手术转运

手术转运（共4篇）

手术转运 篇1

颅脑手术完毕后, 患者由手术室送回病房或ICU是手术室护理工作重要组成部分。然而, 院内转运可导致颅脑手术后患者生命体征轻度甚至重度的改变, 且可造成不同程度的并发症[1]。据报道院内转运不但增加并发症, 且转运患者的死亡率比平常高9.6%[2]。因此, 对于需持续监护颅脑手术后患者来说, 如何采取有效措施, 维持生命体征稳定, 减少并发症显得尤其重要。我科于2005年5月~2009年5月院内转运颅脑手术后患者100例, 取得良好效果, 现将护理情况报道如下:

1 一般资料

选择2005年5月~2009年5月在我科施行开颅手术的患者共100例, 男54例, 女46例, 年龄15~78岁, 均为颅脑外伤, 麻醉方式均采用气管插管全麻。手术方式脑内血肿清除76例, 硬膜外血肿清除24例。转运前带气管导管出室的患者43例;拔除气管导管出室的患者57例。

2 转运护理方法

2.1 转运前准备

2.1.1 转运前对颅脑手术后患者的评估

为了颅脑手术后患者能够安全转运, 巡回护士必须和麻醉医师一起充分评估安全转运的可行性。评估内容包括观察意识、呼吸、心率、血压、血氧饱和度及途中可能出现的意外如窒息、心跳及呼吸骤停、休克、管道脱开、输液中断等[3]。做好相应对策和准备好必要急救设备。

2.1.2 患者准备

准备工作包括: (1) 确保气道通畅, 气管插管患者牢靠固定导管, 以免转运过程中导管不慎脱落。转运前应吸净呼吸道分泌物, 确保气道通畅。 (2) 固定好各种管道, 如输液管、引流管、尿管等, 并保持通畅。

2.1.3 转运人员的要求

颅脑手术后患者转运过程中必须由巡回护士、麻醉医师、临床医生一起进行转运, 以应对途中出现的各种意外。

2.1.4 转运设备准备

包括转运车、呼吸囊、氧气袋、便携式监护仪、60 ml注射器接上吸痰管等。

2.1.5 转运前与病房的协调

离开手术室前10 min, 由巡回护士通知患者所要返回的病房, 由病房护士为颅脑手术后患者准备床位、氧气、吸痰机、监护仪, 必要时准备呼吸机等。确定电梯正常运转, 争取缩短转运途中的时间, 降低转运风险。

2.2 转运途中护理

2.2.1 保持呼吸道通畅

转运过程中要保持颅脑手术后患者呼吸道通畅, 气管插管患者导管口严禁遮盖异物, 拔除气管插管的患者宜取平卧位, 头偏向一侧。

2.2.2 保持各管道通畅有效

我们搬运患者之前做到一查二看三整理四搬运[4], 从而防止各管道脱落, 各引流管、尿管衔接处妥善固定, 防止扭曲、受压、折叠。脑部引流管要注意不要高过头部, 防止引流液回流到脑内, 引起感染。

2.2.3 严密观察病情变化

转运途中严密观察病情变化, 特别是意识、呼吸、心率、血压、血氧饱和度等, 并随时作好吸痰和其他抢救准备。

2.2.4 防止坠床

定期检查转换车是否安全可靠适用, 发现磨损等不安全因素应及时进行维修。术毕颅脑手术后患者移至转运车后应及时立起床档, 陪在患者身旁。如患者躁动, 应注意制动, 并尽快消除原因, 以免造成坠床。

2.2.5 做好家属心理护理

与家属进行良好沟通, 安慰家属是护理工作中不可忽视的问题。颅脑手术后患者病情重、变化大、预后难以预测, 患者家属非常着急和担心。巡回护士应向家属做好解释工作, 取得理解和配合, 转运途中严格执行各项操作规程, 以免发生医疗纠纷。

2.3 转运后护理

颅脑手术后患者到达病房或ICU后巡回护士要与麻醉医师、手术医生、病房护士一起把患者从转运车搬到病床。立即接好监护仪, 固定好各种导管, 向病房护士交接患者各种状况及相应处理过程。

3 结果

100例颅脑手术后患者, 转运中无严重并发症发生, 无一例死亡, 只有1例出现护理问题为搬动患者时, 输液管从输液瓶中脱落, 经及时发现得到妥善处理。

4 讨论

4.1 提高护理人员素质

护理人员应具备扎实的基础理论知识和熟练的操作技能, 有高度责任心, 细致观察病情, 为转运把握最佳时机。巡回护士在思想上高度重视, 不要存在手术已经做完了, 把患者送回病房就可以的思想。要熟练掌握颅脑手术后患者的护理常规, 具备高度抢救意识和良好的应变能力。

4.2 更新院内转运意识

进行颅脑手术的患者在术后转运过程中, 由于只有短暂的十几分钟常被医护人员忽视。该环节操作不当, 不但影响颅脑患者治疗及预后, 还可以发生意外导致死亡, 既影响患者救治, 又恶化医患关系, 还可能产生医疗纠纷。故应规范颅脑手术后患者院内转运流程, 改变以往重手术治疗不重院内转运的观念。

4.3 增强服务意识和法律意识教育

院内转运过程中是医疗纠纷易发地, 随着法律制度的健全、完善和普及, 患者的自我保护意识增强[5], 各种维权活动增加, 加上现行的医疗体制正面临新的形势, 所以常常引起一些医疗纠纷。因此医护人员在颅脑手术后患者的转运过程中, 必须加强自身言行修养, 强化法律意识, 更新服务观念, 转运途中不能要求患者家属推转运车, 也不能要求患者家属自行搬运患者而自己在旁观看。要让医护人员充分意识患者及家属的权力, 从法律角度来认识自己的职责, 用法律规范自己的行为, 提高解决医疗护理纠纷技巧。

4.4 自尊心维护

颅脑手术后患者, 由于抢救及治疗需要, 常需要暴露身体, 有时医护人员因工作繁忙忽略了对患者个人隐私的保护, 使患者和家属感觉得不到尊重。转运过程中要尊重患者, 尽量避免患者身体的暴露, 保护患者的隐私。

5 结语

颅脑手术后患者的风险时时刻刻在我们身边, 应充分认识到其重要性, 做好预见性的应对护理措施才能确保手术后患者的安全。患者术后转运时间虽然很短, 但仍会出现各种意外情况和危险因素, 手术室护士对患者护理质量高低关系到患者的生命和安危。认真做好院内转运的护理是护理安全中不可分割的一部分。

摘要：目的:探讨如何做好颅脑手术后患者院内转运的护理。方法:对100例颅脑手术后患者进行院内转运, 护理措施主要包括转运前正确评估、患者及转运设备的准备、转运人员的要求、与病房的协调、转运过程中的监护。结果:100例颅脑手术后患者院内转运无一例发生并发症。结论:护理工作在确保颅脑手术后患者院内转运的安全具有重要作用。

关键词：院内转运,颅脑手术后患者,护理

参考文献

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[2]邓惠萍.急诊患者的院内安全转运[J].齐齐哈尔医学院报, 2003, 24 (7) :804.

[3]吴耀建, 赵国平, 张梅清, 等.危重患者院内安全转运对策的探讨[J].临床军医杂志, 2007, 36 (5) :724-726.

[4]王惠萍.手术患者术后安全转运交接流程探讨[J].实用医技杂志, 2006, 5 (21) :3816.

[5]许佩珍, 陈燕屏.护理工作中存在的法律问题及防范对策[J].现代临床护理, 2005, 4 (4) :50.

[6]梁秀菊, 张玉莲, 王学智.387例手术患者心理分析及护理对策[J].中国当代医药, 2009, 16 (4) :69.

手术转运 篇2

1 临床资料

2009年6月~2010年5月, 手术患者12985例, 其中普外科4252例、胸心外科537例、神经外科493例、骨科3000例、泌外科1099例、妇产科2524例、耳鼻喉科1080例。

2 分析风险因素

2.1 转运前准备不充分

术后患者未待病情稳定即送患者;没有专用电梯, 增加了转运时间;未提前通知接收科室做好准备, 有的送到病区后才准备床单元等。

2.2 氧气供给不足

需携氧患者都使用了氧枕供氧, 而氧枕的氧流量难以调节, 不够准确;患者躁动引起氧管脱落未及时发现, 导致供氧中断;术后患者由于麻药、肌松药残余作用对呼吸的影响易发生呼吸抑制;复睡后下颌松弛, 舌后坠和口腔分泌物流入气道发生呼吸道梗阻;全麻常见并发症低氧血症等导致氧气供给不足。

2.3 血液供给不足

体位变动使心血管系统出现血流动力学改变引起血压波动, 导致循环系统变化;麻醉后骨骼肌、心肌收缩力及血管收缩等代偿功能被抑制, 突然改变体位使血液在心、脑等重要脏器供氧不足, 极易诱发虚脱, 甚至循环停止, 尤其是手术后血容量不足的患者易引起血液供给不足。

2.4 运送方式不当

因护士缺乏骨科专业知识, 对颈椎骨折的患者未按规范搬运, 而是一人抱头, 一人搬腿, 使脊柱扭曲或旋转, 加重了脊髓损伤;关节置换术后在麻醉恢复期肌肉松弛, 因搬动姿势不正确而引起脱位等。

2.5 意外伤害

(1) 坠床:麻药残余作用以及任何不良刺激引起躁动导致坠床;转运时未上护拦、移床时未固定床、床坏时未维修等引起坠床。 (2) 管道脱落:术后常有较多引流管, 从手术室转至病房途中需搬运几次患者, 搬运不当或患者躁动造成引流管扭曲或脱落, 尤其是胸管脱落会造成严重后果。

2.6 体温过低

手术中麻药使血管扩张致热量散失;皮肤消毒剂、腹腔冲洗以及低于体温液体的大量输入;手术室室温过低;转运中覆盖不彻底等都会导致体温过低。

3 风险管理措施

3.1 强化风险意识

组织护士学习新的医疗事故处理条例, 强化风险意识, 分析患者转运中存在的风险因素, 提高护士识别风险能力, 采取防范措施, 降低风险发生。

3.2 提高专业水平

加强护士业务知识及急救技术培训, 对心肺复苏术要求护士人人参加培训, 个个考核过关, 举行急救技术演练, 提高护士应急抢救能力。

3.3 完善护送制度

制定转运制度, 设立转运交接单;转运中要严密观察病情, 病情危重的由医生、护士共同护送;重度颅脑外伤, 心脏等大手术患者需携带相应的急救仪器, 以备使用;注意保暖, 防止着凉。

3.4 转运前准备充分

严格掌握出室标准, 出室前由麻醉师评估出室标准;携带必要的抢救物品如面罩、简易呼吸囊、氧气袋、简易抽吸器等;专梯接送以减少护送途中的时间。

3.5 呼吸系统管理

(1) 掌握转运指征:待患者意识清醒, 呼吸频率、幅度恢复正常、血氧饱和度稳定再转运。 (2) 观察呼吸情况:如颈部手术观察敷料松紧度及渗血清况防止呼吸不畅;如有恶心呕吐及时将头部偏向一侧, 保持呼吸通畅。 (3) 防止呼吸抑制:脑外科患者备50ml注射器、吸痰管、口咽通气管, 防止痰液、血液或舌后坠阻塞呼吸道引起窒息。 (4) 有效吸入氧气:一般缺氧者用氧枕, 用时轻压氧枕, 以保持氧流量;严重缺氧者配备便携式呼吸机, 既可吸氧也可吸痰。

3.6 循环系统管理

生命体征平稳后才能转运;轻抬轻放, 保持转运床平稳, 避免颠簸和急剧体位改变;转运前检查输液是否通畅, 局部有无漏出, 转运中防止躁动致脱落或液体渗出, 确保静脉通畅。

3.7 意外事件的防范

(1) 防止碰伤、坠床:转运前检查转运车是否完好, 患者移到转运车后拉上床挡, 脚在前头在后, 护送工友在头侧, 以利于观察保护患者;交换对接车时, 两车应在同一水平位置, 以减少患者的振动;躁动者使用约束带严加防护, 防止坠床;过高、过胖者对超出平车的身体部位应加强防护, 尤其是进出电梯及过门时, 保证头、脚及四肢的安全。 (2) 防止管道脱落:转运前将引流袋从挂钩取下, 稳妥放在患者身上, 待患者移至转运车后, 将管道及引流袋妥善放置身旁, 勿打折、勿受压;接气胸患者时, 应将引流管夹紧后再搬至转运车上, 上车后松开, 并保持水封瓶平稳;放置胸引管的患者, 转运途中夹紧胸引管勿松开, 搬运至病床后方可松开。 (3) 防止转运不当:运送颈椎手术患者时应保持身体与头部成一条直线, 搬运时注意动作的一致与协调;关节置换术后, 应采用四人搬运法, 保持平行移动。

3.8 加强交接管理

转运前通知所在病区准备好床单元、监护仪、急救物品, 并调整病室温度;转运中严密观察生命体征, 保持车身平稳, 速度均匀, 保证安全到达病室;转运后与护士进行床旁交接, 交病情、交治疗、交物品、交生命体征并签字。

4 结论

手术是一个高风险的治疗手段, 患者手术各阶段的风险隐患无处不在。在手术患者转运过程中潜在着各种风险因素, 必须高度重视并采取必要的防范措施进行干预, 才可避免给患者造成巨大损失及不可挽回的后果。

参考文献

[1]蔡学联.护理实务风险管理[M].北京:军事医学科学出版社, 2003:52.

[2]徐启明, 李文硕.临床麻醉学[M].北京:人民卫生出版社, 2002:385.

手术转运 篇3

Management innovation

医疗废物的管理是当前和今后医院感染控制工作的重要组成部分。手术室是预防医院感染的重点科室, 也是产生医疗废物最多的地方。对手术室医用废弃物进行科学有效的管理, 是控制与预防医院感染、避免造成社会环境危害的重要环节, 也是衡量医院医疗护理质量和管理水平的重要部分。

洁净手术部按照国家医院建设规范与管理规范的要求, 应设有污染走廊。我院西区的洁净手术部, 因原建筑结构的限制, 只能为单走廊, 因此如何确保医疗废物在运输过程中无泄漏, 成为感染管理的重中之重。

手术过程中产生的医疗废物主要有损伤性医疗废弃物和感染性医疗废弃物。医疗废物具有直接或间接感染性、毒性、危害性, 因此收集管理不到位就容易引发疾病传播。为此, 我们自行设计了手术部污物密闭转运车, 并于洁净手术部正式运行时使用, 实现了术后污染物和废弃物的快速收集与密闭转运;避免了医疗废物在运送时的撒落, 规范了其收集、转运的流程;促进护理管理的持续改进和护理质量与效率的提高。已成为洁净部污染与废弃物密闭转运过程中必备的医疗用品。现就该密闭转运车的设计、功能及使用做如下介绍:

一、材质与方法

手术部密闭转运车长110cm, 宽60cm, 高950cm;全部采用进口304#不锈钢加工而成, 4只立柱采用1.5mm厚38mm×38mm的方管;翻盖及门用1.2mm的板材;底部有4个直径100mm万向型、静音、防缠绕脚轮并配有制动装置;其车体分为左右两部分:左为污物储藏厢, 分上下两层, 上层放污染的器械和物品;下层均分成两个并列的厢体, 放置损伤性废弃物和感染性废弃物;左污物储藏厢体配有实体门及锁定装置, 使术后污染物隔离于密闭的空间。右为污物储藏厢, 其内配挂有混纺布料的超大污物袋, 盛放污染的敷料单及手术衣;上方为污染敷料的投入口, 配有双页翻盖, 关闭可实现相对密闭;右厢体正面配有栅栏门和锁定装置, 方便超大敷料袋子取出和放置;右厢体底部为不锈钢板, 避免敷料负重拖地和浸湿敷料对地面的污染;右厢内的敷料袋与箱体的连接固定装置, 保障转运途中的大宗敷料不会倾倒于车体外。车体左上的栏杆, 为转运车的扶手。

二、使用污染物品密闭转运车的效果评价

(一) 为单走廊洁净手术部感染管理提供基础保障

在非洁净手术部建成前, 术后污染物的转运为开放式转运, 手术器械车上层放器械物品, 下层放术后敷料、感染性和损伤性废弃物。其弊端是器械车体四周无挡板, 污物无法遮拦;各类污物无特定的安置空间;污物虽分类放置, 却因其性状不同, 种类繁多, 纵向空间利用不足而略显拥挤, 放置难于稳定, 污物常彼此重叠或凸于车体之外, 极易在转运途中移位、滑落、甚至倾倒, 致污染物泄漏。这些都源于缺少确保医疗废物在运送过程中不发生抛撒、滴漏的专用车。我们自行设计手术部污染物品密闭转运车可解决以上问题, 该车分别为术后各类污染物、废弃物设有单独的放置空间;护士按国家医院感染管理的规范要求把器械与敷料等用品做简单包裹、封闭感染性废弃物的塑料袋、损伤性废弃物集中于硬性盒中, 并能较快地放于车内相应的位置, 关闭并锁定转运车的门, 盖好柜顶的翻盖, 做到固体废物不洒落、液体不渗漏, 实现污染物在转运中的零泄露。密闭转运车的独特设计克服了开放式转运的诸多弊端, 为术后污染物的快速收集与密闭转运提供安全保障, 规避了医疗废弃物污染洁净手术部的风险, 符合国家《医疗废物管理条例》的规范要求, 成为单走廊洁净手术部感染管理必备的医疗用品。

(二) 促进护理管理的持续改进

1. 优化术后污物收集与转运方案, 简化操作流程

原转运方案是护士清洗手术器械和用品, 并归整、包裹、转运术后所有污物, 与器械室人员对接手术器械与物品, 再对污染物行分类放置与初步处理。新的转运方案是在手术即将结束前, 护士电话通知辅医员, 后者将转运车推至手术间门口, 护士在手术间内仅对器械、物品、感染性和损伤性废弃物及敷料单等做简单归整或包裹, 按转运车的设计分别置于到相应的位置, 关闭转运车的门, 交给辅医员, 后者即刻将其转出洁净区再处理, 简化了污物的收集、转运与处置的操作流程。

2. 减少术后污物收集与转运的人员, 降低职业伤害

使用转运车后, 原由多名护士承担的工作, 现变为2~3名经培训的辅医员即可做术后污物的收集、转运和初步处理的操作。由于该操作常接触术后器械、物品上残留的血液、体液、分泌物及病原菌, 而势必对工作人员、工作间空气、械器及其他物品造成污染。而在处理污染的锐器时, 极易造成被利器刺伤等职业伤害。既往护士发生锐器伤害与接台的手术多, 工作节奏快, 护士疲惫或应急等因素密切相关。而由辅医员接手该工作后, 实现定人、定点、定流程, 便于该操作的标准化与规范化, 避免多人参与可能引发的意外感染和伤害。

3. 节省人力资源, 提高工作效率

使用密闭转运车, 采用新的转运模式, 简化操作流程, 减少护士体力、精力和时间的消耗, 节省下的时间可做接台手术前的准备和手术患者的护理服务, 同时为护士必要的休整赢得时间。并保障接台手术如期开台和手术配合的质量, 减少手术台的空闲时间, 降低洁净手术部的运营成本, 提高手术室的工作效率和手术床的使用率。

4. 规避感染风险, 提高感染管理的质量

原方案中手术护士多人多次往返于洁净、非洁净区和污染区, 势必增加洁净手术部环境感染的风险和意外伤害及感染的几率。新的转运方案的实施, 密闭转运车的使用, 减少了手术护士的职业暴露与意外伤害, 规范了术后污染物的收集、储藏、转运和处置流程, 规避了单走廊洁净手术部环境感染的风险, 提高了洁净手术部感染管理的质量。

三、结束语

手术部污染物品密闭转运车的设计与使用, 可实现术后污染与废弃物的快速收集、密闭暂存与安全转运, 使单走廊洁净手术部的感染管理符合国家规范要求。临床实践证明其操作简单、方便、省时、省力、安全、经济 (结实、耐磨、便于清洗、寿命长) 、实用。它还促进护理管理的持续改进, 降低了感染的风险, 减少了职业暴露与伤害, 节省护士资源和手术室运行成本, 提高了工作效率和手术室感染管理的质量。 (编辑许译心)

参考文献

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[6]史富萍.基层医院医疗废物管理存在的问题及对策[J].中华医院感染杂志, 2008, 18, (9) :1348

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[8]李玉荣, 李小芹.医疗废物回收环节的管理[J].中华医院感染学杂志, 2008, 18 (2) :217

手术转运 篇4

1 质子对蔗糖转运蛋白活性的调节

蔗糖转运蛋白的表达和活性受转录、转录后和翻译后水平的调节[6]。已经研究观察到这些转运蛋白的多亚基化、亚细胞定位和活性受细胞的氧化还原势(reduction/oxidation(redox)potentials)的调节[7]。观察酵母异源表达的AtSUT4 吸收14C-蔗糖的动力学曲线,发现在pH为5.5条件下其吸收蔗糖的Km值为(11.6±0.6)mmol·L-1;而当pH为4.0时,Km值为(5.9±0.8)mmol·L-1。而在同一个表达系统中当pH 为5.5时,AtSUC1和AtSUC2吸收蔗糖的Km值分别为0.5和0.7 mmol·L-1[9]。马铃薯StSUT1在非洲爪蟾卵母细胞中表达,StSUT1吸收蔗糖的Km也依赖于pH,在更酸的pH下有更低的Km值,当pH为5.0时,其Km值为0.5 mmol·L-1[10]。但是,由于pH既是蔗糖转运蛋白主动转运的动力,又直接影响蔗糖转运蛋白的转运活性,pH的这两个作用难以区分。有直接的遗传证据表明,在韧皮部起装载作用的主要蔗糖转运蛋白和韧皮部库端起卸出作用的主要转运蛋白可能是一个蛋白,拟南芥AtSUC2缺失突变体既影响蔗糖的韧皮部装载,也影响卸出[11]。Geiger认为在源端起SUC/H+同向共转运作用的蛋白,在库端可能起蔗糖易化载体(SUC/SUT)的作用[1]。这更加说明质子在调节蔗糖转运蛋白活性和转运性质中的重要作用。

1.1 质子对蔗糖转运蛋白活性的影响

虽然蔗糖转运蛋白可在转录水平、转录后水平和翻译后水平上进行调节[12],但该文只介绍质子对转运蛋白活性的直接影响。大多数蔗糖转运蛋白对pH高度敏感,pH低时其对蔗糖的转运效率提高[9],在pH为7时,一些蔗糖转运蛋白几乎没有活性[13]。根据蔗糖转运蛋白对pH反应的敏感性,可分为酸性转运蛋白和中性转运蛋白。酸性蔗糖转运蛋白转运活性高度依赖于pH,降低外界pH能增加蔗糖转运[13]。例如,AtSUT4对蔗糖的吸收高度依赖pH,最适pH为4.0~5.0[14]。所有酸性蔗糖转运蛋白定位于韧皮部,主要功能是负责蔗糖从质外体装载到韧皮部筛管-伴胞复合体[13]。在酵母细胞中表达的AtSUC2、PmSUC2、StSUT1和SoSUT1,当外部pH为4.5~5.5时表现出最大活性。而中性的蔗糖转运蛋白对pH变化不敏感。例如在酵母细胞中成功表达的蔗糖转运蛋白PmSUC1和AtSUC1在外部pH为4.5~6.5时,活性稳定[15]。AtSUT9是对蔗糖的转运也几乎不依赖pH,只有在更负的膜电势下,AtSUT9才对pH有轻度依赖,最适pH为5.0~6.8[16]。此外,不同的蔗糖转运蛋白还表现出不同的pH依赖模式。例如,同样来自拟南芥的2种蔗糖转运蛋白,AtSUC2在酸性环境中活性较高,当pH从5升到6时,其相对活性减少80%,当pH上升到7时,几乎无活性;AtSUC1在中性和微酸性环境中比AtSUC2活性更高,当pH增大至7时,相对活性只下降约50%[8,13]。

1.2 质子调节蔗糖转运蛋白活性的可能机制

根据蔗糖/H+共转运动力学参数,H+首先与转运蛋白结合[1]。目前,pH调节蔗糖转运蛋白活性的机制还不清楚。在质子偶联的共转运系统中,存在于跨膜结构域中的带负电残基的作用是捕捉和运输质子。在韧皮部的质外体空间pH是酸性的,游离大量的质子,所以在筛管-伴胞复合体和叶肉细胞膜上的载体蛋白都以质子化形式存在。在大肠杆菌乳糖透过酶中,谷氨酸325参与质子的转运,并且推测有4个带负电荷的残基参与这个能量偶联过程[17]。Ward等在马铃薯蔗糖转运蛋白StSUT1中发现一个仅有的带负电荷的氨基酸残基(天冬氨酸),定位于跨膜结构域。这是目前发现在StSUT1跨膜结构域中唯一的带电的氨基酸残基。芹菜的AgSUT1有3个带正电的残基,这些残基只定位在跨膜第4和5结构域。天冬氨酸在第4个跨膜结构域上,在AgSUT1的所有序列中是保守的[15]。

在蔗糖转运蛋白的氨基酸序列中,位于第1个胞外环中的His是保守的。在拟南芥AtSUC1中,His在第65位[15],接近或位于蔗糖结合位点[18],受组氨酸化学修饰剂[如焦碳酸二乙酯(DEPC)]抑制。当组氨酸被带正电荷的氨基酸残基(精氨酸或赖氨酸)所取代时,在酵母中转运蔗糖的Vmax和Km都显著提高;用带负电的氨基酸残基(天冬氨酸)取代组氨酸会导致Vmax急剧下降;用不带电的氨基酸残基例如甘氨酸或丝氨酸取代,其突变体与野生型相比并没有改变动力学性质。这表明His65对蔗糖转运蛋白的活性非常重要。His65缺失突变体仍然可以转运蔗糖,并且很少或不再对DEPC敏感。

二硫键还原系统是植物细胞适应内部和外界变化的核心调节网络[19]。转运溶质的载体在膜外部区域都含有巯基基团,这表明细胞可以通过pH变化影响载体蛋白的巯基与二硫键之间的转变,进而影响蛋白的构象变化。研究表明蔗糖转运蛋白与二硫化物异构酶(Disulfide Isomerase)发生相互作用[20]。但值得注意的是,许多载体蛋白的半胱氨酸残基定位是不保守的,甚至在同一转运蛋白家族成员之间也不保守[21]。然而,在植物蔗糖转运蛋白家族中,有4个保守的半胱氨酸残基,3个在胞外环中,1个在可能的跨膜结构域中。这也解释了蔗糖转运蛋白对硫醇试剂PCMBS(对氯汞苯磺酸)或NEM(N-乙基马来酰亚胺)敏感的原因。根据对Escherichia coli(LacY)乳糖透过酶的研究,认为透过酶与糖结合的部位在中部,通过构象变化打开或关闭朝向胞内或胞外的亲水孔洞。这种构象变化与转运蛋白中半胱氨酸残基(Cys)有关。将推定的面向周质孔洞的Cys碱化增加反应活性,而将推定的面向胞质孔洞的Cys碱化降低反应活性[22]。蔗糖转运蛋白是否也存在相似的机制还不清楚。

2 质子对己糖转运蛋白活性和功能的调节

蔗糖从源端经韧皮部长距离运输到在库端后,可以蔗糖形式由共质体途径或质外体途径进入库细胞,或者在质外体被细胞外转化酶水解成2分子单糖(葡萄糖和果糖),再由己糖转运蛋白转运进库细胞。此外,在源细胞和库细胞内,己糖也通过转运蛋白被运入液泡作短暂或长期储存。植物有3类己糖转运蛋白:(1)H+/己糖同向共转运体[18];(2)H+/己糖反向共转运体;(3)己糖单向易化转运体。前两者的己糖转运受跨膜的pH梯度驱动,对影响跨膜质子梯度的解偶联剂(NEM,N-乙基马来酰亚胺)敏感[23]。而且,pH变化也影响己糖转运蛋白的活性。研究表明定位在细胞质膜上的己糖转运蛋白是H+/己糖同向共转运体,而液泡对己糖的吸收通过易化扩散和主动运输的机制[24]。研究表明拟南芥液泡单糖转运蛋白AtTMT对己糖的运输起重要作用,液泡葡萄糖转运蛋白AtVGT主要运输葡萄糖[25]。

2.1 pH对己碳糖转运蛋白活性和功能的影响

外部pH变化改变己糖转运蛋白对己糖吸收的Km值[26]。在卵母细胞中表达的拟南芥己糖转运蛋白AtSTPl,随外部pH下降转运蛋白对己糖的亲和力下降[27]。在酵母菌中表达的小球藻己糖转运蛋白,当细胞外部pH下降时,细胞对己糖的积累增加[28]。对于高亲和力己糖转运蛋白(Km 0.3 mmol·L-1),pH升高降低其最大转运速率,减少转运蛋白对己糖的吸收;而对低亲和力己糖转运蛋白(Km 50 mmol·L-1),pH升高促进其转运活性[26]。研究表明葡萄己糖转运蛋白VvHT1、VvHT4和VvHT5在酵母中表达,其运输活性受离子载体CCCP(羰基氰化间氯苯腙)抑制,它们介导的葡萄糖的吸收对外界pH敏感,在pH5.0下葡萄糖的吸收率显著比在pH7.0下高[29]。定位在液泡膜上的己糖转运蛋白依赖于能量以质子/己糖反向运输机制将己糖运进液泡[30]。此外,在胁迫下pH变化可作为信号影响基因的表达[31]。研究表明拟南芥液泡己糖转运蛋白AtTMT1和AtTMT2在胁迫下被诱导表达。因此可以推测pH也影响H+/己糖反向共转运体对己糖的转运,但这方面还未见具体的研究报道。定位于液泡的己糖易化转运蛋白不依赖于能量,对外界pH不敏感并且具有双向性[32,33],它的调节机制也需要更深入的研究。

2.2 pH调节己碳糖转运蛋白活性的可能机制

pH对己糖转运蛋白活性的影响与转运蛋白中的巯基有关。尽管有研究表明巯基修饰剂对氯汞苯磺酸(PCMBS)不影响细胞对葡萄糖的吸收。例如PCMBS处理对番茄LeHT2的吸收作用影响很小[34]。然而,多数研究表明PCMBS抑制细胞对葡萄糖的吸收,抑制幅度从35%~65%[35]。PCMBS对己糖转运蛋白的抑制效应存在差异,可能与巯基与二硫键之间的转变在不同类型己糖转运蛋白中的作用不同有关。对于LeHT2,外部巯基基团的变化可能对底物的转运不起主要作用。

对小球藻己糖转运蛋白结构功能分析研究表明,强烈影响Km值的氨基酸残基可能定位在第一个胞外环上(Asp-44),而且可能在跨膜单环V(Gln-179)、VII(Gln-298,Gln-299)和XI(Val-433和Asn-436)上[23,36]。在所有的己糖-H+共转运蛋白序列中,Asp-44是保守的,对转运活性十分重要,当它被谷氨酸残基取代时,改变转运己糖的最适pH[36]。残基Gln-179和Gln-298在所有己糖转运蛋白序列中也是保守的,进一步证实这些带电荷氨基酸残基在转运蛋白结构和功能上具有重要性[23]。最近的研究表明,在H+驱动的L-海藻糖(L-fucose t)转运蛋白中,有2个酸性氨基酸起着关键的作用,它们将H+转运与底物的识别结合起来。根据这个模型,质子首先进入到转运蛋白将Asp中性化,降低L-fucose进入和转运的能阻(energetic barrier),然后,转运蛋白与底物结合,随后第二个酸性残基(Glu)质子化。第二次质子化可能启动了转运蛋白面向胞内的构象变化,导致底物的释放[37]。

3 展望

蔗糖是植物光合产物运输的主要形式,其运输方向和速率影响植物的发育和生产力。同时蔗糖也是调节细胞基因表达的重要信号分子,而且这种调节作用与蔗糖的浓度变化有关。蔗糖在植物中从源细胞经韧皮部运输到库细胞受多种因子的调节,但是,毫无疑问,质子浓度的变化起着重要的作用。但是,目前尚未见到对这种质子变化对蔗糖转运蛋白和己糖转运蛋白活性调节的系统研究。而且,对于质子影响蔗糖转运蛋白和己糖转运蛋白活性的细节还需要更周密设计的研究。由于pH既是蔗糖和己糖转运蛋白主动转运的动力,又影响蔗糖和己糖转运蛋白的转运活性,质子的这两个作用难以区分,所以未来需要在研究技术和方法上有所创新。

摘要：蔗糖是植物体内进行长距离运输的主要营养物质和信号分子。蔗糖转运蛋白和己糖转运蛋白是蔗糖从源到库的运输过程中的重要参与者。质子不仅通过形成质子动子势为蔗糖和己糖逆浓度梯度跨膜转运提供动力,还调节它们的活性,从而影响蔗糖的运输和分配。该文总结了质子对蔗糖转运蛋白的调节和质子对己糖转运蛋白活性及功能的调节,并加以展望。