缺血再灌注损伤病理生理学

关于缺血再灌注损伤病理生理学第1页，课件共36页，创作于2023年2月缺血-再灌注损伤的概念多数情况下，血液再灌注可使缺血的组织器官功能得到恢复，损伤的结构得到修复，患者病情好转康复；但某些情况下，血液再灌注不仅不能使缺血的组织器官功能恢复，反而加重组织、器官的功能障碍和结构损伤，甚至发生不可逆性损伤,尤其是长时间缺血时，这种现象称为缺血-再灌注损伤。第2页，课件共36页，创作于2023年2月第一章原因和影响因素1.原因

体外循环下心脏手术心脏骤停后心、肺复苏其他：器官移植组织器官缺血后恢复血液供应休克时微循环的疏通、冠状动脉痉挛的缓解新医疗技术的应用经皮腔内冠脉血管成形术、溶栓疗法第3页，课件共36页，创作于2023年2月2.影响因素缺血时间的长短侧支循环的形成情况对氧需求程度再灌注状态

再灌注的速度再灌注液的成分第4页，课件共36页，创作于2023年2月钙反常氧反常3.实验研究表明pH反常第5页，课件共36页，创作于2023年2月第二章IRI发生的分子机制

自由基生成增多

细胞内钙超载

中性粒细胞活化第6页，课件共36页，创作于2023年2月概念与特性是指外层电子轨道上含有单个不配对电子的原子、原子团和分子的总称。其特性为寿命短，化学性质异常活泼，氧化能力强。1.自由基第7页，课件共36页，创作于2023年2月分类氧自由基氮自由基脂性自由基其他：氯自由基、甲基自由基第8页，课件共36页，创作于2023年2月氧自由基由氧形成、并在分子组成上含有氧的一类化学性质异常活泼的物质总称。包括氧自由基和非自由基的过氧化氢（H2O2）和单线态氧（1O2）。▲活性氧的概念H2O2、1O2NonfreeradicalROSFreeradicalROSROSOFR（O2、OH•）.由氧形成的自由基，称为氧自由基。第9页，课件共36页，创作于2023年2月氮自由基脂性自由基由氮形成，并在分子组成上含有氮的一类化学性质非常活泼的物质，也称活性氮（RNS）。

一氧化氮自由基（NO•

）过氧亚硝基阴离子（ONOO

），硝酰基阴离子（NO2）RNS是指氧自由基与多价不饱和脂肪酸作用后生成的中间代谢产物。烷自由基（L•）烷氧自由基（LO•）烷过氧自由基（LOO•）脂性自由基第10页，课件共36页，创作于2023年2月自由基的代谢氧自由基的产生O2O2ˉ·eO2OH·+H2O3e3H+2eO2H2O2

2H+4eO22H2O4H+第11页，课件共36页，创作于2023年2月▲OH•的生成Fe2+

+H2O2O2+OH•+OH+·O2H2OOH•+H•；H2OH++OH‒异裂均裂▲·O2的生成

电离辐射自然氧化酶氧化毒物O2e-线粒体O2·第12页，课件共36页，创作于2023年2月自由基的清除酶性清除剂2O2+2H+H2O2+O2.-SOD2H2O22H2O+O2CATH2O2+2GSH2H2O+O2GSH-Px超氧化物岐化酶（SOD）过氧化氢酶(CAT)谷胱甘肽过氧化物酶

(GSH-Px)▲▲▲维生素-E、-A、-C；半胱氨酸；谷胱甘肽；白蛋白；别嘌呤醇；铜蓝蛋白非酶性清除剂第13页，课件共36页，创作于2023年2月自由基增加的分子机制缺血ATP↓Ca2+超载Ca2+依赖性蛋白酶↑内皮细胞中黄嘌呤氧化酶形成增加第14页，课件共36页，创作于2023年2月中性粒细胞呼吸爆发IRI使补体和内皮细胞激活，产生C3a、白三烯等趋化因子，吸引并激活中性粒细胞，使之摄取大量分子氧，通过呼吸爆发产生氧自由基。第15页，课件共36页，创作于2023年2月95%O2细胞色素C氧化酶

O2H2O【正常】4e-O2

OFR【缺血】2%O2呼吸链酶活性↓、递电子↓4e-95%O2呼吸链酶活性↓O2H2O↓【再灌注】e-Ca2+超载╳线粒体内单电子还原增加第16页，课件共36页，创作于2023年2月儿茶酚胺（CA）自身氧化增强缺血缺氧（+）CA释放↑单胺氧化酶氧自由基（OFR）↑肾上腺素红交感-肾上腺髓质香草扁桃酸（正常）第17页，课件共36页，创作于2023年2月自由基引起IRI的作用机制自由基异常活泼，易与脂类、蛋白质和核酸发生相互作用。氧自由基与膜脂的不饱和脂肪酸相互作用，进一步引起脂类的过氧化反应，这将导致膜结构和功能异常。图活性氧使脂质、蛋白质、核酸氧化

膜脂质过氧化增强第18页，课件共36页，创作于2023年2月▲

膜结构破坏▲

膜蛋白功能抑制膜脂质过氧化增加使细胞膜不饱和状态的异常改变，这将导致膜的流动性和通透性的降低。膜脂质过氧化增加可抑制膜受体和膜离子泵，引起细胞信号转导功能障碍。▲

线粒体功能受损膜脂质过氧化增加导致线粒体功能抑制，ATP生成减少。第19页，课件共36页，创作于2023年2月细胞内钙超载DNA损伤和染色体畸变蛋白质变性和酶活性降低其他：介导一系列促使IRI发生的重要事件，比如：炎症因子的释放；一氧化氮降低；促进黏附分子的表达，从而进一步增加中性粒细胞和血管内皮的黏附作用。第20页，课件共36页，创作于2023年2月概念是指由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。2.钙超载IRI引起钙超载的发生机制Na+-Ca2+交换异常Na+/Ca2+

交换蛋白▲Na+/H+

交换蛋白▲蛋白激酶C(PKC)▲第21页，课件共36页，创作于2023年2月细胞膜通透性增加在缺血-再灌注过程中，细胞膜的完整性和通透性均受到破坏。这些损伤不仅发生于肌浆网，而且也发生于线粒体、溶酶体和其他膜性结构。因此，Ca2+通过损伤的细胞膜顺离子浓度梯度流入细胞质内。

线粒体损伤儿茶酚胺增多第22页，课件共36页，创作于2023年2月钙超载引起IRI的分子机制

促进氧自由基生成

加重酸中毒

破坏细胞膜

线粒体功能障碍

激活其他酶的活性（蛋白酶、核酸酶）第23页，课件共36页，创作于2023年2月3.中性粒细胞活化目前发现，由中性粒细胞活化介导的毛细血管损伤和功能异常在缺血再灌注损伤中发挥了重要作用。第24页，课件共36页，创作于2023年2月IRI引起中性粒细胞累积

炎症因子或趋化因子的增加活化的中性粒细胞黏附于内皮细胞或血细胞表面并趋于边缘化，然后发生聚集并释放炎症因子，如：TXA2，白三烯和前列腺素等等，从而进一步增加血管内皮细胞的通透性。

细胞黏附分子的增加活化的中性粒细胞能够有效地诱导细胞黏附分子的表达增加，其包括选择素、整合素（CD11/CD18）和免疫球蛋白（ICAM-1,VCAM-1）。第25页，课件共36页，创作于2023年2月白细胞介导IRI的分子机制

微血管损伤微血管内血液流变学改变—无复流现象是指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。

炎症反应失控

机械阻塞作用第26页，课件共36页，创作于2023年2月第三章

IRI的机体功能和代谢变化

心肌IRI的变化脑IRI的变化

其他脏器IRI的变化第27页，课件共36页，创作于2023年2月1.心肌IRI的变化心肌IRI主要包括心律失常、心肌发生可逆性收缩功能的异常改变以及心肌细胞结构与代谢的异常变化。心肌舒缩功能降低

心肌顿抑缺血心肌在恢复血液灌注后一段时间内出现可逆性收缩功能异常降低的现象，称之为心肌顿抑。▲是IRI的一种表现形式，即可逆性的心肌收缩功能的降低▲其机制与氧自由基的产生与钙负荷增加有关第28页，课件共36页，创作于2023年2月再灌注性心率失常

发生再灌注性心率失常的条件主要体现在室性心动过速和心室颤动。▲再灌注前缺血时间的长短▲缺血的程度▲再灌注区必须存在功能上可以恢复的心肌细胞▲再灌注血液的速度

再灌注性心率失常的发生机制▲ORF和钙超载▲钠和钾的内环境稳定▲再灌注心肌之间动作电位时程的不均一性第29页，课件共36页，创作于2023年2月心肌能量代谢的变化ATP和磷酸肌酸的生成降低

线粒体功能障碍心肌超微结构的改变

细胞膜结构的破坏

线粒体肿胀、嵴断裂和溶解

肌丝断裂和收缩带出现第30页，课件共36页，创作于2023年2月2.脑IRI的变化脑IRI主要包括脑细胞水肿和坏死，从而进一步引起颅内高压，出现呕吐和昏迷等症状。脑能量代谢的变化

脂质过氧化反应的增加在缺血再灌注损伤过程中，由于脑磷脂的降解增多，导致游离脂肪酸即花生四烯酸和硬脂酸生成增多，并进一步通过脂质过氧化反应产生氧自由基和脂质过氧化。第31页，课件共36页，创作于2023年2月脑氨基酸代谢变化

兴奋性氨基酸降低

抑制性氨基酸增加▲谷氨酸▲天冬氨酸▲丙氨酸▲-氨基丁酸氨酸▲牛磺酸▲甘氨酸脑组织学变化

脑水肿

脑细胞坏死第32页，课件共36页，创作于2023年2月3.其他器官IRI的变化IRI除了发生在心脏和脑外，也可发生于其他脏器，比如肝脏和肾脏等。另外，这种现象