创伤可以指各种各样的伤害,包括精神创伤和股骨骨折引起的物理性创伤。虽然精神创伤也会引起谷胱甘肽减少,这一章节主要介绍物理性创伤。意外造成的创伤与交通事故、操作时伤害以及高空坠落等。故意引起创伤为枪击伤和外科手术等。热、化学物质和辐射等可引起烧伤。另外阳光和紫外线也可引起伤害。
在各种创伤和烧伤中,谷胱甘肽、抗氧化物保护、免疫防御和氧化负荷都起很重要的作用。体内谷胱甘肽水平对伤害的易感性、耐受能力、伤害的程度、恢复时间以及结局等都会产生重要的影响。
物理性创伤
在19世纪,创伤是人类死亡的首要原因。20世纪末,工业化国家中创伤是位于心脏病和肿瘤之后的第三位死因。
任何一种危重的疾病都会耗竭体内的谷胱甘肽。近来在急救医学杂志上发表了Hmmarqist的一篇文章显示,监护病区的病人谷胱甘肽水平较正常健康者降低了40%左右。法国的KretzschmaR医师随访了监护病区的多发性损伤病人,直至出院或死亡,发现创伤越严重,氧化负荷越高,谷胱甘肽水平就越低。爱尔兰的Kilty医师则认为,测定病人的谷胱甘肽-s-转移酶的水平可以预测器官的损害。
哈佛大学的Robinson医师对实验动物人为地降低他们的谷胱甘肽水平后,发生死亡和失血(失血性休克)的机会明显地增加。他们的研究提示了,在治疗创伤的時候,应考虑补充和维持谷胱甘肽的水平,这样可以减少多系统的器官衰竭和休克的发生。
在大脑和神经系统创伤时,对氧化负荷和谷胱甘肽代谢的作用已作过较深入的研究。头部损伤时会影响血脑屏障,隨之出现循环障碍,液体积聚在脑部,引起脑部水肿。这被称之为“继发性损伤”。预防创伤后的这种并发症是急诊和危重护理的重要组成部分。
谷胱甘肽代谢能够对抗自由基损害。神经系统受到创伤之初,谷胱甘肽过氧化酶的活性增加。如果创伤是严重和复杂的,酶的活性最终会降低。加拿大萨斯喀撤温大学的JuurlinK认为:谷胱甘肽前体能够增强抗氧化防御,应成为治疗创伤的综合措施之一。
弗吉尼亚医学院Ellis等人应用NAC(一个升高谷胱甘肽的药物)治疗外伤性脑震荡。他们发现外伤之前或外伤后不久NAC的应用可以预防血脑屏障受损产生的后果。俄亥俄州立大学Lucas等人的研究也显示谷胱甘肽对脊髓损伤具有相似的作用。
加州大学的wagner医师发表在疼痛杂志的一篇文章,提出了—种治疗神经损伤和坐骨神经炎症的新方法,即用NAC升高谷胱甘肽水平,以减轻坐骨神经损害引起的病理性改变。损害前应用NAC者之反应最佳,损害后越延缓应用者,效果就较差。
外科手术是一种创伤性的操作,会影响病人的解剖学改变,因而出现相应的生理学调整。虽然,从外科的角度来看,手术是具有明显的目的性和操作程序,并能消除或减轻病人的苦痛。但从机体的角度出发,手术是创伤性的、如同意外伤害一样,手术的转好取决于病人的防御能力、体质以及免疫功能状况。
手术时会产生数十亿计的自由基,这会损害病人的抗氧化系統,体内抗氧化物水平不足的病人,术后并发症易发生。细胞内的抗氧化物—谷胱甘肽能够减轻手术的损害,但是,较大的手术创伤可引起体内谷胱甘肽耗竭。美国生理学杂志和外科年鉴杂志刊载的二篇文章均一致发现,腹部手术后谷胱甘肽水平下降了40%。这样的下降幅度势必增加了自由基的损害。
一种相对新的外科操作—腹腔镜手术,只要在病人的腹部开一个小口,借助于光道纤维,外科医师能窥视腹腔内的变化,并进行手术操作。这种手术方法减少皮肤切割伤,缩短了住院和复原的時间。匈牙利外科医师观察以腹腔镜和传统剖腹胆囊切除方法时氧化负荷和谷胱甘肽水平,发现了腹腔镜手术者氧化负荷、谷胱甘肽水平的下降均明显低于剖腹手术病人。
谷胱甘肽不仅能够保护氧化负荷的损害,而且能增强免疫功能,控制和平衡炎症反应,以及合成和修复蛋白质,从而促进伤口的愈合。这种方法已经开始用于创伤外科,以加速创口的修复和愈合。
密执安大学的整形外科医师Arbor的研究发现,术后病人谷胱甘肽水平下降可延缓伤口愈合,并降低修复的质量,法国一家研究所的生化学家指出,皮肤在愈合的过程中,刚开始时伤口处谷胱甘肽过氧化酶增加,隨后谷胱甘肽水平下降。印度药物研究所的药理学家证实,皮肤创伤数天以后,谷胱甘肽水平下降60-70%。了解了这种作用之后,VanderLaan发表在外科研究杂志的一篇文章描述了NAC(一种升高谷胱甘肽的药物)静脉应用可以减少挤压伤患者的组织损害和缩短恢复时间。
外科手术时,由于操作和小血管结影响组织的血流供应。当血流重新建立(再灌注)时,局部地区会产生大量的自由基而影响组织的存活。澳大利亚学者Knight发现,NAC可以降低手术皮肤处的再灌注损害(即降低了自由基损害)。这种方法在心脏外科(冠脉搭桥或球囊扩张)的应用价值,目前正在进行研究。
烧伤
烧伤会涉及复杂的病理过程,包括组织的损害、循环和体液的调节、血液学和免疫学反应,隨后形成愈合。大面积烧伤的头几天,由于烧伤处大量水份丟失,病人常因循环休克而死亡。之后,由于免疫防御的锐减,病人常死于全身感染(脓*血症)。
很早以来,烧伤专家们认识到严重烧伤病人的氧化负荷异常升高,谷胱甘肽以及谷胱甘肽酶的活性降低,因而开始应用抗氧化剂来预防细胞的进一步损害。法国的儿外科医师对烧伤和严重炎症疾病的儿童进行为期二年的研究,他们应用硒来升高谷胱甘肽过氧化酶,期望能降低氧化负荷的一些指标,结果证明是有效的。有些营养学家已在全静脉营养液中增加硒含量,以期促进外科疾病的复原。
烧伤早期的一个并发症是血红素降低,是什么原因引起红细胞数量的降低呢?保加利亚的一所大学医学院的研究显示:烧伤引起谷胱甘肽降低后,损害了红细胞本身的抗氧化防御能力。由于氧化代谢产物的集聚,引起红细胞壁的破坏。他们建议应用足量的抗氧化剂治疗来预防这种并发症,而且这种治疗越早开始越好。
日本学者开展轻度热损伤对氧化负荷影响的研究。他们发现:长期暴露在高温下(攝氏35度)的动物可引起氧化损害,而谷胱甘肽抗氧化系统可以预防这种损害。
Konukoglu医师新近发表在的烧伤杂志上的一篇文章,应用NAC后谷胱甘肽升高,脂质过氧化水平降低。波士顿的学者应用谷胱甘肽、维生素c和NAC治疗动物Ⅲ度烧伤后,死亡率由60%降至0%,说明抗氧化治疗可以减少烧伤引起的死亡。
小结
外科手术、烧伤、创伤和休克均具有复杂的病理过程,包括一系列的生化、解剖、生理和免疫学反应。损伤的初期,不可避免地引起氧化负荷和自由基释放,隨后为炎症反应和愈合。谷胱甘肽是体内免疫机制的重要组成部分。谷胱甘肽作为抗氧化剂和支持免疫系統,可以减少创伤产生的病理损害,并促进愈合过程。
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