缺血-再灌注损伤-(2).ppt

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。,病例分析,为什么在溶栓后出现严重的心律失常?,6年，Bulkley和Hutchins发现冠脉搭桥血管再通后的病人发生心肌细胞反常性坏死(见后）,心脏介入手术,经皮腔内冠脉血管成形术（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,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。,年，Greenberg等证实猫小肠缺血3小时后再灌注时，粘膜损伤更严重。,钙反常（calciumparadox）：以无钙溶液灌流离体大鼠心脏2分钟后再以含钙溶液灌注时，心肌电信号异常、心脏功能、代谢及形态结构发生异常变化，这种现象称为钙反常。,氧反常（oxygenparadox）：预先用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，再恢复正常氧供应，组织及细胞的损伤不仅未能恢复，反而更趋严重，称为氧反常。,pH反常（pHparadox）：再灌注时迅速纠正缺血组织的酸中毒，反而加重细胞损伤，称为pH反常。,1234h,损伤程度加重,单纯缺血,缺血再灌,实验与临床资料证明冠脉重新恢复血流后，有可能造成更严重的心肌损伤,缺血-再灌注损伤概念,缺血-再灌注损伤（ischemia-reperfusioninjury,IRI）：组织缺血一段时间，当血流重新恢复后，组织的损伤程度较缺血时进一步加重，甚至发生不可逆性损伤的现象。,第一节IRI原因和影响因素,原因1.组织器官缺血后恢复血液供应；如断指再植和器官移植等2.一些新的医疗技术的应用；如冠脉搭桥术；PTCA等3.体外循环下心脏手术；心脏骤停后心肺脑复苏；,影响因素1.缺血时间缺血时间长，容易导致IRI2.缺血程度:侧支循环容易形成者，不易发生IRI;对氧的需求程度高，容易发生IRI3.再灌注条件压力、温度、酸碱度和电解质浓度等,第二节IRI的发生机制,缺血期：ATP合成减少嘌呤碱、细胞内酸性分解代谢产物增多,再灌期：恢复供氧产生自由基Ca2+超载炎症反应,机制,缺血再灌注损伤的发生机制：自由基的作用细胞内钙超载白细胞的激活,一、自由基产生增多及其损害作用,氧自由基(oxygenfreeradical)：以氧为中心的自由基称为氧自由基。如：超氧阴离子(O2)、羟自由基(OH),Fenton型Haber-Weiss反应,脂性自由基指氧自由基与多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。,氮中心自由基:包括一氧化氮（NO）、过氧亚硝基阴离子（ONOO-）,氧化应激反应,缺血期：缺血组织次黄嘌呤大量堆积；再灌注期：组织内超氧阴离子，羟自由基和过氧化氢等大量增加。,中性粒细胞吞噬时伴耗氧量显著增加，产生大量氧自由基的现象，称呼吸爆发(RespiratoryBurst)或氧爆发。,2、中性粒细胞呼吸爆发产生大量活性氧,3、线粒体内单电子还原生成氧自由基增加,自由基引起缺血再灌注损伤的机制,1.膜脂质过氧化增强破坏膜的正常结构；促进自由基及其他生物活性物质生成；改变血管的正常功能；减少ATP生成。,2.蛋白质功能抑制,3.核酸及染色体破坏OH毒性作用，碱基羟化、DNA断裂,总结：自由基的作用,再灌注能使自由基生成增多，自由基生成增多可加重细胞损伤，故自由基是再灌注损伤极为重要的发病学因素和环节。,二、钙超载的作用,钙超载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的现象，称为钙超载（calciumoverload）,细胞内Ca2+的稳态调节,VOC:voltageoperatedCa2+channel,细胞膜上电压依赖性钙通道ROC:receptoroperatedCa2+channel,受体依赖性钙通道,细胞外钙是细胞内钙浓度的万倍，细胞内外浓度差的维持涉及细胞钙转运：,再灌注时细胞内有过量Ca2+集聚，而且浓度升高的程度与细胞受损的程度乘正相关。实验证明再灌注期是钙内流增加，而不是钙外流减少。,（一）IRI引起钙超载的机制,1.Na+/Ca2+交换异常（Na+/Ca2+交换蛋白反向转运是主要途径，有2种情况1）胞内高Na+的影响直接激活再灌注时激活Na+/Ca2+交换蛋白，加速Na+外转运，同时大量Ca2+进入胞质。,3Na+/Ca2+,Na+,2)胞内高H+的影响间接激活再灌注时，激活Na+/H+交换蛋白，促进细胞内H+排出，细胞内Na+增加，再灌注后，促进Na+/Ca2+交换，引起大量Ca2+内流。,IRI引起钙超载的机制,2.蛋白激酶C（PKC）激活再灌注时，内源性儿茶酚胺释放增加，激活G蛋白-PLC信号通路，生成IP3和DG。,3.生物膜损伤细胞膜通透性增加线粒体膜损伤溶酶体膜损伤肌浆网膜损伤,IRI引起钙超载的机制,（二）钙超载引起再灌注损伤的机制,破坏细胞膜线粒体功能障碍激活多种酶加重酸中毒细胞内钙超载是另一个重要的发病学因素和环节。,钙超载引起再灌注损伤的机制,线粒体,肌浆网,损伤刺激,肌浆Ca2+,ATP酶,ATP,磷脂酶,磷脂分解,蛋白酶,膜和骨架蛋白破坏,核酶,染色体损伤,三、白细胞的作用,（一）IRI时白细胞增多的机制,三、白细胞的作用,缺血再灌注时白细胞增多的机制：1粘附分子生成增多2趋化因子生成增多,粘附分子（adhesionmolecule)指细胞合成的、可促进细胞与细胞之间、细胞与细胞外基质之间粘附的一类大分子的总称，如整合素、选择素、细胞间粘附分子、血管细胞粘附分子及血小板内皮细胞粘附分子等。功能：维持细胞结构完整细胞信号转导,细胞损伤,（二）白细胞介导再灌注损伤的机制,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,总结: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,O2,Ca2+,细胞坏死,缺血损伤恢复,第三节IRI时机体的功能及代谢变化,一、心肌缺血再灌注（MIR）损伤的变化,再灌注性心律失常,心肌动作电位时程不均一钙超载心肌电生理特性改变纤颤阈降低NO减少,心功能变化,心肌舒缩功能降低,心肌顿抑,钙超载自由基爆发性生成,（一）、心功能变化,心肌顿抑（myocardialstunning):指心肌经短暂缺血并恢复供血后，在一段较长时间内出现可逆性舒缩功能降低的现象。,1.缺血-再灌注性心律失常2.心肌舒缩功能下降,自由基爆发性生成和钙超载是心肌顿抑的主要发生机制,心功能变化,心肌代谢变化,ATP含量降低ATP合成的前体物质不足缺血心肌对氧利用障碍,细胞膜破坏肌原纤维结构破坏线粒体损伤,心肌超微结构变化,IRI对心功能的影响,1968年由Ames率先报道脑缺血-再灌注损伤。有人提出细胞质内钙聚积及氧自由基导致的脂质过氧化在迟发性神经元死亡中起重要作用。,二、脑IRI损伤的变化,脑组织富含磷脂，脂质过氧化是脑损伤的主要特征,脑IRI损伤的变化,（一）脑能量代谢变化,脑IRI损伤的变化,（二）脑组织形态学变化,兴奋性氨基酸降低（谷氨酸、天门冬氨酸）抑制性氨基酸增多（丙氨酸、-氨基丁酸）,脑水肿脑细胞坏死,（三）缺血-再灌注引起脑损伤的机制,氨基酸代谢改变,自由基的作用,三、小肠的IRI,粘膜损伤为主要特征:上皮细胞损伤、炎性细胞浸润、出血和溃疡,1981年Greenberg介绍了肠缺血-再灌注损伤,黄嘌呤酶活性高,缺血时产生大量自由基,其它器官IRI,1972年Flore研究肾缺血-再灌注损伤表现为线粒体的损伤，导致急性肾小管坏死,1978年Modry报道了肺再灌注综合征肺气肿、肺水肿,骨骼肌缺血-再灌注损伤：肌肉微血管和细胞损伤,肝缺血-再灌注损伤：肝细胞坏死、线粒体肿胀,第四节IRI防治的病理生理基础,消除缺血原因，尽早恢复血流，控制再灌注条件清除自由基与减轻钙超载细胞保护剂的应用与中性粒细胞抑制剂的应用缺血预适应与缺血后适应的应用,低分子清除剂包括存在于细胞脂质部分的自由基清除剂如维生素E、维生素A;存在于细胞内外水相中的自由基清除剂如半胱氨酸、维生素C等.酶性清除剂如SOD,CAT,GSH-PX,ceruloplasmin,缺血预适应,缺血预适应是缺血前反复、多次的短期缺血使机体组织器官对随后更长时间的缺血再灌注损伤产生明显保护作用的一种适应性反应。,缺血预