缺血再灌注損傷優(yōu)秀[1]

1、第十章 缺血再灌注損傷冠狀動(dòng)脈搭橋術(shù) 心臟介入手術(shù)經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈腔內(nèi)成形術(shù)（PTCA）放置支架PTCA結(jié)合支架治療冠心病患者，成功率較高，長期生存率較高 冠脈支架置入前后1967年，Bulkley 和Hutchins發(fā)現(xiàn)冠脈血管再通后的病人發(fā)生心肌細(xì)胞反常性壞死。 患者，男，54歲，因胸悶、大汗1h入急診病房。體查：血壓65/40mmHg，意識(shí)淡漠，心率37次/min，律齊。既往有高血壓病史10年，否認(rèn)冠心病史。心電圖示度房室傳導(dǎo)阻滯。給予阿托品、多巴胺、低分子右旋糖酐等進(jìn)行擴(kuò)冠治療。入院上午10時(shí)用尿激酶靜脈溶栓。10時(shí)40分出現(xiàn)陣發(fā)性心室顫動(dòng)（室顫），立即給予除顫，至11時(shí)20分反復(fù)發(fā)生室性

2、心動(dòng)過速、室顫，共除顫7次，同時(shí)給予利多卡因、小劑量異丙腎上腺素后心律轉(zhuǎn)為竇性，血壓平穩(wěn)，意識(shí)清楚。冠狀動(dòng)脈造影證實(shí)：右冠狀動(dòng)脈上段85%狹窄，中段78%狹窄。病例分析為什么在溶栓后出現(xiàn)嚴(yán)重的心律失常? 1 2 3 4h損傷程度加重單純?nèi)毖毖俟鄬?shí)驗(yàn)與臨床資料證明冠脈重新恢復(fù)血流后，有可能造成更嚴(yán)重的心肌損傷 缺血-再灌注損傷概念缺血-再灌注損傷（ischemia-reperfusion injury, IRI）：組織缺血一段時(shí)間，當(dāng)血流重新恢復(fù)后，組織的損傷程度較缺血時(shí)進(jìn)一步加重，器官功能進(jìn)一步惡化的現(xiàn)象。 鈣反常（calcium paradox）：以無鈣溶液灌流離體大鼠心臟2分鐘后再以含

3、鈣溶液灌注時(shí)，心肌電信號(hào)異常、心臟功能、代謝及形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生異常變化，這種現(xiàn)象稱為鈣反常。氧反常（oxygen paradox）：預(yù)先用低氧溶液灌注組織器官或在缺氧條件下培養(yǎng)細(xì)胞一定時(shí)間后，再恢復(fù)正常氧供應(yīng)，組織及細(xì)胞的損傷不僅未能恢復(fù)，反而更趨嚴(yán)重，稱為氧反常。 pH反常（pH paradox）：再灌注時(shí)迅速糾正缺血組織的酸中毒，反而加重細(xì)胞損傷，稱為pH反常。 原因： 休克微循環(huán)再通 冠脈解痙、各種動(dòng)脈搭橋術(shù) 心腦血管栓塞再通（經(jīng)皮腔內(nèi)冠脈血管 成形術(shù)-PTCA)心肺手術(shù)體外循環(huán)后心肺復(fù)蘇 斷肢再植、器官移植血供恢復(fù)等 第一節(jié) IRI原因和影響因素影響因素 1.缺血時(shí)間 2.側(cè)支循環(huán) 3.對(duì)

4、氧的需求程度 4.再灌注條件 第二節(jié) IRI的發(fā)生機(jī)制缺血期： ATP合成減少 嘌呤堿、細(xì)胞內(nèi)酸性分解代謝產(chǎn)物增多再灌期： 恢復(fù)供氧產(chǎn)生自由基 Ca2+超載 炎癥反應(yīng) 一、自由基產(chǎn)生增多及其損害作用 自由基指外層軌道上有未配對(duì)電子的原子、原 子團(tuán)或分子的總稱?；瘜W(xué)性質(zhì)非?；?潑，極易與其生成部位的其它物質(zhì)發(fā)生連 鎖反應(yīng)。 98% 1-2%4e- + 4H+細(xì)胞色素氧化酶系統(tǒng) SOD氧自由基 (oxygen free radical)：以氧為 中心的自由基稱為氧自由基。如：超氧 陰離子(O2 )、羥自由基(OH )O2(一)自由基的產(chǎn)生 Haber-Weiss反應(yīng) (without Fe 2 )

5、SLOW O2 + H2O2 O2 + OH +OH Fenton 型Haber-Weiss反應(yīng)FAST Fe 2 O2 + H2O2 O2 + OH +OH 活性氧（reactive oxygen species,ROS)氧自由基 單線態(tài)氧(1O2) 過氧化氫(H2O2) 指化學(xué)性質(zhì)活潑的含氧代謝物。 脂性自由基 指氧自由基與多不飽和脂肪 酸作用后生 成的中間代謝產(chǎn)物，包括 烷自由基（L）、烷氧自由基（LO）、 烷過氧自由基（LOO）等。 氮中心自由基: 包括一氧化氮（NO）、 過氧亞硝基陰離子（ONOO-）L-精氨酸iNOSNADPHNADP+L-胍氨酸 + NOO2NO + O2 ONO

6、O-ONOO- NO2 + OH + H+H2O 抗氧化酶SODCAT過氧化物酶2H2O2 2H2O + O2CAT清除H2O2O2. + O2. + 2H+ H2O2 +O2SOD(二)活性氧的清除Mn-SODCuZn- SOD 非酶性抗氧化物維生素E維生素A維生素CGSH還原O2、1O2、脂質(zhì)自由基清除1O2，抑制脂質(zhì)過氧化協(xié)助維持維生素E的活性狀態(tài)H2O2 + 2GSH 2H2O + GSSGGSHpx ROS: O2, H2O2 , 1O2 OH, HOCl Enzymes: SOD, GPX, CATNon-enzyme antioxidants: vitamines (E,A,C)

7、, ceruloplasmin, transferrin，etc.ROS are tightly controlled resulting in a physiological balance between their production and elimination IRI誘導(dǎo)自由基產(chǎn)生機(jī)制 XO 作用 中性粒細(xì)胞 線粒體 兒茶酚胺增 加和氧化 自由基清除 能力降低 IRI誘導(dǎo)自由基產(chǎn)生機(jī)制 XO 作用 中性粒細(xì)胞 呼吸爆發(fā)和氧爆發(fā)，產(chǎn)生自由基白細(xì)胞吞噬時(shí)伴耗氧量顯著增加的現(xiàn)象，稱呼吸爆發(fā)。 IRI誘導(dǎo)自由基產(chǎn)生機(jī)制線粒體 鈣沉積引起功能損傷，細(xì)胞色素 氧化酶系統(tǒng)功能失調(diào)，氧自由基生成

8、增多 IRI誘導(dǎo)自由基產(chǎn)生機(jī)制 兒茶酚胺增加和氧化 產(chǎn)生自由基缺氧交感-腎上腺髓質(zhì)系統(tǒng)興奮兒茶酚胺分泌增多氧化產(chǎn)生氧自由基 IRI誘導(dǎo)自由基產(chǎn)生機(jī)制 XO 作用 中性粒細(xì)胞 線粒體 自由基清除能力降低 VitE、A、CGSH-PX CATSOD 自由基的損傷作用 自由基的損傷作用1.膜脂質(zhì)過氧化增強(qiáng) -S-S-CH3-S-脂質(zhì)-脂質(zhì)交聯(lián)OOHHO脂肪酸氧化OHHO從氧化的脂肪酸釋出的 丙二醛MDA 膜結(jié)構(gòu)破壞 膜結(jié)構(gòu)破壞 溶酶體破裂釋放溶酶體酶，破壞細(xì)胞 線粒體腫脹、功能障礙，產(chǎn)能減少 肌漿網(wǎng)Ca 2+ -ATP酶活性降低使攝取的 Ca 2+ 減少，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)鈣超負(fù)荷 間接抑制膜蛋白功能促進(jìn)自

9、由基及其他生物活性物質(zhì)生產(chǎn) 激活PLC、PLDATP生產(chǎn)減少 2. 蛋白功能異常 蛋白質(zhì)斷裂蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)交聯(lián)-S-S-CH3-S-脂質(zhì)-脂質(zhì)交聯(lián)O二硫交聯(lián)脂質(zhì)-蛋白 質(zhì)交聯(lián)氨基酸 氧化OHHO脂肪酸氧化OHHO 3. DNA損傷80%由OH所致 二、鈣超載（calcium overload) 鈣超載 是指各種原因引起的細(xì)胞內(nèi)Ca2+含量異常增多導(dǎo)致細(xì)胞結(jié)構(gòu)損傷和功能障礙的現(xiàn)象。 Na + -Ca 2+交換體Ca2+ B Pr線粒體肌漿網(wǎng)Ca 2+ Ca 2+ Ca2+泵Ca2+Ca2+Ca2+e：10-3MCa2+i：10-7MVOCROC細(xì)胞內(nèi)Ca2+的穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié) IRI引起鈣超載的機(jī)制1

10、Na+/Ca2+交換異常胞內(nèi)高Na+的影響3Na+/Ca2+Na+Na+/H+胞內(nèi)高H+的影響 IRI引起鈣超載的機(jī)制1 Na+/Ca2+交換異常蛋白激酶C（PKC）活化的影響（兒茶酚胺）PIP2PKCGqIP3DAGPLCNE1受體 Ca2Ca2H+Na+3Na+Ca2+ cAMPPKA腺苷酸環(huán)化酶受體GsL型鈣通道 2 生物膜損傷 細(xì)胞膜通透性增加 線粒體和肌漿網(wǎng)膜損傷 IRI引起鈣超載的機(jī)制 定義12 Na+/Ca2+交換異常3 兒茶酚胺增多4 活性氧產(chǎn)生增加1 細(xì)胞膜通透性增加 鈣超載引起再灌注損傷的機(jī)制促進(jìn)氧自由基生成加重酸中毒破壞細(xì)胞（器）膜線粒體功能障礙激活多種酶 鈣超載引起再灌

11、注損傷的機(jī)制線粒體肌漿網(wǎng)損傷刺激肌漿Ca2+ATP酶ATP磷脂酶磷脂分解蛋白酶膜和骨架蛋白破壞核酶染色體 損傷 三、白細(xì)胞的作用局部組織在缺血一段時(shí)間后，重新恢復(fù)血流，不能再通，缺血區(qū)得不到充分的灌注，稱此為無復(fù)流現(xiàn)象。 白細(xì)胞增多機(jī)制1.粘附分子生成增多指細(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)之間粘附的一類大分子的總稱，如整合素、選擇素、細(xì)胞間粘附分子、血管細(xì)胞粘附分子及血小板內(nèi)皮細(xì)胞粘附分子等。功能：維持細(xì)胞結(jié)構(gòu)完整、 細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)2.趨化因子生成增多 細(xì)胞損傷中性粒細(xì)胞介導(dǎo)的再灌注損傷微血管損傷微血管內(nèi)血液流變學(xué)改變微血管口徑改變微血管通透性增加再灌注損傷 IRI的主要發(fā)病機(jī)

12、制再灌注中性粒細(xì)胞無復(fù)流致炎因子氧自由基鈣超載細(xì)胞損傷缺血O2Ca2+細(xì)胞壞死缺血損傷恢復(fù) 第三節(jié) IRI時(shí)機(jī)體的功能及代謝變化 一、IRI對(duì)心功能的影響 再灌注性 心律失常心肌動(dòng)作電位時(shí)程不均一心肌動(dòng)作電位后延遲后除極的形成心肌電生理特性改變纖顫閾降低NO減少 心功能 變化 心肌舒縮 功能降低心肌頓抑鈣超載自由基爆發(fā)性生成 折返激動(dòng)心肌頓抑（myocardial stunning):指心肌經(jīng)短暫缺血并恢復(fù)供血后，在一段較長時(shí)間內(nèi)處于“低功能狀態(tài)”，常需數(shù)小時(shí)或數(shù)天才可恢復(fù)正常功能的現(xiàn)象。 心肌代謝變化 ATP含量降低ATP合成的前體物質(zhì)不足缺血心肌對(duì)氧利用障礙細(xì)胞膜破壞肌原纖維結(jié)構(gòu)破壞線粒體損傷心肌超微結(jié)構(gòu)變化IRI對(duì)心功能的影響 1968年由Ames率先報(bào)道腦缺血-再灌注損傷。有人提出細(xì)胞質(zhì)內(nèi)鈣聚積及氧自由基導(dǎo)致的脂質(zhì)過氧化在遲發(fā)性神經(jīng)元死亡中起重要作用。二、腦IRI損傷的變化 腦組織富含磷脂，脂質(zhì)過氧化是腦損傷的主要特征腦IRI損傷的變化腦能量代謝變化 腦IRI損傷的變化腦氨基酸代謝變化腦組織學(xué)變化興奮性氨基酸降低（谷氨酸、天門冬氨酸）抑制性氨基酸增多（丙氨酸、-氨基丁酸）腦水腫腦細(xì)胞壞死 三、小腸的IRI粘膜損傷為主要特征:上皮細(xì)胞損傷、炎性細(xì)胞浸潤、出血和潰瘍1981年Greenberg介紹了腸缺血-再灌注損傷黃嘌呤酶活性高缺血時(shí)產(chǎn)生大量自由基 其它器官IRI 19