心脏手术中体外循环对全身氧化还原稳态的影响：生物标志物与转录因子的关键作用

《Surgery Today》：Importance of systemic redox homeostasis biomarkers and transcription factors in patients undergoing open-heart surgery with cardiopulmonary bypass

研究人员为探究体外循环（CPB）对全身氧化还原稳态的影响，分析相关生物标志物和转录因子，发现术后多种指标有变化，为后续研究提供方向。

　　在心血管疾病的 “舞台” 上，氧化应激和氧化还原稳态失衡是一对 “捣乱分子”，不断引发各种问题。心肌组织中，活性氧（ROS）介导的氧化损伤就像一场 “小火苗”，随着心血管疾病的发展越烧越旺，而氧化还原稳态失衡就如同失控的 “天平”，导致各种不良后果。在心脏手术中，体外循环（CPB）技术虽然是治疗心血管疾病的重要手段，但它却会打破体内的氧化还原平衡，引起氧化应激反应，就像在原本就不平静的 “湖面” 上又投下了一颗 “石子”，可能对组织和器官造成损伤。目前，关于 CPB 对全身氧化还原稳态的影响，仍有许多未解之谜，缺乏相关的对比研究。

为了揭开这些谜团，来自伊斯坦布尔大学 - 塞拉哈帕夏医学院和西阿密尔?埃尔塞克胸心血管外科培训与研究医院的研究人员，开展了一项极具意义的研究。他们的研究成果发表在《Surgery Today》杂志上。

在研究过程中，研究人员主要运用了以下几种关键技术方法：首先，精心挑选了符合特定标准的研究对象，包括 384 例接受冠状动脉搭桥术（CABG）、96 例接受二尖瓣干预和 135 例接受主动脉瓣置换术的患者，最终选取 54 例进行重点分析。其次，采集这些患者在 CPB 术前半小时和术后半小时的静脉血样本，并对血清进行处理和储存。最后，采用分光光度法和免疫化学方法，对血浆中的氧化还原生物标志物和抗氧化系统转录因子进行检测和分析。

研究结果主要分为以下几个方面：

• 氧化还原和抗氧化系统生物标志物相关发现：在蛋白质氧化方面，冠状动脉患者组和瓣膜患者组术后蛋白质羰基（PCO）水平均显著下降，且冠状动脉患者组术前和术后的 PCO 水平均低于瓣膜患者组；两组术前和术后的晚期氧化蛋白产物（AOPP）水平无显著差异，术后冠状动脉患者组的蛋白质巯基（P - SH）水平显著低于瓣膜患者组。在脂质氧化方面，两组术前和术后的脂质氢过氧化物（LOOH）水平均无显著差异。在抗氧化能力生物标志物方面，冠状动脉患者组术前线粒体超氧化物歧化酶（MnSOD）水平显著高于瓣膜患者组，术后谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）活性显著高于瓣膜患者组，但 GPx 水平显著低于瓣膜患者组；术前冠状动脉患者组的过氧化氢酶（CAT）活性显著低于瓣膜患者组，术后非蛋白质巯基（Np - SH）水平显著高于瓣膜患者组；两组术前和术后的总巯基（T - SH）和 CAT 水平均无显著差异。在转录因子方面，两组术前和术后的核因子红细胞 2 相关因子 2（Nrf2）和 Kelch 样 ECH 相关蛋白 1（Keap1）水平均无显著差异，术前冠状动脉患者组的过氧化物酶体增殖物激活受体 - γ 共激活因子 - 1α（PGC - 1α）水平显著高于瓣膜患者组。
• 相关性分析：研究人员对各种氧化还原生物标志物、转录因子和 C 反应蛋白（CRP）水平进行相关性分析，发现不同指标之间存在复杂的关联。
• ROC 分析：通过 ROC 分析评估氧化还原生物标志物的敏感性和特异性，结果显示 PCO 在术前和术后都是有价值的氧化还原生物标志物；术后 GPx 在活性和表达水平方面都是有价值的氧化还原生物标志物；术前 CAT 活性的 ROC 分析表明其在消除增加的氢过氧化物负荷方面很重要；PGC - 1α 作为生物标志物的价值也通过 ROC 曲线得到了证实，其趋势与术前 CAT 相似。

研究结论和讨论部分指出，过去人们普遍认为 ROS 会导致氧化应激增加、大分子氧化损伤和细胞代谢途径功能下降，但现在研究方向已转向探索 ROS 调节的氧化还原信号通路的生理和病理生理重要性。此次研究发现，CPB 术后 PGC - 1α 水平、抗氧化能力生物标志物和氧化蛋白生物标志物存在显著变化。这不仅为评估全身氧化还原状态和氧化还原信号提供了重要依据，也为未来研究 CPB 对全身氧化还原调节过程的影响指明了方向。研究人员认为，在 CPB 过程中使用具有氧化还原调节特性的药物，有望恢复受损的氧化还原稳态。未来进一步研究 CPB 通过氧化还原信号机制对全身氧化还原调节过程的影响，将为相关领域的研究做出重要贡献，为心血管疾病的治疗和预防提供新的思路和方法。