缺血再灌注損傷課件

缺血-再灌注損傷（Ischemia-reperfusioninjury,IRI）患者：男，58歲，上午8時，起床后感到胸悶，30min后突感心胸前區(qū)劇烈絞痛，9時入急診病房。體查：血壓75/50mmHg，意識淡漠，心率65次/min，律齊。心電圖示Ⅲ度房室傳導(dǎo)阻滯。冠狀動脈造影：右冠狀動脈上段85%狹窄，中段78%狹窄。入院治療：立即給予阿托品、多巴胺、低分子右旋糖酐等進(jìn)行擴(kuò)冠治療。上午10時靜脈點(diǎn)滴尿激酶。10.30分患者出現(xiàn)陣發(fā)性心室顫動（室顫），立即給予除顫，到下午13時反復(fù)發(fā)生室性心動過速、室顫，共計6次。到下午16時，經(jīng)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)，意識清楚。Casestudy缺血休克、血栓形成、動脈硬化、血管收縮、血管受壓等。

組織缺氧

再灌注損傷在恢復(fù)供血的過程中，出現(xiàn)缺血組織的功能、結(jié)構(gòu)損傷加重。病情惡化第一節(jié)概述缺血-再灌注損傷（Ischemia-reperfusioninjury）

一、概念（Conception）

缺血的組織、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)，反而加重其功能障礙和結(jié)構(gòu)損傷的現(xiàn)象。

Usuallybloodreperfusionshouldreducetheischemiainjury.However,recentclinicalobservationsandanimalex-perimentsshowedthatbloodreperfusionsometimesindu-cesoraggravatesthefurtherreversibleevenirreversiblecelldamage,especiallyforaprolongedischemia.

腸黏膜缺血-再灌注損傷二、原因和條件（Etiology&Factors）1．原因（Etiology）缺血（Ischemia）組織缺血后恢復(fù)血供新的醫(yī)療技術(shù)方法如動脈搭橋，溶栓療法等應(yīng)用心臟手術(shù)器官移植斷肢再造2．條件（Factors）缺血時間的長短側(cè)支循環(huán)的形成情況對氧需求程度O2容易接受電子，對缺氧耐受的組織不容易發(fā)生缺血再灌注損傷。

再灌注的條件二、原因和條件（Etiology&Factors）溫度、速度、pH、鈣離子是指單位時間內(nèi)的冠脈血流量減少，供給組織的氧量也減少，缺血必定存在缺氧，表明缺血缺氧兩者在概念上并不完全等同，在后果上也有一定的區(qū)別。心肌缺血比單純性心肌缺氧（無血流障礙）要嚴(yán)重，因為前者除了缺氧的影響之外，缺血組織也不能獲得足夠的營養(yǎng)物質(zhì)，又不能及時清除各種代謝各種代謝產(chǎn)物帶來的有害影響。缺血中性粒細(xì)胞的作用

細(xì)胞內(nèi)鈣超載【發(fā)病機(jī)制】（Pathogenesis）自由基生成增多

血管緊張素Ⅱ的作用內(nèi)皮素的作用

高能磷酸化合物缺乏自學(xué)第二節(jié)發(fā)病機(jī)制（PATHOGENESIS）Theincreasefreeradicals,calciumoverload,neutrophilsactivation,endothelinplaytheprincipalrolesinischemia-reperfusioninjury.

氧自由基（Oxygenfreeradical，OFR）

以氧為中心的自由基稱為氧自由基（由氧誘發(fā)的自由基稱為氧自由基)超氧陰離子自由基（）羥自由基（OH?）O2ˉ·

自由基氧自由基脂性自由基氮中心自由基1.概念與分類活性氧（ROS)氧自由基過氧化氫(H2O2)單線態(tài)氧（1O2)O2+4H＋＝2H2Oo298~99%ATP1~2%NADPH氧化酶黃嘌呤氧化酶P450細(xì)胞色素單加氧酶超氧陰離子O2-羥自由基OH·單線態(tài)氧1O2SODH2O2谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-PX）過氧化氫酶（CAT）髓過氧化物酶（MPO）清除線粒體O2＋e超氧自由基＋eH2O2+e羥自由基H2O+eH2O

脂性自由基

氧自由基與多聚不飽和脂肪酸發(fā)生脂質(zhì)過氧化的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)后生成的中間代謝產(chǎn)物。

烷自由基（L?）烷氧自由（LO?）烷過氧自由基（LOO?）

氮中心自由基

由氮形成，并在分子組成上含有氮的一類化學(xué)性質(zhì)非?；顫姷奈镔|(zhì)。也稱活性氮。

一氧化氮（NO）過氧亞硝基陰離子（ONOO-）

3.自由基的清除

■酶性清除劑過氧化氫酶(CAT)、過氧化物酶

H2O2降解

清除■非酶性清除劑VE、VA、VC、半胱氨酸、谷胱甘肽、白蛋白、銅藍(lán)蛋白ROS生成↓、清除ROS↑超氧陰離子降解（Mn-SOD、Zn-SOD）清除超氧化物岐化酶（SOD）2.自由基的特性存在時間短高度化學(xué)活潑性氧化性強(qiáng)

4.自由基增多機(jī)制（Mechanismoffreeradicalincrease）

98%O2細(xì)胞色素C氧化酶

O2

H2O4e-4e-98%O2呼吸鏈酶活性↓O2H2O↓Ca2+超載╳O2＋e超氧自由基＋eH2O2+e羥自由基H2O+eH2O【缺血】OFR【正?！俊驹俟嘧ⅰ浚?）黃嘌呤氧化酶形成增多

缺血ATP↓Ca2+超載Ca2+依賴性蛋白酶↑O2ˉ·OH?再灌注，激活PMN，耗氧↑，攝入O2的70%--90%在NADPH，過氧化物酶和NADH過氧化物酶的催化下，接受電子形成OFR。

MPO：過氧化物酶（2）中性粒細(xì)胞聚集及激活↑OFR(respiratoryburst)活性氧使脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸氧化

5.自由基損傷作用【氧化應(yīng)激】（Oxidativestress）當(dāng)機(jī)體內(nèi)ROS（OFR）增多，并破壞機(jī)體氧化/還原的正常平衡，引起細(xì)胞氧化損傷的病理過程。（1）膜脂質(zhì)過氧化增強(qiáng)生物膜是自由基攻擊主要部位。脂肪酸、芳香環(huán)的不飽和鍵OFR（ROS）脂質(zhì)過氧化

細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)損傷和破壞（2）DNA損傷和染色體畸變

胸腺嘧啶5，6-雙鍵

胸腺嘧啶自由基

OH?（占80%活性氧）加成反應(yīng)堿基發(fā)生修飾、斷裂、交聯(lián)染色體畸變、斷裂（3）蛋白質(zhì)變性和酶活性降低破壞酶的活性中心－巰基破壞酶活性所必需的脂質(zhì)微環(huán)境酶之間形成多聚物攻擊酶活性中心部位的氨基酸激活磷脂酶A2PG、LT生成↑炎癥反應(yīng)加劇氧化還原劑作用脂質(zhì)過氧化、細(xì)胞內(nèi)鈣超載

激活PLA2PG、TXA2、LT↑，轉(zhuǎn)錄因子作用細(xì)胞因子、粘附分子啟動NF-B激活WBC轉(zhuǎn)錄、合成、表達(dá)↑

PLA2：磷脂酶A2、LT：白三烯炎癥介質(zhì)↑（4）誘導(dǎo)炎癥介質(zhì)產(chǎn)生

二、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。

Ca2+泵Na+-Ca2+交換Ca2+-H+交換。1．Ca2+進(jìn)入胞液途徑

質(zhì)膜鈣通道

電壓依賴性Ca2+通道（VOC）受體操縱性Ca2+通道（ROC）

細(xì)胞內(nèi)鈣庫釋放通道2．Ca2+離開胞液的途徑（一）細(xì)胞內(nèi)Ca2+穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)（二）鈣超載產(chǎn)生（Calciumoverloadproduction)1.Na+-Ca2+交換異常缺血

胞內(nèi)pH↓

再灌注

Na+-H+交換

胞內(nèi)Na+↑

Na+-Ca2+交換

細(xì)胞外Ca2+內(nèi)流↑

3Na+/Ca2+Na+↑Na+/H+↑

G蛋白-磷脂酶C↑IP3↑肌漿網(wǎng)Ca2+通道開放↑

DAG↑

激活PKC

β受體CA↑

L型鈣通道開放2.兒茶酚胺（CA）增多,PKC對Na+-Ca2+交換的間接激活PIP2PKCGqIP3DAGPLCβNEα1受體

Ca2＋Ca2＋H+Na+3Na+Ca2+α受體Na+-H+交換Na+-Ca2+交換CA↑胞漿[Ca2+]↑鈣超載（3）線粒體損傷（Mitochondrialinjury）

胞內(nèi)游離鈣↑

ROS↑

線粒體膜損傷ATP生成↓

鈣泵活性（2）肌漿網(wǎng)膜損傷2.生物膜損傷（三）鈣超載引起細(xì)胞損傷的機(jī)制1．線粒體功能障礙線粒體內(nèi)[Ca2+]

↑線粒體內(nèi)磷酸鈣沉積ATP↓心肌收縮性↓5．心律失常4．肌原纖維攣縮和細(xì)胞骨架破壞2．激活鈣依賴性降解酶

胞內(nèi)[Ca2+]↑PLA2激活膜磷脂水解和受損蛋白酶、核酸內(nèi)切酶激活心肌纖維損傷3．促進(jìn)氧自由基生成XD損害組織細(xì)胞鈣超載激活Ca2+依賴性蛋白酶環(huán)加氧酶、脂加氧酶XOOFR↑PLA2激活花生四烯酸↑H2O2和OH?↑整合素(CD11/CD18)、選擇素(L-選擇素、P-選擇素和E-選擇素）、細(xì)胞間粘附分子、血管細(xì)胞粘附分子及血小板內(nèi)皮細(xì)胞粘附分子等。三、中性粒細(xì)胞的作用（Roleofneutrophils）（一）PMN聚集（增加）（CollectofWBC）1．細(xì)胞粘附分子生成增多（Celladhesionmolecules）缺血-再灌注PMN表達(dá)P-選擇素↑與VEC受體呈間歇性結(jié)合不穩(wěn)定黏附再灌注WBC表達(dá)2-整合素↑與VEC(ICAM-1)牢固黏附2．趨化因子生成增多PMN與VEC粘附PMN激活釋放趨化因子(LTB4)↑再灌注

LT、PGE2、PAF、補(bǔ)體↑

WBC聚集↑■無復(fù)流現(xiàn)象（no-reflowphenomenon）解除缺血原因并沒使缺血區(qū)得到充分血流灌注的反?，F(xiàn)象。Theischemiaregioncouldnotbereperfusedsufficientlyafterrelievingtheocclusiontorecoverthebloodflow.（二）WBC介導(dǎo)缺血-再灌注損傷的機(jī)制1．血液流變學(xué)的作用（Block）WBC體積大、變形能力↓、粘附滾動、嵌頓和堵塞cap

（加重缺血缺氧）無復(fù)流現(xiàn)象O2ˉ·TNF、IL-1、IL-8LTs、TXA2、PAF、OH·；溶酶體酶2．炎癥反應(yīng)失控

WBC聚集、呼吸爆發(fā)

胞內(nèi)NF-B活化

心肌細(xì)胞損傷、壞死

炎癥介質(zhì)合成與釋放↑↑↑血管通透性↑炎癥介質(zhì)心肌無復(fù)流發(fā)生機(jī)制▲心肌細(xì)胞腫脹▲VEC腫脹▲微血管壁通透性增加▲微血管痙攣和栓塞▲心肌細(xì)胞攣縮▲補(bǔ)體的作用

鈣超載心肌痙攣、收縮壓迫冠脈心肌缺血加重五、內(nèi)皮素的作用六、血管緊張素Ⅱ（angiotensionⅡ）的作用

四、高能磷酸化合物缺乏1．氧化磷酸化脫偶聯(lián)再灌注線粒體損傷氧化磷酸化脫偶聯(lián)ATP↓2．高能磷酸化合物缺乏再灌注腺苷、肌苷、次黃嘌呤等被沖掉高能磷酸化合物的底物↓Ischemia-ReperfusionInjuryinVitalOrgans第三節(jié)主要器官缺血-再灌注損傷Ischemia-reperfusioninjuryinbrainIschemia-reperfusioninjuryinlungIschemia-reperfusioninjuryinotherorgansIschemia-reperfusioninjuryinheart（一）發(fā)病機(jī)制（Pathogenesis）缺血-再灌注損傷主要機(jī)制：氧自由基↑↑、鈣超載。一、心臟缺血-再灌注損傷

（Ischemia-reperfusioninjuryinheart）【鈣超載引起心肌損傷】▲超載Ca2+以磷酸鈣的形式沉積和損傷線粒體；▲超載Ca2+導(dǎo)致肌原纖維攣縮，加速能量消耗和肌纖維膜破裂；▲激活鈣依賴性降解酶，損傷細(xì)胞膜；▲Ca2+促進(jìn)血小板粘附、聚集、釋放等反應(yīng)，促進(jìn)血栓形成。（二）對心肌電活動的影響（Reperfusionarrhythmia）患者主要以室性心動過速和心室顫動為主?！霭l(fā)生機(jī)制（Pathogenesis）▲ROS、鈣超載Em負(fù)值變小、電位震蕩、早期后除極等▲再灌注GA流失心肌細(xì)胞自律性↑▲心肌損傷、ATP↓KATP鉀通道激活心律失?！鲂碾妶D變化（ChangeofECG）▲缺血：ST段抬高，R波振幅增加?！俟嘧p傷：R波振幅迅速降低，ST段高度恢復(fù)到原水平，

Q波很快出現(xiàn)，由竇性心律轉(zhuǎn)變?yōu)樾氖翌潉?。（三）心功能的影響（Heartfunctionalchanges）主要表現(xiàn)為心肌舒縮功能下降（心肌頓抑）■心肌頓抑（Myocardialstunning）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“低功能狀態(tài)”，常需數(shù)小時或數(shù)天才可恢復(fù)正常功能的現(xiàn)象?！霭l(fā)生機(jī)制（Pathogenesis）ROS、鈣超載、能量代謝障礙等心肌細(xì)胞水腫、僵硬度↑心室內(nèi)最大變化速率↓心肌舒縮功能↓心輸出量↓（五）心肌超微結(jié)構(gòu)變化（Alterationsofmyocardiumultrastructure）

基底膜缺失、肌原纖維結(jié)構(gòu)破壞、心內(nèi)膜下出血性梗死等。（四）心肌能量代謝變化（Alterationsofmyocardiummetabolism）TheenergymetabolismmainlyfocusonthegenerationandutilizationofATPinmyocardium.Innormallytheischemicinjuryshouldrelieveafterreperfusionrecover.Itisrevealedthatthehigh-energyphosphatesstoredinheartdonotincreasefollowedbyreperfusion,insteadofdepletefurther.ThatmeansthegenerationofATPislowerbecausethemitochondriadamagedbyoxygenfreeradicalsandcalciumoverlo