缺血再灌注損傷

1、第第10 10 章章缺血缺血- -再灌注損傷再灌注損傷 Ischemia-reperfusion injury患者患者：男男5454歲，因胸悶、大汗歲，因胸悶、大汗1h1h入急診入急診病房。病房。體查體查：血壓血壓65/40mmHg65/40mmHg，意識(shí)淡漠，心，意識(shí)淡漠，心率率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)冠心病史。心電圖示年，否認(rèn)冠心病史。心電圖示度房室傳度房室傳導(dǎo)阻滯。冠狀動(dòng)脈造影證實(shí)：右冠狀動(dòng)脈導(dǎo)阻滯。冠狀動(dòng)脈造影證實(shí)：右冠狀動(dòng)脈上段上段85%85%狹窄，中段狹窄，中段78%78%狹窄。狹窄。治療治療：給予阿托品、多巴胺、

2、低分子右給予阿托品、多巴胺、低分子右旋糖酐等進(jìn)行擴(kuò)冠治療。旋糖酐等進(jìn)行擴(kuò)冠治療。 入院上午入院上午1010時(shí)用時(shí)用尿激酶尿激酶靜脈靜脈溶栓溶栓。 1010時(shí)時(shí)4040分出現(xiàn)分出現(xiàn)陣發(fā)性心室顫動(dòng)（室陣發(fā)性心室顫動(dòng)（室顫），顫），立即給予除顫，至立即給予除顫，至11 11時(shí)時(shí)2020分分反復(fù)反復(fù)發(fā)生發(fā)生室性心動(dòng)過(guò)速、室顫，共除顫室性心動(dòng)過(guò)速、室顫，共除顫7 7次，次，同時(shí)給予利多卡因、小劑量異丙腎上腺素同時(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。后心律轉(zhuǎn)為竇性，血壓平穩(wěn)，意識(shí)清楚。 病例分析病例分析 1為什么在溶栓后出為什么在溶栓后出現(xiàn)嚴(yán)重的心律失?，F(xiàn)嚴(yán)重的心律失常?

3、?特點(diǎn)：特點(diǎn)：冠狀動(dòng)脈梗塞造成心肌細(xì)胞缺血冠狀動(dòng)脈梗塞造成心肌細(xì)胞缺血尿激酶溶解血栓：尿激酶溶解血栓：thrombolysis病例分析病例分析 2K.R. 68歲，女性，患糖尿病，接受傳統(tǒng)的冠狀歲，女性，患糖尿病，接受傳統(tǒng)的冠狀動(dòng)脈搭橋手術(shù)，動(dòng)脈搭橋手術(shù)，術(shù)后心輸出量（術(shù)后心輸出量（CO）反而降低）反而降低。1975年年 Schaffer報(bào)道報(bào)道234例冠脈溶栓，例冠脈溶栓，89例室顫例室顫 手術(shù)或者溶栓之前心肌細(xì)胞手術(shù)或者溶栓之前心肌細(xì)胞缺血缺血。2.2. 通過(guò)溶栓治療或者手術(shù)使冠脈恢復(fù)血流通過(guò)溶栓治療或者手術(shù)使冠脈恢復(fù)血流后，心肌細(xì)胞缺血造成的后，心肌細(xì)胞缺血造成的損傷更為嚴(yán)重?fù)p傷更為嚴(yán)重

4、。病例共同特點(diǎn)病例共同特點(diǎn)組織缺氧組織缺氧冠脈搭橋術(shù)、斷肢再植、心腦肺復(fù)蘇、冠脈搭橋術(shù)、斷肢再植、心腦肺復(fù)蘇、 休克時(shí)微循環(huán)的疏通冠脈痙攣緩解等休克時(shí)微循環(huán)的疏通冠脈痙攣緩解等恢復(fù)供血的過(guò)程中，出現(xiàn)缺血組恢復(fù)供血的過(guò)程中，出現(xiàn)缺血組織的功能、結(jié)構(gòu)損傷加重?？椀墓δ堋⒔Y(jié)構(gòu)損傷加重。病情惡化病情惡化原 因 缺血缺血- -再灌注損傷再灌注損傷 缺血缺血的組織、器官經(jīng)的組織、器官經(jīng)恢復(fù)血液灌注恢復(fù)血液灌注后不但不能使其功能和結(jié)構(gòu)恢復(fù)，后不但不能使其功能和結(jié)構(gòu)恢復(fù)，反而反而加重加重其功能障礙和結(jié)構(gòu)損傷的現(xiàn)象。其功能障礙和結(jié)構(gòu)損傷的現(xiàn)象。概念概念 IRIIRI先缺血，后再灌先缺血，后再灌簡(jiǎn) 史認(rèn)識(shí)就從這簡(jiǎn)

5、單現(xiàn)象開(kāi)始認(rèn)識(shí)就從這簡(jiǎn)單現(xiàn)象開(kāi)始u 1955年，年，SewellSewell結(jié)扎狗結(jié)扎狗冠狀動(dòng)脈冠狀動(dòng)脈后，如后，如突然解除結(jié)扎突然解除結(jié)扎，恢復(fù)，恢復(fù)血流，動(dòng)物室顫而死亡，臨床類同。血流，動(dòng)物室顫而死亡，臨床類同。u1960年，年，JenningsJennings第一次提出第一次提出心肌再灌注損傷心肌再灌注損傷MIRMIR的概念。的概念。u 1967年，年，BulkleyBulkley和和HutchinsHutchins發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)冠脈搭橋冠脈搭橋血管再通后的病血管再通后的病人發(fā)生心肌細(xì)胞反常性壞死人發(fā)生心肌細(xì)胞反常性壞死 1968 Ames brain IRIAmes brain IRI 19

6、72 Flore Flore kidney IRIkidney IRI 1978 Modry lung IRIModry lung IRI 1981 Greenberg gut IRIgut IRI影響因素缺血時(shí)間：缺血時(shí)間：過(guò)短過(guò)短功能恢復(fù)；過(guò)長(zhǎng)功能恢復(fù)；過(guò)長(zhǎng)壞死：損傷更嚴(yán)重壞死：損傷更嚴(yán)重 缺血缺血 40 - 60 40 - 60 分鐘分鐘 可逆性損傷期可逆性損傷期 不可逆性損傷期不可逆性損傷期側(cè)支循環(huán)：側(cè)支循環(huán)： 血液循環(huán)側(cè)支代償情況血液循環(huán)側(cè)支代償情況 需氧程度：需氧程度：能量貯備能量貯備及對(duì)缺血的敏感性及對(duì)缺血的敏感性再灌注條件再灌注條件為什么同一種疾病使用同一種治療措施會(huì)出現(xiàn)切然相

7、反的結(jié)果呢？為什么同一種疾病使用同一種治療措施會(huì)出現(xiàn)切然相反的結(jié)果呢？側(cè)支循環(huán)T, Na+, pH, Ca2+鈣反常鈣反常(calcium paradox): 預(yù)先用無(wú)鈣溶液短暫灌流后，恢復(fù)正常含鈣溶液灌流，預(yù)先用無(wú)鈣溶液短暫灌流后，恢復(fù)正常含鈣溶液灌流，導(dǎo)致細(xì)胞外導(dǎo)致細(xì)胞外Ca2+大量?jī)?nèi)流而引起細(xì)胞損傷進(jìn)一步加重的現(xiàn)象。大量?jī)?nèi)流而引起細(xì)胞損傷進(jìn)一步加重的現(xiàn)象。氧反常氧反常(oxygen paradox): 用低氧或無(wú)氧灌注液灌注心臟一段時(shí)間后，用低氧或無(wú)氧灌注液灌注心臟一段時(shí)間后，恢復(fù)正常恢復(fù)正常氧供應(yīng)氧供應(yīng)，心肌的損傷更趨嚴(yán)重的現(xiàn)象。，心肌的損傷更趨嚴(yán)重的現(xiàn)象。pHpH反常反常(pH pa

8、radox): 再灌注時(shí)再灌注時(shí)迅速糾正迅速糾正缺血組織的酸中毒，損傷反而進(jìn)一步加缺血組織的酸中毒，損傷反而進(jìn)一步加重的現(xiàn)象。重的現(xiàn)象。 低氧灌注低氧灌注/ /缺氧缺氧復(fù)氧復(fù)氧損傷加重?fù)p傷加重?zé)o鈣液灌注無(wú)鈣液灌注含鈣液含鈣液心肌損傷加重心肌損傷加重再灌注時(shí)再灌注時(shí)糾酸糾酸損傷加重?fù)p傷加重缺血組織能量缺乏臨床資料心臟換瓣手術(shù)開(kāi)始心臟換瓣手術(shù)開(kāi)始心肌供血停止心肌供血停止心肌缺血心肌缺血換瓣手術(shù)換瓣手術(shù)進(jìn)行進(jìn)行4040分鐘分鐘換瓣手術(shù)結(jié)束換瓣手術(shù)結(jié)束心肌供血恢復(fù)心肌供血恢復(fù)心肌供血恢心肌供血恢復(fù)后復(fù)后2020分鐘分鐘心肌組織內(nèi)心肌組織內(nèi)ATPATP含量最高含量最高心肌組織內(nèi)心肌組織內(nèi)ATPATP含量

9、高于含量高于恢復(fù)心肌供血恢復(fù)心肌供血后后2020分鐘分鐘心肌組織內(nèi)心肌組織內(nèi)ATPATP含量最低含量最低心肌組織內(nèi)心肌組織內(nèi)ATPATP含量低含量低于心肌缺血于心肌缺血4040分鐘時(shí)分鐘時(shí)心臟換瓣手術(shù)過(guò)程中不同時(shí)間心肌組織內(nèi)心臟換瓣手術(shù)過(guò)程中不同時(shí)間心肌組織內(nèi)ATPATP含量測(cè)定結(jié)果含量測(cè)定結(jié)果 (Mechanisms of(Mechanisms of ischemia-reperfusion injury) ischemia-reperfusion injury)第第 2 2 節(jié)節(jié) 缺血再灌注損傷的發(fā)生機(jī)制缺血再灌注損傷的發(fā)生機(jī)制中性粒細(xì)胞的作用中性粒細(xì)胞的作用 細(xì)胞內(nèi)鈣超載細(xì)胞內(nèi)鈣超載【發(fā)

10、病機(jī)制】【發(fā)病機(jī)制】（PathogenesisPathogenesis）自由基生成增自由基生成增多多 血管緊張素血管緊張素的作用的作用內(nèi)皮素的作用內(nèi)皮素的作用 高能磷酸化合物缺高能磷酸化合物缺乏乏自學(xué)自學(xué)外層軌道外層軌道上含有單個(gè)不配對(duì)電子的原子、原子團(tuán)和上含有單個(gè)不配對(duì)電子的原子、原子團(tuán)和分子的總稱。分子的總稱。特特 點(diǎn)點(diǎn)氧化性強(qiáng)氧化性強(qiáng) 奪取奪取其他分子的電子，穩(wěn)定自身，破壞其他分子。其他分子的電子，穩(wěn)定自身，破壞其他分子?；瘜W(xué)性質(zhì)活潑化學(xué)性質(zhì)活潑自由基自由基極易引起臨近原子或分子發(fā)生連鎖反應(yīng)，產(chǎn)生新的自由基。極易引起臨近原子或分子發(fā)生連鎖反應(yīng)，產(chǎn)生新的自由基。 氧自由基氧自由基 超氧陰離

11、子超氧陰離子 羥自由基羥自由基 OH 脂性自由基：脂性自由基：氧自由基氧自由基與多聚不飽和脂肪酸發(fā)生與多聚不飽和脂肪酸發(fā)生脂質(zhì)過(guò)氧化脂質(zhì)過(guò)氧化，鏈，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)后生成的中間代謝產(chǎn)物。式反應(yīng)后生成的中間代謝產(chǎn)物。 氮中心自由基：氮中心自由基：活性氮活性氮 一氧化氮一氧化氮（NO）、）、 過(guò)氧亞硝基陰離子過(guò)氧亞硝基陰離子（ONOO-）自由基種類自由基種類O2 (oxygen free radical，OFR) 烷自由基烷自由基（L） 烷氧自由烷氧自由（LO） 烷過(guò)氧自由基烷過(guò)氧自由基（LOO）活性氧活性氧 (R0S)氧自由基氧自由基O2 超氧陰離子超氧陰離子 羥自由基羥自由基 OH 過(guò)氧化氫過(guò)氧化氫

12、H2O2單線態(tài)氧單線態(tài)氧 1O2一種激發(fā)態(tài)氧，其氧分子中兩個(gè)外層電子軌道中的一種激發(fā)態(tài)氧，其氧分子中兩個(gè)外層電子軌道中的電子自旋方向相反電子自旋方向相反，氧分子的反應(yīng)，氧分子的反應(yīng)能力大大增加。這種氧分子在紫外光譜中呈現(xiàn)一條單線，故稱單線態(tài)氧。能力大大增加。這種氧分子在紫外光譜中呈現(xiàn)一條單線，故稱單線態(tài)氧。在活性氧中含量最高約占在活性氧中含量最高約占80%在在ROS中毒性最大，中毒性最大， 直接損傷直接損傷DNAOH 一對(duì)電子在一對(duì)電子在 呼吸鏈中呼吸鏈中3次穿膜運(yùn)動(dòng)，向外室排放了次穿膜運(yùn)動(dòng)，向外室排放了10個(gè)質(zhì)子。個(gè)質(zhì)子。NADPH提供一對(duì)電子，經(jīng)電子傳遞鏈，產(chǎn)生質(zhì)子濃度差，最后為O2所接受

13、 正常體內(nèi)氧自由基產(chǎn)生的機(jī)制正常體內(nèi)氧自由基產(chǎn)生的機(jī)制正常正常: O2 + 4 e- + 4H+H2O + ATP自由基自由基O2O2OH H2O2H2Oe-e-+2H+e-+H+e-+H+H2O1-2% OO- -2 2的生成是其他自由基或活性氧生成的基礎(chǔ)的生成是其他自由基或活性氧生成的基礎(chǔ) 活性氧的清除活性氧的清除l 正常情況下：仍存在正常情況下：仍存在1-2%1-2%的的ROSROS，因?yàn)轶w內(nèi)的，因?yàn)轶w內(nèi)的NADPHNADPH氧氧化酶、黃嘌呤氧化酶、化酶、黃嘌呤氧化酶、P450P450細(xì)胞色素單加氧酶作用。細(xì)胞色素單加氧酶作用。l大部分被清除大部分被清除：即體內(nèi)抗自由基生化防護(hù)系統(tǒng)：即體

14、內(nèi)抗自由基生化防護(hù)系統(tǒng)：清除自由基的抗氧化酶：清除自由基的抗氧化酶：SODSOD、GSH-PXGSH-PX、CATCAT低分子抗氧化劑：低分子抗氧化劑：維生素維生素E E、C C，谷光甘肽谷光甘肽等等OHOH. .Superoxide dismutaseHydrogen peroxidaseO O2_.H H2 2O O2 2H H2 2O OFeFe2+2+SODGSH-PX霍金與霍金與CuZn- SODCuZn- SOD突變所致的脊髓側(cè)索硬化癥突變所致的脊髓側(cè)索硬化癥自由基自由基缺血再灌注損傷時(shí)自由基缺血再灌注損傷時(shí)自由基生成增多生成增多的機(jī)制的機(jī)制 1. 1. 黃嘌呤氧化酶的形成增多黃嘌

15、呤氧化酶的形成增多 2. 2. 中性粒細(xì)胞中性粒細(xì)胞 3. 3. 線粒體線粒體 4. 4. 兒茶酚胺的自身氧化兒茶酚胺的自身氧化Ca2+1. 1. 黃嘌呤氧化酶的形成增多黃嘌呤氧化酶的形成增多(+)(+)缺血,缺氧補(bǔ)體趨化物質(zhì)中性粒細(xì)胞聚集,耗氧 氧經(jīng)NADPH氧化酶和NADH氧化酶催化生成大量氧自由基中性粒細(xì)胞的呼吸爆發(fā)(respiratory (respiratory burst)burst)2.中性粒細(xì)胞途徑(neutrophil pathway)再灌注再灌注LTB4 NADPH +2O2 2O-2 +NADP+H+ NADH+O2+2H+ H2O2+NAD+NADPHNADPH氧化酶氧

16、化酶NADHNADH氧化酶氧化酶 呼吸爆發(fā)呼吸爆發(fā) (Respiratory Burst(Respiratory Burst )： 缺血再灌注時(shí)中性粒細(xì)胞聚集，缺血再灌注時(shí)中性粒細(xì)胞聚集，被激活后耗氧量顯著增加被激活后耗氧量顯著增加，產(chǎn)生產(chǎn)生大量氧自由基大量氧自由基。 3. 3. 線粒體功能受損線粒體功能受損l 鈣超載，鈣超載，Ca2+ 使使 Mn-SOD 合成減少，合成減少，ROS清除率清除率 O2 + 4 e- + 4H+H2O + ATPl 鈣超載，再灌注氧鈣超載，再灌注氧ROS生成增多生成增多OHOH. .Superoxide dismutaseHydrogen peroxidaseO

17、 O2_.H H2 2O O2 2H H2 2O OFeFe2+2+SODGSH-PX 4. 4. 兒茶酚胺增加和氧化兒茶酚胺增加和氧化缺缺 氧氧 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 氧自由基氧自由基 +氧化活性很高，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。氧化活性很高，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。l 因自由基外層軌道上有一個(gè)不配對(duì)的電子，其因自由基外層軌道上有一個(gè)不配對(duì)的電子，其化學(xué)性化學(xué)性質(zhì)十分活潑質(zhì)十分活潑，從其它物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的外層軌道上奪取電子，從其它物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的外層軌道上奪取電子，引發(fā)一個(gè)生成新自由基的連鎖反應(yīng)。引發(fā)一個(gè)生成新自由基的連鎖反應(yīng)。l被奪取電

18、子的物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)因缺少一個(gè)電子發(fā)生結(jié)構(gòu)被奪取電子的物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)因缺少一個(gè)電子發(fā)生結(jié)構(gòu)的改變受損，同時(shí)生成新的自由基。的改變受損，同時(shí)生成新的自由基。IRIIRI時(shí)自由基時(shí)自由基生成增多生成增多對(duì)機(jī)體的損害對(duì)機(jī)體的損害IRIIRI時(shí)自由基時(shí)自由基生成增多生成增多對(duì)機(jī)體的損害對(duì)機(jī)體的損害1. 1. 膜脂質(zhì)過(guò)氧化膜脂質(zhì)過(guò)氧化（ lipid peroxidationlipid peroxidation） RH+RH+OHOH R +H R +H2 2O O R +O R +O2 2 ROO ROO ROO +RH ROOH+R ROO +RH ROOH+R 膜結(jié)構(gòu)遭到破壞膜結(jié)構(gòu)遭到破壞: : 細(xì)胞膜、

19、線粒體膜破壞細(xì)胞膜、線粒體膜破壞 通透性增強(qiáng)通透性增強(qiáng) IRIIRI時(shí)自由基時(shí)自由基生成增多生成增多對(duì)機(jī)體的損害對(duì)機(jī)體的損害1. 1. 膜脂質(zhì)過(guò)氧化膜脂質(zhì)過(guò)氧化（ lipid peroxidationlipid peroxidation） 膜蛋白（離子泵）、細(xì)胞信號(hào)蛋白遭破壞膜蛋白（離子泵）、細(xì)胞信號(hào)蛋白遭破壞 促進(jìn)其它生物活性物質(zhì)生成促進(jìn)其它生物活性物質(zhì)生成 白三烯、前列腺素、血栓素白三烯、前列腺素、血栓素等促進(jìn)白細(xì)胞聚集粘附到血管，造成無(wú)復(fù)流現(xiàn)象等促進(jìn)白細(xì)胞聚集粘附到血管，造成無(wú)復(fù)流現(xiàn)象2. 2. 蛋白功能受到損傷蛋白功能受到損傷（ lipid peroxidationlipid pero

20、xidation）肌漿網(wǎng)鈣泵活性降低，使攝取的肌漿網(wǎng)鈣泵活性降低，使攝取的CaCa2+2+ 減少導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)鈣超負(fù)荷，減少導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)鈣超負(fù)荷，心肌收縮力減弱，心肌收縮力減弱，3. 3. 染色體受到損傷染色體受到損傷（ lipid peroxidationlipid peroxidation） 斷裂、堿基替換斷裂、堿基替換 供能供能ATPATP減少減少 細(xì)胞膜為雙層脂質(zhì)結(jié)構(gòu)，其中含有多個(gè)不飽和脂肪酸，即含有多個(gè)雙鍵結(jié)構(gòu)（存在共用電子對(duì)，化學(xué)鍵的鍵力相對(duì)較弱）此處的電子（氫離子）往往是自由基攻擊（奪?。┑哪繕?biāo)。等多種功能。 膜蛋白質(zhì)包括受體、離子泵、離子通道上的巰基（SH）上的氫也是自由基奪取的目標(biāo)

21、。在自由基的攻擊下細(xì)胞膜的脂質(zhì)之間、蛋白質(zhì)之間、脂質(zhì)與蛋白質(zhì)之間結(jié)合。破壞細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)。 自由基啊自由基啊!你仿佛時(shí)刻在顯露你仿佛時(shí)刻在顯露從造奶酪的脂質(zhì)從造奶酪的脂質(zhì)到美酒中的亞硫酸鹽到美酒中的亞硫酸鹽你在陽(yáng)光中形成你在陽(yáng)光中形成在煙霧中漂浮在煙霧中漂浮你滲入食物你滲入食物一旦接觸機(jī)體，就繁殖增生。一旦接觸機(jī)體，就繁殖增生。自由基?。「闻K是你的搖藍(lán)，自由基??！肝臟是你的搖藍(lán)，藥物溶劑、殺蟲(chóng)劑藥物溶劑、殺蟲(chóng)劑都是制造你的原料。都是制造你的原料。你的生命力極強(qiáng)，你的生命力極強(qiáng)，甚至出沒(méi)在蘑菇肼天地甚至出沒(méi)在蘑菇肼天地古往今來(lái)，自由自在，古往今來(lái)，自由自在，自由基??！你生性兇殘，自由基??！你生

22、性兇殘，梗塞人的心臟梗塞人的心臟縮短人的年華，縮短人的年華，變異人的基因。變異人的基因。你的成因及原理，你的成因及原理，人們?cè)谧h論紛紛。人們?cè)谧h論紛紛。 自由基?。∧阃鹑缬撵`，自由基??！你宛如幽靈，有時(shí)紋絲不動(dòng)，有時(shí)紋絲不動(dòng)，有時(shí)無(wú)動(dòng)于衷。有時(shí)無(wú)動(dòng)于衷。有時(shí)轉(zhuǎn)眼即逝，有時(shí)轉(zhuǎn)眼即逝，無(wú)損秋毫，有時(shí)露出猙獰面目，無(wú)損秋毫，有時(shí)露出猙獰面目，侵蝕、摧殘人們侵蝕、摧殘人們, ,分光計(jì)、捕捉劑是你的敵人。分光計(jì)、捕捉劑是你的敵人。 自由基啊自由基！自由基啊自由基！你的復(fù)雜身世你的復(fù)雜身世專家們僅覺(jué)查三分，專家們僅覺(jué)查三分，你的其它奧妙你的其它奧妙還待深入探明。還待深入探明。Ca2+e：10-3mol/L

23、NaNa+ + -Ca -Ca2+2+載體載體胞漿鈣調(diào)蛋白胞漿鈣調(diào)蛋白Mito線粒體線粒體SR肌漿網(wǎng)肌漿網(wǎng)Ca 2+2+ Ca 2+2+ Ca2+泵泵Ca2+ 細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi)CaCa2+2+的穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)的穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié) Ca2+通道通道膜鈣結(jié)合蛋白膜鈣結(jié)合蛋白CaCa2+2+泵泵CaBP Ca2+通道通道 CaCa2+2+ii：1010-7-7mol/L 二、鈣超載二、鈣超載（Calcium overloadCalcium overload） 【概念】【概念】 各種原因引起的各種原因引起的細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi)鈣含量異常增多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。并導(dǎo)致細(xì)胞結(jié)構(gòu)損傷和功能代謝障礙。 u 正

24、常正常NaNa+-Ca2+交換蛋白交換蛋白CaCa2+2+3 NaNa+ +NaNa+ +k k+ +1u 發(fā)生缺血再灌注損傷時(shí)發(fā)生缺血再灌注損傷時(shí) Na+-Ca2+反方反方向交換（與正常交換方向相反）向交換（與正常交換方向相反）a. . 細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi)Na+對(duì)對(duì)Na+-Ca2+交換蛋白的直接激活交換蛋白的直接激活細(xì)胞內(nèi)鈣超載細(xì)胞內(nèi)鈣超載NaNa+ +NaNa+ + 缺血缺血 ATPATP降低降低 鈉鉀泵鈉鉀泵 胞內(nèi)高鈉胞內(nèi)高鈉NaNa+ +k k+ +CaCa2+2+ （1 ）Na+-Ca2+交換蛋白異常交換蛋白異常b.細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi)H+對(duì)對(duì)Na+-Ca2+交換蛋白的間接激活交換蛋白的間接激活N

25、aNa+ +H+H+H+H+NaNa+ +CaCa2+2+ (1) Na+-Ca2+交換蛋白異常交換蛋白異常缺血時(shí)：無(wú)氧代謝缺血時(shí)：無(wú)氧代謝產(chǎn)生產(chǎn)生H+增多增多再灌時(shí)：再灌時(shí)：組織間液組織間液H+迅速減少迅速減少細(xì)胞內(nèi)外較高的細(xì)胞內(nèi)外較高的H+差差 激活激活Na+/H+交換蛋白交換蛋白細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi)Na+ 激活激活Na+-Ca2+交換蛋白交換蛋白NaNa+ +c. PKCPKC對(duì)對(duì)Na+-Ca2+交換蛋白的間接激活交換蛋白的間接激活CaCa2+2+通道通道 (1) Na+-Ca2+交換蛋白異常交換蛋白異常 (2). (2).生物膜損傷造成生物膜損傷造成a.a.細(xì)胞膜損傷細(xì)胞膜損傷 缺血缺血 再灌

26、注再灌注 OFR，胞膜結(jié)構(gòu)破壞胞膜結(jié)構(gòu)破壞 b. 肌漿網(wǎng)膜損傷，該膜上的鈣泵攝取鈣能力降低肌漿網(wǎng)膜損傷，該膜上的鈣泵攝取鈣能力降低 Ca2+超載超載c.線粒體膜損傷，線粒體膜損傷，ATPATP產(chǎn)生水平降低，抑制鈣泵功能，產(chǎn)生水平降低，抑制鈣泵功能，鈣離子轉(zhuǎn)運(yùn)障礙，引起鈣超載鈣離子轉(zhuǎn)運(yùn)障礙，引起鈣超載 二、鈣超載二、鈣超載鈣超載引起再灌注損傷的機(jī)制肌漿網(wǎng)肌漿網(wǎng)損傷刺激損傷刺激肌漿肌漿CaCa2+2+ATPATP酶酶ATPATP磷脂酶磷脂酶磷脂分解磷脂分解蛋白酶蛋白酶膜和骨膜和骨架蛋白架蛋白破壞破壞核酶核酶染色體染色體 損傷損傷lCa2+PO33+Ca3(PO3)2 （沉淀）（沉淀）l損傷膜性細(xì)胞

27、損傷膜性細(xì)胞器如溶酶體、線器如溶酶體、線粒體、肌漿網(wǎng)粒體、肌漿網(wǎng)l Ca2+依賴性蛋白酶(XDXO)心心律律失失常常促進(jìn)氧促進(jìn)氧自由基自由基生成生成中性粒細(xì)胞的作用中性粒細(xì)胞的作用 細(xì)胞內(nèi)鈣超載細(xì)胞內(nèi)鈣超載【IRIIRI發(fā)病機(jī)制】發(fā)病機(jī)制】（PathogenesisPathogenesis）自由基生成增自由基生成增多多 血管緊張素血管緊張素的作用的作用內(nèi)皮素的作用內(nèi)皮素的作用 高能磷酸化合物缺高能磷酸化合物缺乏乏自學(xué)自學(xué)1.IRI1.IRI白細(xì)胞（中性粒細(xì)胞）增多的機(jī)制白細(xì)胞（中性粒細(xì)胞）增多的機(jī)制 缺血缺血- -再灌注時(shí)再灌注時(shí)VECVEC與白細(xì)胞激活釋放粘附因子與白細(xì)胞激活釋放粘附因子粘附

28、分子（粘附分子（adhesion molecule） 是指由細(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)是指由細(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)之間粘附的一大類分子的總稱，如之間粘附的一大類分子的總稱，如整合素整合素、選擇素選擇素、細(xì)胞間粘附分子細(xì)胞間粘附分子、血管細(xì)胞粘附分子血管細(xì)胞粘附分子及及血小板內(nèi)皮細(xì)胞粘附分子血小板內(nèi)皮細(xì)胞粘附分子等。在維持細(xì)胞結(jié)構(gòu)完等。在維持細(xì)胞結(jié)構(gòu)完整和細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中起重要作用。整和細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中起重要作用。 趨化因子生成增多趨化因子生成增多 ORF促進(jìn)產(chǎn)生白三烯、前列腺素、血栓素等，促進(jìn)產(chǎn)生白三烯、前列腺素、血栓素等，促進(jìn)白細(xì)促進(jìn)白細(xì)胞聚集

29、、胞聚集、粘附到血管或者浸潤(rùn)至組織。粘附到血管或者浸潤(rùn)至組織。2. 2. 白細(xì)胞（中性粒細(xì)胞）增多引起再灌注損傷白細(xì)胞（中性粒細(xì)胞）增多引起再灌注損傷（1.1.）微血管損傷）微血管損傷 表現(xiàn)：表現(xiàn)：無(wú)復(fù)流現(xiàn)象（無(wú)復(fù)流現(xiàn)象（no-reflow phenomenonno-reflow phenomenon）： 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(wú)復(fù)流現(xiàn)象。的灌注，稱此為無(wú)復(fù)流現(xiàn)象。 機(jī)制：機(jī)制： （1 1）微血管）微血管血液流變學(xué)改變血液流變學(xué)改變：白細(xì)胞粘附：白細(xì)胞粘附 （2 2）微血管）

30、微血管口徑改變：內(nèi)皮腫脹口徑改變：內(nèi)皮腫脹；縮血管物質(zhì)的釋放；縮血管物質(zhì)的釋放 （3 3）微血管通透性增高微血管通透性增高2.2.組織細(xì)胞損傷組織細(xì)胞損傷 激活的激活的VECVEC和和N N可釋放大量粘附因子，可釋放大量粘附因子，促進(jìn)中性粒細(xì)胞游走促進(jìn)中性粒細(xì)胞游走和和跨內(nèi)皮細(xì)胞遷移跨內(nèi)皮細(xì)胞遷移，從而對(duì)，從而對(duì)VECVEC造成損傷造成損傷 此后此后VECVEC和和N N釋放炎癥介質(zhì)造成組織損傷。釋放炎癥介質(zhì)造成組織損傷。 VEC通透性增大通透性增大中性粒細(xì)胞遷移中性粒細(xì)胞遷移.增多的中性粒細(xì)胞釋放炎癥增多的中性粒細(xì)胞釋放炎癥因子，損傷因子，損傷VEC，也可損傷組，也可損傷組織細(xì)胞?？椉?xì)胞。

31、通透性增大后造成組織水腫通透性增大后造成組織水腫進(jìn)步擠壓進(jìn)步擠壓VEC造成官腔狹窄。造成官腔狹窄。VEC通透性增大，血漿外滲，通透性增大，血漿外滲，血液粘稠。血液粘稠。l中性粒細(xì)胞之間、中性細(xì)胞中性粒細(xì)胞之間、中性細(xì)胞與與VEC之間的粘附之間的粘附l血流粘稠變慢血流粘稠變慢 。再灌注管徑狹窄，血再灌注管徑狹窄，血流阻力增大流阻力增大VEC腫脹腫脹縮血管物質(zhì)增多縮血管物質(zhì)增多 TAX2舒張血管物質(zhì)變少，舒張血管物質(zhì)變少，PGI2 缺血再灌注損傷造成血液流變學(xué)發(fā)生變化缺血再灌注損傷造成血液流變學(xué)發(fā)生變化 組織水腫組織水腫一、一、 心肌缺血心肌缺血-再灌注損傷的變化再灌注損傷的變化（一）心功能變化（

32、一）心功能變化1.缺血再灌注性心律失常缺血再灌注性心律失常 特點(diǎn)特點(diǎn)：發(fā)生率：發(fā)生率：50-80%50-80%，室性心律失常為主室性心律失常為主電生理改變電生理改變：興奮性、傳導(dǎo)性：興奮性、傳導(dǎo)性ECG改變改變： 缺血：缺血：心肌對(duì)應(yīng)部位心肌對(duì)應(yīng)部位ST段抬高，段抬高，R波振幅波振幅 再灌：再灌：R波振幅迅速波振幅迅速，ST段高度恢復(fù)原段高度恢復(fù)原 水平，水平，U波出現(xiàn)波出現(xiàn) 心律失常心律失常影響因素：影響因素：u 缺血時(shí)間缺血時(shí)間u 缺血心肌的數(shù)量缺血心肌的數(shù)量u 缺血的程度缺血的程度u 再灌注血流速度及電解質(zhì)紊亂情況再灌注血流速度及電解質(zhì)紊亂情況發(fā)生機(jī)制：發(fā)生機(jī)制： 缺血缺血,心肌與正常心

33、肌之間傳導(dǎo)性和不應(yīng)期差異心肌與正常心肌之間傳導(dǎo)性和不應(yīng)期差異 再灌注，再灌注，-R對(duì)對(duì)CA反應(yīng)性反應(yīng)性、自律性、自律性、室顫閾室顫閾 KATP激活，心肌電解質(zhì)紊亂激活，心肌電解質(zhì)紊亂2. 心肌頓抑心肌頓抑myocardial stunning ，又稱遲呆心肌，又稱遲呆心肌 指心肌短時(shí)間缺血后恢復(fù)再灌一段時(shí)間內(nèi)心肌出現(xiàn)的指心肌短時(shí)間缺血后恢復(fù)再灌一段時(shí)間內(nèi)心肌出現(xiàn)的可逆性可逆性收縮收縮功能降低的現(xiàn)象（功能降低的現(xiàn)象（ “低功能狀態(tài)低功能狀態(tài)”），常需數(shù)小時(shí)或數(shù)天才可恢復(fù)正常），常需數(shù)小時(shí)或數(shù)天才可恢復(fù)正常功能。自由基的作用和鈣超載是心肌頓抑的主要機(jī)制功能。自由基的作用和鈣超載是心肌頓抑的主要機(jī)制

34、2. 心肌頓抑心肌頓抑myocardial stunning ，又稱遲呆心肌，又稱遲呆心肌 可逆性可逆性I-R損傷損傷胞漿胞漿Na+超載超載Na+/Ca2+：O2.-H2O2OH.脂質(zhì)過(guò)氧化脂質(zhì)過(guò)氧化蛋白質(zhì)及酶失活蛋白質(zhì)及酶失活肌漿網(wǎng)鈣肌漿網(wǎng)鈣轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白質(zhì)膜通質(zhì)膜通離子泵離子泵線粒體線粒體損傷損傷收縮蛋收縮蛋白損傷白損傷鈣超載鈣超載ATPCa2+敏感性敏感性心肌舒縮功能心肌舒縮功能心肌頓抑心肌頓抑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(wú)堵塞現(xiàn)象早期無(wú)堵塞現(xiàn)象微小血管堵塞、出現(xiàn)無(wú)復(fù)流現(xiàn)象微小血管堵塞、出現(xiàn)無(wú)復(fù)流現(xiàn)

35、象心肌功能心肌功能 進(jìn)行性下降進(jìn)行性下降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(píng) u波波復(fù)極化復(fù)極化3期延長(zhǎng)期延長(zhǎng)Ca2+內(nèi)流內(nèi)流（二）（二） 心肌代謝變化：心肌代謝變化： ATP減少減少,核苷酸類物質(zhì)下降核苷酸類物質(zhì)下降（三）心肌超微結(jié)構(gòu)變化（三）心肌超微結(jié)構(gòu)變化 肌纖維孿縮肌纖維孿縮，肌絲斷裂，溶解；線粒體損傷肌絲斷裂，溶解；線粒體損傷(空泡

36、形成空泡形成,嵴腫脹嵴腫脹,斷裂斷裂,溶解等溶解等.)二、二、 腦缺血腦缺血-再灌注損傷的變化再灌注損傷的變化（一）能量代謝障礙（一）能量代謝障礙 腦組織富含磷脂，脂質(zhì)過(guò)氧化是腦損傷的主要特征腦組織富含磷脂，脂質(zhì)過(guò)氧化是腦損傷的主要特征腦氨基酸代謝變化腦氨基酸代謝變化腦組織學(xué)變化腦組織學(xué)變化興奮性氨基酸降低（谷氨酸、興奮性氨基酸降低（谷氨酸、天門冬氨酸）天門冬氨酸）抑制性氨基酸增多（丙氨酸、抑制性氨基酸增多（丙氨酸、-氨基丁酸）氨基丁酸）腦水腫腦水腫腦細(xì)胞壞死腦細(xì)胞壞死腦細(xì)胞更易受活性氧損傷腦細(xì)胞更易受活性氧損傷缺血缺血毛細(xì)血管通透性毛細(xì)血管通透性間質(zhì)水腫間質(zhì)水腫腸腸上皮壞死、出血、潰瘍上皮壞死、出血、潰瘍 ATP ATP 、自由基、自由基 、鈣超載、鈣超載血清肌酐血清肌酐 腎功能不全腎功能不全三、其它器官缺血三、其它器官缺血- -再灌注損傷的變化