缺血再灌注損傷課件(同名86)

第十章缺血-再灌注損傷（Ischemia–Reperfusioninjury）第十章1簡(jiǎn)史1９５５年，Sewell結(jié)扎狗冠狀動(dòng)脈后，如突然解除結(jié)扎，恢復(fù)血流，動(dòng)物室顫而死亡.１９６０年，Jennings第一次提出心肌再灌注損傷的概念１９6７年，Bulkley和Hutchins發(fā)現(xiàn)冠脈搭橋血管再通后的病人發(fā)生心肌細(xì)胞反常性壞死１９８１年，Greenberg等證實(shí)貓小腸缺血3小時(shí)后再灌注時(shí)，粘膜損傷更嚴(yán)重簡(jiǎn)史1９５５年，Sewell結(jié)扎狗冠狀動(dòng)脈后，如突然解除2臨床背景溶栓療法器官移植體外循環(huán)PTCA冠脈搭橋治療手段的改進(jìn)臨床背景溶栓療法器官移植體外循環(huán)PTCA冠脈搭橋治療手段的改3氧反常鈣反常pH反常低氧/缺氧正常氧供無鈣含鈣損傷加重酸中毒糾正酸中毒基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)：pHparadox

oxygenparadoxcalciumparadox氧反常鈣反常pH反常低氧/缺氧正常氧供無鈣含鈣損傷加重酸中毒4

缺血-再灌注損傷概念：缺血的組織、器官經(jīng)恢復(fù)血液灌注后不但不能使其功能和結(jié)構(gòu)恢復(fù)，反而加重其功能障礙和結(jié)構(gòu)損傷的現(xiàn)象稱為缺血-再灌注損傷(ischemia-reperfusioninjury).缺血-再灌注損傷概念：5第一節(jié)原因和條件組織器官缺血后恢復(fù)血液供應(yīng)

休克時(shí)微循環(huán)的疏通冠脈痙攣緩解心腦肺復(fù)蘇術(shù)后動(dòng)脈搭橋溶栓療法PTCA

體外循環(huán)器官移植斷指再植一、原因第一節(jié)原因和條件組織器官缺血后恢復(fù)血液供應(yīng)一、原因6二、條件

1、缺血、缺氧時(shí)間2、需氧程度3、側(cè)支循環(huán)4、再灌注條件：二、條件7黃嘌呤脫氫酶(XD)90%粘附分子（adhesionmolecule)低壓、低流、低溫、低pH、低鈉、低鈣液灌流體內(nèi)清除活性氧的能力下降血管內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)黃嘌呤氧化酶形成增加心肌動(dòng)作電位時(shí)程不均一缺血-再灌注損傷概念：上皮細(xì)胞損傷、炎性細(xì)胞浸潤(rùn)、出血和潰瘍指化學(xué)性質(zhì)活潑的含氧代謝物。1981年Greenberg介紹了腸缺血-再灌注損傷氧自由基：以氧為中心的自由基稱為氧自由基，常常由氧誘發(fā)③其他：NO、氯自由基休克時(shí)微循環(huán)的疏通④促進(jìn)自由基及其他生物活性物質(zhì)生成（一）白細(xì)胞聚集的機(jī)制OFR、溶酶、細(xì)胞因子Ca2++PO33+→Ca3(PO3)2②細(xì)胞器膜結(jié)構(gòu)破壞1、缺血、缺氧時(shí)間鈣超載激活多種酶的活性自由基的作用鈣超載白細(xì)胞的作用第二節(jié)發(fā)病機(jī)制黃嘌呤脫氫酶(XD)90%自由基的作用第二節(jié)發(fā)病機(jī)制8（一）自由基的概念和類型一、自由基的作用

自由基(freeradical):指外層電子軌道上含有單個(gè)不配對(duì)電子的原子、原子團(tuán)和分子的總稱?；瘜W(xué)性質(zhì)活潑氧化性強(qiáng)半衰期短種類：①氧自由基

②脂質(zhì)自由基

③其他：NO、氯自由基（一）自由基的概念和類型一、自由基的作用自由基(9氧自由基：以氧為中心的自由基稱為氧自由基，常常由氧誘發(fā)O2線粒體98~99%ATP1~2%NADPH氧化酶黃嘌呤氧化酶P450細(xì)胞色素單加氧酶超氧陰離子O2-羥自由基·OH單線態(tài)氧1O2SODH2O2谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-PX）過氧化氫酶（CAT）髓過氧化物酶（MPO）清除氧自由基：以氧為中心的自由基稱為氧自由基，常常由氧誘發(fā)O2線10脂性自由基和一氧化氮精氨酸NOSNO氧自由基過氧亞硝酸根ONOO-多聚不飽和脂肪酸氧自由基烷氧自由基LO·烷過氧自由基LOO·脂性自由基和一氧化氮精氨酸NOSNO氧自由基過氧亞硝酸根多聚11氧自由基

單線態(tài)氧(1O2)

過氧化氫(H2O2)

活性氧(reactiveoxygenspecies,ROS)指化學(xué)性質(zhì)活潑的含氧代謝物。脂質(zhì)過氧化物及其裂解產(chǎn)物氧自由基單線態(tài)氧(1O2)過氧化氫(H2O2)活性氧(12（二）自由基的代謝（二）自由基的代謝131.線粒體內(nèi)單電子還原生成氧自由基增加

2.血管內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)黃嘌呤氧化酶形成增加

3.白細(xì)胞呼吸爆發(fā)產(chǎn)生大量活性氧

4.兒茶酚胺的自身氧化5.體內(nèi)清除活性氧的能力下降

（三）缺血-再灌注時(shí)活性氧增多的機(jī)制1.線粒體內(nèi)單電子還原生成氧自由基增加（三）缺血-再灌注141、線粒體內(nèi)單電子還原生成氧自由基增加Ca2+進(jìn)入線粒體氧經(jīng)單電子還原↑O-2·↑缺氧

MnSOD1、線粒體內(nèi)單電子還原生成氧自由基增加Ca2+進(jìn)入線15

黃嘌呤氧化酶(XO)10%黃嘌呤脫氫酶(XD)90%Ca+2依賴性蛋白酶

2．血管內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)黃嘌呤氧化酶形成增加

黃嘌呤氧化酶(XO)10%Ca+216缺血再灌注損傷課件(同名86)17OONO-O2H2O2NADPHoxidaseNADPHNADP+OHNOO2-OH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)(RespiratoryBurst)。

3、白細(xì)胞呼吸爆發(fā)產(chǎn)生大量活性氧OONO-O2H2O2NADPHNADPHNADP+OH18１９６０年，Jennings第一次提出心肌再灌注損傷的概念SlowRolling缺氧MnSOD鈣超載激活多種酶的活性低壓、低流、低溫、低pH、低鈉、低鈣液灌流④促進(jìn)自由基及其他生物活性物質(zhì)生成激活磷脂酶：加重膜損傷谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-PX）過氧化氫酶（CAT）引起無復(fù)流現(xiàn)象(no-reflowphenomenon)oxygenparadox各種原因引起的細(xì)胞內(nèi)鈣含量異常逆向Na+-Ca2+1、缺血、缺氧時(shí)間[Ca2+]e：10-3M1９５５年，Sewell結(jié)扎狗冠狀動(dòng)脈后，如突然解除結(jié)扎，恢復(fù)血流，動(dòng)物室顫而死亡.FirmAdhesion低壓、低流、低溫、低pH、低鈉、低鈣液灌流白細(xì)胞吞噬時(shí)伴耗氧量顯著增加的現(xiàn)象，稱呼吸細(xì)胞粘附、聚集、堵塞血管ATP合成的前體物質(zhì)不足（四）自由基的損傷作用缺氧交感-腎上腺髓質(zhì)系統(tǒng)興奮兒茶酚胺分泌增多代償調(diào)節(jié)作用氧化產(chǎn)生氧自由基4、兒茶酚胺的自身氧化１９６０年，Jennings第一次提出心肌再灌注損傷的概念19兒茶酚胺Adr甲基轉(zhuǎn)移酶單胺氧化酶香草扁桃酸（正常代謝）腎排出應(yīng)激時(shí)80%腎上腺素紅O-2·兒茶酚胺Adr甲基轉(zhuǎn)移酶單胺氧化酶香草扁桃酸（正常代謝）腎20缺血再灌注損傷課件(同名86)21（四）自由基的損傷作用（四）自由基的損傷作用221.膜脂質(zhì)過氧化（lipidperoxidation）

1.膜脂質(zhì)過氧化（lipidperoxidation）23-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MDA①細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)破壞

-S-S-CH3-S-脂質(zhì)-脂質(zhì)交聯(lián)OOHHO脂肪酸氧化OH24②細(xì)胞器膜結(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)Ca2+-ATP酶活性降低使攝取的Ca2+減少，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)鈣超負(fù)荷

②細(xì)胞器膜結(jié)構(gòu)破壞溶酶體破裂釋放溶酶體酶，破壞細(xì)胞25③脂質(zhì)信號(hào)分子生成異常④促進(jìn)自由基及其他生物活性物質(zhì)生成③脂質(zhì)信號(hào)分子生成異常④促進(jìn)自由基及其他生物活性物質(zhì)生成26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OHHO2.蛋白質(zhì)失活

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)273.DNA損傷3.DNA損傷28１９６０年，Jennings第一次提出心肌再灌注損傷的概念腦組織富含磷脂，脂質(zhì)過氧化是腦損傷的主要特征（一）自由基的概念和類型3、白細(xì)胞呼吸爆發(fā)產(chǎn)生大量活性氧谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-PX）過氧化氫酶（CAT）白細(xì)胞吞噬時(shí)伴耗氧量顯著增加的現(xiàn)象，稱呼吸H+出、Na+入細(xì)胞爆發(fā)(RespiratoryBurst)。從氧化的脂肪酸釋出的丙二醛MDA過氧化氫(H2O2)④促進(jìn)自由基及其他生物活性物質(zhì)生成上皮細(xì)胞損傷、炎性細(xì)胞浸潤(rùn)、出血和潰瘍（二）細(xì)胞內(nèi)鈣超載的產(chǎn)生機(jī)制增加血管通透性→組織水腫③其他：NO、氯自由基[Ca2+]e：10-3M一、心臟缺血-再灌注損傷的變化粘附分子（adhesionmolecule)氧自由基：以氧為中心的自由基稱為氧自由基，常常由氧誘發(fā)自由基(freeradical):指外層電子軌道上含有單個(gè)不配對(duì)電子的原子、原子團(tuán)和分子的總稱。心肌缺血性損傷和再灌注性損傷的主要表現(xiàn)？ProgressiveActivation線粒體腫脹、功能障礙，產(chǎn)能減少2掌握缺血—再灌注損傷的重要發(fā)生機(jī)制③其他：NO、氯自由基Na+-Ca2+異常交換，心肌動(dòng)作電位時(shí)程不均一性等黃嘌呤脫氫酶(XD)90%oxygenparadoxCa2+減少，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)鈣超負(fù)荷③其他：NO、氯自由基增加血管通透性→組織水腫pHparadox香草扁桃酸（正常代謝）引起無復(fù)流現(xiàn)象(no-reflowphenomenon)增加血管通透性→組織水腫補(bǔ)充能量及促進(jìn)能量生成自由基(freeradical):指外層電子軌道上含有單個(gè)不配對(duì)電子的原子、原子團(tuán)和分子的總稱。③其他：NO、氯自由基白細(xì)胞吞噬時(shí)伴耗氧量顯著增加的現(xiàn)象，稱呼吸④促進(jìn)自由基及其他生物活性物質(zhì)生成SlowRollingOFR、溶酶、細(xì)胞因子自由基的作用鈣超載白細(xì)胞的作用１９６０年，Jennings第一次提出心肌再灌注損傷的概念29

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，稱為鈣超載（calciumoverload）二、鈣超載(calciumoverload)各種原因引起的細(xì)胞內(nèi)鈣含量異常二、鈣超載(ca30(一)細(xì)胞內(nèi)Ca2+的穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)Na+-Ca2+載體Ca2+BPr線粒體肌漿網(wǎng)Ca2+

Ca2+

Ca2+泵Ca2+Ca2+[Ca2+]e：10-3M[Ca2+]i：10-7MVOCROC(一)細(xì)胞內(nèi)Ca2+的穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)Na+-Ca2+載體C31缺血再灌注損傷課件(同名86)321、Na+-Ca2+異常交換胞內(nèi)Na+↑、H+↑、NE-1R-PLC-PKC缺氧酸中毒細(xì)胞內(nèi)pH再灌形成細(xì)胞內(nèi)外pH差H+出、Na+入細(xì)胞細(xì)胞內(nèi)Na+

逆向Na+-Ca2+

鈣超載2.細(xì)胞膜損傷，通透性↑↑疏松、膜磷脂降解、OFR3.線粒體受損（二）細(xì)胞內(nèi)鈣超載的產(chǎn)生機(jī)制1、Na+-Ca2+異常交換缺氧酸中毒細(xì)胞內(nèi)pH再灌形33缺血再灌注損傷課件(同名86)341.線粒體功能障礙2.激活磷脂酶：加重膜損傷3.心律失常4.促進(jìn)自由基生成5.激活多種酶的活性Ca2++PO33+→Ca3(PO3)2(黃嘌呤脫氫酶→黃嘌呤氧化酶)ATP↓Na+/Ca2+→一過性內(nèi)向離子流（三）鈣超載引起缺血／再灌注損傷的機(jī)制Ca2++PO33+→Ca3(PO3)2(黃嘌呤脫氫酶→黃嘌35鈣超載激活多種酶的活性線粒體肌漿網(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鈣超載激活多種酶的活性線粒體肌漿網(wǎng)損傷刺激肌漿Ca2+↑AT36自由基的作用鈣超載白細(xì)胞的作用自由基的作用37（一）白細(xì)胞聚集的機(jī)制SELECTINSProgressiveActivationINTEGRINSCaptureSlowRollingFirmAdhesionTransmigrationRolling趨化因子粘附分子（adhesionmolecule)三、白細(xì)胞的作用（一）白細(xì)胞聚集的機(jī)制SELECTINSProgressiv38缺血再灌注損傷課件(同名86)39（二）白細(xì)胞聚集在缺血-再灌注損傷中的作用1.微血管損傷

微血管通透性↑自由基、粒細(xì)胞血液流變學(xué)改變白細(xì)胞粘附聚集、血流緩慢微血管口徑的改變內(nèi)皮細(xì)胞腫脹縮血管物質(zhì)↑擴(kuò)血管物質(zhì)↓引起無復(fù)流現(xiàn)象(no-reflowphenomenon

)

（二）白細(xì)胞聚集在缺血-再灌注損傷中的作用1.微血管損傷40細(xì)胞粘附、聚集、堵塞血管增加血管通透性→組織水腫無復(fù)流無復(fù)流現(xiàn)象(no-reflowphenomenon

)：恢復(fù)血液灌注后，缺血區(qū)依然得不到充分血流灌注的現(xiàn)象稱無復(fù)流現(xiàn)象.

細(xì)胞粘附、聚集、堵塞血管無復(fù)流無復(fù)流現(xiàn)象(no-reflow41（二）白細(xì)胞聚集在缺血-再灌注損傷中的作用1.微血管損傷

2.細(xì)胞損傷：OFR、溶酶、細(xì)胞因子（二）白細(xì)胞聚集在缺血-再灌注損傷中的作用1.微血管損傷42IRI的主要發(fā)病機(jī)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)IRI的主要發(fā)病機(jī)制再灌注中性粒細(xì)胞無復(fù)流致炎因子↑氧自由基431、Na+-Ca2+異常交換血管內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)黃嘌呤氧化酶形成增加谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-PX）過氧化氫酶（CAT）細(xì)胞粘附、聚集、堵塞血管從氧化的脂肪酸釋出的丙二醛MDA自由基(freeradical):指外層電子軌道上含有單個(gè)不配對(duì)電子的原子、原子團(tuán)和分子的總稱。缺血的組織、器官經(jīng)恢復(fù)血液灌注后不但不能使其功能和結(jié)構(gòu)恢復(fù)，反而加重其功能障礙和結(jié)構(gòu)損傷的現(xiàn)象稱為缺血-再灌注損傷(ischemia-reperfusioninjury).烷過氧自由基LOO·(黃嘌呤脫氫酶→黃嘌呤氧化酶)鈣超載激活多種酶的活性血液流變學(xué)改變白細(xì)胞粘附聚集、血流緩慢髓過氧化物酶（MPO）（一）白細(xì)胞聚集的機(jī)制白細(xì)胞吞噬時(shí)伴耗氧量顯著增加的現(xiàn)象，稱呼吸谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-PX）過氧化氫酶（CAT）oxygenparadox低壓、低流、低溫、低pH、低鈉、低鈣液灌流各種原因引起的細(xì)胞內(nèi)鈣含量異常1掌握缺血—再灌注損傷的概念及英語詞匯膜脂質(zhì)過氧化（lipidperoxidation）引起無復(fù)流現(xiàn)象(no-reflowphenomenon)白細(xì)胞吞噬時(shí)伴耗氧量顯著增加的現(xiàn)象，稱呼吸第三節(jié)IRI時(shí)機(jī)體的功能及代謝變化1、Na+-Ca2+異常交換第三節(jié)IRI時(shí)機(jī)體的功能及44一、心臟缺血-再灌注損傷的變化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

1、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)性生成一、心臟缺血-再灌注損傷的變化再灌注性心肌動(dòng)作電位時(shí)程45可逆性I-R損傷胞漿Na+超載Na+/Ca2+：↑O2.-H2O2OH.脂質(zhì)過氧化蛋白質(zhì)及酶失活肌漿網(wǎng)鈣轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白質(zhì)膜通↑離子泵↓線粒體損傷收縮蛋白損傷鈣超載ATP↓Ca2+敏感性↓心肌舒縮功能↓（心肌頓抑）可逆性I-R損傷胞漿Na+超載Na+/Ca2+：↑O2.-H462.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3.心肌超微結(jié)構(gòu)變化2.心肌代謝變化ATP含量降低細(xì)胞膜破壞3.心肌超微47

心肌缺血性損傷和再灌注性損傷的主要表現(xiàn)？缺血性損傷再灌注性損傷發(fā)病環(huán)節(jié)缺血、缺氧再灌注微小血管早期無堵塞現(xiàn)象微小血管堵塞、出現(xiàn)無復(fù)流現(xiàn)象心肌功能進(jìn)行性下降心肌頓抑心律失常多緩慢發(fā)生，較少為室顫多突然發(fā)生，很快轉(zhuǎn)化為室顫α-阻滯劑有效β-阻滯劑有效心肌KATP激活，細(xì)胞膜超極化Na+-Ca2+異常交換，心肌動(dòng)作電位時(shí)程不均一性等心電圖ST段抬高，R波增高ST段不抬高，R波降低，出現(xiàn)病理性u(píng)波心肌缺血性損傷和再灌注性損傷的主要表現(xiàn)？缺血性損傷再灌注性481968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1968年由Ames率先報(bào)道腦缺血-再灌注損傷。二、腦IRI49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50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、γ-氨基丁酸）腦水腫腦細(xì)胞壞死腦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51三、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(rùn)、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)生大量自由基三、小腸的IRI粘膜損傷為主要特征:1981年Greenbe52第五節(jié)防治原則1.縮短缺血時(shí)間，盡早恢復(fù)血流2.低壓、低流、低溫、低pH、低鈉、低鈣液灌流3.清除活性氧4.鈣拮抗劑的使用

5.抗白細(xì)胞療法

6.補(bǔ)充能量及促進(jìn)能量生成第五節(jié)防治原則1.縮短缺血時(shí)間，盡早恢復(fù)血流53白細(xì)胞吞噬時(shí)伴耗氧量顯著增加的現(xiàn)象，稱呼吸障礙的現(xiàn)象，稱為鈣超載（calcium1、缺血、缺氧時(shí)間（Ischemia–Reperfusioninjury）心肌動(dòng)作電位后延遲后除極的形成增加血管通透性→組織水腫缺血-再灌注損傷概念：(黃嘌呤脫氫酶→黃嘌呤氧化酶)低壓、低流、低溫、低pH、低鈉、低鈣液灌流Ca2++PO33+→Ca3(PO3)2血管內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)黃嘌呤氧化酶形成增加爆發(fā)(RespiratoryBurst)。黃嘌呤氧化酶(XO)10%細(xì)胞膜損傷，通透性↑↑細(xì)胞粘附、聚集、堵塞血管膜脂質(zhì)過氧化（lipidperoxidation）胞內(nèi)Na+↑、H+↑、NE-1R-PLC-PKC④促進(jìn)自由基及其他生物活性物質(zhì)生成白細(xì)胞吞噬時(shí)伴耗氧量顯著增加的現(xiàn)象，稱呼吸FirmAdhesion各種原因引起的細(xì)胞內(nèi)鈣含量異常本章要點(diǎn)1掌握缺血—再灌注損傷的概念及英語詞匯2掌握缺血—再灌注損傷的重要發(fā)生機(jī)制

3熟悉心肌、腦缺血—再灌注損傷的變化

4了解其他內(nèi)容白細(xì)胞吞噬時(shí)伴耗氧量顯著增加的現(xiàn)象，稱呼吸本章要點(diǎn)1掌握缺54第十章缺血-再灌注損傷（Ischemia–Reperfusioninjury）第十章55簡(jiǎn)史1９５５年，Sewell結(jié)扎狗冠狀動(dòng)脈后，如突然解除結(jié)扎，恢復(fù)血流，動(dòng)物室顫而死亡.１９６０年，Jennings第一次提出心肌再灌注損傷的概念１９6７年，Bulkley和Hutchins發(fā)現(xiàn)冠脈搭橋血管再通后的病人發(fā)生心肌細(xì)胞反常性壞死１９８１年，Greenberg等證實(shí)貓小腸缺血3小時(shí)后再灌注時(shí)，粘膜損傷更嚴(yán)重簡(jiǎn)史1９５５年，Sewell結(jié)扎狗冠狀動(dòng)脈后，如突然解除56臨床背景溶栓療法器官移植體外循環(huán)PTCA冠脈搭橋治療手段的改進(jìn)臨床背景溶栓療法器官移植體外循環(huán)PTCA冠脈搭橋治療手段的改57氧反常鈣反常pH反常低氧/缺氧正常氧供無鈣含鈣損傷加重酸中毒糾正酸中毒基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)：pHparadox

oxygenparadoxcalciumparadox氧反常鈣反常pH反常低氧/缺氧正常氧供無鈣含鈣損傷加重酸中毒58

缺血-再灌注損傷概念：缺血的組織、器官經(jīng)恢復(fù)血液灌注后不但不能使其功能和結(jié)構(gòu)恢復(fù)，反而加重其功能障礙和結(jié)構(gòu)損傷的現(xiàn)象稱為缺血-再灌注損傷(ischemia-reperfusioninjury).缺血-再灌注損傷概念：59第一節(jié)原因和條件組織器官缺血后恢復(fù)血液供應(yīng)

休克時(shí)微循環(huán)的疏通冠脈痙攣緩解心腦肺復(fù)蘇術(shù)后動(dòng)脈搭橋溶栓療法PTCA

體外循環(huán)器官移植斷指再植一、原因第一節(jié)原因和條件組織器官缺血后恢復(fù)血液供應(yīng)一、原因60二、條件

1、缺血、缺氧時(shí)間2、需氧程度3、側(cè)支循環(huán)4、再灌注條件：二、條件61黃嘌呤脫氫酶(XD)90%粘附分子（adhesionmolecule)低壓、低流、低溫、低pH、低鈉、低鈣液灌流體內(nèi)清除活性氧的能力下降血管內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)黃嘌呤氧化酶形成增加心肌動(dòng)作電位時(shí)程不均一缺血-再灌注損傷概念：上皮細(xì)胞損傷、炎性細(xì)胞浸潤(rùn)、出血和潰瘍指化學(xué)性質(zhì)活潑的含氧代謝物。1981年Greenberg介紹了腸缺血-再灌注損傷氧自由基：以氧為中心的自由基稱為氧自由基，常常由氧誘發(fā)③其他：NO、氯自由基休克時(shí)微循環(huán)的疏通④促進(jìn)自由基及其他生物活性物質(zhì)生成（一）白細(xì)胞聚集的機(jī)制OFR、溶酶、細(xì)胞因子Ca2++PO33+→Ca3(PO3)2②細(xì)胞器膜結(jié)構(gòu)破壞1、缺血、缺氧時(shí)間鈣超載激活多種酶的活性自由基的作用鈣超載白細(xì)胞的作用第二節(jié)發(fā)病機(jī)制黃嘌呤脫氫酶(XD)90%自由基的作用第二節(jié)發(fā)病機(jī)制62（一）自由基的概念和類型一、自由基的作用

自由基(freeradical):指外層電子軌道上含有單個(gè)不配對(duì)電子的原子、原子團(tuán)和分子的總稱?；瘜W(xué)性質(zhì)活潑氧化性強(qiáng)半衰期短種類：①氧自由基

②脂質(zhì)自由基

③其他：NO、氯自由基（一）自由基的概念和類型一、自由基的作用自由基(63氧自由基：以氧為中心的自由基稱為氧自由基，常常由氧誘發(fā)O2線粒體98~99%ATP1~2%NADPH氧化酶黃嘌呤氧化酶P450細(xì)胞色素單加氧酶超氧陰離子O2-羥自由基·OH單線態(tài)氧1O2SODH2O2谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-PX）過氧化氫酶（CAT）髓過氧化物酶（MPO）清除氧自由基：以氧為中心的自由基稱為氧自由基，常常由氧誘發(fā)O2線64脂性自由基和一氧化氮精氨酸NOSNO氧自由基過氧亞硝酸根ONOO-多聚不飽和脂肪酸氧自由基烷氧自由基LO·烷過氧自由基LOO·脂性自由基和一氧化氮精氨酸NOSNO氧自由基過氧亞硝酸根多聚65氧自由基

單線態(tài)氧(1O2)

過氧化氫(H2O2)

活性氧(reactiveoxygenspecies,ROS)指化學(xué)性質(zhì)活潑的含氧代謝物。脂質(zhì)過氧化物及其裂解產(chǎn)物氧自由基單線態(tài)氧(1O2)過氧化氫(H2O2)活性氧(66（二）自由基的代謝（二）自由基的代謝671.線粒體內(nèi)單電子還原生成氧自由基增加

2.血管內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)黃嘌呤氧化酶形成增加

3.白細(xì)胞呼吸爆發(fā)產(chǎn)生大量活性氧

4.兒茶酚胺的自身氧化5.體內(nèi)清除活性氧的能力下降

（三）缺血-再灌注時(shí)活性氧增多的機(jī)制1.線粒體內(nèi)單電子還原生成氧自由基增加（三）缺血-再灌注681、線粒體內(nèi)單電子還原生成氧自由基增加Ca2+進(jìn)入線粒體氧經(jīng)單電子還原↑O-2·↑缺氧

MnSOD1、線粒體內(nèi)單電子還原生成氧自由基增加Ca2+進(jìn)入線69

黃嘌呤氧化酶(XO)10%黃嘌呤脫氫酶(XD)90%Ca+2依賴性蛋白酶

2．血管內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)黃嘌呤氧化酶形成增加

黃嘌呤氧化酶(XO)10%Ca+270缺血再灌注損傷課件(同名86)71OONO-O2H2O2NADPHoxidaseNADPHNADP+OHNOO2-OH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)(RespiratoryBurst)。

3、白細(xì)胞呼吸爆發(fā)產(chǎn)生大量活性氧OONO-O2H2O2NADPHNADPHNADP+OH72１９６０年，Jennings第一次提出心肌再灌注損傷的概念SlowRolling缺氧MnSOD鈣超載激活多種酶的活性低壓、低流、低溫、低pH、低鈉、低鈣液灌流④促進(jìn)自由基及其他生物活性物質(zhì)生成激活磷脂酶：加重膜損傷谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-PX）過氧化氫酶（CAT）引起無復(fù)流現(xiàn)象(no-reflowphenomenon)oxygenparadox各種原因引起的細(xì)胞內(nèi)鈣含量異常逆向Na+-Ca2+1、缺血、缺氧時(shí)間[Ca2+]e：10-3M1９５５年，Sewell結(jié)扎狗冠狀動(dòng)脈后，如突然解除結(jié)扎，恢復(fù)血流，動(dòng)物室顫而死亡.FirmAdhesion低壓、低流、低溫、低pH、低鈉、低鈣液灌流白細(xì)胞吞噬時(shí)伴耗氧量顯著增加的現(xiàn)象，稱呼吸細(xì)胞粘附、聚集、堵塞血管ATP合成的前體物質(zhì)不足（四）自由基的損傷作用缺氧交感-腎上腺髓質(zhì)系統(tǒng)興奮兒茶酚胺分泌增多代償調(diào)節(jié)作用氧化產(chǎn)生氧自由基4、兒茶酚胺的自身氧化１９６０年，Jennings第一次提出心肌再灌注損傷的概念73兒茶酚胺Adr甲基轉(zhuǎn)移酶單胺氧化酶香草扁桃酸（正常代謝）腎排出應(yīng)激時(shí)80%腎上腺素紅O-2·兒茶酚胺Adr甲基轉(zhuǎn)移酶單胺氧化酶香草扁桃酸（正常代謝）腎74缺血再灌注損傷課件(同名86)75（四）自由基的損傷作用（四）自由基的損傷作用761.膜脂質(zhì)過氧化（lipidperoxidation）

1.膜脂質(zhì)過氧化（lipidperoxidation）77-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MDA①細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)破壞

-S-S-CH3-S-脂質(zhì)-脂質(zhì)交聯(lián)OOHHO脂肪酸氧化OH78②細(xì)胞器膜結(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)Ca2+-ATP酶活性降低使攝取的Ca2+減少，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)鈣超負(fù)荷

②細(xì)胞器膜結(jié)構(gòu)破壞溶酶體破裂釋放溶酶體酶，破壞細(xì)胞79③脂質(zhì)信號(hào)分子生成異常④促進(jìn)自由基及其他生物活性物質(zhì)生成③脂質(zhì)信號(hào)分子生成異常④促進(jìn)自由基及其他生物活性物質(zhì)生成80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OHHO2.蛋白質(zhì)失活

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)813.DNA損傷3.DNA損傷82１９６０年，Jennings第一次提出心肌再灌注損傷的概念腦組織富含磷脂，脂質(zhì)過氧化是腦損傷的主要特征（一）自由基的概念和類型3、白細(xì)胞呼吸爆發(fā)產(chǎn)生大量活性氧谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-PX）過氧化氫酶（CAT）白細(xì)胞吞噬時(shí)伴耗氧量顯著增加的現(xiàn)象，稱呼吸H+出、Na+入細(xì)胞爆發(fā)(RespiratoryBurst)。從氧化的脂肪酸釋出的丙二醛MDA過氧化氫(H2O2)④促進(jìn)自由基及其他生物活性物質(zhì)生成上皮細(xì)胞損傷、炎性細(xì)胞浸潤(rùn)、出血和潰瘍（二）細(xì)胞內(nèi)鈣超載的產(chǎn)生機(jī)制增加血管通透性→組織水腫③其他：NO、氯自由基[Ca2+]e：10-3M一、心臟缺血-再灌注損傷的變化粘附分子（adhesionmolecule)氧自由基：以氧為中心的自由基稱為氧自由基，常常由氧誘發(fā)自由基(freeradical):指外層電子軌道上含有單個(gè)不配對(duì)電子的原子、原子團(tuán)和分子的總稱。心肌缺血性損傷和再灌注性損傷的主要表現(xiàn)？ProgressiveActivation線粒體腫脹、功能障礙，產(chǎn)能減少2掌握缺血—再灌注損傷的重要發(fā)生機(jī)制③其他：NO、氯自由基Na+-Ca2+異常交換，心肌動(dòng)作電位時(shí)程不均一性等黃嘌呤脫氫酶(XD)90%oxygenparadoxCa2+減少，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)鈣超負(fù)荷③其他：NO、氯自由基增加血管通透性→組織水腫pHparadox香草扁桃酸（正常代謝）引起無復(fù)流現(xiàn)象(no-reflowphenomenon)增加血管通透性→組織水腫補(bǔ)充能量及促進(jìn)能量生成自由基(freeradical):指外層電子軌道上含有單個(gè)不配對(duì)電子的原子、原子團(tuán)和分子的總稱。③其他：NO、氯自由基白細(xì)胞吞噬時(shí)伴耗氧量顯著增加的現(xiàn)象，稱呼吸④促進(jìn)自由基及其他生物活性物質(zhì)生成SlowRollingOFR、溶酶、細(xì)胞因子自由基的作用鈣超載白細(xì)胞的作用１９６０年，Jennings第一次提出心肌再灌注損傷的概念83

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，稱為鈣超載（calciumoverload）二、鈣超載(calciumoverload)各種原因引起的細(xì)胞內(nèi)鈣含量異常二、鈣超載(ca84(一)細(xì)胞內(nèi)Ca2+的穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)Na+-Ca2+載體Ca2+BPr線粒體肌漿網(wǎng)Ca2+

Ca2+

Ca2+泵Ca2+Ca2+[Ca2+]e：10-3M[Ca2+]i：10-7MVOCROC(一)細(xì)胞內(nèi)Ca2+的穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)Na+-Ca2+載體C85缺血再灌注損傷課件(同名86)861、Na+-Ca2+異常交換胞內(nèi)Na+↑、H+↑、NE-1R-PLC-PKC缺氧酸中毒細(xì)胞內(nèi)pH再灌形成細(xì)胞內(nèi)外pH差H+出、Na+入細(xì)胞細(xì)胞內(nèi)Na+

逆向Na+-Ca2+

鈣超載2.細(xì)胞膜損傷，通透性↑↑疏松、膜磷脂降解、OFR3.線粒體受損（二）細(xì)胞內(nèi)鈣超載的產(chǎn)生機(jī)制1、Na+-Ca2+異常交換缺氧酸中毒細(xì)胞內(nèi)pH再灌形87缺血再灌注損傷課件(同名86)881.線粒體功能障礙2.激活磷脂酶：加重膜損傷3.心律失常4.促進(jìn)自由基生成5.激活多種酶的活性Ca2++PO33+→Ca3(PO3)2(黃嘌呤脫氫酶→黃嘌呤氧化酶)ATP↓Na+/Ca2+→一過性內(nèi)向離子流（三）鈣超載引起缺血／再灌注損傷的機(jī)制Ca2++PO33+→Ca3(PO3)2(黃嘌呤脫氫酶→黃嘌89鈣超載激活多種酶的活性線粒體肌漿網(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鈣超載激活多種酶的活性線粒體肌漿網(wǎng)損傷刺激肌漿Ca2+↑AT90自由基的作用鈣超載白細(xì)胞的作用自由基的作用91（一）白細(xì)胞聚集的機(jī)制SELECTINSProgressiveActivationINTEGRINSCaptureSlowRollingFirmAdhesionTransmigrationRolling趨化因子粘附分子（adhesionmolecule)三、白細(xì)胞的作用（一）白細(xì)胞聚集的機(jī)制SELECTINSProgressiv92缺血再灌注損傷課件(同名86)93（二）白細(xì)胞聚集在缺血-再灌注損傷中的作用1.微血管損傷

微血管通透性↑自由基、粒細(xì)胞血液流變學(xué)改變白細(xì)胞粘附聚集、血流緩慢微血管口徑的改變內(nèi)皮細(xì)胞腫脹縮血管物質(zhì)↑擴(kuò)血管物質(zhì)↓引起無復(fù)流現(xiàn)象(no-reflowphenomenon

)

（二）白細(xì)胞聚集在缺血-再灌注損傷中的作用1.微血管損傷94細(xì)胞粘附、聚集、堵塞血管增加血管通透性→組織水腫無復(fù)流無復(fù)流現(xiàn)象(no-reflowphenomenon

)：恢復(fù)血液灌注后，缺血區(qū)依然得不到充分血流灌注的現(xiàn)象稱無復(fù)流現(xiàn)象.

細(xì)胞粘附、聚集、堵塞血管無復(fù)流無復(fù)流現(xiàn)象(no-reflow95（二）白細(xì)胞聚集在缺血-再灌注損傷中的作用1.微血管損傷

2.細(xì)胞損傷：OFR、溶酶、細(xì)胞因子（二）白細(xì)胞聚集在缺血-再灌注損傷中的作用1.微血管損傷96IRI的主要發(fā)病機(jī)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)IRI的主要發(fā)病機(jī)制再灌注中性粒細(xì)胞無復(fù)流致炎因子↑氧自由基971、Na+-Ca2+異常交換血管內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)黃嘌呤氧化酶形成增加谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-PX）過氧化氫酶（CAT）細(xì)胞粘附、聚集、堵塞血管從氧化的脂肪酸釋出的丙二醛MDA自由基(freeradical):指外層電子軌道上含有單個(gè)不配對(duì)電子的原子、原子團(tuán)和分子的總稱。缺血的組織、器官經(jīng)恢復(fù)血液灌注后不但不能使其功能和結(jié)構(gòu)恢復(fù)，反而加重其功能障礙和結(jié)構(gòu)損傷的現(xiàn)象稱為缺血-再灌注損傷(ischemia-reperfusioninjury).烷過氧自由基LOO·(黃嘌呤脫氫酶→黃嘌呤氧化酶)鈣超載激活多種酶的活性血液流變學(xué)改變白細(xì)胞粘附聚集、血流緩慢髓過氧化物酶（MPO）（一）白細(xì)胞聚集的機(jī)制白細(xì)胞吞噬時(shí)伴耗氧量顯著增加的現(xiàn)象，稱呼吸谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-PX）過氧化氫酶（CAT）oxygenparadox低壓、低流、低溫、低pH、低鈉、低鈣液灌流各種原因引起的細(xì)胞內(nèi)鈣含量異常1掌握缺血—再灌注損傷的概念及英語詞匯膜脂質(zhì)過氧化（lipidperoxidation）引起無復(fù)流現(xiàn)象(no-reflowphenomenon)白細(xì)胞吞噬時(shí)伴耗氧量顯著增加的現(xiàn)象，稱呼吸第三節(jié)IRI時(shí)機(jī)體的功能及代謝變化1、Na+-Ca2+異常交換第三節(jié)IRI時(shí)機(jī)體的功能及98一、心臟缺血-再灌注損傷的變化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