缺血-再灌注損傷課件

第十三章缺血—再灌注損傷教學(xué)目標(biāo)：知識(shí)：缺血—再灌注損傷、自由基、鈣超載；理解：缺血—再灌注損傷的原因、條件、功能及代謝變化；分析：缺血—再灌注損傷的發(fā)生機(jī)理；應(yīng)用：缺血—再灌注損傷的防治病理生理基礎(chǔ)。概述：1、缺血—再灌注：新技術(shù)（溶栓療法、導(dǎo)管技術(shù)、心肺復(fù)蘇、體外循環(huán)、斷肢再植、器官移植等）可使許多組織器官在缺血后血流得到恢復(fù)，這種技術(shù)謂缺血—再灌注。幾個(gè)概念：2、缺血—再灌注損傷：缺血—再灌注后，不僅不能使組織器官功能恢復(fù)，反而加重組織器官功能障礙和組織結(jié)構(gòu)損傷，這種現(xiàn)象稱為缺血—再灌注損傷。第一節(jié)缺血—再灌注損傷的原因及條件一、原因1、全身循環(huán)障礙后，恢復(fù)血液供應(yīng)；2、組織器官缺血后，血流恢復(fù)；3、某一血管再通后。二、條件：1、缺血時(shí)間；2、側(cè)支循環(huán)；3、需氧程度；4、再灌注條件：低壓、低溫、低PH、低Na+、低Ca2+灌流、損傷減輕、反之加重。

第二節(jié)缺血—再灌注損傷的發(fā)生機(jī)制尚未完全闡明，經(jīng)對(duì)心肌缺血—再灌注大量研究證明，能量代謝障礙是發(fā)病基礎(chǔ)自由基的作用和細(xì)胞內(nèi)鈣超負(fù)荷，是重要發(fā)病環(huán)節(jié)。一、能量代謝障礙：90%ATP來自線粒體氧化磷酸化。線粒體三羧酸循環(huán)氧化反應(yīng)電子傳遞能量轉(zhuǎn)換2、高能磷酸化合成缺乏（1）ATP合成前期（腺苷、肌苷、次黃嘌呤等）再灌注時(shí)被沖出而缺乏。（2）由有氧氧化為無氧代謝為主時(shí)，ATP合成。二、自由基的作用(一)自由基的概念與類型自由基是在外層電子軌道上含有單個(gè)不配對(duì)電子的原子團(tuán)和分子的總稱。自由基的類型：1、非脂質(zhì)氧自由基超氧陰離子（O2）、?羥自由基（OH?）NO、過氧亞硝酸鹽(ONOO-)。2、脂質(zhì)氧自由基脂氧自由基(LO)、脂過氧自由基(LOO·)3、非氧自由基過氧化氫（H2O2）、單線態(tài)氧（'O2）(二)自由基的代謝

自由基化學(xué)性質(zhì)極為活潑易失去電子(氧化)或獲得電子(還原)，參與體內(nèi)電子轉(zhuǎn)移、殺菌和物質(zhì)代謝。生理情況下細(xì)胞內(nèi)存在的抗氧化物質(zhì)可及時(shí)清除自由基，使自由基的生成與降解處于平衡狀態(tài)。病理情況下，自由基生成或抗化能力。氧化應(yīng)激反應(yīng)細(xì)胞損傷。H2OO2e-O2·H2O2OH·2H+e-+H+e-+H+e-+H2O2、中性粒細(xì)胞正常時(shí)，中性粒細(xì)胞產(chǎn)生氧自由基，殺滅微生物、外來異物。再灌注時(shí)，內(nèi)皮細(xì)胞釋放自由基胞膜產(chǎn)生（白三烯）趨化物局部中性粒細(xì)胞粘附，氧自由基心肌梗死時(shí)，白細(xì)胞侵潤(rùn)可增加17倍。3、線粒體：呼吸鏈?zhǔn)羌?xì)胞內(nèi)產(chǎn)生自由基的主要發(fā)生器之一。線粒體代謝氧的1%~~2%轉(zhuǎn)化為O2；每個(gè)線粒體24小時(shí)產(chǎn)生107個(gè)O2

分子。正常被MnSoD破壞。??缺O(jiān)2—線粒體內(nèi)Ca2+MnSoD活性過氧化物酶過氧化氫酶活性O(shè)2?過氧化OH?DNA損傷ATP、Ca2+—線粒體損傷C內(nèi)O2單電子還原O2?4、兒茶酚胺氧化降解O2?3、引起DNA斷裂和染色體畸變自由基（OH?占80%）對(duì)C毒性作用脫氧核糖堿基反應(yīng)染色體畸變核酸堿基改變——DNA斷裂堿基片斷丟失堿基片斷修飾插入突變自由基脂質(zhì)過氧化物4、促進(jìn)蛋白質(zhì)變性和酶活性攻擊蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)自由基與脂質(zhì)結(jié)合蛋白質(zhì)分子聚合肽鏈斷裂聚合物（變性、功能喪失）5、誘導(dǎo)炎癥介質(zhì)產(chǎn)生自由基細(xì)胞內(nèi)游離Ca2+脂加氧酶環(huán)加氧酶活性PG血栓素白三烯三、鈣超載：(一)鈣穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)：生物膜對(duì)Ca2+的不自由通透性、運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)。1、Ca2+進(jìn)入細(xì)胞的途徑(1)質(zhì)膜Ca2+通道(2)胞內(nèi)鈣庫(kù)釋放通道(受體操縱性通道)電壓依賴性通道(L、T、N型)受體操縱性通道(3)Ca2+-----H+交換：(二)再灌注時(shí)細(xì)胞內(nèi)Ca2+超載機(jī)制［Ca2+］、Ca2+被線粒體攝取，H+排至泡液1、Na+/Ca2+交換異常(1)細(xì)胞內(nèi)高Na+對(duì)Na+/Ca2+交換蛋白的直接激活；(2)細(xì)胞內(nèi)H+對(duì)Na+/Ca2+交換蛋白的間接激活；(3)蛋白激酶C(PKC)對(duì)Na+/Ca2+交換蛋白的間接激活。2、生物膜損傷缺O(jiān)2，細(xì)胞外液與糖被表面分離而損傷，再灌注時(shí)，Ca2+大量?jī)?nèi)流激活磷酸脂酶膜磷酸脂被降解膜通透性細(xì)胞外Ca2+內(nèi)流(1)細(xì)胞膜損傷(2)線粒體及肌漿網(wǎng)膜損傷ATP肌膜、肌漿膜鈣泵功能障礙，不能排出和攝取漿中過多的Ca2+，細(xì)胞內(nèi)Ca2+(3)兒茶酚胺缺血心肌α---受體密度，刺激α---受體，激活蛋白激酶，

H+、Ca2+交換，Na+---Ca2+交換刺激β---受體，Ca2+內(nèi)流。2、激活鈣依賴性降解酶Ca2+與鈣調(diào)蛋白結(jié)合激活鈣依賴降解酶活性蛋白酶活性核酸內(nèi)切酶活性細(xì)胞骨架核酸分解磷脂酶活性細(xì)胞膜、細(xì)胞器膜受損3、促進(jìn)氧自由基生成Ca2+鈣依賴性磷酸脂酶A2激活脂加氧酶環(huán)加氧酶鈣敏蛋白水解酶活性花生四烯酸生成活性O(shè)H?H2O2XDXO自由基生成(1)血管內(nèi)血液流變學(xué)改變

白C大而僵破、變形能力弱，大量白C粘附于血管壁，嵌頓、堵塞毛細(xì)血管---形成無復(fù)流現(xiàn)象。

?氧自由基：O2、OH?大量白C促炎因子TNFaIL_1IL_8

脂質(zhì)介質(zhì)：LtaTXA2PAF溶酶體酶、蛋白酶

膠原彈性蛋白酶血管壁通透性水腫組織損傷(二)中性粒細(xì)胞介導(dǎo)的再灌注損傷1、微血管損傷(2)炎癥反應(yīng)失調(diào)，微血管壁通透性

(3)無復(fù)流現(xiàn)象：缺血后，恢復(fù)血流，缺血區(qū)不能得到充分的灌注，持續(xù)缺血，損傷加強(qiáng)。1、血管內(nèi)皮細(xì)胞腫脹。2、心肌細(xì)胞的收縮，嚴(yán)重收縮帶，壓迫微血管。3、心肌細(xì)胞腫脹，壓迫微血管。4、微血管痙攣和阻塞。(4)內(nèi)皮素(ET)的作用

ET由ET1、

ET2、

ET3組成。ET受體有ETA、

ETB和ETC。心血管ET1含量豐富，是已知最強(qiáng)的內(nèi)源性血管收縮劑。1、ET1強(qiáng)烈收縮血管，促進(jìn)無復(fù)流現(xiàn)象的發(fā)生。3、ET1對(duì)心肌細(xì)胞的直接損傷作用。4、ET1和血管緊張素的協(xié)同作用。2、ET1參與激活中性粒細(xì)胞并增加O2的產(chǎn)生。?第三節(jié)缺血—再灌注損傷的機(jī)能變化一、心臟的缺血—再灌注損傷(一)心肌功能變化：ATP、CP，CP1、收縮、舒張功能降低靜止張力(心肌靜血狀態(tài)受前負(fù)荷作用被拉長(zhǎng)的張力)隨缺血時(shí)間延長(zhǎng)而增加，發(fā)展張力逐漸(收縮時(shí)產(chǎn)生的主動(dòng)張力)再灌注時(shí)，靜止張力更增高-----舒張末期壓力(VEDP)發(fā)展張力收縮降壓(VPSP)和心室內(nèi)壓最大變化速度均(+dp/dt、max)2、心律失常發(fā)生率較高，室性為主。(1)心肌電生理特性改變，傳導(dǎo)性與不應(yīng)期暫時(shí)不均一性為折返激動(dòng)心率失常發(fā)生提供了電生理基礎(chǔ)。(2)再灌注時(shí)沖刷出的兒茶酚胺刺激的α—受體，提高了，心肌細(xì)胞自律性。(3)再灌注明顯降低心肌纖維顫閾。與氧自由基，鈣超載有關(guān)。自由基消除劑，鈣阻斷劑可減少其發(fā)生。3、心肌頓抑：(是一種自我保護(hù))心肌短時(shí)間缺血后不發(fā)生壞死，但引起結(jié)構(gòu)、代謝、功能改變，再灌注時(shí)后并不立刻恢復(fù)，常需數(shù)小時(shí)、數(shù)天、數(shù)周才能恢復(fù)正常。特征為收縮功能障礙。機(jī)理合成高能磷酸化合物氧自由基產(chǎn)生，細(xì)胞內(nèi)鈣超載PGI2、血管緊張轉(zhuǎn)換酶(ACE)抑制緩激肽增加4、心肌超微結(jié)構(gòu)變化基底膜缺失、質(zhì)膜破壞肌纖維結(jié)構(gòu)破壞(收縮帶、肌絲斷裂、溶解)線粒體損傷(腫脹、嵴斷裂、溶解、空泡形成等)二、腦缺血---再灌注損傷(腦對(duì)缺氧敏感)1、能量代謝變化：ATP、CP、葡萄糖、糖元、乳酸2、cAMp、cGMp,自由基與脂肪酸作用，過氧化脂生成，生物膜損傷；3、組織學(xué)變化：腦水腫、腦細(xì)胞壞死。

三、腸缺血---再灌注損傷廣泛上皮與絨毛分離，上皮細(xì)胞壞死，中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)，固有層破損，出血及潰瘍形成。腸管功能障礙粘膜屏障通透性腸缺血性休克四、腎再灌注損傷血清肌酐明顯增高腎功能嚴(yán)重?fù)p傷五、細(xì)胞凋亡凋亡：細(xì)胞程序性死亡(PCD)

細(xì)胞出現(xiàn)囊泡(凋亡小體)，體積縮小，核固縮，DNA被隨機(jī)降解成小片段，氧化應(yīng)激是細(xì)胞凋亡的媒體。缺血再灌注OH?NO(O2)H2O2?細(xì)胞內(nèi)活性氧內(nèi)源性抗氧化劑(-)Bcl_2基因等脂質(zhì)過氧化Ca2+---DNA內(nèi)切酶轉(zhuǎn)錄因子死亡基因凋亡第四節(jié)防治缺血—再灌注損傷的病理生理基礎(chǔ)一、消除缺血原因，盡早恢復(fù)血流，

控制再灌注條件耐受缺血時(shí)間腦30'心60'復(fù)流原則低壓低流低溫減少自由產(chǎn)生代謝低，減少產(chǎn)物補(bǔ)充糖酵解底物，有保護(hù)作用，有利于生物膜功能恢復(fù)；給予外源性ATP、CP、細(xì)胞色素C等。二、保護(hù)生物膜，改善缺血組織的代謝三、消除自由基：低分子自由基消除劑VE(α--生育酚)VA(β--胡蘿卜素)VC(抗壞血酸)酶自由基消除劑過氧化氫酶(CAT)谷胱甘肽超氧化物歧化酶(SoD)丹參、人參、甘露醇等四、減輕炎癥反應(yīng)：穩(wěn)定溶酶體酶膜糖皮質(zhì)激素阻斷分子的單抗等中性粒細(xì)胞內(nèi)皮細(xì)胞特定粘附五、減輕鈣超負(fù)荷六、其他：細(xì)胞膜保護(hù)劑、牛磺酸、金屬硫蛋白腺苷、中性粒細(xì)胞抗血清等。小結(jié)缺血—再灌注損傷是伴隨現(xiàn)代醫(yī)療技術(shù)進(jìn)展，缺血性疾病防治中出現(xiàn)的新課題。能量代謝障礙、自由基、鈣超載和白細(xì)胞在其發(fā)生機(jī)制中各自起著重要作用。心、腦和腸在缺血—再灌注損傷時(shí)的機(jī)能代謝變化在缺血—再灌注損傷的防治中有重要意義。復(fù)習(xí)思考題1、解釋名詞：2、簡(jiǎn)述缺血—再灌注損傷的主要發(fā)生機(jī)制。3、簡(jiǎn)述心腦的功能代謝變化。4、簡(jiǎn)述缺血—再灌注損傷損傷的防治原則。

下次課預(yù)習(xí)內(nèi)容第十四章心功能不全預(yù)適應(yīng)(PC)

(參考資料)1、預(yù)適應(yīng)的特點(diǎn)：(1)有限記憶性：預(yù)適應(yīng)處置與缺血間隔：①10min----增加；②至2小時(shí)，過長(zhǎng)，失去記憶，保護(hù)作用喪失。(2)呈雙峰分布初期：典型缺血預(yù)適應(yīng)，數(shù)分鐘內(nèi)發(fā)生，作用明顯，時(shí)間短暫1—3小時(shí)；出現(xiàn)心肌收縮為終點(diǎn)。(豬1h，狗2h)延遲階段：延遲預(yù)適應(yīng)(保護(hù)作用第二窗口)數(shù)小時(shí)后，作用變得顯著(數(shù)天或更長(zhǎng))。(3)非特異性：不同方法，產(chǎn)生相同效果(4)普遍性：具種屬性，器官和預(yù)處理方法的普遍性。(1)冠狀結(jié)扎、乏氧血灌注心臟、高速起搏心臟2、預(yù)處理方法：(2)增加心肌耗氧，引起瞬間缺血；(3)使用腺苷受體A1激動(dòng)劑藥物；(4)多發(fā)性、自發(fā)性血栓，造成缺血—再灌注；(5)急性容量超負(fù)荷造成心肌短時(shí)間張力增強(qiáng)；(6)缺氧也能減輕心肌損傷程度。經(jīng)常性心絞痛發(fā)作病人，與無心絞痛病人相比，心源性休克、充血性心衰發(fā)病率低，心梗面積亦小得多