十章缺血再灌注損傷

十章缺血再灌注損傷第1頁/共50頁2第十章缺血-再灌注損傷(ischemia-reperfusioninjury)第2頁/共50頁3概述研究歷史幾個概念第3頁/共50頁4（一）缺血-再灌注損傷研究簡介1955年,Sewell結扎狗冠狀動脈后，如突然解除結扎恢復血流，部分動物立即發(fā)生心室纖維顫動而死亡。

第4頁/共50頁51960年，Jennings第一次提出心肌再灌注損傷的概念

在心肌缺血恢復血流后，缺血心肌的損傷反而加重第5頁/共50頁61968年Ames率先報道了腦IRI1972年Flore腎IRI1978年Modry肺IRI1981年Greenberg腸IRI再灌注損傷幾乎可在每一種組織或器官發(fā)生第6頁/共50頁7（二）缺血-再灌注損傷的概念缺血-再灌注損傷（簡稱再灌注損傷）是指在某些情況下，組織或器官缺血一段時間恢復血液灌流后，反而出現(xiàn)缺血性損傷進一步加重的現(xiàn)象，表現(xiàn)為組織結構破壞和器官功能障礙更加明顯。第7頁/共50頁8Concept:Ischemia-reperfusioninjury:Therestorationofbloodflowaftertransientischemiamaybeassociatedwithfurtherreversibleorirreversiblecelldamage,whichiscalledischemia-reperfusioninjuryorreperfusioninjury.第8頁/共50頁9（三）與再灌注損傷的有關的概念

氧反常

（oxygenparadox）鈣反常

（calciumparadox）pH反常

（pHparadox）無鈣溶液灌注大鼠離體心臟2min，含鈣溶液灌注心臟功能、代謝、形態(tài)和心肌電信號的異常第9頁/共50頁10（三）與再灌注損傷的有關的概念

氧反常

（oxygenparadox）鈣反常

（calciumparadox）pH反常

（pHparadox）低氧溶液灌注組織或細胞富氧溶液灌注組織、細胞損傷更嚴重第10頁/共50頁11（三）與再灌注損傷的有關的概念

氧反常

（oxygenparadox）鈣反常

（calciumparadox）pH反常

（pHparadox）組織缺血——酸中毒再灌注時迅速糾正酸中毒組織、細胞損傷更嚴重第11頁/共50頁12一、原因第一節(jié)缺血-再灌注損傷的

原因及條件全身循環(huán)障礙后恢復血供：如心跳驟停后心肺復蘇2.組織器官缺血后恢復：如器官移植3.血管再通后：如動脈搭橋術、PTCA等

先缺血，后復灌第12頁/共50頁13二、影響因素（條件）

1.缺血時間

2.側支循環(huán)

3.需氧程度

4.再灌注條件

壓力、溫度、pH、灌流液鈉或鈣濃度第一節(jié)缺血-再灌注損傷的

原因及條件第13頁/共50頁14第二節(jié)缺血-再灌注損傷的發(fā)生機制基本機制：自由基的作用白細胞的激活鈣超載第14頁/共50頁15一、自由基的作用（一）概念和分類自由基（freeradical）是指外層電子軌道上含有單個不配對電子的原子、原子團和分子的總稱。由氧誘發(fā)的自由基稱為氧自由基（oxygenfreeradical,OFR）

O2第15頁/共50頁16自由基的書面表達：一般在元素或分子符號后加一個點表示未配對的電子

生物體內(nèi)自由基的特性：

存在時間短（平均壽命1ms），化學性質(zhì)極活潑，極易與其它物質(zhì)反應形成新的自由基，呈現(xiàn)明顯的連鎖反應。

第16頁/共50頁17自由基的類型：氧自由基（非脂質(zhì)自由基）脂質(zhì)自由基其他：第17頁/共50頁181.氧自由基：包括超氧陰離子自由基（

）

羥自由基（OH·）。O·2ˉ第18頁/共50頁192.脂質(zhì)自由基：是由氧自由基與多價不飽和脂肪酸作用后生成的中間產(chǎn)物。包括：烷自由基(L?)，烷氧自由基(LO?)，烷過氧自由基(LOO?)等。第19頁/共50頁203.其他自由基：氯自由基（Cl·）甲基自由基（CH3·）一氧化氮自由基（NO·）第20頁/共50頁21活性氧

（reactiveoxygenspecies,ROS）概念：是指由氧形成、并在分子組成上含有氧的一類化學性質(zhì)非?；顫姷奈镔|(zhì)總稱。組成：氧自由基：如、OH·非自由基的H2O2和1O2O·2ˉ活性氧第21頁/共50頁22（二）自由基的代謝自由基的產(chǎn)生：分子的共價鍵均裂即原來的分子中某一共用電子對平均分配到兩個原子或原子團，形成自由基；電離輻射如：H2O————H·和OH·分子的電子俘獲機體內(nèi)可通過電子俘獲或者轉(zhuǎn)移方式產(chǎn)生氧自由基。第22頁/共50頁

e-O2O.2

e-

H2O22H+

e-

OH.

H+

e-

H2O

H+氧是機體代謝反應中最終的電子接受體，O2在氧化還原反應中獲得一個電子產(chǎn)生

是其他自由基和活性氧產(chǎn)生的基礎。H2OO·2ˉO·2ˉ第23頁/共50頁24Haber-Weiss反應：+H2O2—→O2+OH·+OH-；金屬離子催化的Haber-Weiss反應稱作Fenton反應:Fe3++—→Fe2++O2，F(xiàn)e2++H2O2

—→Fe3++OH·+OH-。O·2ˉO·2ˉ第24頁/共50頁25低分子自由基清除劑酶性自由基清除劑自由基的清除：如VE、VA、VC、谷光甘肽等（二）自由基的代謝超氧化物歧化酶(SOD)過氧化氫酶(CAT)谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）銅藍蛋白第25頁/共50頁26體內(nèi)存在著自由基產(chǎn)生和清除兩個系統(tǒng)，正常情況下處于動態(tài)平衡，共同維持機體氧化-抗氧化平衡。如果活性氧產(chǎn)生過多或清除不足時，則可導致氧化應激（oxidativestress）損傷，甚至細胞死亡。第26頁/共50頁27（三）缺血-再灌注時氧自由基生成增多的機制1.黃嘌呤氧化酶形成增多2.中性粒細胞聚集和激活3.線粒體功能受損4.兒茶酚胺增加和氧化第27頁/共50頁281.黃嘌呤氧化酶形成增多第28頁/共50頁292.中性粒細胞聚集和激活中性粒細胞被激活時氧耗量顯著增加（稱為呼吸爆發(fā)或氧爆發(fā)，oxidativeburst）。·

·NADPH+2+NADP++H+2O2NADPH氧化酶O·2ˉ

·NADH+2+NAD++H+2O2NADH氧化酶O·2ˉ第29頁/共50頁303.線粒體功能受損

缺血缺氧使ATP減少,Ca2+進入線粒體增多，使線粒體功能受損;再灌注時，線粒體氧化磷酸化功能障礙，電子傳遞鏈受損，使進入的氧經(jīng)單電子還原形成氧自由基增多，而經(jīng)4價還原成水減少。第30頁/共50頁314.兒茶酚胺增加和氧化兒茶酚胺氧化可產(chǎn)生氧自由基。因此，造成細胞損害的是兒茶酚胺的氧化產(chǎn)物，而非兒茶酚胺本身。第31頁/共50頁32（四）自由基的損傷作用使膜脂質(zhì)過氧化增強抑制蛋白質(zhì)的功能破壞核酸及染色體其他損傷效應：第32頁/共50頁33第二節(jié)缺血-再灌注損傷的發(fā)生機制基本機制：自由基的作用白細胞的激活鈣超載第33頁/共50頁34二、鈣超載各種原因引起細胞內(nèi)鈣含量異常增多并導致細胞結構損傷和功能代謝障礙的現(xiàn)象，稱為鈣超載

Calciumoverloadreferstothatintracellularcontentofcalciumisincreasedabnormallyduringischemiaandreperfusion,whichresultsinthedisorderofcellularstructureandfunction.第34頁/共50頁35（一）缺血-再灌注時細胞內(nèi)鈣超載的機制Na+/Ca2+交換異常生物膜損傷鈣超載主要發(fā)生在再灌注期，且主要是由于鈣內(nèi)流增加，而不是鈣外流減少。第35頁/共50頁361.Na+/Ca2+交換異常心肌細胞膜Na+/Ca2+交換蛋白的雙向轉(zhuǎn)運：正向轉(zhuǎn)運（forwardmode）

——

將Ca2+運出細胞反向轉(zhuǎn)運（reversemode）

——

將Ca2+運入細胞

缺血-再灌注損傷時，反向轉(zhuǎn)運增強，成為Ca2+進入細胞的主要途徑第36頁/共50頁37反向轉(zhuǎn)運增強的原因（1）細胞內(nèi)高Na+直接激活Na+/Ca2+交換蛋白（2）細胞內(nèi)高H+間接激活Na+/Ca2+交換蛋白（通過Na+/H+交換蛋白）（3）蛋白激酶C（PKC）活化間接激活Na+/Ca2+交換蛋白第37頁/共50頁38（一）細胞內(nèi)鈣超載的機制1.Na+/Ca2+交換異常2.生物膜損傷

細胞膜損傷正常時細胞膜外板與糖被膜由鈣離子緊密聯(lián)結，無鈣灌流導致兩者分開，恢復正常灌流導致鈣內(nèi)流增加，激活磷脂酶造成膜磷脂降解，膜通透性增加；自由基造成脂質(zhì)過氧化，對膜的破壞增加；線粒體及肌漿網(wǎng)膜損傷第38頁/共50頁39（二）鈣超載引起再灌注損傷的機制1.線粒體功能障礙→ATP生成↓

2.激活膜磷脂酶→生物膜損害

3.引起再灌注性心律失常

4.促進氧自由基生成

5.使肌原纖維攣縮，斷裂，細胞破壞第39頁/共50頁40第二節(jié)缺血-再灌注損傷的發(fā)生機制基本機制：自由基的作用白細胞的激活鈣超載第40頁/共50頁41（一）再灌注時白細胞聚集和激活的機制再灌注期粘附分子生成增加；激活的中性粒細胞釋放炎癥介質(zhì)；膜磷脂降解，釋放趨化因子；三、白細胞的作用白細胞聚集和激活第41頁/共50頁42（二）中性粒細胞介導的再灌注損傷微血管的損傷細胞損傷：炎癥細胞及周圍組織細胞的結構與功能受損。③微血管通透性增高①血液流變學改變②微血管管徑縮小第42頁/共50頁43無復流現(xiàn)象（no-reflowphenomenon):再灌注時放開結扎動脈，重新恢復血流，部分缺血區(qū)并不能得到充分的血液灌流的現(xiàn)象。第43頁/共50頁44第三節(jié)缺血-再灌注損傷時機體的功能及代謝變化第44頁/共50頁45一、心臟缺血-再灌注損傷的變化

（一）心功能變化1.再灌注性心律失常

80%2.心肌舒縮功能降低：心肌頓抑（二）心肌代謝變化