1、第十章節(jié)缺血再灌注損傷(二)缺血再灌注損傷 經(jīng)過(guò)一定時(shí)間缺血的組織器官的功能和結(jié)構(gòu),在得到血液再灌注時(shí)出現(xiàn)了明顯的障礙,甚至發(fā)生了不可逆的損傷變化,這種現(xiàn)象稱(chēng)為缺血再灌注損傷（ischemia-reperfusion injury） 由此引起的臨床疾病稱(chēng)再灌注綜合征(reperfusion syndrome) 機(jī)體的許多器官都可發(fā)生再灌注損傷。其中對(duì)心臟的研究較多。第一節(jié) 缺血再灌注損傷原因和影響因素一 原因二 影響因素： 1、缺血時(shí)間 2、側(cè)枝循環(huán) 3、需氧程度 4、再灌注條件氧反常、鈣反常、pH反常低壓、低流、低溫、低pH、低鈉、低鈣第二節(jié) 缺血再灌注損傷的發(fā)生機(jī)制 根據(jù)大量實(shí)驗(yàn)與臨床研究

2、，目前對(duì)再灌注損傷認(rèn)為主要與自由基損傷及鈣超載有關(guān);而微血管損傷和白細(xì)胞激活在發(fā)病中起重要作用一 自由基 (Free Radical)的作用(一）自由基的概念、類(lèi)型： 自由基(Free Radical) ：在外層電子軌道上有單個(gè)不配對(duì)電子的原子、原子 團(tuán)和分子的總稱(chēng)，如脂質(zhì)FR(L )、氯FR(Cl )、甲基FR(CH3 )等。 1.氧自由基：由氧誘發(fā)的自由基 如：超氧陰離子（O 2. ） 、羥自由基（OH） 單線(xiàn)態(tài)氧（1O2） 等 活性氧（reactive oxygen)：由氧形成的，化學(xué)性質(zhì)較基態(tài)氧活潑的氧代謝物質(zhì)，如1O2 、H2O2等。2.脂性氧自由基：是氧自由基與多價(jià)不飽和脂肪酸作用

3、生成的 中間代謝產(chǎn)物 如：LO . , LOO . O2O 2. H2O2OH .H2O .e-e-/H+H2Oe-/2H+e-/H+ 98的氧通過(guò)線(xiàn)粒體細(xì)胞色素氧化酶系統(tǒng)獲得4 個(gè)電子，還原成水，12經(jīng)單電子還原生成O 2. ，這是其它自由基和活性氧產(chǎn)生的基礎(chǔ)。黃嘌呤氧化酶催化的反應(yīng)是O 2. 產(chǎn)生的另一重要來(lái)源H2O2的生成：H2O2是一種氧化性很強(qiáng)的活性氧體內(nèi)多數(shù)情況下經(jīng)超氧化物岐化酶（superoxide dismutase, SOD）發(fā)生歧化反應(yīng)而生成OH是最活躍最強(qiáng)力的氧自由基HaberWeiss反應(yīng)：O2-和歧化物H2O2相互作用產(chǎn)生 OH的反應(yīng)。（慢）Fenton反應(yīng): Fe3

4、+或Cu2+離子催化的HaberWeiss 反應(yīng)。（快）機(jī)體內(nèi)抗氧化酶類(lèi)： 超氧化物歧化酶（superoxide dismutase, SOD ）； 谷胱甘肽過(guò)氧化物酶（glutathione peroxidase, GSH-PX ） 過(guò)氧化氫酶（catalase, CAT ）H2O2+2GSH 2H2O+GSSGGSH-PX2H2O2 2H2O+O2CATXO在氧自由基生成增多中的作用 2.中性粒細(xì)胞的大量聚集和激活：缺血 細(xì)胞膜損傷 釋放趨化因子和炎癥介質(zhì) 中性粒細(xì)胞聚集、激活 釋放大量氧自由基（此時(shí)氧耗量顯著增加 呼吸爆發(fā)）中性粒細(xì)胞激活時(shí)7090的氧經(jīng)細(xì)胞內(nèi)的NADPH氧化酶和NADH

5、氧化酶的作用形成氧自由基，用于殺滅病原微生物3. 線(xiàn)粒體功能受損缺氧 ATP減少 線(xiàn)粒體Ca 2+超載 線(xiàn)粒體功能受損 細(xì)胞色素氧化酶系統(tǒng)功能失調(diào) 經(jīng)單電子還原生成的氧自由基增多 經(jīng)4電子還原形成的水減少。4. 兒茶酚胺自身氧化缺血時(shí)兒茶酚胺釋放增加；過(guò)量的兒茶酚胺尤其是其氧化產(chǎn)物，可產(chǎn)生具有細(xì)胞毒性的氧自由基；（三）自由基的損傷作用a.細(xì)胞膜流動(dòng)性下降，通透性增加；b.間接抑制膜蛋白功能：鈉鉀ATP酶、細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)；c.激活磷脂酶C、D，促進(jìn)自由基及其它生物活性物質(zhì)（PG、LTs、TX）生成d.減少ATP生成：線(xiàn)粒體膜脂質(zhì)過(guò)氧化 1.細(xì)胞膜脂質(zhì)過(guò)氧化（lipid peroxidation):

6、 膜磷脂雙鍵被氧化2. 抑制蛋白質(zhì)的功能：巰基及氨基酸側(cè)鏈氧化 蛋白質(zhì)交聯(lián)、酶活性受抑3. 破壞核酸及染色體主要表現(xiàn)為：堿基羥化、 DNA斷裂，（脫氧核糖轉(zhuǎn)變?yōu)楹颂?復(fù)制障礙）導(dǎo)致染色體畸變，細(xì)胞死亡。這種作用80%為OH 所致二、鈣超載 （calcium overload)氧反常、鈣反常、pH反常均可見(jiàn)細(xì)胞內(nèi)鈣濃度增加，形成鈣超載。細(xì)胞內(nèi)鈣濃度與細(xì)胞受損程度成正相關(guān)鈣超載（calcium overload）：各種原因引起的細(xì)胞內(nèi)鈣含量異常增多并導(dǎo)致細(xì)胞結(jié)構(gòu)損傷和功能代謝障礙的現(xiàn)象。目前認(rèn)為細(xì)胞內(nèi)外鈣平衡失調(diào)造成細(xì)胞內(nèi)鈣超負(fù)荷的關(guān)鍵，主要原因是鈣內(nèi)流增加，而不是外流減少。細(xì)胞內(nèi)鈣代謝：細(xì)胞內(nèi)鈣

7、代謝內(nèi)外濃度差：1萬(wàn)倍鈣超載的發(fā)生機(jī)制（一）Na+Ca 2+交換增加：(主要機(jī)制)1.缺血細(xì)胞內(nèi)ATP 鈉泵失活 Na+再灌注后恢復(fù)能量供應(yīng) Na+Ca 2+交換2.缺血缺氧 細(xì)胞內(nèi)酸中毒 增加再灌注時(shí)細(xì)胞內(nèi)外形成pH梯度差，激活Na+交換 3、PKC活化 Na+Ca 2+交換 1受體激活蛋白Gq 磷脂酶C PIP2 分解IP3 、DG IP3 Ca 2+釋放 DG PKC激活Na+交換 Na+Ca 2+交換受體激活： ATPcAMP L-鈣通道開(kāi)放PKC活化 Na+Ca 2+交換（二）生物膜損傷，鈣通透性增強(qiáng)：細(xì)胞膜損傷： 外板和糖被分離 Ca 2+ Ca 2+激活磷脂酶，膜磷脂降解，膜通透

8、性 自由基損傷膜通透性線(xiàn)粒體、肌漿網(wǎng)損傷： 線(xiàn)粒體損傷，ATP生成減少，線(xiàn)粒體及肌漿網(wǎng) 膜上鈣泵失活，鈣的攝取下降； 鈉泵功能障礙使細(xì)胞內(nèi)Na+增多， Na+Ca 2+交換增強(qiáng)；1、激活鈣依賴(lài)性蛋白酶：XD XO, 促進(jìn)FR的生成;2、激活A(yù)TPase, ATP水解增加，細(xì)胞內(nèi)酸中毒；3、激活蛋白酶和磷脂酶-造成細(xì)胞損害；4、激活核酶，引起染色體損傷；5、損傷線(xiàn)粒體,ATP生成減少；6、再灌注性心律失常：Na+/Ca2+交換，遲后除極;7、肌原纖維過(guò)度收縮： 恢復(fù)能量供應(yīng)、鈣超載-肌原纖維過(guò)度收縮 缺血再灌注使缺血期堆積的H+迅速移出、 減少H+對(duì)心肌的抑制作用鈣超載引起再灌注損傷的可能機(jī)制鈣

9、超負(fù)荷激活多種酶-造成細(xì)胞損害 在大多數(shù)可見(jiàn)細(xì)胞中，心肌纖維的橫紋丟失，細(xì)胞核模糊。注意在纖維上有許多無(wú)規(guī)律暗紅的呈波浪狀的收縮帶經(jīng)過(guò)。收縮帶壞死：三 微血管的損傷和白細(xì)胞的作用（一）再灌注時(shí)，血管內(nèi)皮細(xì)胞與白細(xì)胞激活：1）粘附分子大量釋放、合成增加；2）膜磷脂降解,釋放趨化因子:如白三烯、PAF；3）白細(xì)胞本身釋放具有趨化作用的炎癥介質(zhì)；粘附分子（adhesion molecule）：細(xì)胞合成的、可促進(jìn)細(xì)胞與細(xì)胞之間、細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)之間粘附的一大類(lèi)分子的總稱(chēng)，如整合素、選擇素、細(xì)胞間粘附分子、血小板內(nèi)皮細(xì)胞粘附分子等，在維持細(xì)胞結(jié)構(gòu)完整和細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中起重要作用。（二）血管內(nèi)皮和中性粒細(xì)胞

10、介導(dǎo)的缺血再灌損傷1. 微血管損傷無(wú)復(fù)流現(xiàn)象（no-reflow phenomenon）:缺血組織恢復(fù)血液供應(yīng)后，部分缺血組織不能得到充分的血液灌流微血管血液流變學(xué)的改變：白細(xì)胞粘附；微血管口徑的改變：內(nèi)腫、外壓、縮血管物質(zhì)釋放；微血管通透性增高：自由基損傷、中性粒細(xì)胞粘附；2. 細(xì)胞損傷： 激活的中性?？僧a(chǎn)生氧自由基或釋放溶酶體酶，損傷、破壞細(xì)胞四 高能磷酸化合物缺乏1、缺血再灌通過(guò)鈣超載、自由基生成增多損傷線(xiàn)粒體；2、線(xiàn)粒體功能受損，氧的利用能力下降；3、 ATP合成的前體，如腺苷、肌苷等流失；第三節(jié) 再灌注損傷時(shí)機(jī)體的功能、代謝變化（一）心功能變化1.再灌注性心律失常：室性心律失常最多見(jiàn)

11、，冠脈再通時(shí)發(fā)生率5080。一、心臟功能變化： 2. 心肌舒縮功能降低： 表現(xiàn)： 心輸出量減少； 心室內(nèi)壓最大變化速率降低； 左室舒張末壓升高； 心肌頓抑（myocardial stunning）: 缺血心肌在血已 經(jīng)恢復(fù)或基本恢復(fù)正常后一定時(shí)間內(nèi)，出現(xiàn)的可逆性收縮功能降低的現(xiàn)象。心肌頓抑是缺血再灌的表現(xiàn)形式之一，自由基爆發(fā)性生成和鈣超載是其主要發(fā)病機(jī)制 （二）心肌代謝變化 能量代謝變化： 1、 ATP 減少，ATP/ADP； 磷酸肌酸（CP）含量降低。 2、ADP、AMP及其降解產(chǎn)物含量升高 原因： 1、線(xiàn)粒體損傷； 2、ATP合成的前身物質(zhì)（腺苷、肌苷、次黃嘌 呤等）在再灌注時(shí)被沖洗出去。

12、1心肌細(xì)胞腫脹和間質(zhì)水腫高能磷酸化合物儲(chǔ)備減少 細(xì)胞內(nèi)酸中毒 鈉泵失活 細(xì)胞內(nèi)鈉離子增加 水腫2心肌超微結(jié)構(gòu)變化膜磷脂的破壞、肌原纖維結(jié)構(gòu)的破壞、線(xiàn)粒體損傷、收縮帶壞死。（三）心肌結(jié)構(gòu)變化二 腦的缺血-再灌注損傷 腦：對(duì)缺氧最敏感，主要依靠葡萄糖有氧氧化提供能量， 較長(zhǎng)時(shí)間缺血可引起嚴(yán)重的不可逆性損傷。代謝變化： 組織學(xué)變化： 1.ATP、CP、Glu，乳酸明顯增加 2.cAMP ，激活磷脂酶，膜磷脂降解 3.自由基增加，膜脂質(zhì)過(guò)氧化腦水腫、腦細(xì)胞壞死三 其他器官的變化腸：粘膜損傷（特征性損害）廣泛上皮與絨毛分離，上皮壞 死，固有層破損，出血及潰瘍形成腎：腎功能受損，以急性腎小管壞死最嚴(yán)重骨骼

13、?。杭∪馕⒀芎蛯?shí)質(zhì)損傷小腸血管內(nèi)皮細(xì)胞中的XD、XO活性在體內(nèi)各臟器中是最高的，再灌注時(shí)易產(chǎn)生大量自由基凋亡(apoptosis): 又稱(chēng)程序性細(xì)胞死亡(programmed cell death, PCD), 指細(xì)胞在一定的生理、病理?xiàng)l件下，遵循自身的程序，自己結(jié)束其生命的過(guò)程。它是一個(gè)主動(dòng)的、高度有序的、基因控制的、一系列酶參與的過(guò)程。四 細(xì)胞凋亡凋亡的特征：胞漿濃縮、紅染，核固縮，DNAladder缺血再灌時(shí)凋亡的可能機(jī)制：鈣超載 鈣依賴(lài)性核酸內(nèi)切酶激活 DNA降解凋亡自由基等激活轉(zhuǎn)錄因子 啟動(dòng)死亡基因 凋亡一 減輕缺血性損傷，控制再灌注條件：盡早恢復(fù)血流；短暫、多次缺血預(yù)處理；控制再灌注條件：6低 低壓、低流：氧、液體量，血管壁側(cè)壓力 低溫：降低代謝，減少氧耗及代謝產(chǎn)物聚集 低pH：減輕細(xì)胞內(nèi)液堿化，減輕Na+/H+交 換, 抑制磷脂酶、蛋白酶活性 低鈉：減輕水腫 低鈣：減輕鈣超載第四節(jié) 防治的病理生理基礎(chǔ)1低分子自由基清除劑：2）水溶性自由基清除劑：半胱胺酸、抗壞血酸 (Vit.C)、谷胱甘肽