缺血再灌注损伤专业基础知识培训课件

1、缺血再灌注损伤专业基础知识缺血再灌注损伤专业基础知识掌握：缺血再灌注损伤的概念 白细胞的作用钙超载自由基的作用再灌注损伤的机制熟悉：缺血再灌注损伤的原因及条件 缺血再灌注损伤时机体的功能代谢变化了解：缺血再灌注损伤防治的病理生理基础缺血再灌注损伤专业基础知识2掌握：缺血再灌注损伤的概念白细胞的作用钙超载自由基的作用再灌1955年，Sewell报道，在结扎狗冠状动脉后，如突然解除结扎，恢复血流，部分动物立即发生心室纤颤而死亡 溶栓疗法器官移植体外循环PTCA冠脉搭桥治疗手段的改进缺血再灌注损伤专业基础知识31955年，Sewell报道，在结扎狗冠状动脉后，如突然解除心脏介入手术经皮冠状动脉腔内成

2、形术（PTCA）放置支架PTCA结合支架治疗冠心病患者，成功率较高，长期生存率较高 缺血再灌注损伤专业基础知识4心脏介入手术经皮冠状动脉腔内放置支架PTCA结合支架治疗冠心冠脉支架置入前后1967年，Bulkley 和Hutchins发现冠脉血管再通后的病人发生心肌细胞反常性坏死。 缺血再灌注损伤专业基础知识5冠脉支架置入前后1967年，Bulkley 和Hutchin患者：男，58岁，上午8时，起床后感到胸闷，30min后突感 胸前区剧烈绞痛，9时入急诊病房。查体：血压75/50mmHg，意识淡漠，心率65次/min，律齐。 心电图示度房室传导阻滞。冠状动脉造影：右冠状动脉上段85%狭窄，中

3、段78%狭窄。入院治疗：立即给予阿托品、多巴胺、低分子右旋糖酐等进 行扩冠治疗。上午10时静脉点滴尿激酶。10.30分患者 出现阵发性心室颤动（室颤），立即给予除颤，到下 午13时反复发生室性心动过速、室颤，共计6次。到下 午16时，经给予利多卡因、小剂量异丙肾上腺素后心 律转为窦性，血压平稳，意识清楚。病例分析缺血再灌注损伤专业基础知识6患者：男，58岁，上午8时，起床后感到胸闷，30min后突感第一节 概述一、缺血再灌注损伤（ischemia-reperfusion injury，IRI） 缺血基础上恢复血流后组织损伤反而加重，甚至发生不可逆损伤的现象。缺血再灌注损伤专业基础知识7第一节

4、概述一、缺血再灌注损伤缺血再灌注损伤专业基础知识7二、缺血再灌注损伤原因1、全身循环障碍后恢复血供 如：心脏骤停后的心肺复苏2、组织器官缺血后血流恢复 如：断肢再植和器官移植3、某一血管堵塞后血流恢复 如：冠脉狭窄后采取治疗措施缺血再灌注损伤专业基础知识8二、缺血再灌注损伤原因缺血再灌注损伤专业基础知识8三、缺血再灌注损伤条件缺血时间的长短侧支循环的形成情况需氧程度再灌注的条件 低温、低压、低pH、低钠、低钙液灌注缺血再灌注损伤专业基础知识9三、缺血再灌注损伤条件缺血再灌注损伤专业基础知识9 pH反常（pH paradox ） 在再灌注时迅速纠正缺血组织的酸中毒，反而会加重缺血细胞损伤，称为p

5、H值反常。 O2反常（Oxygen paradox） 低氧溶液灌注组织器官一定时间后，再恢复正常氧供应，组织损伤反而更趋严重，称为氧反常。 Ca2+反常（Calcium paradox） 无钙溶液灌流大鼠心脏后，再用含钙溶液进行灌流，心肌细胞的损伤反而加重，称为钙反常。缺血再灌注损伤专业基础知识10 pH反常（pH paradox ） 第二节 缺血再灌注损伤的发生机制白细胞的作用 细胞内钙超载自由基增多缺血再灌注损伤专业基础知识11第二节 缺血再灌注损伤的发生机制白细胞的作用 细胞内钙超载一、自由基生成增多（一）概念与分类自由基外层电子轨道上含有单个不配对电子的原子、原子团或分子的总称。缺血再

6、灌注损伤专业基础知识12一、自由基生成增多缺血再灌注损伤专业基础知识12自由基分类氧自由基、脂性自由基、氯自由基等 氧自由基（Oxygen free radical，OFR） 由氧诱发的自由基称为氧自由基，包括 超氧阴离子O-2和羟自由基OH 脂性自由基（Lipid radicals） 氧自由基与多聚不饱和脂肪酸发生脂质过氧化的链式反应后生成的中间代谢产物。包括烷自由基（L）、烷氧自由基（LO）烷过氧自由基（LOO） 缺血再灌注损伤专业基础知识13自由基分类 氧自由基（Oxygen free ra活性氧（reactive oxygen species,ROS）由氧形成的、化学性质较基态氧活泼的

7、含氧代谢物质，包括氧自由基（超氧阴离子O-2和羟自由基OH）和非自由基，如单线态氧（1O2）和过氧化氢（H2O2 ）缺血再灌注损伤专业基础知识14活性氧（reactive oxygen species,ROO2线粒体9899%H2O12%NADPH氧化酶黄嘌呤氧化酶P450细胞色素单加氧酶超氧阴离子 O2-.羟自由基 OH单线态氧 1O2SODH2O2谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-PX）过氧化氢酶（CAT）髓过氧化物酶（MPO）清除（二）自由基的代谢缺血再灌注损伤专业基础知识15O2线粒体9899%H2O12%NADPH氧化酶超氧阴离在血红蛋白、肌红蛋白、儿茶酚胺及黄嘌呤氧化酶等氧化过程中也会生

8、成超氧阴离子O-2。 O-2可以在Fe3或Cu2的催化下与过氧化氢生成羟自由基OH ，这种由金属离子催化的反应称为Fenton反应。缺血再灌注损伤专业基础知识16在血红蛋白、肌红蛋白、儿茶酚胺及黄嘌呤氧化酶等氧化过程中也会（三）氧自由基生成增多的机制 1. 黄嘌呤氧化酶途径 2. 中性粒细胞途径 3. 线粒体功能受损 4. 儿茶酚胺增加和氧化缺血再灌注损伤专业基础知识17（三）氧自由基生成增多的机制 1. 黄嘌呤氧化酶途径缺血再灌（三）缺血再灌注氧自由基生成增多的机制1、黄嘌呤氧化酶途径OH缺血再灌注损伤专业基础知识18（三）缺血再灌注氧自由基生成增多的机制1、黄嘌呤氧化酶途径2、中性粒细胞途

9、径吞噬过程中，激活的PMN耗氧量显著增加，摄入O2的70%90%在NADPH和NADH氧化酶的催化下，接受电子形成氧自由基。 缺血过程中，补体系统激活，细胞膜分解产生C3片断、白三烯等趋化因子，吸引中性粒细胞。再灌注期组织重新获得氧气供应，激活的中性粒细胞耗氧量显著增加，产生大量氧自由基，称为呼吸爆发（氧爆发）缺血再灌注损伤专业基础知识192、中性粒细胞途径吞噬过程中，激活的PMN耗氧量显著增加，3、线粒体途径 缺血细胞线粒体内钙离子沉积，影响细胞色素氧化酶系传递电子的能力，恢复血液灌注后，弥散到组织内的氧部分经单电子还原生成氧自由基。 缺血再灌注损伤专业基础知识203、线粒体途径 缺血细胞线

10、粒体内钙离子沉积，影4、儿茶酚胺增加和氧化各种应激情况下，儿茶酚胺分泌增加，一方面起到代偿作用，另外一方面，儿茶酚胺氧化产生氧自由基造成细胞损害缺血再灌注损伤专业基础知识214、儿茶酚胺增加和氧化各种应激情况下，儿茶酚胺分泌增加，一方（四）自由基的损伤作用1.膜脂质过氧化作用增强2.抑制蛋白质的功能3.破坏核酸和染色体缺血再灌注损伤专业基础知识22（四）自由基的损伤作用1.膜脂质过氧化作用增强2.抑制蛋白质(1) 破坏膜的正常结构脂质过氧化膜不饱和脂肪酸不饱和脂肪酸/蛋白质比例失调膜液态性流动性膜通透性Ca2+内流1.膜脂质过氧化作用增强 (enhanced lipid peroxidatio

11、n of membrane)缺血再灌注损伤专业基础知识23(1) 破坏膜的正常结构脂质膜不饱和不饱和脂肪酸/膜液态性膜(2) 间接抑制膜蛋白功能脂质之间交联(-)钙泵、钠泵Na2+/Ca2+交换蛋白胞内Na2+、Ca2+钙超载、细胞肿胀缺血再灌注损伤专业基础知识24(2) 间接抑制膜蛋白功能脂质之间交联(-)钙泵、钠泵胞内N(3) 促进自由基及其它生物活性物质生成膜脂质过氧化磷脂酶C磷脂酶D膜磷脂分解花生四烯酸脂氧合酶白三烯过氧化物环氧合酶前列腺素内过氧化物OH.血栓素A2前列腺素自由基(+)(4) 减少ATP生成（线粒体）缺血再灌注损伤专业基础知识25(3) 促进自由基及其它生物活性物质生成

12、膜脂质磷脂酶C膜磷脂例：肌纤维蛋白对Ca2+反应性心肌收缩力肌浆网钙转运蛋白受损钙调节异常2.抑制蛋白质的功能染色体畸变，核酸碱基的羟化，DNA的断裂（羟自由基）3.破坏核酸和染色体自由基使细胞结构蛋白和酶的巯基氧化，形成二硫键；或使氨基酸残基氧化，蛋白和酶发生交联形成聚合物损伤蛋白功能缺血再灌注损伤专业基础知识26例：肌纤维蛋白对Ca2+反应性心肌收缩力肌浆网钙转运蛋白受损 各种原因引起的细胞内钙含量异常增多并导致细胞结构损伤和功能代谢障碍。 二、钙超载（calcium overload）缺血再灌注损伤专业基础知识27 各种原因引起的细胞内钙含量异常增多并导致细Na + -Ca 2+载体Ca

13、2+ B Pr线粒体肌浆网Ca 2+ Ca 2+ Ca2+泵Ca2+Ca2+Ca2+e：10-3MCa2+i：10-7MVOCROC细胞内Ca2+的稳态调节缺血再灌注损伤专业基础知识28Na + -Ca 2+载体Ca2+ B Pr线粒体肌浆网Ca1.生物膜损伤致细胞内钙超载(2) 线粒体及肌浆网膜损伤(1) 细胞膜损伤缺血膜外板与糖被膜分离Ca2+(+)磷脂酶膜磷脂降解自由基膜脂质过氧化膜通透性细胞内钙超载的机制缺血再灌注损伤专业基础知识291.生物膜损伤致细胞内钙超载(2) 线粒体及肌浆网膜损伤(12. Na+-Ca2+交换异常缺血 胞内pH 再灌注 Na+-H+交换 胞内Na+ Na+-C

14、a2+交换 细胞外Ca2+内流 钙超载 ATP含量下降细胞内钙超载的机制PKC对Na+/Ca2+交换蛋白的间接激活缺血再灌注损伤专业基础知识302. Na+-Ca2+交换异常ATP含量下降细胞内钙超载的机1去甲肾上腺素GqPLCP1IP3Ca2+Ca2+肌浆网DGPKCH+Na+Ca2+肌丝PKC对Na+/Ca2+交换蛋白的间接激活缺血再灌注损伤专业基础知识311去甲肾上腺素GqPLCP1IP3Ca2+Ca2+肌浆网D缺血再灌注损伤专业基础知识培训课件三、中性粒细胞的作用无复流现象（no-reflow phenomenon）解除缺血原因并没使缺血区得到充分血流灌注的反常现象。缺血再灌注损伤专业

15、基础知识33三、中性粒细胞的作用无复流现象（no-reflow phe三、白细胞的作用 （一）再灌注时白细胞增多的机制内皮释放粘附分子白细胞释放趋化介质白细胞内皮细胞白三烯、血小板活化因子、补体、激肽整合素选择素缺血再灌注损伤专业基础知识34三、白细胞的作用内皮释放粘附分子白细胞释放趋化介质白细胞内皮 2. WBC介导缺血-再灌注损伤的机制 微血管损伤(无复流现象 no-reflow phenomenon) 细胞损伤微血管通透性自由基、粒细胞血液流变学改变白细胞粘附聚集、血流缓慢微血管口径的改变内皮细胞肿胀缩血管物质扩血管物质缺血再灌注损伤专业基础知识35微血管通透性自由基、粒细胞血液流变学改

16、变白细胞粘附聚集、血IRI的主要发病机制再灌注中性粒细胞无复流致炎因子氧自由基钙超载细胞损伤缺血O2Ca2+细胞坏死缺血损伤恢复缺血再灌注损伤专业基础知识36IRI的主要发病机制再灌注中性粒细胞无复流致炎因子氧自由基第三节 缺血再灌注损伤时机体 的功能代谢变化心脏脑其他器官（肺、肠、肾、骨骼肌）缺血再灌注损伤专业基础知识37第三节 缺血再灌注损伤时机体 的功一、心肌缺血再灌注损伤1.再灌注性心律失常(reperfusion arrhythmia) 在心肌缺血再灌注过程中出现的心律失常。发生率：50-80%，室性心律失常多见缺血再灌注损伤专业基础知识38一、心肌缺血再灌注损伤1.再灌注性心律失常

17、 在心肌缺心肌并未因缺血发生不可逆损伤，但在再灌注血流恢复后一段时间内，心肌出现可逆性的收缩功能降低，称为心肌顿抑。2.心肌顿抑(myocardial stunning)缺血再灌注损伤专业基础知识39心肌并未因缺血发生不可逆损伤，但在2.心肌顿抑(myocar缺血再灌注损伤专业基础知识40缺血再灌注损伤专业基础知识403.再灌注对心肌代谢的影响 (Influence of reperfusion on myocardium metabolism) 线粒体受损能量合成再灌注底物冲走高能磷酸化合物4.再灌注对心肌超微结构的影响 缺血再灌注损伤专业基础知识413.再灌注对心肌代谢的影响 线粒体受损能

18、量合成再灌注底物冲走二、脑的缺血再灌注损伤脑代谢异常脂质过氧化损伤水肿、坏死神经递质改变缺血再灌注损伤专业基础知识42二、脑的缺血再灌注损伤脑代谢异常脂质过氧化损伤水肿、坏死神1.小肠黏膜屏障通透性菌血症或内毒素血症2.急性肾功能衰竭三、其他器官、组织的缺血再灌注损伤缺血再灌注损伤专业基础知识431.小肠黏膜屏障通透性菌血症或内毒素血症2.急性肾功能衰竭1、尽量缩短脏器缺血时间，控制再灌注条件2、改善缺血组织代谢（磷酸己糖、外源性ATP等）第四节 防治的病理生理基础缺血再灌注损伤专业基础知识441、尽量缩短脏器缺血时间，控制再灌注条件第四节 防治的病理生3、清除自由基及活性氧减轻钙超载：钙拮抗剂 Na+ / Ca2+ 、 Na+ /H+交换抑制剂中性粒细胞抑制剂（抗中性粒细胞代谢药物：羟基脲）其它药物： 细胞保护剂 扩管 稳膜等缺血预