肠组织Chiu组织学评分在各实验组间均未显示出显著差异。这可能与观察时间点（休克复苏后2小时）较早，尚未能充分反映功能性或结构性损伤有关。

研究结论与意义

本研究深入探讨了RIPC在失血性休克及复苏这一更接近临床场景的模型中对肠道的保护作用。其主要结论是：RIPC能够在失血性休克早期特异性改善回肠（而非结肠）的微血管氧合(μHbO₂)，但这种有益效应是独立于肠道区域微循环血流灌注和线粒体呼吸功能之外的。这意味着RIPC可能通过一种尚未阐明的、不依赖于改善氧气供应（微循环）或改变细胞能量代谢效率（线粒体）的独特机制，暂时降低了回肠组织在休克早期的氧气需求，类似于心肌缺血预处理中的“心肌冬眠”现象，从而增强了其对缺氧的耐受性。

该发现具有重要的科学意义和潜在的临床启示。首先，它揭示了RIPC的组织保护效应存在器官内部（肠道不同区段）的异质性，回肠可能对RIPC的效应更敏感。其次，它明确地将RIPC改善组织氧合的作用与微循环和线粒体这两个经典的氧输送与利用环节分离开来，为探寻新的作用靶点（如细胞代谢调节、缺氧信号通路等）指明了方向。尽管RIPC作为预防性措施在临床急性大出血中的应用受限，但其原理对于开发针对高危手术患者围术期器官保护的干预策略仍具有参考价值。未来研究需要进一步阐明RIPC提升回肠氧储备的具体分子机制，并探索其在更深程度休克或不同血流动力学背景下的效应，以期最终将这一内源性保护策略转化为改善危重患者预后的有效手段。