缺血再灌09101 曉彩【星語出品】【完全】

1、第七章第七章 （ischemiareperfusion injury）病理生理學(xué)教研室病理生理學(xué)教研室孫曉彩孫曉彩 患者，男，患者，男，5454歲，因胸悶、大汗歲，因胸悶、大汗1h1h入急診病房。入急診病房。查體：血壓查體：血壓65/40mmhg65/40mmhg，意識淡漠，心率，意識淡漠，心率3737次次/min/min，律齊。既往有高血壓病史，律齊。既往有高血壓病史1010年，否認(rèn)冠心病年，否認(rèn)冠心病史。心電圖示史。心電圖示度房室傳導(dǎo)阻滯。給予阿托品、多度房室傳導(dǎo)阻滯。給予阿托品、多巴胺、低分子右旋糖酐等進(jìn)行擴冠治療。入院上午巴胺、低分子右旋糖酐等進(jìn)行擴冠治療。入院上午1010時用尿激酶靜

2、脈溶栓。時用尿激酶靜脈溶栓。1010時時4040分出現(xiàn)陣發(fā)性心室分出現(xiàn)陣發(fā)性心室顫動（室顫），立即給予除顫，至顫動（室顫），立即給予除顫，至1111時時2020分反復(fù)發(fā)分反復(fù)發(fā)生室性心動過速、室顫，共除顫生室性心動過速、室顫，共除顫7 7次，同時給予利次，同時給予利多卡因、小劑量異丙腎上腺素后心律轉(zhuǎn)為竇性，血多卡因、小劑量異丙腎上腺素后心律轉(zhuǎn)為竇性，血壓平穩(wěn)，意識清楚。冠狀動脈造影證實：右冠狀動壓平穩(wěn)，意識清楚。冠狀動脈造影證實：右冠狀動脈上段脈上段85%85%狹窄，中段狹窄，中段78%78%狹窄。狹窄。 病例分析病例分析為什么在溶栓后出現(xiàn)嚴(yán)重的心律失常為什么在溶栓后出現(xiàn)嚴(yán)重的心律失常? ?第

3、一節(jié)第一節(jié) 概概 述述(introduction)簡簡 史史認(rèn)識就從這簡單現(xiàn)象開始認(rèn)識就從這簡單現(xiàn)象開始1年年，sewellsewell結(jié)扎結(jié)扎狗冠狀動脈后，如突然解狗冠狀動脈后，如突然解除結(jié)扎，恢復(fù)血流，動物除結(jié)扎，恢復(fù)血流，動物室顫而死亡室顫而死亡。 在心肌缺血恢復(fù)血流后，缺血心肌的損傷反在心肌缺血恢復(fù)血流后，缺血心肌的損傷反而加重，出現(xiàn)超微結(jié)構(gòu)不可逆性損傷（爆而加重，出現(xiàn)超微結(jié)構(gòu)不可逆性損傷（爆發(fā)性水腫、組織結(jié)構(gòu)崩解、收縮帶形成等）發(fā)性水腫、組織結(jié)構(gòu)崩解、收縮帶形成等） 年，年，jennings第一第一次提出次提出心肌再灌注損傷心肌再灌注損傷的概念的概念 6 6年，年，bulkleybu

4、lkley 和和hutchinshutchins發(fā)現(xiàn)冠脈搭橋血管再通后的病人發(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。此后發(fā)生心肌細(xì)胞反常性壞死。此后發(fā)現(xiàn)幾乎所有的器官都可能發(fā)生發(fā)現(xiàn)幾乎所有的器官都可能發(fā)生缺血再灌注損傷。缺血再灌注損傷。 年，年，greenberggreenberg等證實等證實貓小腸缺血貓小腸缺血3 3小時后再灌注時，粘小時后再灌注時，粘膜損傷更嚴(yán)重。膜損傷更嚴(yán)重。臨床臨床 休克微循環(huán)再通休克微循環(huán)再通 冠脈解痙、各種動脈搭橋術(shù)冠脈解痙、各種動脈搭橋術(shù) 心腦血管栓塞再通（心腦血管栓塞再通（經(jīng)皮腔內(nèi)冠脈血經(jīng)皮腔內(nèi)冠脈血 管成形術(shù)管成形術(shù)- -ptcaptca) ) 心

5、肺手術(shù)體外循環(huán)后心肺復(fù)蘇心肺手術(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)等斷肢再植、器官移植血供恢復(fù)等都可能發(fā)生都可能發(fā)生再灌注損傷再灌注損傷 缺血缺血-再灌注損傷概念再灌注損傷概念 ：缺血的：缺血的組織、器官經(jīng)恢復(fù)血液灌注后不組織、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)損傷的而加重其功能障礙和結(jié)構(gòu)損傷的現(xiàn)象稱為現(xiàn)象稱為缺血缺血-再灌注損傷再灌注損傷(ischemia-reperfusion injury).從實踐到理論地總結(jié)從實踐到理論地總結(jié)第二節(jié)第二節(jié) 原因和條件原因和條件(influence factors of isc

6、hemia-reperfusion injury) 1 1、原因、原因 先缺血，后再灌先缺血，后再灌2 2、條件、條件 缺血的時間和程度缺血的時間和程度 組織缺血前的狀態(tài)組織缺血前的狀態(tài) 功能狀態(tài)、側(cè)支循環(huán)、對氧的需求量功能狀態(tài)、側(cè)支循環(huán)、對氧的需求量 再灌注條件再灌注條件活性氧的作用活性氧的作用鈣超載鈣超載白細(xì)胞的作用白細(xì)胞的作用高能磷酸化合物生成障礙高能磷酸化合物生成障礙第三節(jié)第三節(jié) 發(fā)病機制發(fā)病機制(mechanisms of ischemia-reperfusion injury)（一）活性氧的基本概念（一）活性氧的基本概念一、活性氧的作用一、活性氧的作用氧自由基氧自由基 單線態(tài)氧單線

7、態(tài)氧( (1o2) ) 過氧化氫過氧化氫( (h2o2) ) 1 1、活性氧、活性氧（reactive oxygen）：）：指指 化學(xué)性質(zhì)活潑的含氧代謝物?；瘜W(xué)性質(zhì)活潑的含氧代謝物。脂質(zhì)過氧化物脂質(zhì)過氧化物及其裂解產(chǎn)物及其裂解產(chǎn)物 nono 2 2、自由基、自由基 (free radical)：指外層軌指外層軌 道上含有單個不配對電子的各種道上含有單個不配對電子的各種 原子、原子團(tuán)或分子。原子、原子團(tuán)或分子?；瘜W(xué)性質(zhì)活化學(xué)性質(zhì)活潑潑氧化性強氧化性強半衰期短半衰期短氧自由基氧自由基 (oxygen free radical)：以氧為以氧為 中心的自由基稱為氧自由基。中心的自由基稱為氧自由基。包括

8、：超氧陰離子包括：超氧陰離子(o2 )、羥自由基羥自由基(oh)。fe2 或或cu2+o2 + h2o2o2 + oh + ohfenton反應(yīng)反應(yīng)oo2 2 是體內(nèi)氧自由基存在的主要形式，主要來源于線粒體。是體內(nèi)氧自由基存在的主要形式，主要來源于線粒體。 oh oh是體內(nèi)最活躍的氧自由基，對機體危害也最大。是體內(nèi)最活躍的氧自由基，對機體危害也最大。o2+e-o2. -3 3、單線態(tài)氧、單線態(tài)氧 (single oxygen)(single oxygen)：是一是一種激發(fā)態(tài)氧，其氧分子的同一或不同外種激發(fā)態(tài)氧，其氧分子的同一或不同外層軌道中有兩個自旋方向相反的電子。層軌道中有兩個自旋方向相反的

9、電子。在紫外光譜中呈現(xiàn)一條單線，故稱單線在紫外光譜中呈現(xiàn)一條單線，故稱單線態(tài)氧。態(tài)氧。 化學(xué)性質(zhì)活潑，能迅速氧化許多分化學(xué)性質(zhì)活潑，能迅速氧化許多分子，特別是氧化蛋白質(zhì)中發(fā)色基團(tuán)。對子，特別是氧化蛋白質(zhì)中發(fā)色基團(tuán)。對機體所起的生物學(xué)作用與自由基相同。機體所起的生物學(xué)作用與自由基相同。4 4、h h2 2oo2 2：不是自由基。在不是自由基。在cucu2+2+或或fefe2+2+的作用下可生成的作用下可生成ohoh，或通，或通過均裂生成過均裂生成oh 。ohoh的生成是的生成是h h2 2oo2 2導(dǎo)致氧化應(yīng)激的主要機制。導(dǎo)致氧化應(yīng)激的主要機制。o2. -o2. -+h2o2+o22h+nono

10、的作用具有雙重性，由內(nèi)皮型的作用具有雙重性，由內(nèi)皮型nosnos合成的合成的nono具有具有保護(hù)作用，由誘導(dǎo)型保護(hù)作用，由誘導(dǎo)型nosnos合成的合成的nono顯示毒性作用顯示毒性作用。 5 5 、一氧化氮、一氧化氮: : 是是l- l-精氨酸在一氧化氮合酶催化精氨酸在一氧化氮合酶催化下產(chǎn)生的一種氣體自由基。能與其他自由基反應(yīng)下產(chǎn)生的一種氣體自由基。能與其他自由基反應(yīng)生成毒性更強的自由基：過氧亞硝酸根生成毒性更強的自由基：過氧亞硝酸根（onooonoo）、過氧亞硝酸（）、過氧亞硝酸（hoonohoono）和）和ohoh。no+ ono+ o2 2 onoo hoono onoo hoono o

11、h+nooh+no2 2e +h+h+ 6 6、脂質(zhì)自由基：、脂質(zhì)自由基：為氧自由基與多聚為氧自由基與多聚不飽和脂肪酸作用后生成的中間代不飽和脂肪酸作用后生成的中間代謝產(chǎn)物，包括脂氧自由基謝產(chǎn)物，包括脂氧自由基（lo）、）、脂過氧自由基脂過氧自由基（loo）。在缺血在缺血再灌注損傷中最重要的是氧自再灌注損傷中最重要的是氧自由基，它是其它自由基由基，它是其它自由基生成的基礎(chǔ)。生成的基礎(chǔ)。u線粒體產(chǎn)生活性氧增加線粒體產(chǎn)生活性氧增加u血管內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)黃嘌呤氧化酶形成增加血管內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)黃嘌呤氧化酶形成增加 u白細(xì)胞呼吸爆發(fā)產(chǎn)生大量活性氧白細(xì)胞呼吸爆發(fā)產(chǎn)生大量活性氧 u兒茶酚胺的自身氧化兒茶酚胺的自身氧化

12、u 誘導(dǎo)型誘導(dǎo)型nosnos表達(dá)增強表達(dá)增強u體內(nèi)清除活性氧的能力下降體內(nèi)清除活性氧的能力下降 1 1、線粒體產(chǎn)生活性氧增加、線粒體產(chǎn)生活性氧增加h2oe-_o2e-+2h+h2o2h2o oho2e-+h+e-+h+線粒體內(nèi)線粒體內(nèi)o o2 29899%h h2 2o+atpo+atp12%nadphnadph氧化酶氧化酶黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶p450p450細(xì)胞色素單加氧酶細(xì)胞色素單加氧酶超氧陰離子超氧陰離子 o o2 2- -羥自由基羥自由基 ohoh單線態(tài)氧單線態(tài)氧 1 1o o2 2h h2 2o o2 2谷胱甘肽過氧化物酶（谷胱甘肽過氧化物酶（gshpxgshpx）過氧化氫酶（過

13、氧化氫酶（catcat）髓過氧化物酶（髓過氧化物酶（mpompo）維生素維生素c c清清除除細(xì)胞缺氧使線粒體呼吸鏈上酶活性降低，不能細(xì)胞缺氧使線粒體呼吸鏈上酶活性降低，不能產(chǎn)生足夠的電子，自由基生成增加；再灌注提產(chǎn)生足夠的電子，自由基生成增加；再灌注提供大量的氧，產(chǎn)生大量活性氧，此時呼吸鏈復(fù)供大量的氧，產(chǎn)生大量活性氧，此時呼吸鏈復(fù)合體合體、和和均可產(chǎn)生活性氧均可產(chǎn)生活性氧。鈣超載導(dǎo)致線粒體功能受損，線粒體氧化酶系鈣超載導(dǎo)致線粒體功能受損，線粒體氧化酶系統(tǒng)受抑制，氧經(jīng)單電子還原成氧自由基增多。統(tǒng)受抑制，氧經(jīng)單電子還原成氧自由基增多。缺氧導(dǎo)致細(xì)胞中抗氧化酶活性降低，自由基清缺氧導(dǎo)致細(xì)胞中抗氧化酶活

14、性降低，自由基清除減少。除減少。 黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶( (xoxo) ) 10%10% 黃嘌呤脫氫酶黃嘌呤脫氫酶( (xdxd) 90%) 90%caca2+2+依賴性蛋白酶依賴性蛋白酶 2 2血管內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)黃嘌呤氧化酶形成增加血管內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)黃嘌呤氧化酶形成增加 鈣超載鈣超載激活此酶激活此酶atpatp降解降解再灌提供大量氧再灌提供大量氧呼吸爆發(fā)呼吸爆發(fā)(respiratory burst(respiratory burst )：白細(xì)胞吞白細(xì)胞吞噬時伴耗氧量顯著增加的現(xiàn)象。噬時伴耗氧量顯著增加的現(xiàn)象。 3 3、白細(xì)胞呼吸爆發(fā)產(chǎn)生大量活性氧、白細(xì)胞呼吸爆發(fā)產(chǎn)生大量活性氧攝取攝取o2的的70

15、%90%經(jīng)細(xì)胞內(nèi)的經(jīng)細(xì)胞內(nèi)的nadph氧化酶氧化酶作用形成氧自由基，用以殺滅病原微生物。組作用形成氧自由基，用以殺滅病原微生物。組織缺血過程中大量中性粒細(xì)胞被激活，再灌注織缺血過程中大量中性粒細(xì)胞被激活，再灌注又提供大量氧，使活性氧大量增加。又提供大量氧，使活性氧大量增加。nadp+ + h+ +_o2nadph氧化酶氧化酶nadph + o2缺血再灌注（應(yīng)激）缺血再灌注（應(yīng)激）交感交感- -腎上腺髓質(zhì)系統(tǒng)興奮腎上腺髓質(zhì)系統(tǒng)興奮兒茶酚胺分泌增多兒茶酚胺分泌增多代償調(diào)節(jié)作用代償調(diào)節(jié)作用自氧化生成氧自由基自氧化生成氧自由基4 4、兒茶酚胺的自身氧化、兒茶酚胺的自身氧化單胺氧化酶單胺氧化酶 單核細(xì)胞

16、和中性粒細(xì)胞中含有單核細(xì)胞和中性粒細(xì)胞中含有inosinos。缺血再灌注導(dǎo)致白細(xì)胞活化后，缺血再灌注導(dǎo)致白細(xì)胞活化后，inosinos表表達(dá)上調(diào)，導(dǎo)致達(dá)上調(diào)，導(dǎo)致nono大量生成。大量生成。nono及其代及其代謝產(chǎn)物過氧亞酸謝產(chǎn)物過氧亞酸 根（根（oonooono）、過氧）、過氧亞硝酸（亞硝酸（hoonohoono）、羥自由基（）、羥自由基（ohoh）都可導(dǎo)致組織損傷。都可導(dǎo)致組織損傷。5 5、誘導(dǎo)型、誘導(dǎo)型nosnos（inosinos）表達(dá)增強）表達(dá)增強生物體內(nèi)存在著完整的抗氧化系統(tǒng)生物體內(nèi)存在著完整的抗氧化系統(tǒng)（1）抗氧化酶類：）抗氧化酶類：超氧化物歧化酶超氧化物歧化酶(sod)清除氧自

17、由基清除氧自由基過氧化氫酶、谷胱甘肽過氧化物酶清除過氧化氫過氧化氫酶、谷胱甘肽過氧化物酶清除過氧化氫谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶清除脂性自由基等谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶清除脂性自由基等（2）非酶性抗氧化物：）非酶性抗氧化物：維生素維生素e、谷胱甘肽、白蛋白、銅藍(lán)蛋白等也可、谷胱甘肽、白蛋白、銅藍(lán)蛋白等也可清除活性氧或控制活性氧的生成。清除活性氧或控制活性氧的生成。6 6、體內(nèi)清除活性氧的能力下降、體內(nèi)清除活性氧的能力下降 適量時參與化學(xué)反應(yīng)、信適量時參與化學(xué)反應(yīng)、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、基因調(diào)控號轉(zhuǎn)導(dǎo)、基因調(diào)控 過多時造成組織細(xì)胞損傷過多時造成組織細(xì)胞損傷 活性氧清除能力下降活性氧清除能力下降 活性氧大量產(chǎn)生活性氧大量產(chǎn)生霍金

18、與霍金與cuzncuzn-sod-sod突變所致的脊髓側(cè)索硬化癥突變所致的脊髓側(cè)索硬化癥英國物理學(xué)家霍金的故事：霍金被稱為英國物理學(xué)家霍金的故事：霍金被稱為“宇宙之王宇宙之王”，他因，他因患患cu,zn-sod基因突變導(dǎo)致家族性脊髓側(cè)索硬化癥（是一種基因突變導(dǎo)致家族性脊髓側(cè)索硬化癥（是一種致死的神經(jīng)退化性疾病致死的神經(jīng)退化性疾病 ,發(fā)病初期影響上下肢的運動神經(jīng)元發(fā)病初期影響上下肢的運動神經(jīng)元 ,進(jìn)而引起皮質(zhì)、腦干和脊索中的運動神經(jīng)元變性、退化進(jìn)而引起皮質(zhì)、腦干和脊索中的運動神經(jīng)元變性、退化 ,最最后導(dǎo)致進(jìn)行性癱瘓和死亡）?；艚鸨唤d在一把輪椅上達(dá)后導(dǎo)致進(jìn)行性癱瘓和死亡）?；艚鸨唤d在一把輪椅上

19、達(dá)40年之久，現(xiàn)在全身只有面部肌肉會動，演講和問答只能通過年之久，現(xiàn)在全身只有面部肌肉會動，演講和問答只能通過語音合成器來完成，他是物理天才，研究黑洞普通物理學(xué)定語音合成器來完成，他是物理天才，研究黑洞普通物理學(xué)定理不再適用的時空領(lǐng)域和宇宙起源大爆炸原理。理不再適用的時空領(lǐng)域和宇宙起源大爆炸原理。（三）活性氧的損傷作用（三）活性氧的損傷作用2. 蛋白質(zhì)失活蛋白質(zhì)失活3. dna損傷損傷1. 膜脂質(zhì)過氧化膜脂質(zhì)過氧化 4. 細(xì)胞間基質(zhì)破壞細(xì)胞間基質(zhì)破壞 活性氧能和膜磷脂、蛋白質(zhì)、核酸等活性氧能和膜磷脂、蛋白質(zhì)、核酸等多種細(xì)胞成分發(fā)生反應(yīng)，破壞細(xì)胞的多種細(xì)胞成分發(fā)生反應(yīng)，破壞細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能，造成

20、細(xì)胞損傷。結(jié)構(gòu)和功能，造成細(xì)胞損傷。 活性氧的作用活性氧的作用鈣超載鈣超載白細(xì)胞的作用白細(xì)胞的作用高能磷酸化合物生成障礙高能磷酸化合物生成障礙二、鈣超載二、鈣超載( calcium overload)( calcium overload)各種原因引起的細(xì)胞內(nèi)鈣含量異各種原因引起的細(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，稱為能代謝障礙的現(xiàn)象，稱為鈣超載鈣超載（calcium overload）。 ( (一一) )細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi)ca ca 2+2+的穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)的穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)鈣濃度細(xì)胞內(nèi)鈣濃度：1010-7 -7 mol/lmol/l細(xì)胞外鈣濃度細(xì)胞外鈣

21、濃度：1010-3 -3 mol/lmol/l濃度梯度的維持有賴于濃度梯度的維持有賴于膜對鈣的不膜對鈣的不自由通透性自由通透性和和鈣轉(zhuǎn)運系統(tǒng)的調(diào)節(jié)鈣轉(zhuǎn)運系統(tǒng)的調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi)ca2+細(xì)胞內(nèi)鈣庫（線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)）細(xì)胞內(nèi)鈣庫（線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)） 44%細(xì)胞核細(xì)胞核 50%細(xì)胞膜細(xì)胞膜 5%細(xì)胞質(zhì)（細(xì)胞質(zhì)（0.5%結(jié)合鈣，結(jié)合鈣，0.005%游離鈣）游離鈣） caca2+2+進(jìn)入胞液的途徑進(jìn)入胞液的途徑u質(zhì)膜鈣通道：質(zhì)膜鈣通道：電壓依賴性鈣通道電壓依賴性鈣通道 受體操縱性鈣通道受體操縱性鈣通道u細(xì)胞內(nèi)鈣庫釋放通道：細(xì)胞內(nèi)鈣庫釋放通道： 1,4,5-三磷酸肌醇（三磷酸肌醇（ip3）敏感鈣池）敏感鈣池 ：

22、由：由ip3系統(tǒng)調(diào)控。依賴于一定濃度的胞漿鈣濃度。系統(tǒng)調(diào)控。依賴于一定濃度的胞漿鈣濃度。 ip3不敏感鈣池不敏感鈣池 ：由二氫吡啶受體：由二氫吡啶受體(ryr)系統(tǒng)調(diào)控。當(dāng)電壓控制性鈣通道開放后，小劑系統(tǒng)調(diào)控。當(dāng)電壓控制性鈣通道開放后，小劑量鈣內(nèi)流，鈣與量鈣內(nèi)流，鈣與ryr結(jié)合后觸發(fā)結(jié)合后觸發(fā)er/srer/sr釋放鈣，釋放鈣，即即caca2+2+誘發(fā)誘發(fā)caca2+2+釋放。釋放。 caca2+2+離開胞液的途徑離開胞液的途徑caca2+2+泵的作用：泵的作用： caca2+2+-atp-atp酶，活性依賴酶，活性依賴caca2+ 2+ 、mgmg2+2+。 nana+ +-ca-ca2+2

23、+交換：交換：非耗能，雙向轉(zhuǎn)運，非耗能，雙向轉(zhuǎn)運，3 3個個nana+ +交換交換1 1個個caca2+2+ h h+ +-ca-ca2+2+交換：交換：主要見于線粒體，雙向轉(zhuǎn)運主要見于線粒體，雙向轉(zhuǎn)運 ca2+2+ b pr線粒體線粒體肌漿網(wǎng)肌漿網(wǎng) srca 2+2+ ca 2+2+ ca2+ca2+ca2+e：10-3mcaca2+2+ii：1010-7-7m m電壓依電壓依賴性鈣賴性鈣通道通道受體操縱受體操縱性鈣通道性鈣通道ca2+泵ca2+nana+ +-ca-ca2 2+ +載體載體ca2+膜電位達(dá)一定膜電位達(dá)一定程度時開放程度時開放細(xì)胞內(nèi)鈣庫釋放：細(xì)胞內(nèi)鈣庫釋放：ipip3 3敏敏

24、感和不敏感兩類鈣庫感和不敏感兩類鈣庫h h+ +-ca-ca2+2+與激動劑結(jié)與激動劑結(jié)合后開放合后開放ca2+ca2+（二）細(xì)胞內(nèi)鈣超載的產(chǎn)生機制（二）細(xì)胞內(nèi)鈣超載的產(chǎn)生機制u 細(xì)胞膜通透性增加細(xì)胞膜通透性增加u nana+ +caca2+2+交換增加交換增加 u 兒茶酚胺增多兒茶酚胺增多 ( (三三) ) 鈣超載引起細(xì)胞損傷的機制鈣超載引起細(xì)胞損傷的機制損傷線粒體功能和結(jié)構(gòu)損傷線粒體功能和結(jié)構(gòu)激活鈣依賴性降解酶激活鈣依賴性降解酶 促進(jìn)活性氧生成促進(jìn)活性氧生成 破壞細(xì)胞骨架破壞細(xì)胞骨架 活性氧的作用活性氧的作用鈣超載鈣超載白細(xì)胞的作用白細(xì)胞的作用高能磷酸化合物生成障礙高能磷酸化合物生成障礙

25、缺血再灌注后的炎癥反應(yīng)是以白細(xì)胞缺血再灌注后的炎癥反應(yīng)是以白細(xì)胞聚集并穿過微血管壁、浸潤周圍組織，同聚集并穿過微血管壁、浸潤周圍組織，同時伴有微血管功能紊亂及局部組織中液體時伴有微血管功能紊亂及局部組織中液體及蛋白質(zhì)積聚為標(biāo)志的急性炎癥反應(yīng)。及蛋白質(zhì)積聚為標(biāo)志的急性炎癥反應(yīng)。三、白細(xì)胞的作用三、白細(xì)胞的作用（一）（一）白細(xì)胞聚集的機制白細(xì)胞聚集的機制1. 趨化因子生成增多趨化因子生成增多 (increased production of chemokines)2. 細(xì)胞黏附分子生成增多細(xì)胞黏附分子生成增多 (increased production of adhesion molecules)

26、 無復(fù)流現(xiàn)象無復(fù)流現(xiàn)象(no-reflow phenomenon ) 恢復(fù)血液灌注后，缺血區(qū)依然得不恢復(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)象到充分血流灌注的現(xiàn)象稱無復(fù)流現(xiàn)象。( (二二) )白細(xì)胞聚集在缺血白細(xì)胞聚集在缺血- -再灌注損傷中的作用再灌注損傷中的作用1. 阻塞微循環(huán)阻塞微循環(huán) 2. 2. 釋放活性氧釋放活性氧 3. 3. 釋放各種顆粒成分釋放各種顆粒成分4. 4. 產(chǎn)生各種促炎性細(xì)胞因子產(chǎn)生各種促炎性細(xì)胞因子 活性氧的作用活性氧的作用鈣超載鈣超載白細(xì)胞的作用白細(xì)胞的作用高能磷酸化合物生成障礙高能磷酸化合物生成障礙四、高能磷酸化合物生成障礙四、高能磷酸化合物生

27、成障礙1. 1. 線粒體受損線粒體受損 2. atp2. atp合成的前身物質(zhì)減少合成的前身物質(zhì)減少缺血缺血- -再灌注區(qū)再灌注區(qū)atpatp生成能力下降的機制為：生成能力下降的機制為： 第四節(jié)第四節(jié) 機體主要器官的缺血機體主要器官的缺血- -再灌注損傷再灌注損傷一、心臟缺血一、心臟缺血- -再灌注損傷再灌注損傷心肌頓抑（心肌頓抑（myocardial stunning):myocardial stunning):指心肌經(jīng)短暫缺血指心肌經(jīng)短暫缺血并恢復(fù)供血后，在一段較長時間內(nèi)處于并恢復(fù)供血后，在一段較長時間內(nèi)處于“低功能狀低功能狀態(tài)態(tài)”，常需數(shù)小時或數(shù)天才可恢復(fù)正常功能的現(xiàn)象。，常需數(shù)小時或數(shù)

28、天才可恢復(fù)正常功能的現(xiàn)象。1. 1. 缺血缺血- -再灌注性心律失常再灌注性心律失常2. 2. 心肌舒縮功能下降心肌舒縮功能下降3. 3. 心肌結(jié)構(gòu)的變化心肌結(jié)構(gòu)的變化自由基和鈣自由基和鈣超載造成的超載造成的心肌損傷及心肌損傷及再灌注后細(xì)再灌注后細(xì)胞內(nèi)外離子胞內(nèi)外離子分布紊亂分布紊亂 心肌缺血性損傷和再灌注性損傷的主要表現(xiàn)心肌缺血性損傷和再灌注性損傷的主要表現(xiàn) 缺血性損傷缺血性損傷 再灌注性損傷再灌注性損傷發(fā)病環(huán)節(jié)發(fā)病環(huán)節(jié) 缺血、缺氧缺血、缺氧再灌注再灌注微小血管微小血管 早期無堵塞現(xiàn)象早期無堵塞現(xiàn)象微小血管堵塞、出現(xiàn)無復(fù)流現(xiàn)象微小血管堵塞、出現(xiàn)無復(fù)流現(xiàn)象心肌功能心肌功能 進(jìn)行性下降進(jìn)行性下降

29、心肌頓抑心肌頓抑心律失常心律失常 多緩慢發(fā)生多緩慢發(fā)生多突然發(fā)生多突然發(fā)生較少為室顫較少為室顫很快轉(zhuǎn)化為室顫很快轉(zhuǎn)化為室顫-阻滯劑有效阻滯劑有效-阻滯劑有效阻滯劑有效心電圖心電圖stst段抬高，段抬高，r r波增波增高高stst段不抬高，段不抬高，r r波降低，出現(xiàn)病理波降低，出現(xiàn)病理性性u u波波二、腦缺血再灌注損傷二、腦缺血再灌注損傷臨床表現(xiàn)：臨床表現(xiàn)：感覺、運動或意識嚴(yán)重障礙感覺、運動或意識嚴(yán)重障礙腦電圖：腦電圖：病理性慢波病理性慢波組織學(xué)變化：組織學(xué)變化：腦水腫腦水腫腦缺血再灌注損傷的發(fā)生機制的特點：腦缺血再灌注損傷的發(fā)生機制的特點： 興奮性氨基酸的神經(jīng)毒性作用興奮性氨基酸的神經(jīng)毒性作

30、用 腦細(xì)胞更易受活性氧損傷腦細(xì)胞更易受活性氧損傷盡早恢復(fù)血流，減少缺血時間盡早恢復(fù)血流，減少缺血時間采用低壓、低溫、低鈣再灌注液采用低壓、低溫、低鈣再灌注液清除活性氧清除活性氧鈣拮抗劑的使用鈣拮抗劑的使用抗白細(xì)胞療法抗白細(xì)胞療法 補充能量及促進(jìn)能量生成補充能量及促進(jìn)能量生成啟動細(xì)胞內(nèi)源性保護(hù)機制啟動細(xì)胞內(nèi)源性保護(hù)機制第五節(jié)第五節(jié) 防治原則防治原則啟動細(xì)胞內(nèi)源性保護(hù)機制啟動細(xì)胞內(nèi)源性保護(hù)機制（1 1）缺血預(yù)適應(yīng)：）缺血預(yù)適應(yīng)：最有效最有效組織器官經(jīng)反復(fù)短暫缺血后，會明顯增強對隨后組織器官經(jīng)反復(fù)短暫缺血后，會明顯增強對隨后較長時間缺血及再灌注損傷的抵抗力的現(xiàn)象。較長時間缺血及再灌注損傷的抵抗力的現(xiàn)

31、象。（2 2）缺血后適應(yīng)）缺血后適應(yīng)在全面恢復(fù)再灌注前短暫多次預(yù)再灌、停灌處理，在全面恢復(fù)再灌注前短暫多次預(yù)再灌、停灌處理，可減輕缺血可減輕缺血再灌注損傷。再灌注損傷。a: 7 d after an ischemic preconditioning for 3 min; a: 7 d after an ischemic preconditioning for 3 min; b: ischemic insult for 8 min; b: ischemic insult for 8 min; c: preconditioning+ ischemic insultc: preconditionin

32、g+ ischemic insultacbb: 7 d after lip; b: 7 d after lip; c: ischemic insult for 8 min; c: ischemic insult for 8 min; d: lip + ischemic insultd: lip + ischemic insult the end1、膜脂質(zhì)過氧化（、膜脂質(zhì)過氧化（ lipid peroxidation） 生物膜的主要成分是極性脂質(zhì)（磷脂、膽固醇）和生物膜的主要成分是極性脂質(zhì)（磷脂、膽固醇）和膜蛋白（酶等），是活性氧攻擊的主要部位。膜磷膜蛋白（酶等），是活性氧攻擊的主要部位。膜磷脂

33、富含多價不飽和脂肪酸，易發(fā)生脂質(zhì)過氧化。脂富含多價不飽和脂肪酸，易發(fā)生脂質(zhì)過氧化。（1）細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)破壞）細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)破壞離子通道變構(gòu)離子通道變構(gòu)細(xì)胞膜受體失活細(xì)胞膜受體失活酶活性改變酶活性改變（2）細(xì)胞器膜結(jié)構(gòu)破壞）細(xì)胞器膜結(jié)構(gòu)破壞線粒體腫脹、功能障礙，線粒體腫脹、功能障礙，產(chǎn)能減產(chǎn)能減少；少；線粒體膜通透性增強，凋亡線粒體膜通透性增強，凋亡因子溢出，誘導(dǎo)凋亡因子溢出，誘導(dǎo)凋亡 溶酶體破裂釋放溶酶體酶，引起溶酶體破裂釋放溶酶體酶，引起細(xì)胞細(xì)胞結(jié)構(gòu)破壞結(jié)構(gòu)破壞肌漿網(wǎng)肌漿網(wǎng)ca2+-atp酶活性降低，攝酶活性降低，攝取的取的ca2+減少，減少，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)鈣超載導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)鈣超載（3）脂質(zhì)信號分子生成異

34、常）脂質(zhì)信號分子生成異常磷脂是細(xì)胞膜所特有的成分，其中肌醇磷磷脂是細(xì)胞膜所特有的成分，其中肌醇磷脂在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中十分重要。它的脂質(zhì)脂在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中十分重要。它的脂質(zhì)過氧化不會影響膜的穩(wěn)定性，但卻會使前過氧化不會影響膜的穩(wěn)定性，但卻會使前列腺素（列腺素（pgs）、）、1，4，5-三磷酸肌醇三磷酸肌醇（ip3）和二酰甘油（）和二酰甘油（dg）等生成障礙，）等生成障礙，使細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)異常。使細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)異常。2 2、蛋白質(zhì)失活、蛋白質(zhì)失活 活性氧對酶活性的影響包括：活性氧對酶活性的影響包括：破壞氧化酶的活性中心破壞氧化酶的活性中心巰基；巰基；破壞酶活性所必需的脂質(zhì)微環(huán)境破壞酶活性所必需的脂質(zhì)微環(huán)

35、境 ；在酶蛋白之間發(fā)生交聯(lián)形成多聚物；在酶蛋白之間發(fā)生交聯(lián)形成多聚物；攻擊酶活性中心部位的氨基酸；攻擊酶活性中心部位的氨基酸；可激活一些酶，加劇炎癥反應(yīng)?？杉せ钜恍┟?，加劇炎癥反應(yīng)。使蛋白質(zhì)變性、聚合、降解或肽鏈斷裂，使蛋白質(zhì)變性、聚合、降解或肽鏈斷裂，使酶、受體、離子通道等產(chǎn)生功能障礙。使酶、受體、離子通道等產(chǎn)生功能障礙。3 3、dnadna損傷損傷造成造成dna損傷的活性氧主要是損傷的活性氧主要是ohoh和和nono，可，可造成堿基修飾、斷裂和交聯(lián)。造成堿基修飾、斷裂和交聯(lián)。（1 1）細(xì)胞核）細(xì)胞核dnadna損傷損傷 堿基修飾：堿基修飾：活性氧與堿基發(fā)生加成反應(yīng)，改變活性氧與堿基發(fā)生加成

36、反應(yīng)，改變dnadna結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)， 影響遺傳信息的正確表達(dá)。影響遺傳信息的正確表達(dá)。 dnadna斷裂：斷裂：破壞核酸分子的完整性，導(dǎo)致遺傳突變。破壞核酸分子的完整性，導(dǎo)致遺傳突變。 dnadna交鏈：交鏈：導(dǎo)致導(dǎo)致dnadna復(fù)制、轉(zhuǎn)錄障礙，遺傳信息表達(dá)受阻復(fù)制、轉(zhuǎn)錄障礙，遺傳信息表達(dá)受阻（2 2）線粒體）線粒體dnadna損傷損傷 導(dǎo)致線粒體的生長、分化和功導(dǎo)致線粒體的生長、分化和功 能障礙；活化凋亡蛋白酶，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。能障礙；活化凋亡蛋白酶，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。4 4、細(xì)胞間基質(zhì)破壞、細(xì)胞間基質(zhì)破壞 氧自由基可使透明質(zhì)酸酶降解、氧自由基可使透明質(zhì)酸酶降解、膠原蛋白交聯(lián)，從而使細(xì)胞間基膠原蛋白

37、交聯(lián)，從而使細(xì)胞間基質(zhì)變得疏松、彈性降低。質(zhì)變得疏松、彈性降低。 細(xì)胞膜通透性增加細(xì)胞膜通透性增加1、缺血導(dǎo)致細(xì)胞膜外板與外層的糖被分離、缺血導(dǎo)致細(xì)胞膜外板與外層的糖被分離細(xì)胞膜對鈣的通透性增加，鈣進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。細(xì)胞膜對鈣的通透性增加，鈣進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。2、磷脂酶被激活，膜磷脂被降解，細(xì)胞膜、磷脂酶被激活，膜磷脂被降解，細(xì)胞膜對鈣的通透性增加，鈣進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。對鈣的通透性增加，鈣進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。3、大量的活性氧破壞細(xì)胞質(zhì)膜和細(xì)胞器質(zhì)、大量的活性氧破壞細(xì)胞質(zhì)膜和細(xì)胞器質(zhì)膜，膜通透性增加、結(jié)構(gòu)損傷，胞外鈣內(nèi)流膜，膜通透性增加、結(jié)構(gòu)損傷，胞外鈣內(nèi)流增加，胞內(nèi)肌漿網(wǎng)和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鈣轉(zhuǎn)運障礙。增加，胞內(nèi)肌漿網(wǎng)和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鈣轉(zhuǎn)

38、運障礙。細(xì)胞內(nèi)高細(xì)胞內(nèi)高h(yuǎn)h+ + 促進(jìn)促進(jìn)nana+ +-ca-ca2 2+ +交換交換胞內(nèi)胞內(nèi)hh+ + h h+ +-na-na+ +交換交換胞內(nèi)胞內(nèi)nana+ + 鈉鈣交換蛋白鈉鈣交換蛋白nana+ +-ca-ca2 2+ +交換增加交換增加鈣超載鈣超載缺血缺血缺氧缺氧再灌注再灌注胞外低胞外低hh+ + 胞內(nèi)高胞內(nèi)高h(yuǎn)h+ + h h+ +- na- na+ +交換蛋白交換蛋白na2+h+ca2+ na+ca2+交換增加交換增加酸中毒酸中毒細(xì)胞內(nèi)高鈉直接促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)高鈉直接促進(jìn)nana+ +-ca-ca2 2+ +交換交換缺血缺血atpatp減少減少鈉泵功鈉泵功能障礙能障礙 胞內(nèi)胞內(nèi) nana+ + nnana+ +向細(xì)胞外轉(zhuǎn)移向細(xì)胞外轉(zhuǎn)移ncaca2+2+向細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)移向細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)移鈣鈣超超載載兒茶酚胺增多兒茶酚胺增多促進(jìn)鈣內(nèi)流促進(jìn)鈣內(nèi)流1、受體使腺苷酸環(huán)化酶受體使腺苷酸環(huán)化酶活化活化激活激活