背景：缺血性心脑血管疾病具有高发病率、高致残率、高死亡率的特点,严重危害人类的健康。即便重症医学和介入治疗实现了尽早恢复血流供应,但恢复血流灌注的同时不可避免地引发再灌注损伤,其致残率与病死率依然很高。缺血再灌注损伤(ischemia-reperfusion injury, I/R)的机制涉及细胞内钙超载、线粒体功能紊乱、氧化应激、炎症反应、凋亡、自噬等动态、快速发展的级联反应。如何在恢复血流供应的同时,又能减轻再灌注损伤是缺血性心脑血管疾病防治的重要课题。乌司他丁(ulinastatin, UTI)是从健康成年男性尿液中提取的糖蛋白水解酶抑制剂,已广泛应用于包括全身炎症反应综合征、脓毒症、休克、弥散性血管内凝血、重症急性胰腺炎、心肺复苏术后、移植及缺血再灌注损伤等多个临床领域。有较多证据表明其具有清除自由基及抑制炎性介质释放等作用,但其具体的作用和分子生物学机制尚不明确,且其对缺血再灌注后大脑学习记忆功能的作用也不清楚。近年来,国内外对缺血后处理的研究日渐增多,提出了药物后处理的概念,其在操作上具有更好的可控性,更加可行和方便,在再灌注阶段经皮冠状动脉介入治疗使得将药物靶向运输到冠脉内皮和心肌组织成为可能。给药方式的日趋靶向化,使得患者将从再灌注治疗中进一步获益。本研究旨在研究乌司他丁对心、脑缺血再灌注损伤的影响及其具体分子作用机制,对再灌注损伤后学习记忆功能的影响；比较乌司他丁药物后处理在心肌再灌注治疗中经冠脉途径给药是否优于外周静脉给药,探讨心肌再灌注治疗中更适宜的给药途径。目的：探讨乌司他丁对心、脑缺血再灌注损伤的保护作用及其机制。方法：第一部分：乌司他丁对脑缺血再灌注损伤保护作用的实验研究线栓法制备大鼠局灶性脑缺血再灌注损伤模型,随机分为5组,即假手术组(sham group)、缺血再灌注组(ischemia/reperfusion group, I/R group)、乌司他丁高剂量组(40000U/kg)、乌司他丁中剂量组(20000U/kg)、乌司他丁低剂量组(10000U/kg)。分别于缺血即刻由腹腔注射给药。缺血2h后将线栓拔出实现再灌注,再灌注24h后进行神经病学检查。采用组织病理学法观察海马区形态学变化；免疫组化法检测缺血侧脑组织中基质金属蛋白酶-9(matrix metalloproteinase, MMP-9)的表达；Western blot检测缺血侧脑组织中核转录因子(nuclear transcription factor-κB, NF-κB)、细胞间粘附分子(intercellular adhesion molecule-1, ICAM-1)的表达；酶联免疫检测法(enzyme-linked immunoadsordent assay, El ISA)测定血清肿瘤坏死因子a(tumor necrosis factor-alpha, TNF-a)、白细胞介素-10(interleukin-10, IL-10)的含量；生物化学比色法测定脑组织匀浆中超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)、脂过氧化产物丙二醛(malondialdehyde, MDA)的水平。另取大鼠进行Morris水迷宫测试。第二部分：乌司他丁对心肌缺血再灌注损伤保护作用的实验研究结扎左冠状动脉前降支30分钟,再灌注3小时制备大鼠心肌缺血/再灌注损伤模型,随机分为5组,即假手术组,心肌缺血再灌注组(I/R group),缺血后处理组(ischemia postconditioning group, I-postC group),乌司他丁冠脉途径给药组(10000U/kg),乌司他丁尾静脉途径给药组(10000U/kg)。采用硝基四氮唑蓝(nitro blue tetrazolium, NBT)染色法检测心肌梗死面积；HE染色观察心肌形态学变化；心电图记录组间多时间点对比变化；酶联免疫检测法测定血清TNF-α、 IL-10的含量；生物化学比色法测定血清SOD、MDA及一氧化氮(nitric oxide, NO)的水平。结果：第一部分：乌司他丁对脑缺血再灌注损伤保护作用的实验研究大鼠局灶性脑缺血2h再灌注24h后,出现明显的神经功能缺损体征,主要表现为提尾悬空时,右前肢屈曲、内收紧贴胸壁,肩内旋,行走时向偏瘫侧旋转,同侧肌张力下降,表明模型制作成功；HE染色显示缺血侧脑组织海马CA1区有明显的缺血及坏死表现；乌司他丁各剂量组均可明显改善脑缺血再灌注大鼠的神经功能障碍,减轻海马CA1区锥体细胞损伤程度。Western blot结果显示,缺血再灌注组大鼠缺血侧脑组织中ICAM-1及NF-κB p65蛋白表达水平较假手术组明显升高；乌司他丁各剂量可不同程度地降低缺血侧脑组织中ICAM-1和NF-κBp65的表达。由酶联免疫检测结果可见,脑缺血再灌注损伤还可引起TNF-α等致炎因子及IL-10抗炎因子水平的升高；乌司他丁各剂量组可明显降低由缺血再灌注所引起的TNF-α表达水平的升高,且升高抗炎因子IL-10的水平。生化检测指标结果显示,大鼠脑缺血2h再灌注24h后,脑组织匀浆中的MDA含量明显升高,SOD活性明显降低。乌司他丁各剂量组可显著降低脑组织匀浆中的MDA含量,升高SOD的活性。Morris水迷宫测试结果显示,乌司他丁各剂量组与模型组比较可使逃避潜伏期缩短,平台象限距离百分比增加,穿越平台次数增加。第二部分：乌司他丁对心肌缺血再灌注损伤保护作用的实验研究心电图结果显示模型组ST段、T波明显升高、病理性Q波的出现明显增多,与假手术组相比具有显著性差异(P<0.05)；各治疗组所测时间点心电图ST段、T波恢复明显优于缺血再灌损伤组,病理性Q波的出现显著减少。病理组织切片显示各治疗组与I/R组相比,心肌纤维相对规整、出血少,心肌纤维少量断裂,胞浆染色色淡,炎性细胞浸润少。I/R组的梗死面积高达45.15%±3.36%,各治疗组梗死面积均显著性缩小。生物化学检测结果显示与假手术组相比,I/R组大鼠的血清MDA活性显著增高,血清中抗氧化酶SOD活力降低,并有NO活性显著下降。与I/R组相比,缺血后处理和UTI后处理的2组均能够降低MDA的水平,提高SOD的活性和NO的水平；且乌司他丁冠状动脉给药比尾静脉给药及机械性缺血后处理更能有效降低血清中MDA的水平,提高SOD的活性和NO的水平,差别有统计学意义(P<0.05)。酶联免疫检测结果显示,与假手术组比较,I/R组TNF-α、IL-10水平显著升高；经过缺血后处理和UTI后处理,大鼠TNF-α水平降低,IL-10水平进一步升高。结论：乌司他丁可改善大鼠脑缺血再灌注损伤后的神经功能缺损,减轻海马CA1区损伤程度,增强脑缺血再灌注损伤大鼠认知记忆能力,对大鼠局灶性脑缺血再灌注损伤有良好的保护作用。乌司他丁可通过减轻大鼠缺血再灌注后脑组织中性粒细胞浸润,降低粘附分子ICAM-1和促炎因子MMP-9、TNF-α的水平,升高抗炎因子IL-10的水平,降低NF-κB的表达水平及降低MDA的含量,升高抗氧化介质SOD的含量来减轻缺血再灌注后脑组织的损伤,发挥其保护作用。乌司他丁药物后处理能产生与机械性缺血后处理相似的保护效应；乌司他丁可能是通过降低NO的含量,抑制肿瘤坏死因子表达,升高抗炎细胞因子IL-10的水平,及清除过氧化产物MDA,升高抗氧化介质SOD和NO的含量从而达到心肌细胞保护性效果；乌司他丁冠状动脉给药抗氧化应激及降低肿瘤坏死因子的效果优于经尾静脉给药。乌司他丁对心、脑缺血再灌注损伤具有较全面的多环节保护作用。