醫用三氧治療缺血性腦卒中的研究進展

缺血性腦卒中具有發病率高、致殘率高及致死率高的特點,隨著複發次數增加病死率和致殘率升高,其死亡率排在心肌梗死和癌症之後,更是致殘的首位疾病 。目前對缺血性腦卒中的治療,特別是早期有效的恢復缺血半暗帶的供血供氧,減小腦梗死面積尤為重要。

三氧作為一種非藥物性治療缺血性腦卒中的方法,越來越受到學者們的重視。氧化與氧飽和作用是三氧生物學效應的基礎。

三氧治療缺血性腦卒時能迅速增加腦組織氧的供應擴張毛細血管改善局部微循環消除腦水腫提高抗氧化系統的清除自由基能力改善腦細胞功能;還可加速分解代謝血液中脂質成分,減少循環障礙,從而提高腦卒中患者的療效。

缺血性腦卒中發病機制

1 血管內皮損傷

血管內皮細胞在急性腦缺血缺氧時易受損,此時可直接刺激血管內皮細胞分泌一種肽類物質的生成和釋放增加,即內皮素(ET)。ET 是至今發現的收縮血管作用最強、最持久的生物活性肽類因子,ET 與其受體不可逆的結合使縮血管作用持續 40 ~60 min,造成梗死灶周圍區域的側枝循環血管痙攣 。並且血管內皮受損時血管對 ET的敏感性增高,進一步增強了縮血管作用,削弱了拮抗機制,形成惡性循環,加重了腦缺血缺氧損傷。另外 ET 還可直接損傷膠質細胞及神經元,在腦梗死的形成、發展及預后中起重要的影響作用。

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2 自由基損傷

腦組織缺血缺氧時腦細胞內線粒體呼吸鏈及能量代謝受損而生成過量的氧自由基;同時腦組織缺血、缺氧致使細胞內Ca2+超載,通過黃嘌呤氧化酶、磷脂酶及一氧化氮合酶等途徑,水解細胞器膜和神經細胞膜磷脂,產生大量的花生四烯酸。花生四烯酸又可被氧化性極強的羥自由基過氧化,生成脂質過氧化物。過多的氧自由基和脂質過氧化物具有強大的破壞作用,使神經細胞膜結構,膠質細胞及血管內膜損傷,加劇腦損傷。

3 一氧化氮( NO) 的作用

NO 具有神經保護和神經毒性雙重作用,NO 在濃度低時可通過鳥苷酸環化酶的激活,升高環磷酸鳥苷(cGMP)水平,阻斷N-甲基 - D - 天冬氨酸受體(NMDAR ),減弱NMDAR 受體介導的神經毒性反應,產生神經保護作用並擴張血管。而在濃度高時 NO 與超氧陰離子(O2 -·),氧化形成過氧亞硝基化合物( ONOO -·),產生強大的細胞毒性作用,加強脂質過氧化效應,損傷細胞膜結構及蛋白質。此外在腦缺血缺氧、梗死後再灌注損傷過程中還可通過啟動細胞內Ca2+超載、程序性細胞凋亡等途徑,加速神經元凋亡。

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醫用三氧的生物學基礎

1 三氧是氧的同素異形體

其化學分子式為O3 ,是不穩定的活性很強的氧化劑 。在常溫下半衰期僅為 20 min,分子結構易變,易自行分解為 O2和單個氧原子並易溶於水。

2 醫用三氧即氧與三氧的混合物

氧和葡萄糖通過有氧氧化反應為細胞組織提供所需的能量;同時機體的重要組分也是通過氧飽和作用生成的氧複合物而構成的。與氧比較,三氧具有更強的氧化性及水溶性,更易溶於組織液及血液中,故以充足的氧化與氧飽和作用顯現其生物學效用。

醫用三氧在缺血性腦卒中的應用

◆ 三氧與血管內皮

急性缺血性腦卒中時血漿內皮素(ET)水平顯著增加,ET 與其中樞神經系統中的受體不可逆的結合后使腦血管持久的痙攣是形成缺血區細胞死亡的重要原因 。三氧的作用機制可能是因血氧飽和度的升高,改善了血管平滑肌和內皮細胞的缺氧狀況,血管內皮細胞功能得到恢復,細胞 ATP 酶活性增強,血管內皮細胞 NOSmRNA 表達水平升高,內皮素分泌細胞 ETmRNA 表達被抑制或降低,使 ET 含量下降,並通過血管的一系列生理反饋機制,使血管擴張,血流增加,有效的改善腦微循環。

◆ 三氧的自由基清除作用

由於三氧具有強氧化性,可激活紅細胞內能量代謝,通過增加 2,3 - 二磷酸甘油酸(2,3 -DPG) ,使 ATP 的產量增加,通過刺激機體的抗氧化系統使超氧化物歧化酶(SOD)清除自由基作用增強,同時 SOD 能激活多種抗氧化酶 ,這些抗氧化酶通過一系列複雜反應清除腦組織在缺血缺氧過程中產生的內源性的自由基、氧化損害因子及大量凋亡細胞,減輕細胞氧化損傷。三氧治療在腦梗再灌注損傷過程中,同樣通過激活SOD,提高細胞抗自由基氧化作用而減輕腦缺血再灌注損傷。

《三氧在心臟疾患中抗氧化性反應及降低膽固醇的作用》一文被發表於美國《Free Radi-cal Biology &Medicine》雜誌,文中 Hernandez 等報道了應用三氧治療心梗患者后葡萄糖 6 - 磷酸脫氫酶活性和紅細胞谷胱甘肽過氧化酶均有意義的增高。這表明三氧在心腦血管缺血性疾病的治療中可激活抗氧化保護系統。

◆ 三氧抑制高濃度的 NO 表達

實驗發現經三氧治療后動脈硬化過程明顯延緩,腦梗死再發率明顯降低,可能的原因是三氧抑制了高濃度的 NO 表達,刺激粥樣硬化血管產生低濃度的 NO,產生擴張微血管效應,提高微動脈血管滲透性,保護血管內皮功能,從而起到改善循環、阻止動脈硬化發展的作用。

◆ 三氧對血液紅細胞、血小板的作用

三氧對血紅細胞影響的體內外實驗發現:三氧進入血液后能直接改善紅細胞表面電離子排序,紅細胞的柔順度及伸展性得到改善,變形力提高,易於通過毛細血管,增強攜氧能力;因 ATP 的產量增加,啟動磷酸己糖旁路(PPW)途徑,增加紅細胞內2,3 -DPG 含量,使氧合血紅蛋白解離曲線右移,釋放出氧分子,加強缺氧腦組織供氧效應,挽救受損腦細胞 。

其次研究人員通過臨床實踐發現經三氧處理后還可使外周抗凝血的血黏度降低,顏色變紅,紅細胞沉降率也隨之下降。另外,三氧對血小板沒有促凝作用,並可抑制血小板聚集,從而抑制血栓進展,利於側支循環的建立,改善缺血半暗帶區的缺氧,促進神經細胞功能恢復。

◆ 三氧在膽固醇氧化反應中的作用

膽固醇(CHO)升高是缺血性腦卒中的獨立危險因素。據相關文獻報道,三氧能降低血液中的膽固醇,其相關機制目前尚不清楚 。可能的機制是:三氧可使膽固醇 3 的 5,6 雙鍵斷裂,主要反應產物是 5,6-斷甾醇(5,6 -secosterol)4a(14 ~17) 。氧甾類作為膽固醇的氧化衍生物,它可使脂質的轉錄和轉錄后的合成反應受到抑制。

這表明在三氧治療的過程中,三氧與血液中多不飽和脂肪酸發生反應,生成少量的有機自由基和過氧化氫。將自體血經三氧處理、回輸后這些產物可氧化膽固醇。被氧化的膽固醇進一步促進膽汁的分泌、或氧化水溶性膽汁酸而被代謝分解。這可能就是化衍生物氧甾類降低膽固醇合成速率的原因 。從而起到降低膽固醇及血粘度,減少黏附在血管壁上的脂質斑塊,改善動脈粥樣硬化的作用。

綜上

所述醫用三氧治療缺血性腦卒中能迅速增加氧的供應,擴張毛細血管,改善血流動力,提高機體抗氧化能力以清除自由基,有效改善細胞新陳代謝,減緩腦水腫,促進半暗帶細胞的恢復;加速分解代謝血液中脂質成分,減緩動脈硬化,減輕循環障礙 。從而提高腦卒中患者的治療療效。所以說醫用三氧又為缺血性腦卒中的治療提供了一種有效的治療手段。

醫用三氧的臨床應用及展望

現在國內醫用三氧療法除了應用於腦卒中的治療,還用於抗自由基、抗老化、椎間盤突出、創傷、感染性和炎性疼痛及頑固性潰瘍(如糖尿病足)等,多項實驗表明三氧治療具有良好的療效及安全性。

*本文文位元組選自《內蒙古醫學雜誌》2015 年第47卷第6期

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