缺血-再灌注損傷課件

第十三章缺血—再灌注損傷教學目標：知識：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)生機理；應用：缺血—再灌注損傷的防治病理生理基礎。概述：1、缺血—再灌注：新技術（溶栓療法、導管技術、心肺復蘇、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，這種技術謂缺血—再灌注。幾個概念：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，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，恢復血液供應；2、組織器官缺血后，血流恢復；3、某一血管再通后。二、條件：1、缺血時間；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)生機制尚未完全闡明，經(jīng)對心肌缺血—再灌注大量研究證明，能量代謝障礙是發(fā)病基礎自由基的作用和細胞內(nèi)鈣超負荷，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）再灌注時被沖出而缺乏。（2）由有氧氧化為無氧代謝為主時，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不配對電子的原子團和分子的總稱。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。生理情況下細胞內(nèi)存在的抗氧化物質(zhì)可及時清除自由基，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。氧化應激反應細胞損傷。H2OO2e-O2·H2O2OH·2H+e-+H+e-+H+e-+H2O2、中性粒細胞正常時，中性粒細胞產(chǎn)生氧自由基，殺滅微生物、外來異物。再灌注時，內(nèi)皮細胞釋放自由基胞膜產(chǎn)生（白三烯）趨化物局部中性粒細胞粘附，氧自由基心肌梗死時，白細胞侵潤可增加17倍。3、線粒體：呼吸鏈是細胞內(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；每個線粒體24小時產(chǎn)生107個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O2?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C毒性作用脫氧核糖堿基反應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、誘導炎癥介質(zhì)產(chǎn)生自由基細胞內(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Ca2+的不自由通透性、運轉(zhuǎn)系統(tǒng)。1、Ca2+進入細胞的途徑(1)質(zhì)膜Ca2+通道(2)胞內(nèi)鈣庫釋放通道(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)再灌注時細胞內(nèi)Ca2+超載機制［Ca2+］、Ca2+被線粒體攝取，H+排至泡液1、Na+/Ca2+交換異常(1)細胞內(nèi)高Na+對Na+/Ca2+交換蛋白的直接激活；(2)細胞內(nèi)H+對Na+/Ca2+交換蛋白的間接激活；(3)蛋白激酶C(PKC)對Na+/Ca2+交換蛋白的間接激活。2、生物膜損傷缺O(jiān)2，細胞外液與糖被表面分離而損傷，再灌注時，Ca2+大量內(nèi)流激活磷酸脂酶膜磷酸脂被降解膜通透性細胞外Ca2+內(nèi)流(1)細胞膜損傷(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)切酶活性細胞骨架核酸分解磷脂酶活性細胞膜、細胞器膜受損3、促進氧自由基生成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OH?H2O2XDXO自由基生成(1)血管內(nèi)血液流變學改變

白C大而僵破、變形能力弱，大量白C粘附于血管壁，嵌頓、堵塞毛細血管---形成無復流現(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)中性粒細胞介導的再灌注損傷1、微血管損傷(2)炎癥反應失調(diào)，微血管壁通透性

(3)無復流現(xiàn)象：缺血后，恢復血流，缺血區(qū)不能得到充分的灌注，持續(xù)缺血，損傷加強。1、血管內(nèi)皮細胞腫脹。2、心肌細胞的收縮，嚴重收縮帶，壓迫微血管。3、心肌細胞腫脹，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，是已知最強的內(nèi)源性血管收縮劑。1、ET1強烈收縮血管，促進無復流現(xiàn)象的發(fā)生。3、ET1對心肌細胞的直接損傷作用。4、ET1和血管緊張素的協(xié)同作用。2、ET1參與激活中性粒細胞并增加O2的產(chǎn)生。?第三節(jié)缺血—再灌注損傷的機能變化一、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)受前負荷作用被拉長的張力)隨缺血時間延長而增加，發(fā)展張力逐漸(收縮時產(chǎn)生的主動張力)再灌注時，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，傳導性與不應期暫時不均一性為折返激動心率失常發(fā)生提供了電生理基礎。(2)再灌注時沖刷出的兒茶酚胺刺激的α—受體，提高了，心肌細胞自律性。(3)再灌注明顯降低心肌纖維顫閾。與氧自由基，鈣超載有關。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)心肌短時間缺血后不發(fā)生壞死，但引起結(jié)構(gòu)、代謝、功能改變，再灌注時后并不立刻恢復，常需數(shù)小時、數(shù)天、數(shù)周才能恢復正常。特征為收縮功能障礙。機理合成高能磷酸化合物氧自由基產(chǎn)生，細胞內(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、組織學變化：腦水腫、腦細胞壞死。

三、腸缺血---再灌注損傷廣泛上皮與絨毛分離，上皮細胞壞死，中性粒細胞浸潤，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重損傷五、細胞凋亡凋亡：細胞程序性死亡(PCD)

細胞出現(xiàn)囊泡(凋亡小體)，體積縮小，核固縮，DNA被隨機降解成小片段，氧化應激是細胞凋亡的媒體。缺血再灌注OH?NO(O2)H2O2?細胞內(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一、消除缺血原因，盡早恢復血流，

控制再灌注條件耐受缺血時間腦30'心60'復流原則低壓低流低溫減少自由產(chǎn)生代謝低，減少產(chǎn)物補充糖酵解底物，有保護作用，有利于生物膜功能恢復；給予外源性ATP、CP、細胞色素C等。二、保護生物膜，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：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胞內(nèi)皮細胞特定粘附五、減輕鈣超負荷六、其他：細胞膜保護劑、?；撬?、金屬硫蛋白腺苷、中性粒細胞抗血清等。小結(jié)缺血—再灌注損傷是伴隨現(xiàn)代醫(yī)療技術進展，缺血性疾病防治中出現(xiàn)的新課題。能量代謝障礙、自由基、鈣超載和白細胞在其發(fā)生機制中各自起著重要作用。心、腦和腸在缺血—再灌注損傷時的機能代謝變化在缺血—再灌注損傷的防治中有重要意義。復習思考題1、解釋名詞：2、簡述缺血—再灌注損傷的主要發(fā)生機制。3、簡述心腦的功能代謝變化。4、簡述缺血—再灌注損傷損傷的防治原則。

下次課預習內(nèi)容第十四章心功能不全預適應(PC)

(參考資料)1、預適應的特點：(1)有限記憶性：預適應處置與缺血間隔：①10min----增加；②至2小時，過長，失去記憶，保護作用喪失。(2)呈雙峰分布初期：典型缺血預適應，數(shù)分鐘內(nèi)發(fā)生，作用明顯，時間短暫1—3小時；出現(xiàn)心肌收縮為終點。(豬1h，狗2h)延遲階段：延遲預適應(保護作用第二窗口)數(shù)小時后，作用變得顯著(數(shù)天或更長)。(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)急性容量超負荷造成心肌短時間張力增強；(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