缺血在灌注损伤演示文稿

缺血在灌注损伤演示文稿第一页，共五十八页。（优选）缺血在灌注损伤第二页，共五十八页。患者，男，54岁，因胸闷、大汗1h入急诊病房。体查：血压65/40mmHg，意识淡漠，心率37次/min，律齐。既往有高血压病史10年，否认冠心病史。心电图示Ⅲ度房室传导阻滞。给予阿托品、多巴胺、低分子右旋糖酐等进行扩冠治疗。入院上午10时用尿激酶静脉溶栓。10时40分出现阵发性心室颤动（室颤），立即给予除颤，至11时20分反复发生室性心动过速、室颤，共除颤7次，同时给予利多卡因、小剂量异丙肾上腺素后心律转为窦性，血压平稳，意识清楚。冠状动脉造影证实：右冠状动脉上段85%狭窄，中段78%狭窄。为什么在溶栓后出现严重的心律失常?病例：3第三页，共五十八页。缺血-再灌注损伤概念：缺血的组织、器官经恢复血液灌注后不但不能使其功能和结构恢复，反而加重其功能障碍和结构损伤的现象。(ischemia-reperfusioninjury)从实践到理论地总结第一节概述4第四页，共五十八页。研究历史1955年Sewell首次报道再灌注损伤现象---结扎狗冠状动脉后，如果突然解除结扎恢复血流，部分动物立即发生心室纤维颤动而死亡；1960年Jennings第一次提出心肌再灌注损伤的概念，证实再灌注会引起心肌超微结构不可逆坏死，包括爆发性水肿、组织结构崩解、收缩带形成和线粒体内磷酸钙颗粒形成；1968年Ames率先报道脑缺血再灌注损伤；1972年Flore率先报道肾缺血再灌注损伤；1978年Modry率先报道肺缺血再灌注损伤；1981年Greenberg率先报道肠缺血再灌注损伤第一节概述5第五页，共五十八页。原因术后

动脉搭桥溶栓疗法

经皮腔内冠脉血管成形术-PTCA

器官移植断肢再植组织器官缺血后恢复血液供应

休克后微循环的疏通冠脉痉挛缓解心脑肺复苏先缺血，后再灌第二节原因和条件6第六页，共五十八页。

2、影响因素

(1)缺血、缺氧时间

(2)需氧程度、缺血前的状态

(3)侧支循环

(4)再灌注条件低压、低温、低pH、低钠、低钙高钠、高钙第二节原因和条件7第七页，共五十八页。

▲pH反常（pHparadox）

在再灌注时迅速纠正缺血组织的酸中毒，反而会加重缺血再灌注损伤，称为pH值反常。

▲O2反常（Oxygenparadox）

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（Calciumparadox）

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。8第八页，共五十八页。第三节

发生机制

活性氧的作用钙超载白细胞的作用补体级联的损伤作用9第九页，共五十八页。（一）活性氧(reactiveoxygenspecies,ROS)

指化学性质活泼的含氧代谢物。氧自由基

单线态氧(1O2)过氧化氢(H2O2)

脂氢过氧化物及其裂解产物NO

第三节发生机制10第十页，共五十八页。[自由基]指外层轨道上含有单个不配对电子的原子、原子团和分子的总称

类型：氧自由基脂性自由基氮中心自由基特点：

化学性质非常活泼，氧化性强,易与它物质发生连锁反应半衰期短第三节发生机制11第十一页，共五十八页。O2•

---其它自由基生成的基础以氧为中心的自由基称为氧自由基。包括超氧阴离子(O2·)、羟自由基(OH·)（一）活性氧(reactiveoxygenspecies,ROS)O2O2··OHH2O2H2Oe-

e-+2H+

e-+H+

e-+H+

H2O4e-+4H+

细胞色素氧化酶系统线粒体①氧自由基(oxygenfreeradical,OFR)：第三节发生机制12第十二页，共五十八页。指氧自由基与多聚不饱和脂肪酸作用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·）等。（一）活性氧(reactiveoxygenspecies,ROS)②脂性自由基第三节发生机制13第十三页，共五十八页。包括一氧化氮（NO）、

过氧亚硝基阴离子（ONOO-）O2L-精氨酸NOSL-胍氨酸＋NONADPHNADP＋NO

＋O2•

ONOO-＋H+NOO＋

•OHONOO-（一）活性氧(reactiveoxygenspecies,ROS)③

氮中心自由基:14第十四页，共五十八页。

是一种激发态氧，其氧分子外层轨道中有两个自旋方向相反的电子。

其氧化性质极其活跃，且在紫外光谱中呈现一条单线，故称单线态氧。（一）活性氧(reactiveoxygenspecies,ROS)④单线态氧(singleoxygen)：第三节发生机制15第十五页，共五十八页。（二）缺血-再灌注时活性氧增多的机制

线粒体功能障碍

通过黄嘌呤氧化酶途径形成增多

白细胞呼吸爆发

儿茶酚胺的自身氧化

iNOS表达增加

体内清除活性氧的能力下降第三节发生机制16第十六页，共五十八页。O2O2··OHH2O2H2Oe-

e-+2H+

e-+H+

e-+H+

H2O4e-+4H+

细胞色素氧化酶系统98％2％O2在线粒体内捕获电子的过程17第十七页，共五十八页。1、线粒体内产生活性氧增加呼吸链复合体活性受损,传递电子↓再灌流,氧源↑Ca2+超载使氧化酶系统抑制缺氧使抗氧化酶活性抑制，氧自由基清除障碍O2O2··OHH2O2H2Oe-

e-+2H+

e-+H+

e-+H+

H2O4e-+4H+

细胞色素氧化酶系统18第十八页，共五十八页。

黄嘌呤氧化酶(XO)10%

黄嘌呤脱氢酶(XD)90%Ca+2依赖性蛋白酶

2．血管内皮细胞内黄嘌呤氧化酶形成增加

19第十九页，共五十八页。20第二十页，共五十八页。O2H2O2HOClNADPHoxidaseMPONADP+OHNOO2-OONO-OHNADPH白细胞吞噬时伴耗氧量显著增加的现象，称呼吸爆发(RespiratoryBurst)。3、白细胞呼吸爆发产生大量活性氧NADPH＋O2NADP+

＋H+＋O2NADPH氧化酶中性粒细胞激活时70－90％的氧经细胞内的NADPH氧化酶的作用形成氧自由基，用于杀灭病原微生物

21第二十一页，共五十八页。缺氧儿茶酚胺分泌增多代偿调节作用氧化产生氧自由基4、儿茶酚胺的自身氧化CA单胺氧化酶氧自由基(OFR)↑22第二十二页，共五十八页。缺血-再灌注时，清除剂的浓度及活性下降，氧自由基产生过量，致使组织细胞严重损伤。5.自由基清除能力降低■酶清除剂：过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(GSH-PX)

、超氧化物歧化酶(Cu,Zn-SOD、Mn-SOD)等

SOD

2O2.+2H+H2O2+O2

CAT

2H2O2O2+2H2O

GSH-PX

2GSH+H2O2GSSG+2H2O

23第二十三页，共五十八页。VitA清除1O2，抑制脂质过氧化VitC协助维持维生素E的活性状态

■

低分子清除剂：为非酶类抗氧化物，常见的有还原型谷胱苷肽(GSH)、还原型辅酶Ⅱ(NADPH)、VitE、VitA、VitC、半胱氨酸、铜蓝蛋白、清蛋白结合的胆红素等VitE还原O2•、1O2脂质自由基24第二十四页，共五十八页。（三）活性氧的损伤作用1.膜脂质过氧化（lipidperoxidation）

膜脂质过氧化改变膜的结构，膜的流动性降低，脆性增加。使膜受体酶活性改变。25第二十五页，共五十八页。①细胞膜结构破坏

（三）活性氧的损伤作用26第二十六页，共五十八页。②细胞器膜结构破坏

溶酶体破裂释放溶酶体酶，破坏细胞

线粒体肿胀、功能障碍，产能减少

肌浆网Ca2+-ATP酶活性降低使摄取的

Ca2+

减少，导致细胞内钙超负荷

（三）活性氧的损伤作用27第二十七页，共五十八页。③脂质信号分子生成异常肌醇磷脂的过氧化，使PGs，IP3和DG生成障碍（三）活性氧的损伤作用28第二十八页，共五十八页。2.蛋白质失活

蛋白分子变性、聚合、降解或肽键断裂活性氧对酶活性的影响包括：①破坏氧化酶的活性中心－巯基；②破坏酶活性所必须的脂质微环境；③在酶蛋白之间发生交联形成多聚物；④攻击酶活性中心部位的氨基酸；⑤激活磷脂酶A2使膜磷脂释放出花生四烯酸，导致前列腺素、白三烯生成增多，炎症反应加剧。（三）活性氧的损伤作用29第二十九页，共五十八页。3.DNA损伤主要为●OH和NO碱基羟化/DNA断裂/交联染色体畸变/细胞死亡（三）活性氧的损伤作用30第三十页，共五十八页。

透明质酸酶降解胶原蛋白交联4.活性氧破坏细胞间基质（三）活性氧的损伤作用31第三十一页，共五十八页。第三节发生机制活性氧的作用钙超载

白细胞的作用高能磷酸化合物（ATP）生成障碍32第三十二页，共五十八页。钙超载（calciumoverload）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。[Ca2+]e：10-3M[Ca2+]i：10-7M第三节发生机制33第三十三页，共五十八页。细胞内Ca2+的调节进入胞浆的途径：钙通道■质膜钙通道▲电压依赖性钙通道（VOC）▲受体操纵性钙通道（ROC）■胞内钙库释放通道：ROC类▲

IP3operated▲雷洛丁(Ryanodine)sensitive离开胞浆的途径■

Ca2+泵（Ca2+-ATP酶）■

Na+-Ca2+交换■

Ca2+-H+交换34第三十四页，共五十八页。细胞内钙转运过程35第三十五页，共五十八页。钙超载的机制Ca2+稳态调节的破坏

■

细胞膜通透性增加:

Ca2+顺浓度梯度进入细胞

■

pH反常:

pH梯度促进Na+-H+交换和Na+-Ca2+交换

■活性氧产生增加：ATP合成减少，钙泵，钠泵

■儿茶酚胺增多:受体

PLCIP3

内质网/肌浆网IP3R内钙释放受体

ACcAMPPKAL-VOC外钙内流

第三节发生机制36第三十六页，共五十八页。钙超载的细胞损害作用线粒体功能障碍

再灌注[Ca2+]i线粒体摄钙

ATP消耗

磷酸盐沉积

ATP产生

钙依赖性降解酶激活—细胞结构破坏，死亡

磷脂酶——膜相结构蛋白水解酶——结构蛋白、酶类核酸内切酶——核酸促进活性氧生成

钙依赖性水解酶激活——XO增多钙依赖性磷脂酶A2激活——花生四烯酸代谢增强破坏细胞骨架

肌动蛋白与肌辅助蛋白分离37第三十七页，共五十八页。线粒体渗透性转运孔道开放是细胞由可逆损伤转变为不可逆损伤的关键因素★跨膜电位破坏，氧化磷酸化脱耦联★

Ca2＋超载→蛋白水解酶和磷脂酶活化★氧自由基大量生成★线粒体细胞色素C漏出→凋亡钙超载的细胞损害作用第三节发生机制38第三十八页，共五十八页。IRI后白细胞聚集、游出、浸润组织机制：缺血缺氧、组织坏死诱导炎症介质和粘附分子生成增多三、白细胞在缺血-再灌注损伤中的作用第三节发生机制39第三十九页，共五十八页。炎症介质促炎细胞因子：TNF-,IL-1,IL-8

脂质炎症介质：LTs,TXA2,PAF

补体

激肽作用激活炎性细胞使血管内皮收缩，血管通透性增加血管及其它部位平滑肌收缩诱导细胞粘附分子的表达第三节发生机制40第四十页，共五十八页。选择素:P,E,L-选择素整合素:Mac-1（CD11b/CD18

）

LFA-1（人淋巴细胞功能相关抗原）,VLA-4（极迟反应抗原

）Ig超家族:ICAM-1,VCAM-1粘附分子：细胞合成的并促进细胞与细胞之间、细胞与细胞外基质之间黏附的一类分子总称41第四十一页，共五十八页。白细胞浸润的过程

白细胞增多，聚集滚动阶段：P-选择素与L-选择素的作用激活阶段粘附阶段：ICAM-1，VCAM-1,血小板内皮细胞黏附分子穿血管游走阶段：第三节发生机制42第四十二页，共五十八页。局部组织在缺血一段时间后，重新恢复血流，不能再通，缺血区得不到充分的灌注，称此为无复流现象。第三节发生机制43第四十三页，共五十八页。白细胞在缺血再灌注损伤中的作用机械阻塞作用---无复流现象对组织的损伤作用---活性氧、蛋白水解酶产生各种细胞因子---炎症反应失控第三节发生机制44第四十四页，共五十八页。②细胞损伤①微血管损伤微血管内血液流变学改变微血管口径改变微血管通透性增加再灌注损伤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↓微血管通透性↑自由基、粒细胞水肿IRI时白细胞激活介导的微血管功能紊乱45第四十五页，共五十八页。补体级联的损伤作用■

补体介导的溶胞作用■

补体级联反应释放大量促炎症因子第三节发生机制46第四十六页，共五十八页。缺血再灌注损伤的主要发病机制细胞损伤再灌注缺血细胞坏死缺血损伤恢复Ca2+钙超载氧自由基O2中性粒细胞无复流致炎因子补体损伤47第四十七页，共五十八页。第四节重要脏器的缺血-再灌注损伤心脏缺血-再灌注损伤脑缺血-再灌注损伤小肠缺血-再灌注损伤48第四十八页，共五十八页。心脏的缺血-再灌注损伤

心肌超微结构的变化质膜破坏，肌原纤维破坏，线粒体变性

心肌能量代谢的变化

ATP合成的前身物质（腺苷、肌苷、次黄嘌呤）减少缺血心肌对氧的利用障碍：线粒体受损

心功能的变化

再灌注性心律失常心肌顿抑微血管顿抑49第四十九页，共五十八页。再灌注性心律失常发生率：50-80%室性心律失常多见与缺血时间、缺血范围、缺血程度、电解质紊乱有关兴奋折返、受体兴奋→自律性↑、纤颤阈↓基本条件：再灌注区存在功能上可恢复的心肌细胞50第五十页，共五十八页。指心肌短时间缺血后恢复再灌一段时间内心肌出现的可逆性收缩功能降低的现象。自由基的作用钙超载主要机制！心肌顿抑是对心肌的一种保护作用特征

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