缺血再灌注損傷優(yōu)秀[1]

1、第十章 缺血再灌注損傷冠狀動脈搭橋術 心臟介入手術經皮冠狀動脈腔內成形術（PTCA）放置支架PTCA結合支架治療冠心病患者，成功率較高，長期生存率較高 冠脈支架置入前后1967年，Bulkley 和Hutchins發(fā)現冠脈血管再通后的病人發(fā)生心肌細胞反常性壞死。 患者，男，54歲，因胸悶、大汗1h入急診病房。體查：血壓65/40mmHg，意識淡漠，心率37次/min，律齊。既往有高血壓病史10年，否認冠心病史。心電圖示度房室傳導阻滯。給予阿托品、多巴胺、低分子右旋糖酐等進行擴冠治療。入院上午10時用尿激酶靜脈溶栓。10時40分出現陣發(fā)性心室顫動（室顫），立即給予除顫，至11時20分反復發(fā)生室性

2、心動過速、室顫，共除顫7次，同時給予利多卡因、小劑量異丙腎上腺素后心律轉為竇性，血壓平穩(wěn)，意識清楚。冠狀動脈造影證實：右冠狀動脈上段85%狹窄，中段78%狹窄。病例分析為什么在溶栓后出現嚴重的心律失常? 1 2 3 4h損傷程度加重單純缺血缺血再灌實驗與臨床資料證明冠脈重新恢復血流后，有可能造成更嚴重的心肌損傷 缺血-再灌注損傷概念缺血-再灌注損傷（ischemia-reperfusion injury, IRI）：組織缺血一段時間，當血流重新恢復后，組織的損傷程度較缺血時進一步加重，器官功能進一步惡化的現象。 鈣反常（calcium paradox）：以無鈣溶液灌流離體大鼠心臟2分鐘后再以含

3、鈣溶液灌注時，心肌電信號異常、心臟功能、代謝及形態(tài)結構發(fā)生異常變化，這種現象稱為鈣反常。氧反常（oxygen paradox）：預先用低氧溶液灌注組織器官或在缺氧條件下培養(yǎng)細胞一定時間后，再恢復正常氧供應，組織及細胞的損傷不僅未能恢復，反而更趨嚴重，稱為氧反常。 pH反常（pH paradox）：再灌注時迅速糾正缺血組織的酸中毒，反而加重細胞損傷，稱為pH反常。 原因： 休克微循環(huán)再通 冠脈解痙、各種動脈搭橋術 心腦血管栓塞再通（經皮腔內冠脈血管 成形術-PTCA)心肺手術體外循環(huán)后心肺復蘇 斷肢再植、器官移植血供恢復等 第一節(jié) IRI原因和影響因素影響因素 1.缺血時間 2.側支循環(huán) 3.對

4、氧的需求程度 4.再灌注條件 第二節(jié) IRI的發(fā)生機制缺血期： ATP合成減少 嘌呤堿、細胞內酸性分解代謝產物增多再灌期： 恢復供氧產生自由基 Ca2+超載 炎癥反應 一、自由基產生增多及其損害作用 自由基指外層軌道上有未配對電子的原子、原 子團或分子的總稱?；瘜W性質非?；?潑，極易與其生成部位的其它物質發(fā)生連 鎖反應。 98% 1-2%4e- + 4H+細胞色素氧化酶系統 SOD氧自由基 (oxygen free radical)：以氧為 中心的自由基稱為氧自由基。如：超氧 陰離子(O2 )、羥自由基(OH )O2(一)自由基的產生 Haber-Weiss反應 (without Fe 2 )

5、SLOW O2 + H2O2 O2 + OH +OH Fenton 型Haber-Weiss反應FAST Fe 2 O2 + H2O2 O2 + OH +OH 活性氧（reactive oxygen species,ROS)氧自由基 單線態(tài)氧(1O2) 過氧化氫(H2O2) 指化學性質活潑的含氧代謝物。 脂性自由基 指氧自由基與多不飽和脂肪 酸作用后生 成的中間代謝產物，包括 烷自由基（L）、烷氧自由基（LO）、 烷過氧自由基（LOO）等。 氮中心自由基: 包括一氧化氮（NO）、 過氧亞硝基陰離子（ONOO-）L-精氨酸iNOSNADPHNADP+L-胍氨酸 + NOO2NO + O2 ONO

6、O-ONOO- NO2 + OH + H+H2O 抗氧化酶SODCAT過氧化物酶2H2O2 2H2O + O2CAT清除H2O2O2. + O2. + 2H+ H2O2 +O2SOD(二)活性氧的清除Mn-SODCuZn- SOD 非酶性抗氧化物維生素E維生素A維生素CGSH還原O2、1O2、脂質自由基清除1O2，抑制脂質過氧化協助維持維生素E的活性狀態(tài)H2O2 + 2GSH 2H2O + GSSGGSHpx ROS: O2, H2O2 , 1O2 OH, HOCl Enzymes: SOD, GPX, CATNon-enzyme antioxidants: vitamines (E,A,C)

7、, ceruloplasmin, transferrin，etc.ROS are tightly controlled resulting in a physiological balance between their production and elimination IRI誘導自由基產生機制 XO 作用 中性粒細胞 線粒體 兒茶酚胺增 加和氧化 自由基清除 能力降低 IRI誘導自由基產生機制 XO 作用 中性粒細胞 呼吸爆發(fā)和氧爆發(fā)，產生自由基白細胞吞噬時伴耗氧量顯著增加的現象，稱呼吸爆發(fā)。 IRI誘導自由基產生機制線粒體 鈣沉積引起功能損傷，細胞色素 氧化酶系統功能失調，氧自由基生成

8、增多 IRI誘導自由基產生機制 兒茶酚胺增加和氧化 產生自由基缺氧交感-腎上腺髓質系統興奮兒茶酚胺分泌增多氧化產生氧自由基 IRI誘導自由基產生機制 XO 作用 中性粒細胞 線粒體 自由基清除能力降低 VitE、A、CGSH-PX CATSOD 自由基的損傷作用 自由基的損傷作用1.膜脂質過氧化增強 -S-S-CH3-S-脂質-脂質交聯OOHHO脂肪酸氧化OHHO從氧化的脂肪酸釋出的 丙二醛MDA 膜結構破壞 膜結構破壞 溶酶體破裂釋放溶酶體酶，破壞細胞 線粒體腫脹、功能障礙，產能減少 肌漿網Ca 2+ -ATP酶活性降低使攝取的 Ca 2+ 減少，導致細胞內鈣超負荷 間接抑制膜蛋白功能促進自

9、由基及其他生物活性物質生產 激活PLC、PLDATP生產減少 2. 蛋白功能異常 蛋白質斷裂蛋白質-蛋白質交聯-S-S-CH3-S-脂質-脂質交聯O二硫交聯脂質-蛋白 質交聯氨基酸 氧化OHHO脂肪酸氧化OHHO 3. DNA損傷80%由OH所致 二、鈣超載（calcium overload) 鈣超載 是指各種原因引起的細胞內Ca2+含量異常增多導致細胞結構損傷和功能障礙的現象。 Na + -Ca 2+交換體Ca2+ B Pr線粒體肌漿網Ca 2+ Ca 2+ Ca2+泵Ca2+Ca2+Ca2+e：10-3MCa2+i：10-7MVOCROC細胞內Ca2+的穩(wěn)態(tài)調節(jié) IRI引起鈣超載的機制1

10、Na+/Ca2+交換異常胞內高Na+的影響3Na+/Ca2+Na+Na+/H+胞內高H+的影響 IRI引起鈣超載的機制1 Na+/Ca2+交換異常蛋白激酶C（PKC）活化的影響（兒茶酚胺）PIP2PKCGqIP3DAGPLCNE1受體 Ca2Ca2H+Na+3Na+Ca2+ cAMPPKA腺苷酸環(huán)化酶受體GsL型鈣通道 2 生物膜損傷 細胞膜通透性增加 線粒體和肌漿網膜損傷 IRI引起鈣超載的機制 定義12 Na+/Ca2+交換異常3 兒茶酚胺增多4 活性氧產生增加1 細胞膜通透性增加 鈣超載引起再灌注損傷的機制促進氧自由基生成加重酸中毒破壞細胞（器）膜線粒體功能障礙激活多種酶 鈣超載引起再灌

11、注損傷的機制線粒體肌漿網損傷刺激肌漿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 三、白細胞的作用局部組織在缺血一段時間后，重新恢復血流，不能再通，缺血區(qū)得不到充分的灌注，稱此為無復流現象。 白細胞增多機制1.粘附分子生成增多指細胞合成的、可促進細胞與細胞之間、細胞與細胞外基質之間粘附的一類大分子的總稱，如整合素、選擇素、細胞間粘附分子、血管細胞粘附分子及血小板內皮細胞粘附分子等。功能：維持細胞結構完整、 細胞信號轉導2.趨化因子生成增多 細胞損傷中性粒細胞介導的再灌注損傷微血管損傷微血管內血液流變學改變微血管口徑改變微血管通透性增加再灌注損傷 IRI的主要發(fā)病機

12、制再灌注中性粒細胞無復流致炎因子氧自由基鈣超載細胞損傷缺血O2Ca2+細胞壞死缺血損傷恢復 第三節(jié) IRI時機體的功能及代謝變化 一、IRI對心功能的影響 再灌注性 心律失常心肌動作電位時程不均一心肌動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 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 折返激動心肌頓抑（myocardial stunning):指心肌經短暫缺血并恢復供血后，在一段較長時間內處于“低功能狀態(tài)”，常需數小時或數天才可恢復正常功能的現象。 心肌代謝變化 ATP含量降低ATP合成的前體物質不足缺血心肌對氧利用障礙細胞膜破壞肌原纖維結構破壞線粒體損傷心肌超微結構變化IRI對心功能的影響 1968年由Ames率先報道腦缺血-再灌注損傷。有人提出細胞質內鈣聚積及氧自由基導致的脂質過氧化在遲發(fā)性神經元死亡中起重要作用。二、腦IRI損傷的變化 腦組織富含磷脂，脂質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IRI損傷的變化腦氨基酸代謝變化腦組織學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、-氨基丁酸）腦水腫腦細胞壞死 三、小腸的IRI粘膜損傷為主要特征:上皮細胞損傷、炎性細胞浸潤、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產生大量自由基 其它器官IRI 19