缺血再灌注损伤专业知识专家讲座

研究背景溶栓疗法器官移植体外循环PTCA冠脉搭桥治疗伎俩改进缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第1页缺血后再灌注，缺血性损伤深入加重现象缺血后再灌注不能使组织、器官功效恢复加重组织、器官功效障碍和结构损伤概

念缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第2页氧反常：是指低氧溶液灌注组织器官或在缺氧条件下培养细胞一定时间后，再恢复氧供给，组织细胞损伤反而更趋严重现象。钙反常：组织缺钙灌流后再恢复钙供给，造成其损伤加重。pH反常：缺血组织酸中毒快速纠正后，有时反而出现或加重缺血损伤。缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第3页以上提醒：

①氧、钙、pH改变可能参加缺血－再灌注损伤（IRI）发生、发展。

②再灌注损伤是在缺血损伤基础上发展起来；③再灌注可能使缺血性损伤加重，亦能促使损伤由可逆性转化为不可逆性。缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第4页第一节缺血-再灌注损伤原因及条件缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第5页2、术后

动脉搭桥溶栓疗法PTCA

体外循环器官移植断指再植一、原因1、组织器官缺血后恢复血液供给

休克时微循环疏通冠脉痉挛缓解心脑肺复苏缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第6页缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第7页

二、影响原因（条件）

再灌注条件钠钙浓度

缺血时间：40-60分钟侧支循环需氧程度缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第8页

作用自由基钙超载作用白细胞损伤和微血管第二节缺血-再灌注损伤发生机制物缺乏酸化合高能磷缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第9页

一、自由基（一）概念与类型概念：外层电子轨道上含有单个不配对电子原子、原子团和分子总称。种类：很多。

缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第10页

[自由基]

化学性质非常活泼，极易失去电子（氧化）或夺取电子（还原），含有强烈脂质过氧化作用。缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第11页1、氧自由基：由氧诱发自由基(OFR)。超氧阴离子（O2.）；羟自由基(OH·）。生理状态仅1-2%氧生成O2.。H2O2、单线态氧（1O2）不是自由基，是激发态氧与氧自由基组成活性氧。（1）自由基生成缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第12页

①线粒体内经单电子还原成O2.。②再接收一个电子生成氧化能力很强H2O2，易生成OH·。（2）氧自由基生成与代谢：活性氧生成反应：

-ee-+2H+e-+H+e-+H+O2O2.H2O2OH·H2OH2OO2.是其它自由基活性氧产生基础。线粒体是再灌注时氧自由基产生主要部位。缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第13页

2、脂性自由基：

由氧自由基与多价不饱和脂肪酸作用后生成中间代谢产物。如烷自由基（L·）、烷氧自由基（LO·）、烷过氧自由基（LOO·）等。3、其它：Cl·、CH3·、NO.。

缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第14页

（二）自由基在体内代谢

缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第15页1、生理状态氧自由基O2线粒体80~90%ATP1~2%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）去除缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第16页多出被（生化书P176-177）谷胱甘肽过氧化物酶①酶性抗氧化剂

过氧化氢酶去除髓过氧化物酶VitC、VitE、泛醌

②非酶性抗氧化剂β胡萝卜素、半胱去除。氨酸、谷胱甘肽2、生成过多：造成组织损伤。

缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第17页

心肌缺血-再灌注几秒至几分钟内血液、组织中氧自由基含量可升高数倍。缺血期电子受体氧少，再灌注恢复供氧，电子受体↑↑，氧自由基短期暴发性↑↑。缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第18页（三）自由基生成增多机制

1.黄嘌呤氧化酶形成增多2.中性粒细胞3.线粒体4.儿茶酚胺本身氧化缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第19页ATP→ADP→AMP缺血期再灌注期腺嘌呤核苷次黄嘌呤核苷次黄嘌呤黄嘌呤脱氢酶黄嘌呤氧化酶黄嘌呤＋

O2.-＋H2O2O2O2黄嘌呤氧化酶尿酸+O2.-＋H2O2OH·Ca2+1.黄嘌呤氧化酶形成增多缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第20页

2.中性粒细胞

NADPH氧化酶中性粒细胞吞噬活动

氧自由基杀灭病

耗O2↑70～90%

NADH氧化酶

原微生物呼吸暴发：再灌注期组织重新取得O2供给，激活中性粒细胞耗氧↑↑，产生大量氧自由基又称氧暴发。

注意：缺血-再灌注时，由XO产生自由基，起原发主要作用缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第21页3、线粒体功效受损：

再灌注时受损电子传递链，可能是氧自由基主要起源。缺血缺氧氧化磷酸化受损（1）ATP↓→细胞色素氧化酶→氧单电Ca2+入线粒体↑系统功效失调子还原生成自由基↑→生成水↓。缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第22页

（2）Ca2+入线粒体使锰-超氧化物歧化酶↓对自由基去除能力↓。

4、CA本身氧化：缺血缺氧→CA↑↑→氧自由基生成↑

证实：E肾上腺红O2.

缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第23页（四）自由基损伤机制

1.膜脂质过氧化2.蛋白质功效抑制3.DNA断裂和染色体畸变缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第24页穿膜糖蛋白膜表面蛋白-SHSH-CH3-S-磷脂缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第25页蛋白质断裂蛋白质-蛋白质交联-S-S-CH3-S-脂质-脂质交联O二硫交联脂质-蛋白质交联氨基酸氧化OHHO脂肪酸氧化OHHO从氧化脂肪酸释出丙二醛缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第26页1.膜脂质过氧化（1）破坏膜正常结构（2）间接抑制膜蛋白功效（3）促进自由基及其它生物活性物质生成（4）降低ATP生成缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第27页

（1）破坏膜正常结构：不饱和脂肪酸↓/蛋白质百分比失调，

使膜：①液态性、流动性↓，②通透性↑，细胞外Ca2+内流↑。

（2）间接抑制膜蛋白功效：缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第28页①脂质间交联、聚合抑制膜蛋白功效。如：Ca2+泵、Na+泵，Na+/Ca2+交换系统→胞浆Na+、Ca2+浓度↑。

影响膜内信号转导分子移动②液态性↓,膜成份改变抑制受体

→细胞

影响G蛋白与效应器偶联

信号转导功效障碍。（3）促进自由基及其它生物活性物质生成：

膜脂质过氧化→激活磷脂酶C、磷脂酶D

缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第29页

①深入分解膜磷脂

自由基生成、脂过氧②催化花生四烯酸代谢

化↑，生成各种生物活性物质如:PG、白三烯、血栓素等。

②脂质过氧化产生各种醛类物质，如丙二醛。(4）ATP生成↓：

线粒体膜脂质过氧化→功效抑制→ATP生成↓；

缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第30页蛋白质断裂蛋白质-蛋白质交联-S-S-CH3-S-O二硫交联脂质-蛋白质交联氨基酸氧化2.蛋白质功效抑制缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第31页（1）酶巯基氧化，形成二硫键。（2）氨基酸残基氧化→一些酶交联→二聚体或更大聚合物→损伤蛋白质功效。（3）损伤肌纤维蛋白

巯基氧化→对Ca2+反应性↓→抑制心肌收缩力。（4）肌浆网转运蛋白损伤→调整Ca2+功效异常。缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第32页

3、破坏核酸和染色体：

使碱基羟化或DNA断裂→染色体畸变或细胞死亡。

该作用主要由是OH·所致。

缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第33页二、钙超载

[钙超载]是指Ca2+在细胞内大量聚集，引发细胞受损，组织器官功效障碍。缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第34页当前认为,细胞内外Ca2+平衡失调造成

细胞内Ca2+超载是细胞死亡关键

缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第35页Na+-Ca2+载体Ca2+BPr线粒体肌浆网Ca2+

Ca2+

Ca2+泵Ca2+Ca2+[Ca2+]e：10-3M[Ca2+]i：10-7MVOCROC细胞内Ca2+稳态调整缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第36页

（一）钙超载机制：

再灌注期钙超载，主要原因是Ca2+内流↑，不是外流↓。

1、Na+/Ca2+交换蛋白反向转运：

Na+/Ca2+交换蛋白反向转运是IRI时Ca2+进入细胞主要路径。

缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第37页

（1）细胞内[Na+]↑，直接激活Na+/Ca2+交换蛋白。缺血→ATP↓H+↑→Na+泵活性↓→细胞内[Na+]↑。

缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第38页①缺血→无氧代谢↑→细胞内外[H+]↑。细胞内[H+]↑→激活细胞膜Na+/H+交换蛋白，以1∶1将H+排出细胞，Na+进入细胞→稳定细胞内pH。②再灌注→ECF[H+]↓→与细胞内形成梯度→激活Na+/H+交换蛋白→ICF[Na+]↑→激活Na+/Ca2+交换蛋白→Ca2+内流。缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第39页

2、儿茶酚胺（CA)↑

IRI时CA↑:

①1-受体激活G蛋白-磷脂酶C（PLC）介导细胞信号转导通路→磷脂酰肌醇分解

DG（甘油二酯）→激活PKC→Na+/H+交换→→

Na+/Ca2+交换。

IP3→促进细胞肌浆网内Ca2+释放。

缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第40页蛋白激酶C（PKC）活化影响PIP2PKCGqIP3DAGPLCβNEα1受体

Ca2＋Ca2＋H+Na+3Na+Ca2+缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第41页

②-受体兴奋→AC→L型Ca2+通道开放→Ca2+内流（Ca2+通道开放→Ca2+超载原因之一）。缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第42页2、生物膜受损

细胞外Ca2+进入细胞内。

通透性↑

生物膜受损→

或

细胞内Ca2+分布异常。

（1）细胞膜受损—膜对Ca2+通透性↑①缺血→细胞膜结构破坏→对Ca2+透性↑→Ca2+内流↑。缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第43页

②[Ca2+]超载→激活磷脂酶→膜磷脂降解→透性更↑。③再灌注→自由基生成↑→脂质过氧化→膜结构破坏加重。3、线粒体膜及肌浆网膜损伤①自由基损伤和分解膜磷脂→肌浆网膜受损→摄Ca2+功效障碍。②线粒体膜受损→ATP↓。

缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第44页缺血缺氧

钙超载Ca2+通透性细胞膜:肌浆网:钙泵排Ca2+

Ca2+内流

贮Ca2+Ca2+通透性钙泵Ca2+释出

缺血缺氧

缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第45页

4、儿茶酚胺增多

缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第46页

（三）引发缺血－再灌注损伤机制1、线粒体功效障碍：

再灌注后胞浆[Ca2+]↑→线粒体钙泵摄Ca2+↑

（1）ATP消耗↑；（2）线粒体内钙超载与线粒体内磷酸根结合成磷酸钙→干扰氧化磷酸化→ATP↓。

2、促进细胞膜和机构蛋白分解缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第47页（1）磷脂酶类→膜磷脂分解

核酸内切酶→分解核酸→染色体损伤；（2）激活

蛋白酶→细胞骨架受损。

缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第48页3、心律失常：经过Na+/Ca2+交换→一过性内向离子流→延迟后除极，是心律失常原因之一。4、促进氧自由基生成：一些Ca2+依赖性蛋白酶活性↑→XD→XO→自由基生成↑。缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第49页

5、肌原纤维过分收缩—出现收缩带—严重损害一个标志，机制：（1）胞浆内[Ca2+]↑↑（2）再灌注使缺血区H+快速移出→H+抑制心肌收缩作用↓。

结果：肌原纤维过分收缩，甚或不可逆→损伤细胞骨架结构→心肌纤维断裂。

缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第50页三、白细胞在IRI中作用

白细胞聚集、激活介导微血管和细胞损伤在脏器IRI中起主要作用。中性粒细胞聚集、激活及其致炎细胞因子释放，是微血管床和血液流变学改变及无复流现象病生理基础。缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第51页（一）IRI时白细胞增多机制可能：1、组织损伤→细胞膜磷脂降解→花生四烯酸白三烯代谢产物↑血小板活化因子强趋化作用→补体、激肽白细胞聚集缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第52页2、微血管损伤和白细胞作用血管内皮细胞与白细胞激活

内皮释放粘附分子白细胞释放趋化介质白细胞内皮细胞缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第53页（二）介导缺血-再灌注损伤

1、微血管损伤(无复流现象，no-reflowphenomenon)

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、血流迟缓微血管口径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知识专家讲座第54页1、微血管损伤

无复流现象：是再灌注中，原缺血区未能恢复充分血液灌注现象。

缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第55页白细胞作用局部组织在缺血一段时间后，重新恢复血流，原缺血区得不到充分灌注，称此为无复流现象。缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第56页

2、细胞损伤

中性粒细胞改变本身功效激活释放致炎物质内皮细胞周围细胞损伤缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第57页细胞损伤中性粒细胞介导再灌注损伤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缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第58页IRI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知识专家讲座第59页第三节IRI时机体功效及代谢改变缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第60页一、IRI对心功效影响缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第61页

（一）心律失常

1、普通情况室性心律失常如：室性心动过速和室颤最为多见。临床高达50～80%，抗心律失常药品治疗不满意。

缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第62页

3、机制

再灌注心肌之间（1）及与AP电位时程不均一性

正常心肌之间是折返性心律失常发生基础。

缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第63页

不均一性表现在：再灌注心肌之间连续时间及与AP不一样。正常心肌之间幅度缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第64页（2）心肌动作电位后延迟后除极形成，为其发生奠定了基础。再灌注时细胞内[Na+]↑→Na+

/Ca2+交换体反向转运→AP平台期Ca2+内流↑→AP后传导迟缓期短暂除极→

（延迟后除极）触发各种心律失常。缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第65页心肌细胞损伤（3）ATP↓电生理特征改变。ATP敏感性钾通道激活（4）CA↑→受体→自律性↑；（5）电解质紊乱→室颤阈↓，不应期缩短→室颤或房颤。（6）NO水平↓（L-精氨酸↓使其生成↓）缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第66页（二）心肌舒缩功效降低心肌顿抑myocardialstunning可逆性损伤不可逆性损伤心肌舒缩功效↓器质性损伤缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第67页

心肌顿抑：

心肌短暂缺血，发生可逆损伤，再灌注血流基本恢复正常后一定时间内，心肌出现可逆性收缩功效降低现象。

缺血再灌注损伤专业知识专家讲座第68页可逆性IRI胞浆Na+超载Na+/Ca2+：↑O2