1、本章内容本章内容 概述 缺血-再灌注损伤的原因和条件 缺血-再灌注损伤的发生机制*缺血-再灌注损伤时机体的功能、代谢变化 缺血-再灌注损伤防治的病理生理基础第一节第一节 概概 述述(Introduction)概概 念念 在缺血的基础上恢复血流后，在缺血的基础上恢复血流后，组织损伤反而加重组织损伤反而加重,甚至发生不可逆甚至发生不可逆损伤损伤的现象的现象称为缺血称为缺血-再灌注损伤再灌注损伤 (ischemia-reperfusion injury,IRI)(ischemia-reperfusion injury,IRI)。第一节第一节 概概 述述 19551955年，年，SewellSewel
2、l结扎狗冠状动脉后，如结扎狗冠状动脉后，如突然解除结扎，恢复血流，动物室颤而突然解除结扎，恢复血流，动物室颤而死亡。死亡。历历 史史认识就从这简单的现象开始认识就从这简单的现象开始 19661966年，年，JenningsJennings第一次提出第一次提出心肌再灌注心肌再灌注损伤损伤的概念，证实再灌注会引起心肌超微的概念，证实再灌注会引起心肌超微结构不可逆坏死，包括爆发性水肿、组织结构不可逆坏死，包括爆发性水肿、组织结构崩解、收缩带形成和线粒体内磷酸钙结构崩解、收缩带形成和线粒体内磷酸钙颗粒形成颗粒形成在心肌缺血恢复血流后，缺在心肌缺血恢复血流后，缺血心肌的损伤反而加重血心肌的损伤反而加重
3、19671967年，年，BulkleyBulkley和和HutchinsHutchins发现冠脉搭发现冠脉搭桥血管再通后的病人发生桥血管再通后的病人发生心肌心肌细胞反常细胞反常性坏死性坏死 19681968年，年，AmesAmes率先报道率先报道脑脑缺血缺血-再灌注损再灌注损伤伤以后陆续有其它器官缺血以后陆续有其它器官缺血-再灌注损伤报道：再灌注损伤报道：19721972年年,Flore,Flore研究研究肾肾缺血缺血-再灌注损伤再灌注损伤 19781978年年,Modry,Modry报道了报道了肺肺再灌注综合征再灌注综合征 19811981年，年，GreenbergGreenberg等证实猫
4、等证实猫小肠小肠缺血缺血3 3小时后再小时后再灌注时，粘膜损伤更严重灌注时，粘膜损伤更严重以上说明再灌注损伤几乎可在每一种组织器官发生以上说明再灌注损伤几乎可在每一种组织器官发生缺血时间越长越容易发生缺血再灌注损伤(四)自由基的损伤作用的原子、原子团或分子。6、下列哪些物质能减轻缺血-再灌注损伤？（三）自由基生成增多的机制(二)白细胞介导缺血再灌注损伤的机制复，反而更趋严重，称为氧反常。无复流现象(no-reflow phenomenon)Zimmerman和Hulsmann发现用无钙的(4)减少ATP生成尽量缩短脏器缺血时间、尽早恢复血流一些新的医疗技术:冠脉搭桥、PTCA、溶栓疗法等血管再
5、通术后黄嘌呤氧化酶活性升高7、细胞内钙超载的机制是：(一)细胞钙超载的机制严重的结构和功能改变。（三）自由基生成增多的机制Na+/Ca2+交换异常缺血-再灌注损伤发生的第二节第二节 缺血缺血-再灌注损伤发生的再灌注损伤发生的原因和条件原因和条件缺血缺血-再灌注损伤原因再灌注损伤原因 组织器官缺血后血流恢复组织器官缺血后血流恢复:如休克治疗如休克治疗 一些新的医疗技术一些新的医疗技术:冠脉搭桥、冠脉搭桥、PTCAPTCA、溶栓疗法等血管再通术后溶栓疗法等血管再通术后 体外循环下心脏外科手术体外循环下心脏外科手术 心脏停搏后的心、肺、脑复苏心脏停搏后的心、肺、脑复苏 其他其他:如断肢再植，器官移植
6、如断肢再植，器官移植冠脉搭桥(CABG)PTCA过长坏死缺血时间太长或太缺血时间太长或太短均不易发生短均不易发生IRIIRI过短功能恢复1、缺血时间的长短影响因素影响因素大鼠在体缺血大鼠在体缺血-再灌注再灌注缺血缺血时间时间（minmin）再灌注再灌注时间时间（minmin）n n心率心率不齐不齐（%）异位异位节律节律（%）室速室速(%)(%)室颤室颤（%）死亡率死亡率（%）2101000000510218038.147.647.625.810101060403040.010.015101199.09.000 容易形成侧支循环者，不易发生再灌注损伤。2 2、侧支循环、侧支循环 对氧需求高者，容
7、易发生再灌注损伤，如心、脑等。3 3、需氧程度、需氧程度缺血缺血-再灌注损伤的现象再灌注损伤的现象 氧反常氧反常 （oxygen paradoxoxygen paradox）pHpH反常反常 （pH paradoxpH paradox）钙反常钙反常 （calcium paradoxcalcium paradox）提示提示:氧、钙和氧、钙和pHpH可能参与缺血可能参与缺血-再灌注损伤的再灌注损伤的发生和发展发生和发展4 4、再灌注的条件、再灌注的条件低压、低温、低低压、低温、低pH、低钠、低钠钙反常钙反常(calcium paradoxcalcium paradox):):以无钙溶液以无钙溶液灌
8、流离体大鼠心脏灌流离体大鼠心脏2min2min后再以含钙溶液后再以含钙溶液灌注时，心肌电信号异常、心脏功能、灌注时，心肌电信号异常、心脏功能、代谢和形态结构发生异常变化，这种代谢和形态结构发生异常变化，这种现象称为钙反常。现象称为钙反常。氧反常氧反常(oxygen paradox):(oxygen paradox):预先用低预先用低氧溶液灌注组织器官或在缺氧条件下氧溶液灌注组织器官或在缺氧条件下培养细胞一定时间后，再恢复正常氧培养细胞一定时间后，再恢复正常氧供应，组织及细胞的损伤不仅未能恢供应，组织及细胞的损伤不仅未能恢复，反而更趋严重，称为氧反常。复，反而更趋严重，称为氧反常。pHpH反常反
9、常(pH paradox):(pH paradox):再灌注时再灌注时迅速纠正缺血组织的酸中毒，迅速纠正缺血组织的酸中毒，反而加重细胞损伤，称为反而加重细胞损伤，称为pHpH反常。反常。pHpH反常反常(pH paradox)(pH paradox)再灌注时纠酸再灌注时纠酸损伤加重损伤加重低氧灌注低氧灌注/缺氧培养缺氧培养复氧复氧损伤加重损伤加重氧反常氧反常(oxygen paradox)(oxygen paradox)钙反常钙反常(calcium paradox)(calcium paradox)无钙液灌注无钙液灌注含钙液含钙液心肌损伤加重心肌损伤加重 第三节第三节 缺血再灌注损伤的发生机制
10、缺血再灌注损伤的发生机制自由基的作用自由基的作用钙超载钙超载白细胞的作用白细胞的作用(二)白细胞介导缺血再灌注损伤的机制代谢和形态结构发生异常变化，这种脂性自由基(lipid free radical)B 血小板聚集氧溶液灌注组织器官或在缺氧条件下5、缺血-再灌注时氧自由基产生来自Zimmerman和Hulsmann发现用无钙的+H2O2 O2+OH-+OH自由基和钙超载造成的心肌损伤及再灌注后细胞内外离子分布紊乱活性氧（reactive oxygen species,ROS）指化学性质活泼的含氧代谢物。1966年，Jennings第一次提出心肌再灌注损伤的概念，证实再灌注会引起心肌超微结构不
11、可逆坏死，包括爆发性水肿、组织结构崩解、收缩带形成和线粒体内磷酸钙颗粒形成线粒体及肌浆网膜损伤比较心肌缺血损伤和再灌注损伤(2)肌浆网膜及线粒体膜损伤指组织器官经反复短暂缺血后，会明显增强对随后较长时间缺血及再灌注损伤抵抗力的现象。单线态氧(1O2)损伤的现象称为缺血-再灌注损伤pH反常(pH paradox):再灌注时（calcium paradox）C对氧的需求程度低E 内皮细胞对Ca2+通透性增加 自由基自由基(free radical)(free radical)是指在是指在外层电子轨道含有单个不配对电子外层电子轨道含有单个不配对电子的原子、原子团或分子。的原子、原子团或分子。一、自由
12、基的损伤作用一、自由基的损伤作用化学性质活泼化学性质活泼氧化性强氧化性强半衰期短半衰期短O21.1.氧自由基氧自由基 (oxygen free radical(oxygen free radical，OFR)OFR)(一一)自由基的种类自由基的种类2.2.脂性自由基脂性自由基 (lipid free radical)(lipid free radical)3.3.其他其他(others)(others)ClCl.，CH CH3 3.，NO NO等等1.1.氧自由基氧自由基 e-+H+H2Oe-_O2e-+2H+H2O2 e-+H+H2O OHO2 以氧为中心的自由基称为氧自由基，以氧为中心的自
13、由基称为氧自由基，如超氧阴离子（如超氧阴离子（）、羟自由基（）、羟自由基（）。）。_O2OH98%4e-+4H+细胞色素氧化酶系统细胞色素氧化酶系统1%-2%SODO2O2Haber-WeissHaber-Weiss反应反应 (without Fe(without Fe3 3+)+H2O2 O2+OH-+OHSLOW_O2FentonFenton型型 Haber-Weiss Haber-Weiss反应反应FAST +H2O2 O2+OH-+OH_O2Fe3+2.2.脂性自由基脂性自由基(lipid free radical)(lipid free radical)氧自由基氧自由基+多价不饱和脂
14、肪酸多价不饱和脂肪酸L L.(烷自由基烷自由基)LOLO.(烷氧自由基烷氧自由基)LOOLOO.(烷过氧自由基烷过氧自由基)3.3.氮中心自由基：氮中心自由基：NONO、ONOO-ONOO-L-精氨酸精氨酸L-胍氨酸胍氨酸+NOINOSO2NADPHNADP+NO+ONOO-_O2ONOO-OH+H+NO2+H2O98%4e-+4H+细胞色素氧化酶系统“生理盐水溶液”灌流大鼠离体心脏，(二)细胞内钙超载引起缺血再灌注损伤的机制心、脑较其他器官易发生再灌注损伤BNa+/Ca2+交换抑制剂代谢和形态结构发生异常变化，这种1955年，Sewell结扎狗冠状动脉后，如突然解除结扎，恢复血流，动物室颤而
15、死亡。尽量缩短脏器缺血时间、尽早恢复血流（二）脑缺血-再灌注损伤时组织学变化激活蛋白酶 细胞膜和结构蛋白的分解B组织侧支循环丰富细胞内Ca2+的稳态调节严重的结构和功能改变。活性氧（reactive oxygen species,ROS）指化学性质活泼的含氧代谢物。+H2O2 O2+OH-+OH以后陆续有其它器官缺血-再灌注损伤报道：7、细胞内钙超载的机制是：Zimmerman和Hulsmann发现用无钙的对氧需求高者，容易发生再灌注损伤，如心、脑等。活性氧（活性氧（reactive oxygen species,ROSreactive oxygen species,ROS）指化学性质活泼的含
16、氧代谢物。指化学性质活泼的含氧代谢物。氧自由基氧自由基单线态氧（单线态氧（1O2）过氧化氢（过氧化氢（H2O2）脂质过氧化物脂质过氧化物及其裂解产物及其裂解产物单线态氧单线态氧(1O2)单线态氧：是一种激发态氧，其氧分子两个外层单线态氧：是一种激发态氧，其氧分子两个外层电子轨道中的电子发生反向自旋改变，使外层电子轨道中的电子发生反向自旋改变，使外层轨道两个电子自旋方向相反，氧分子的反应能轨道两个电子自旋方向相反，氧分子的反应能力大大增加。这种氧分子在紫外光谱中呈现一力大大增加。这种氧分子在紫外光谱中呈现一种单线，故称单线态氧。种单线，故称单线态氧。(二二)活性氧的清除活性氧的清除SOD过氧化氢
17、酶（过氧化氢酶（CAT）过氧化物酶过氧化物酶抗氧化酶抗氧化酶Mn-SODCuZn-SOD清除清除H2O2 SOD _O2_O2 +2H+H2O2+O2 CAT 2H2O22H2O+O2维生素维生素E维生素维生素A非酶性抗氧化物非酶性抗氧化物还原还原 1O2 脂质自由基脂质自由基清除清除 1O2，抑制脂质过氧化抑制脂质过氧化GSHpx +2GSHH2O2 2H2O+GSSG维生素维生素CGSH协助维持维生素协助维持维生素E的活性状态的活性状态_O2 活性氧（活性氧（reactive oxygen species,ROSreactive oxygen species,ROS）指化学性质活泼的含氧代
18、谢物。指化学性质活泼的含氧代谢物。氧自由基氧自由基单线态氧（单线态氧（1O2）过氧化氢（过氧化氢（H2O2）脂质过氧化物脂质过氧化物及其裂解产物及其裂解产物比较心肌缺血损伤和再灌注损伤生物膜损伤致细胞内钙超载缺血-再灌注损伤的发生机制*(一)细胞钙超载的机制缺血-再灌注损伤的原因和条件5、缺血-再灌注时氧自由基产生来自黄嘌呤氧化酶活性升高缩功能仍不能恢复正常的状(一)细胞钙超载的机制最明显的组织学变化是：脑水肿BNa+/Ca2+交换抑制剂无复流现象(no-reflow phenomenon)指组织器官经反复短暂缺血后，会明显增强对随后较长时间缺血及再灌注损伤抵抗力的现象。心脏停搏后的心、肺、脑
19、复苏恢复后一段时间内，心肌舒再灌注对心肌超微结构的影响严重的结构和功能改变。缺血-再灌注损伤的原因和条件(一)细胞钙超载的机制（三）（三）自由基自由基生成增多的机制生成增多的机制1.1.黄嘌呤氧化酶途径黄嘌呤氧化酶途径2.2.中性粒细胞途径中性粒细胞途径3.3.线粒体途径线粒体途径4.4.儿茶酚胺自身氧化途径儿茶酚胺自身氧化途径ATPAMP次黄嘌呤核苷次黄嘌呤核苷腺嘌呤核苷腺嘌呤核苷ADP次黄嘌呤次黄嘌呤缺血期缺血期黄嘌呤脱氢酶黄嘌呤脱氢酶 XD（90%）黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶XO（10%）Ca2+Ca2+依赖性蛋白水解酶依赖性蛋白水解酶再再 灌灌 注注 期期黄嘌呤黄嘌呤+H2O2尿酸尿酸+
20、H2O2O2OH XO_O2_O21.1.黄嘌呤氧化酶途径黄嘌呤氧化酶途径(+)(+)(+)(+)缺血缺血,缺氧缺氧补体补体趋化物趋化物质质中性粒细胞中性粒细胞聚集聚集,耗氧耗氧氧经氧经NADPHNADPH氧化酶氧化酶和和NADHNADH氧化酶催氧化酶催化生成大量氧自化生成大量氧自由基由基中性粒细胞中性粒细胞的呼吸爆发的呼吸爆发(respiratory(respiratory burst)burst)2.2.中性粒细胞途径中性粒细胞途径C3aC3a，C5aC5a白三烯白三烯NADHNADHNADPHNADPH+O O2 2NADPHNADPH氧化酶氧化酶H H+NADHNADH氧化酶氧化酶_O
21、2缺氧ATP线粒体Ca2+细胞色素氧化酶功能抑制氧单电子还原氧自由基细胞内氧分压含Mn的SOD3.线粒体途径线粒体途径 e-+H+H2Oe-_O2e-+2H+H2O2 e-+H+H2O OHO298%4e-+4H+细胞色素氧化酶系统细胞色素氧化酶系统1%-2%SODONOO-NO缺血缺血,缺氧缺氧激活交感激活交感-肾上腺髓质系统肾上腺髓质系统儿茶酚胺儿茶酚胺单胺氧化酶单胺氧化酶氧自由基氧自由基4.4.儿茶酚胺自身氧化途径儿茶酚胺自身氧化途径(四四)自由基的损伤作用自由基的损伤作用(1)(1)破坏膜的正常结构破坏膜的正常结构脂质脂质过氧化过氧化膜不饱和膜不饱和脂肪酸脂肪酸不饱和脂肪酸不饱和脂肪酸
22、/蛋白质比例失调蛋白质比例失调膜液态性膜液态性流动性流动性膜通透性膜通透性CaCa2+2+内流内流1.1.膜脂质过氧化作用增强膜脂质过氧化作用增强脂肪酸氧化脂肪酸氧化-S-S-CH3-S-OOHHOOHHO脂质脂质-脂质交联脂质交联从氧化的脂肪从氧化的脂肪酸释出的酸释出的 丙丙二醛二醛MDAMDA98%4e-+4H+细胞色素氧化酶系统单线态氧(1O2)在心肌缺血恢复血流后，缺血心肌的损伤反而加重从氧化的脂肪酸释出的 丙二醛MDA7、细胞内钙超载的机制是：一些新的医疗技术:冠脉搭桥、PTCA、溶栓疗法等血管再通术后缺血时间太长或太短均不易发生IRI基底膜缺失、肌原纤维结构破坏、心内膜下出血性梗死
23、等。比较心肌缺血损伤和再灌注损伤激活交感-肾上腺髓质系统+H2O2 O2+OH-+OH正常含钙的生理溶液，心脏发生更为严重的结构和功能改变。指由细胞合成的，可促进细胞与细胞之间、细胞与细胞外基质之间粘附的一大类分子的总称，如整合素、选择素、细胞间粘附分子、血管细胞粘附分子及血小板内皮细胞粘附分子等。还原 1O2心脏停搏后的心、肺、脑复苏从氧化的脂肪酸释出的 丙二醛MDA氧经NADPH氧化酶和NADH氧化酶催化生成大量氧自由基以氧为中心的自由基称为氧自由基，如超氧阴离子（）、羟自由基（）。组织器官缺血后血流恢复:如休克治疗(2)(2)间接抑制膜蛋白功能间接抑制膜蛋白功能脂质之间交联脂质之间交联(
24、-)(-)钙泵、钠泵钙泵、钠泵NaNa2+2+/Ca/Ca2+2+交换蛋白交换蛋白胞内胞内NaNa2+2+、CaCa2+2+钙超载、细胞肿胀钙超载、细胞肿胀(3)(3)促进自由基及其它生物活性物质生成促进自由基及其它生物活性物质生成膜脂质膜脂质过氧化过氧化磷脂酶磷脂酶C C磷脂酶磷脂酶D D膜磷脂分解膜磷脂分解花生四烯酸花生四烯酸脂氧合酶脂氧合酶白三烯白三烯过氧化物过氧化物环氧合酶环氧合酶前列腺素内过氧化物前列腺素内过氧化物OHOH.TXATXA2 2PGPG自由基自由基(+)(+)(4)(4)减少减少ATPATP生成生成 蛋白质变性蛋白质变性 蛋白质蛋白质(酶酶)交联交联例：例：肌纤维蛋白对
25、肌纤维蛋白对CaCa2+2+反应性反应性心肌收缩力心肌收缩力肌浆网钙转运蛋白受损肌浆网钙转运蛋白受损钙调节异常钙调节异常2.2.蛋白质功能抑制蛋白质功能抑制 蛋白质蛋白质断裂断裂蛋白质蛋白质-蛋蛋白质交联白质交联脂质脂质-脂质交联脂质交联二硫交联二硫交联脂质脂质-蛋白蛋白 质交联质交联氨基酸氨基酸 氧化氧化脂肪酸氧化脂肪酸氧化-S-S-CH3-S-OOHHOOHHO从氧化的脂肪从氧化的脂肪酸释出的酸释出的 丙二醛丙二醛MDAMDA3.3.核酸及染色体破坏核酸及染色体破坏80%80%由由OH所致所致第三节第三节 缺血再灌注损伤的发生机制缺血再灌注损伤的发生机制自由基的作用自由基的作用钙超载钙超载
26、白细胞的作用白细胞的作用NaNa+-Ca-Ca2+2+交换蛋白交换蛋白CaCa2+2+泵泵Ca2+CaCa2+2+ee：1010-3-3M MCaCa2+2+ii：1010-7-7M MVOCROC细胞内细胞内CaCa2+2+的稳态调节的稳态调节结合于质膜结合于质膜糖被的糖被的CaCa2+2+线粒体线粒体肌浆网肌浆网Ca2+IP3受体通道受体通道CaCa2+2+泵泵NaNa+CaCa2+2+二、细胞钙超载二、细胞钙超载引起再灌注损伤引起再灌注损伤 各种原因引起的细胞内钙含量异常增多并导致细胞结构损伤和功能代谢障碍的现象称为钙超载（calcium overload）。钙反常钙反常(calcium
27、 paradoxcalcium paradox):):19661966年年ZimmermanZimmerman和和HulsmannHulsmann发现用无钙的发现用无钙的“生理盐水溶液生理盐水溶液”灌流大鼠离体心脏，灌流大鼠离体心脏，短时间内即发生肌膜损伤，随后恢复短时间内即发生肌膜损伤，随后恢复正常含钙的生理溶液，正常含钙的生理溶液，心脏心脏发生更为发生更为严重的结构和功能改变。严重的结构和功能改变。1 1、NaNa+-Ca-Ca2+2+交换异常交换异常（1 1）细胞内高）细胞内高NaNa+对对NaNa+-Ca-Ca2+2+交换蛋白的直接激活交换蛋白的直接激活（2 2）细胞内高）细胞内高H
28、H+对对NaNa+-Ca-Ca2+2+交换蛋白的间接激活交换蛋白的间接激活（3 3）蛋白激酶）蛋白激酶C C（PKCPKC）活化对）活化对NaNa+-Ca-Ca2+2+交换蛋白的交换蛋白的 间接激活间接激活2 2、生物膜损伤、生物膜损伤（1 1）细胞膜损伤）细胞膜损伤（2 2）肌浆网膜损伤）肌浆网膜损伤（3 3）线粒体膜损伤）线粒体膜损伤(一一)细胞钙超载的机制细胞钙超载的机制2.肌浆网膜损伤肌浆网膜损伤3.线粒体膜损伤线粒体膜损伤1.细胞膜损伤细胞膜损伤3.儿茶酚胺增加儿茶酚胺增加1.细胞内高细胞内高Na+Na+H+2.细胞内高细胞内高H+缺血缺血ATPATP钠泵活性钠泵活性NaNa+i i
29、(+)(+)NaNa+-Ca-Ca2+2+蛋白蛋白酸中毒酸中毒再灌注再灌注组织间隙组织间隙H H+细胞内细胞内H H+仍高仍高(+)(+)NaNa+-H-H+交换交换 细胞内细胞内NaNa+对对NaNa+-Ca-Ca2+2+交换蛋白的直接激活交换蛋白的直接激活胞内钙胞内钙 细胞内细胞内H H+对对NaNa2+2+-Ca-Ca2+2+交换蛋白的间接激活交换蛋白的间接激活1、Na2+-Ca2+交换异常交换异常 PKC PKC活化对活化对NaNa+-Ca-Ca2+2+交换蛋白的间接激活交换蛋白的间接激活(+)(+)2.2.生物膜损伤致细胞内钙超载生物膜损伤致细胞内钙超载(1)(1)细胞膜损伤细胞膜损
30、伤无钙液无钙液膜外板与糖被膜分离膜外板与糖被膜分离CaCa2+2+磷脂酶磷脂酶膜磷脂降解膜磷脂降解自由基自由基膜脂质过氧化膜脂质过氧化(2)(2)肌浆网膜及线粒体膜损伤肌浆网膜及线粒体膜损伤肌浆网肌浆网CaCa2+2+摄取摄取钙泵能量不足钙泵能量不足膜通透性膜通透性线粒体线粒体ATPATP产生产生膜磷脂降解膜磷脂降解膜脂质过氧化膜脂质过氧化(二二)细胞内钙超载引起缺血细胞内钙超载引起缺血再灌注损伤的机制再灌注损伤的机制(+)(+)1.1.促进氧自由基生成促进氧自由基生成CaCa2+2+CaCa2+2+依赖性蛋白酶依赖性蛋白酶 (XDXO)(XDXO)2.2.加重酸中毒加重酸中毒(+)(+)Ca
31、Ca2+2+激活某些激活某些ATPATP酶酶细胞高能磷酸盐水解细胞高能磷酸盐水解释放大量释放大量 H H+加重细胞内酸中毒加重细胞内酸中毒3.3.破坏细胞（器）膜破坏细胞（器）膜CaCa2+2+磷脂酶磷脂酶膜磷脂分解膜磷脂分解膜受损膜受损花生四烯酸、溶血磷脂花生四烯酸、溶血磷脂(+)(+)4.4.线粒体功能障碍线粒体功能障碍线粒体线粒体摄摄CaCa2+2+消耗消耗ATPATP磷酸钙磷酸钙抑制氧化抑制氧化磷酸化磷酸化ATPATP5.5.激活其它酶的活性激活其它酶的活性激活蛋白酶激活蛋白酶 细胞膜和结构蛋白的分解细胞膜和结构蛋白的分解激活核酶激活核酶 染色体损伤染色体损伤第三节第三节 缺血再灌注损
32、伤的发生机制缺血再灌注损伤的发生机制自由基的作用自由基的作用钙超载钙超载白细胞的作用白细胞的作用三、白细胞的作用三、白细胞的作用1.1.细胞粘附分子生成增多细胞粘附分子生成增多2.2.趋化因子生成增多趋化因子生成增多(一一)再灌注时白细胞聚集的机制再灌注时白细胞聚集的机制一、心肌缺血再灌注损伤严重的结构和功能改变。7、细胞内钙超载的机制是：指组织器官经反复短暂缺血后，会明显增强对随后较长时间缺血及再灌注损伤抵抗力的现象。及脑细胞坏死短时间内即发生肌膜损伤，随后恢复钙反常(calcium paradox):1966年表现：线粒体高度肿胀、变形、嵴减少，排列紊乱，甚至崩解，空泡形成等。(2)肌浆网
33、膜及线粒体膜损伤氧溶液灌注组织器官或在缺氧条件下pH反常(pH paradox)基底膜缺失、肌原纤维结构破坏、心内膜下出血性梗死等。E 内皮细胞对Ca2+通透性增加pH反常(pH paradox):再灌注时灌注时，心肌电信号异常、心脏功能、2、不列哪一种因素易诱发缺血再灌注损伤?(一)细胞钙超载的机制E 内皮细胞对Ca2+通透性增加1、下列哪一种情况不是引起缺血再灌注损伤的原因：结合于质膜糖被的Ca2+损伤的现象称为缺血-再灌注损伤粘附分子 指由细胞合成的，可促进细胞与细胞之间、细胞与细胞外基质之间粘附的一大类分子的总称，如整合素、选择素、细胞间粘附分子、血管细胞粘附分子及血小板内皮细胞粘附分
34、子等。功能：维持细胞结构完整 细胞信号转导白细胞聚集的机制白细胞聚集的机制(二二)白细胞介导缺血再灌注损伤的白细胞介导缺血再灌注损伤的机制机制 1.微血管损伤微血管损伤 无复流现象无复流现象(no-reflow phenomenon)恢复血液灌注后，缺血区的微血管依然得恢复血液灌注后，缺血区的微血管依然得不到充分血流灌注的现象称无复流现象不到充分血流灌注的现象称无复流现象。2.细胞损伤细胞损伤 释放大量的致炎物质，如自由基、蛋释放大量的致炎物质，如自由基、蛋白酶、溶酶体酶等。白酶、溶酶体酶等。无复流现象无复流现象(no-flow phenomenon)(no-flow phenomenon)机
35、制小结：机制小结：自由基自由基钙超载钙超载白细胞白细胞？缺血缺血-再灌注损伤再灌注损伤第四节第四节 缺血再灌注损伤时缺血再灌注损伤时机体的功能及代谢变化机体的功能及代谢变化一、心肌缺血再灌注损伤一、心肌缺血再灌注损伤1、再灌注性心律失常再灌注性心律失常 自由基和钙超载造成的心自由基和钙超载造成的心肌损伤及再灌注后细胞内肌损伤及再灌注后细胞内外离子分布紊乱外离子分布紊乱表现：室速、室颤表现：室速、室颤心肌顿抑：在缺血心肌血流心肌顿抑：在缺血心肌血流恢复后一段时间内，心肌舒恢复后一段时间内，心肌舒缩功能仍不能恢复正常的状缩功能仍不能恢复正常的状态，称为心肌顿抑。态，称为心肌顿抑。2、心肌舒缩功能降
36、低心肌舒缩功能降低3.再灌注对心肌代谢的影响再灌注对心肌代谢的影响 线粒体受损线粒体受损能量合成能量合成再灌注再灌注底物冲走底物冲走高能磷酸高能磷酸化合物化合物4.再灌注对心肌超微结构的影响再灌注对心肌超微结构的影响 基底膜缺失、肌原纤维结构破坏、心内基底膜缺失、肌原纤维结构破坏、心内膜下出血性梗死等。膜下出血性梗死等。二、脑缺血二、脑缺血再灌注损伤的变化再灌注损伤的变化（）脑缺血（）脑缺血-再灌注损伤时细胞代谢的变化再灌注损伤时细胞代谢的变化 ATP、CP、Gs、糖原、糖原乳酸乳酸病理性慢波病理性慢波cAMPcGMP缺血缺血再灌注再灌注cAMPcGMP病理性慢波加重病理性慢波加重兴奋性神经递
37、质兴奋性神经递质抑制性神经递质抑制性神经递质（二）脑缺血（二）脑缺血-再灌注损伤时组织学变化再灌注损伤时组织学变化最明显的组织学变化是：最明显的组织学变化是：脑水肿脑水肿 及脑细胞坏死及脑细胞坏死脂质过氧化脂质过氧化膜结构破坏；膜结构破坏；钠泵功能障碍。钠泵功能障碍。三、其它器官缺血三、其它器官缺血-再灌注损伤的变化再灌注损伤的变化肠肠：粘膜功能障碍与损伤：肠管粘膜功能障碍与损伤：肠管cap.cap.通透性通透性间质性水间质性水肿肿上皮与绒毛分离、坏死、固有层破损、出血及溃疡。上皮与绒毛分离、坏死、固有层破损、出血及溃疡。肾肾：以急性肾小管坏死最为严重，可导致急性肾功能衰竭或以急性肾小管坏死最
38、为严重，可导致急性肾功能衰竭或肾移植失败。肾移植失败。表现：线粒体高度肿胀、变形、嵴减少，排列紊乱，甚至崩解，表现：线粒体高度肿胀、变形、嵴减少，排列紊乱，甚至崩解，空泡形成等。血清肌酐空泡形成等。血清肌酐。骨骼肌骨骼肌：肌肉微血管和细胞损伤，自由基生成肌肉微血管和细胞损伤，自由基生成，脂质过氧，脂质过氧化化 迄今为止，对于缺血迄今为止，对于缺血/再灌注损伤的研再灌注损伤的研究，绝大部分是在实验动物身上进行的，究，绝大部分是在实验动物身上进行的，然而这些实验资料却已经为缺血然而这些实验资料却已经为缺血/再灌注损再灌注损伤的临床防治提供了重要的启示和借鉴，伤的临床防治提供了重要的启示和借鉴，为临
39、床研究奠定了重要的基础。目前，值为临床研究奠定了重要的基础。目前，值得临床上参考的防治措施有得临床上参考的防治措施有第五节第五节 防治的病理生理基础防治的病理生理基础 尽量缩短脏器缺血时间、尽早恢复血流 低压、低温、低pH、低钠、低钙液灌流 改善缺血组织代谢 清除自由基及活性氧 减轻钙超载：钙拮抗剂 Na+/Ca2+、Na+/H+交换抑制剂 中性粒细胞抑制剂的应用：糖皮质激素等 其它药物：细胞保护剂 扩管 稳膜等 启动内源性保护机制：应激蛋白表达 心肌缺血预处理缺血预处理 指组织器官经反复短暂缺血后，指组织器官经反复短暂缺血后，会明显增强对随后较长时间缺血及会明显增强对随后较长时间缺血及再灌注
40、损伤抵抗力的现象。再灌注损伤抵抗力的现象。1、下列哪一种情况不是引起缺血再灌注损伤的原因：A.高血压 B.溶栓疗法后 C.器官移植后 D.冠脉搭桥后 E体外循环后 2、不列哪一种因素易诱发缺血再灌注损伤?A缺血时间过长 B组织侧支循环丰富 C对氧的需求程度低 D低PH值灌流 E.高压灌流单选题3、下列说法正确的是、下列说法正确的是A.所有缺血的组织器官在血流恢复后都会发生缺血再所有缺血的组织器官在血流恢复后都会发生缺血再灌注损伤灌注损伤B.缺血时间越长越容易发生缺血再灌注损伤缺血时间越长越容易发生缺血再灌注损伤C.心、脑较其他器官易发生再灌注损伤心、脑较其他器官易发生再灌注损伤D.低温（低温（
41、25）低压再灌注可诱发再灌注损伤）低压再灌注可诱发再灌注损伤E.高钙再灌注可减轻再灌注损伤高钙再灌注可减轻再灌注损伤4 4、在缺血、在缺血-再灌注损伤中微血管阻塞的主要原因是再灌注损伤中微血管阻塞的主要原因是A A 红细胞聚集红细胞聚集 B B 血小板聚集血小板聚集 C C 白细胞粘附聚集白细胞粘附聚集 D D 其它生物活性物质的释放其它生物活性物质的释放 E E 内皮细胞对内皮细胞对Ca2+Ca2+通透性增加通透性增加5 5、缺血、缺血-再灌注时氧自由基产生来自再灌注时氧自由基产生来自A.A.黄嘌呤氧化酶活性升高黄嘌呤氧化酶活性升高 B.B.中性粒细胞呼吸爆发中性粒细胞呼吸爆发 C.C.线粒
42、体功能障碍线粒体功能障碍D.D.儿茶酚胺的自身氧化儿茶酚胺的自身氧化 E.E.以上都不是以上都不是6 6、下列哪些物质能减轻缺血、下列哪些物质能减轻缺血-再灌注损伤？再灌注损伤？A ASODSODB BNaNa+/Ca/Ca2+2+交换抑制剂交换抑制剂C CNaNa+/H/H+交换抑制剂交换抑制剂D DVitCVitCE EVitAVitA多选题7 7、细胞内钙超载的机制是：、细胞内钙超载的机制是：A.NaA.Na+/Ca/Ca2+2+交换异常交换异常B.B.缺血时间过长缺血时间过长C.C.线粒体及肌浆网膜损伤线粒体及肌浆网膜损伤D.D.无复流现象无复流现象E.E.细胞膜损伤细胞膜损伤8 8、
43、自由基可使下列哪项发生异常改变、自由基可使下列哪项发生异常改变?A.A.膜受体膜受体 B.B.膜离子通道膜离子通道 C.C.膜通透性膜通透性 D.D.膜蛋白酶膜蛋白酶E.E.膜结构膜结构 试述：缺血再灌注损伤时，试述：缺血再灌注损伤时，氧自由基的增多与钙超载的氧自由基的增多与钙超载的关系如何？关系如何？19551955年，年，SewellSewell结扎狗冠状动脉后，如结扎狗冠状动脉后，如突然解除结扎，恢复血流，动物室颤而突然解除结扎，恢复血流，动物室颤而死亡。死亡。历历 史史认识就从这简单的现象开始认识就从这简单的现象开始缺血缺血-再灌注损伤原因再灌注损伤原因 组织器官缺血后血流恢复组织器官
44、缺血后血流恢复:如休克治疗如休克治疗 一些新的医疗技术一些新的医疗技术:冠脉搭桥、冠脉搭桥、PTCAPTCA、溶栓疗法等血管再通术后溶栓疗法等血管再通术后 体外循环下心脏外科手术体外循环下心脏外科手术 心脏停搏后的心、肺、脑复苏心脏停搏后的心、肺、脑复苏 其他其他:如断肢再植，器官移植如断肢再植，器官移植 对氧需求高者，容易发生再灌注损伤，如心、脑等。3 3、需氧程度、需氧程度 活性氧（活性氧（reactive oxygen species,ROSreactive oxygen species,ROS）指化学性质活泼的含氧代谢物。指化学性质活泼的含氧代谢物。氧自由基氧自由基单线态氧（单线态氧（
45、1O2）过氧化氢（过氧化氢（H2O2）脂质过氧化物脂质过氧化物及其裂解产物及其裂解产物3.3.核酸及染色体破坏核酸及染色体破坏80%80%由由OH所致所致3.3.破坏细胞（器）膜破坏细胞（器）膜CaCa2+2+磷脂酶磷脂酶膜磷脂分解膜磷脂分解膜受损膜受损花生四烯酸、溶血磷脂花生四烯酸、溶血磷脂(+)(+)4.4.线粒体功能障碍线粒体功能障碍线粒体线粒体摄摄CaCa2+2+消耗消耗ATPATP磷酸钙磷酸钙抑制氧化抑制氧化磷酸化磷酸化ATPATP5.5.激活其它酶的活性激活其它酶的活性激活蛋白酶激活蛋白酶 细胞膜和结构蛋白的分解细胞膜和结构蛋白的分解激活核酶激活核酶 染色体损伤染色体损伤3.再灌注对心肌代谢的影响再灌注对心肌代谢的影响 线粒体受损线粒体受损能量合成能量合成再灌注再灌注底物冲走底物冲走高能磷酸高能磷酸化合物化合物4.再灌注对心肌超微结构的影响再灌注对心肌超微结构的影响 基底膜缺失、肌原纤维结构破坏、心内基底膜缺失、肌原纤维结构破坏、心内膜下出血性梗死等。膜下出血性梗死等。1、下列哪一种情况不是引起缺血再灌注损伤的原因：A.高血压 B.溶栓疗法后 C.器官移植后 D.冠脉搭桥后 E体外循环后 2、不列哪一种因素易诱发缺血再灌注损伤?A缺血时间过长 B组织侧支循环丰富 C对氧的需求程度低 D低PH值灌流 E.高压灌流单选题
