缺血再灌注損傷

1缺血-再灌注損傷的概念缺血器官在恢復(fù)血液灌注后組織損傷進(jìn)一步加重的現(xiàn)象，稱為缺血－再灌注損傷(ischemia-reperfusioninjury)。1234h單純?nèi)毖毖?再灌注----實驗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)重的心肌損傷損傷損傷目前一頁\總數(shù)四十九頁\編于二十二點1缺血-再灌注損傷的概念氧反常（oxygenparadox）：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（pHparadox）：再灌注時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。目前二頁\總數(shù)四十九頁\編于二十二點1缺血-再灌注損傷的概念鈣反常（calciumparadox）：以無鈣溶液短暫灌流離體大鼠心臟后再以含鈣溶液灌注時，心肌電信號異常、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。目前三頁\總數(shù)四十九頁\編于二十二點2缺血-再灌注損傷的原因和條件組織器官缺血后恢復(fù)血液供應(yīng)：

------休克時微循環(huán)的疏通，冠狀動脈痙攣的緩解等一些新的醫(yī)療技術(shù)的應(yīng)用：

------動脈搭橋，溶栓療法，經(jīng)皮冠狀動脈血管成形術(shù)等體外循環(huán)下心臟手術(shù)心臟驟停后心、肺、腦復(fù)蘇其他：斷肢再植、器官移植等2-1原因目前四頁\總數(shù)四十九頁\編于二十二點2缺血-再灌注損傷的原因和條件2-2條件缺血時間側(cè)枝循環(huán)需氧程度再灌注條件目前五頁\總數(shù)四十九頁\編于二十二點2缺血-再灌注損傷的原因和條件2-2條件缺血時間缺血時間短，不出現(xiàn)明顯再灌注損傷，缺血時間過長，缺血器官發(fā)生不可逆的嚴(yán)重?fù)p傷阻斷大鼠左冠狀動脈---5～10min后恢復(fù)血流易出現(xiàn)心律失常---短于2min或者長于20min后恢復(fù)血流，很少發(fā)生心律失常目前六頁\總數(shù)四十九頁\編于二十二點2缺血-再灌注損傷的原因和條件2-2條件缺血時間不同器官發(fā)生再灌注損傷所需的缺血時間不同家兔各器官發(fā)生再灌注損傷所需缺血時間：---心：40min---腦：30min---肝：45min---腎：60min---小腸：60min---骨骼肌：4hr小動物發(fā)生再灌注損傷所需缺血時間相對較短，大動物相對較長目前七頁\總數(shù)四十九頁\編于二十二點2缺血-再灌注損傷的原因和條件2-2條件側(cè)枝循環(huán)需氧程度再灌注條件壓力、溫度、pH值及電解質(zhì)濃度再灌注壓力越高，損傷越重適當(dāng)降低灌注液的溫度和pH值能減輕損傷減少灌注液中Ca2+、Na+含量，適當(dāng)增加K+、Mg2+含量，有利于減輕再灌注損傷心、腦易發(fā)生可減輕缺血程度目前八頁\總數(shù)四十九頁\編于二十二點3缺血-再灌注損傷的發(fā)生機(jī)制3-1自由基的損傷作用3-3白細(xì)胞的損傷作用3-2細(xì)胞內(nèi)鈣超載的損傷作用目前九頁\總數(shù)四十九頁\編于二十二點自由基（freeradical）------含有未配對電子的原子、原子團(tuán)或分子單電子具有成為成對電子的趨向，因此常發(fā)生失去電子或得到電子的反應(yīng)而顯示出極活潑的化學(xué)性質(zhì)超氧陰離子：O2-.羥自由基：OH·基（radical）------化學(xué)中用來表示各種原子團(tuán)甲基（CH3-）、羥基（OH-）3-1缺血-再灌注損傷的發(fā)生機(jī)制---自由基的作用3-1-1自由基的相關(guān)概念目前十頁\總數(shù)四十九頁\編于二十二點e-e-+2H+e-+H+e-+H+

O2O2-·H2O2OH?H2OH2O超氧陰離子：O2-.羥自由基：OH·過氧化氫：H2O2活性氧（reactiveoxygenspecies，ROS）------由氧形成、并在分子組成上含有氧的一類化學(xué)性質(zhì)非?；顫姷奈镔|(zhì)的總稱從化學(xué)活性來說，氧自由基與活性氧同義3-1缺血-再灌注損傷的發(fā)生機(jī)制---自由基的作用活性氧目前十一頁\總數(shù)四十九頁\編于二十二點3-1缺血-再灌注損傷的發(fā)生機(jī)制---自由基的作用單線態(tài)氧1O2普通氧（基態(tài)）分子O2（自旋多重度為3）吸收一定能量后，2個未成對電子受激發(fā)從自旋平行轉(zhuǎn)變?yōu)樽孕雌叫?，自旋多重度?，稱單線態(tài)氧單線態(tài)氧是基態(tài)氧分子的激發(fā)態(tài)，化學(xué)反應(yīng)活性明顯升高目前十二頁\總數(shù)四十九頁\編于二十二點3-1缺血-再灌注損傷的發(fā)生機(jī)制---自由基的作用自由基的分類脂質(zhì)過氧化產(chǎn)生的烷自由基（L·）、烷氧基（LO·）、烷過氧基（LOO·）脂性自由基氧自由基其他自由基氯自由基（Cl·）、甲基自由基（CH3

·）、一氧化氮自由基（NO·）O2-·、OH·、H2O2、1O2OH·目前十三頁\總數(shù)四十九頁\編于二十二點3-1缺血-再灌注損傷的發(fā)生機(jī)制---自由基的作用3-1-2自由基的代謝線粒體電子傳遞鏈產(chǎn)生自由基4CytC2++4H++O2———→4CytC3++2H2O細(xì)胞色素C氧化酶e-e-+2H+e-+H+e-+H+

O2O2-·H2O2OH?H2OH2O------生理情況下，約有2%的氧生成活性氧其他產(chǎn)生途徑------兒茶酚胺氧化、黃嘌呤氧化酶、中性粒細(xì)胞呼吸爆發(fā)等目前十四頁\總數(shù)四十九頁\編于二十二點3-1缺血-再灌注損傷的發(fā)生機(jī)制---自由基的作用通過fenton反應(yīng)生成生物體內(nèi)化學(xué)性質(zhì)最活潑的羥自由基O2-·+H2O2

—→O2+OH·+OH-

Fe2+NO轉(zhuǎn)換為過氧化硝基陰離子（ONOO-）O2-·+NO→ONOO-

ONOO-+H+→OH·+NO2

目前十五頁\總數(shù)四十九頁\編于二十二點3-1缺血-再灌注損傷的發(fā)生機(jī)制---自由基的作用抗氧化防御系統(tǒng)酶性抗氧化劑非酶性抗氧化劑超氧化物歧化酶過氧化氫酶谷胱甘肽過氧化物酶谷胱甘肽轉(zhuǎn)硫酶維生素E類胡蘿卜素維生素C谷胱甘肽目前十六頁\總數(shù)四十九頁\編于二十二點3-1缺血-再灌注損傷的發(fā)生機(jī)制---自由基的作用機(jī)體活性氧的來源及抗氧化防御系統(tǒng)目前十七頁\總數(shù)四十九頁\編于二十二點生理功能活性氧活性氮清除生成活性氧活性氮生成清除生成損傷效應(yīng)疾病抗氧化防御系統(tǒng)3-1缺血-再灌注損傷的發(fā)生機(jī)制---自由基的作用目前十八頁\總數(shù)四十九頁\編于二十二點3-1缺血-再灌注損傷的發(fā)生機(jī)制---自由基的作用3-1-3缺血-再灌注時自由基生成增多的機(jī)制黃嘌呤氧化酶形成增多中性粒細(xì)胞聚集及激活線粒體功能受損兒茶酚胺增加和氧化目前十九頁\總數(shù)四十九頁\編于二十二點3-1缺血-再灌注損傷的發(fā)生機(jī)制---自由基的作用黃嘌呤氧化酶形成增多次黃嘌呤+NAD++H2O—→黃嘌呤+NADH+H+正常情況下：黃嘌呤脫氫酶缺氧ATP↓鈣泵功能障礙細(xì)胞內(nèi)Ca2+↑黃嘌呤脫氫酶黃嘌呤氧化酶Ca2+依賴性蛋白水解酶激活缺血時：目前二十頁\總數(shù)四十九頁\編于二十二點3-1缺血-再灌注損傷的發(fā)生機(jī)制---自由基的作用次黃嘌呤+2O2+2H2O—→黃嘌呤+2O2-·+H+黃嘌呤氧化酶黃嘌呤+2O2+2H2O—→尿酸+2O2-·+H+黃嘌呤氧化酶缺血時：ATP—→ADP—→AMP—→腺嘌呤核苷—→次黃嘌呤核苷—→次黃嘌呤目前二十一頁\總數(shù)四十九頁\編于二十二點3-1缺血-再灌注損傷的發(fā)生機(jī)制---自由基的作用中性粒細(xì)胞聚集及激活自由基作用于細(xì)胞膜后產(chǎn)生白三烯及補(bǔ)體系統(tǒng)激活后產(chǎn)生的補(bǔ)體C3片段等可吸引大量中性粒細(xì)胞聚集缺血再灌注后，缺血區(qū)可見大量中性粒細(xì)胞浸潤激活的中性粒細(xì)胞通過NADPH氧化酶和NADH氧化酶產(chǎn)生大量自由基NADPH：尼可酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸

NADH：尼可酰胺腺嘌呤二核苷酸目前二十二頁\總數(shù)四十九頁\編于二十二點3-1缺血-再灌注損傷的發(fā)生機(jī)制---自由基的作用O2O2-·NADPHNADP+NADPH氧化酶O2O2-·NADHNAD+NADH氧化酶呼吸爆發(fā)目前二十三頁\總數(shù)四十九頁\編于二十二點3-1缺血-再灌注損傷的發(fā)生機(jī)制---自由基的作用線粒體功能受損4CytC2++4H++O2———→4CytC3++2H2O缺血時線粒體呼吸鏈?zhǔn)軗p，再灌注時O2涌入而生成大量的自由基Ca2+進(jìn)入線粒體內(nèi)可使超氧化物歧化酶減少，對自由基的清除能力降低e-e-+2H+e-+H+e-+H+

O2O2-·H2O2OH?H2OH2O目前二十四頁\總數(shù)四十九頁\編于二十二點3-1缺血-再灌注損傷的發(fā)生機(jī)制---自由基的作用兒茶酚胺增加和氧化缺氧等應(yīng)激條件下，交感-腎上腺髓質(zhì)系統(tǒng)的激活可產(chǎn)生大量兒茶酚胺類物質(zhì)兒茶酚胺的氧化可產(chǎn)生自由基目前二十五頁\總數(shù)四十九頁\編于二十二點3-1缺血-再灌注損傷的發(fā)生機(jī)制---自由基的作用3-3自由基引起缺血-再灌注損傷的機(jī)制脂質(zhì)過氧化損傷蛋白質(zhì)功能抑制核酸及染色體破壞目前二十六頁\總數(shù)四十九頁\編于二十二點3-1缺血-再灌注損傷的發(fā)生機(jī)制---自由基的作用脂質(zhì)過氧化損傷各種膜性結(jié)構(gòu)含有豐富的不飽和脂肪酸，極易遭受自由基攻擊，引起脂質(zhì)過氧化脂質(zhì)過氧化是一個自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，生成一系列脂自由基LH+OH·→L·+H2OL·+O2→LOO·LOO·+LH→LOOH+L·LOOH+Fe2+→LO·+OH·+Fe3+L·脂自由基LOO·脂過氧自由基LOOH脂氫過氧化物類Fenton反應(yīng)目前二十七頁\總數(shù)四十九頁\編于二十二點3-1缺血-再灌注損傷的發(fā)生機(jī)制---自由基的作用1）破壞膜的正常結(jié)構(gòu)膜不飽和脂肪酸減少，膜液態(tài)流動性降低膜通透性增高，Ca2+內(nèi)流增加2）間接抑制膜蛋白功能鈉泵、鈣泵失靈，引起細(xì)胞腫脹和鈣超載膜受體信號轉(zhuǎn)導(dǎo)障礙目前二十八頁\總數(shù)四十九頁\編于二十二點3-1缺血-再灌注損傷的發(fā)生機(jī)制---自由基的作用3）促進(jìn)自由基及其它生物活性物質(zhì)生成4）線粒體損傷減少ATP生成膜脂質(zhì)過氧化膜磷脂分解花生四烯酸白三烯TXA2PG自由基(+)磷脂酶C磷脂酶D目前二十九頁\總數(shù)四十九頁\編于二十二點3-1缺血-再灌注損傷的發(fā)生機(jī)制---自由基的作用蛋白質(zhì)功能抑制最易被氧化修飾的是-SH，形成二硫鍵可引起氨基酸殘基的修飾、交聯(lián)、肽鏈斷裂常導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性和功能抑制肌纖維蛋白受損心肌收縮力↓肌漿網(wǎng)鈣轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白受損鈣調(diào)節(jié)異常膜離子通道蛋白受損跨膜離子梯度異常目前三十頁\總數(shù)四十九頁\編于二十二點3-1缺血-再灌注損傷的發(fā)生機(jī)制---自由基的作用核酸及染色體破壞OH·DNA攻擊堿基修飾骨架斷裂DNA交聯(lián)OH·嘌呤攻擊8-羥基鳥嘌呤8-羥基腺嘌呤C8位OH·嘧啶攻擊羥基嘧啶二羥基嘧啶C5、C6位OH·脫氧核糖攻擊磷酸二酯鍵骨架斷裂C4位目前三十一頁\總數(shù)四十九頁\編于二十二點3-2缺血-再灌注損傷的發(fā)生機(jī)制---鈣超載3-2-1鈣超載的相關(guān)概念鈣超載（calciumoverload）：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，嚴(yán)重者可造成細(xì)胞死亡。再灌注損傷時，再灌注區(qū)細(xì)胞內(nèi)有大量Ca2+集聚Ca2+濃度升高程度與細(xì)胞受損程度呈正相關(guān)目前三十二頁\總數(shù)四十九頁\編于二十二點3-2缺血-再灌注損傷的發(fā)生機(jī)制---鈣超載3-2-2鈣超載發(fā)生機(jī)制Na+-Ca2+交換異常生物膜損傷Na+-Ca2+交換異常細(xì)胞內(nèi)高Na+對Na+/Ca2+交換蛋白的直接激活細(xì)胞內(nèi)高H+對Na+/Ca2+交換蛋白的間接激活蛋白激酶C活化對Na+/Ca2+交換蛋白的間接激活目前三十三頁\總數(shù)四十九頁\編于二十二點3-2缺血-再灌注損傷的發(fā)生機(jī)制---鈣超載細(xì)胞內(nèi)高Na+和H+對Na+/Ca2+交換蛋白的激活Ca2+↑缺血酸中毒ATP不足H+↑Na+Ca2+Na+↑Na+Ca2+H+Na+目前三十四頁\總數(shù)四十九頁\編于二十二點3-2缺血-再灌注損傷的發(fā)生機(jī)制---鈣超載蛋白激酶C對Na+/Ca2+交換蛋白的激活PIP2α1受體IP3DAG肌漿網(wǎng)Ca2＋胞漿Ca2+↑PLCPKC腎上腺素H+Na+Na+Ca2+Na+↑腎上腺素β受體Ca2+PIP2：磷脂酰肌醇DAG：甘油二酯IP3：三磷酸肌醇目前三十五頁\總數(shù)四十九頁\編于二十二點3-2缺血-再灌注損傷的發(fā)生機(jī)制---鈣超載生物膜損傷細(xì)胞膜損傷肌漿網(wǎng)膜損傷線粒體膜損傷缺血-再灌注對Ca2+通透性↑Ca2+泵功能↓ATP產(chǎn)生↓細(xì)胞內(nèi)Ca2+↑磷脂酶目前三十六頁\總數(shù)四十九頁\編于二十二點3-2缺血-再灌注損傷的發(fā)生機(jī)制---鈣超載3-2-3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其他酶的活性目前三十七頁\總數(shù)四十九頁\編于二十二點3-2缺血-再灌注損傷的發(fā)生機(jī)制---鈣超載促進(jìn)氧自由基生成加重酸中毒破壞細(xì)胞（器）膜激活鈣依賴性蛋白酶，促使黃嘌呤脫氫酶轉(zhuǎn)變?yōu)辄S嘌呤氧化酶激活A(yù)TP酶，水解高能磷酸鹽釋放H+激活磷脂酶，降解膜磷脂膜磷脂降解產(chǎn)物花生四烯酸和溶血磷脂可加重細(xì)胞功能紊亂目前三十八頁\總數(shù)四十九頁\編于二十二點3-2缺血-再灌注損傷的發(fā)生機(jī)制---鈣超載線粒體功能障礙激活其他酶的活性線粒體內(nèi)Ca2+與磷酸根形成不溶性磷酸鈣，干擾線粒體的氧化磷酸化過程蛋白酶：細(xì)胞結(jié)構(gòu)蛋白分解核酶：染色體損傷其他損傷效應(yīng)心肌細(xì)胞肌原纖維攣縮、斷裂，細(xì)胞骨架破壞引起心率失常目前三十九頁\總數(shù)四十九頁\編于二十二點3-3缺血-再灌注損傷的發(fā)生機(jī)制---白細(xì)胞的作用3-3-1缺血-再灌注時白細(xì)胞增多的機(jī)制趨化因子生成增多黏附分子生成增多白三烯血小板活化因子補(bǔ)體激肽整合素選擇素細(xì)胞間粘附分子血管細(xì)胞粘附分子目前四十頁\總數(shù)四十九頁\編于二十二點3-3缺血-再灌注損傷的發(fā)生機(jī)制---白細(xì)胞的作用目前四十一頁\總數(shù)四十九頁\編于二十二點3-3缺血-再灌注損傷的發(fā)生機(jī)制---白細(xì)胞的作用3-3-2白細(xì)胞介導(dǎo)缺血-再灌注損傷的機(jī)制微血管損傷微血管內(nèi)血液流變學(xué)改變：------白細(xì)胞嵌頓、堵塞微循環(huán)血管------無復(fù)流現(xiàn)象微血管口徑的改變：官腔狹窄------內(nèi)皮細(xì)胞腫脹------縮血管物質(zhì)增多，舒血管物質(zhì)減少微血管通透性增高：------白細(xì)胞釋放炎癥介質(zhì)引起--