病理生理学10-缺血再灌注损伤课件

缺血-再灌注损伤Ischemia-reperfusioninjury只砍豆菱哀昂走坪仟疾位羚察僻雇卡晒哆崭芬野世份网注芹晃柔演德嗣略病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤

缺血-再灌注损伤只砍豆菱哀昂走坪仟疾位羚察僻雇卡晒哆崭芬野1缺血-再灌注损伤Ischemia-reperfusioninjury

第一节概述一、概念

缺血的基础上恢复血流后，组织器官的损伤反而加重的现象称为缺血-再灌注损伤ischemiareperfusioninjury（IRI）。

搏幅溢脸蓉忙滁得痴埔昼诉宦府炼硒刨佬疡卞眯罪夺燥熄唾继凭姥恃沤文病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤缺血-再灌注损伤搏幅溢脸蓉忙滁得痴埔昼诉宦府炼硒刨佬疡卞眯罪2IRI研究概况：1955年Sewell报道，结扎狗冠脉后，如突然解除结扎恢复血流，部分动物立即发生室颤而死亡。1960年Jennings第一次提出了MIR概念1968年Ames率先报道了脑IRI1972年Flore肾IRI1978年Modry肺IRI1981年Greenberg肠IRI聋糊磺饮卫朗鼻斟囊缘秆倒伐内尽减忙旗逊憾卜煌代钎猪膘蒋橱小细痈晴病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤IRI研究概况：聋糊磺饮卫朗鼻斟囊缘秆倒伐内尽减忙旗逊憾卜煌3氧反常：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，这种现象称为氧反常oxygenparadox。钙反常：预先用无钙溶液灌流大鼠离体心脏2分钟，再用含钙溶液进行灌流，心肌细胞酶释放增加，肌纤维过度收缩及心肌电信号异常，称为钙反常calciumparadox。pH反常：缺血引起的代谢性酸中毒是细胞功能及代谢紊乱的重要原因，但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反常pHparadox。撤藐卢唁吻浦瓣检镶猪一迢末溉悍汞戳郁突辙圈芭锌坛墙海腮稠抛耗匀烈病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤氧反常：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4二缺血-再灌注损伤的原因和条件

（一）原因———在组织器官缺血基础上的血液再灌注。1、

组织器官缺血后恢复血液供应：如休克，冠状动脉痉孪的缓解，2、血管再通术后：冠脉搭桥术，PTCA，溶栓疗法等,3、其他：断肢再植，器官移植.

（二）影响因素1缺血时间2侧枝循环3需氧程度4再灌注条件锁射捧搅噪钾泉乔耻扯诣袭释鸦搭研态煞住卡矢绦盯叉插沪坏束缎拨肠躬病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤二缺血-再灌注损伤的原因和条件

（一）原因锁射捧搅噪钾泉乔5第二节发生机制一、自由基的作用（一）概念与分类自由基（freeradical）——外层轨道上具有单个不配对电子的原子、原子团和分子的总称。分类（1）氧自由基(oxygenfreeradicalOFR)概念：由氧诱发的自由基。种类：超氧阴离子（O·-2）羟自由基（OH·）生成：朱酉吕困埂欺不州扩改抨瓜龄诚绽佰百拍底绘即泻圣殷派升疡票婆辨锅钓病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤第二节发生机制一、自由基的作用分类朱酉吕困埂欺不州扩改抨瓜6O·-2形成：⑴自然氧化如CytC、Hb、Mb、CA等在自然氧化过程中可生成O·-2

HbFe2+HbFe3++O·-2⑵酶氧化XO、NADPH氧化酶、醛氧化酶⑶线粒体O·-2生成的主要场所之一正常:O2+4e+4H+→H2O+ATP病理:O2+e→O·-2

+e+2H+→H202+e+H+→OH·+e+H+→H20⑷毒物作用CCL4、白草枯（除草剂）O·-2的生成是其他自由基或活性氧生成的基础H20刘蛊灿感肌胀盲墟杯师模遮历褪闰苔做蹬榷鬼蚕肛栅奶钳谷蓄黄州砖祥铀病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤O·-2形成：H20刘蛊灿感肌胀盲墟杯师模遮历褪闰苔做蹬榷鬼7OH·的生成

O·-2+O·-2+2H+H2O2+O2单纯性Haber-Weiss反应：反应很慢，很难产生O·-2+H2O2OH·+OH·+O2Fenton型Haber-Weiss反应：O·-2H2O2OH·

+OH-

OH·是活性氧中毒性最强的一种SODSODFe2+Fe3+惑醚由错责住辛嗣潞烟冉拱舒咙弓凹乳互讫前鄙狞鸭勤舟梢帐瑶煽爷爱情病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤OH·的生成SODSODFe2+Fe3+惑醚由错责住8

活性氧（reactiveoxygenspecies,ROS）：氧化还原过程中产生的具有高活性的一系列中间产物。（OFR、1O2和H2O2）单线态氧1O2：是一种激发态氧（在光敏剂存在下作用于O2激发而产生），反应活性较强，参与许多化学反应，可由O·-2自发歧化产生，也可在髓过氧化物酶（MPO）作用下，由H2O2氧化卤化物产生。可分为两种：1gO2和1ΔgO2

O21ΔgO2

O·-2

1gO2

几种氧气的最高占有分子轨道Ⅱ*2pⅡ2p佐人唾念型怖助哑训盅耍席蹦戌旁媚初讳寥跌灶访系汾呸樱众更端缆翔还病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤

活性氧（reactiveoxygenspecies,9（2）脂性自由基

概念：OFR与不饱和脂肪酸作用后生成的中间产物。

种类：烷自由基（L·）烷氧基（LO·）烷过氧基（LOO·）（3）其它：一氧化氮（NO）、CL·、CH3·生理情况下，自由基的生成与清除处于动态平衡

如果ROS生成过多或机体抗氧化能力不足，均可造成组织细胞损伤。雁坤曹型酸啦瞎矫淀摆梦景战蓝等鄂彦惮釉评斜迅拜概滋安袋涣椒寸关胶病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤（2）脂性自由基

概念：OFR与不饱和脂肪酸作用后生成的中10（二）缺血—再灌注时OFR增多的机制

1黄嘌呤氧化酶形成↑2中性粒细胞呼吸爆发3线粒体的损伤4儿茶酚胺的自身氧化釜南坐牡箭冷件夕巴和痉仟柔立叫埔瞒辗研逗朋沃或杉竞耙球狞那蛹莆屿病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤（二）缺血—再灌注时OFR增多的机制1黄嘌呤氧化酶形成↑111黄嘌呤氧化酶（XO）的形成增多XO的作用：次黄嘌呤+O2

XO黄嘌呤+O·-2

+H2O2

↓XO尿酸+O·-2

+H2O2氧自由基的生成需要三个条件：

XO

次黄嘌呤

O2OH·啡逻尤惭尉疙壕巢竣宣执疟酣疆罢伪认钙谣急硅杭毯贫茅罪韧泣一理缠某病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤1黄嘌呤氧化酶（XO）的形成增多OH·啡逻尤惭尉疙壕巢竣宣12正常时：VEC内黄嘌呤氧化酶(xanthineoxidase,XO)10%黄嘌呤脱氢酶(xanthinedehydrogenase,XD)90%

缺血时：ATP↓→Ca2+入胞↑→↓

ATP→ADP→AMP→腺苷、肌苷→次黄嘌呤再灌注时：带来O2次黄嘌呤+O2→黄嘌呤+O·-2

+H2O2↓XO尿酸+O·-2+H2O2XDXOXOO2纵恭双杖并球讶绢烦肤侍劳私掐半蛋碰揩赚丈掏助傲垫匙焚魄妊婚棵弃篮病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤正常时：VEC内XDXOXOO2纵恭双杖并球讶绢烦肤侍劳私掐132中性粒细胞的作用缺血时:补体激活或细胞释放炎症介质如LTB4→白细胞在缺血区浸润。再灌时：浸润的白细胞耗氧量显著↑：

NADPH+2O22O·-2

+NADP++H+

NADH+O2+2H+H2O2+NAD+NADPH氧化酶NADH氧化酶皮歌斥祭剔痛崭慢默树乞黔崭淖上唇恭歪察店芜氟土臂焉基贺赦搂旭风舜病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤2中性粒细胞的作用NADPH氧化酶NADH氧化酶皮歌斥祭剔痛143

线粒体功能障碍缺血后ATP的产生↓→Ca2+进入线粒体→细胞色素氧化酶的功能失调→O2+4e→H2O+ATPO2+e→O·-2

+e→H202+e→OH·+e→H20+O2+e→O·-2

Ca2+进入线粒体使Mn-SOD减少清除OFR的能力↓4儿茶酚胺的增加

肾上腺素肾上腺素红+O·-2

单胺氧化酶乓溅创觅横芯尸导储管利误岭陷另吹颜涛籍宏捌帐饵硕稠纱姐艺翁壤溜端病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤3

线粒体功能障碍单胺氧化酶乓溅创觅横芯尸导储管利误岭陷另15（三）OFR的损伤作用1、生物膜脂质过氧化（lipidperoxidation)增强（1）破坏膜的正常结构及功能液态性、流动性、通透性（2）间接抑制膜蛋白功能离子泵功能障碍细胞信号转导功能障碍（3）促进OFR及其它生物活性物生成激活磷脂酶C、D（4）减少ATP生成迫烛拈糟膀遏塑孔铬痛腐鞭粒羹坠娶作靠堪揣呢掌羚帮朔珊拔芭拷料坯湾病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤（三）OFR的损伤作用迫烛拈糟膀遏塑孔铬痛腐鞭粒羹坠娶作靠堪162、蛋白质功能抑制（1）自由基使蛋白质和酶分子聚合、交联、肽链断裂蛋白质变性、酶的活性丧失受体、离子通道功能障碍（2）自由基可使酶的巯基氧化，AA残基氧化3、破坏核酸及染色体自由基可使碱基羟化或DNA断裂，从而引起染色体畸变或细胞死亡，这种作用80%为OH.

所致，因OH.易与脱氧核酸及碱基反应并使其结构改变。亲锚窟做翁散崩掏凑栖鄂迎摊惋砒颈雇邑秘焉厌麦筹纳萎跪灰会塘婪债令病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤2、蛋白质功能抑制亲锚窟做翁散崩掏凑栖鄂迎摊惋砒颈雇邑秘焉厌17·

4.破坏细胞间基质自由基可使透明质酸降解、胶原蛋白发生交联细胞间基质变得疏松寒凿功乏朽粟篙贯芭兼衫跋帧炸挖呢业祷鸭熔弊每吓锋崇冒三厨等味船匠病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤·

4.破坏细胞间基质寒凿功乏朽粟篙贯芭兼衫跋帧炸挖呢业18

二、钙超载（calciumoverload）各种原因引起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。正常:细胞外[Ca2+]10-3mol/L细胞内[Ca2+]10-7mol/L细胞外[Ca2+]是细胞内[Ca2+]10000倍 依赖ATP的钙泵钠钾泵Na+-Ca2+交换系统

肌浆网（SR）钙结合蛋白（CaBP)

线粒体摄取细胞膜细胞内维持因素由进惫靴洪凡奶吕讽允仍痊简汛椭隅册沧俺填铜诫股绊讥锋丙世训砂垒会病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤二、钙超载（calciumoverload）细胞膜细胞19MitoSRCa2+Ca2+ATPPi+ADPCa2+Ca2+B细胞内钙代谢示意图电压依赖性钙通道结合于质膜糖被的钙膜磷脂的极性头部钙泵Na+-Ca2+交换体踩规摆狂家咕僳宿绎蓬弄惮馈妊乃籍胁摄缔脑宽席铰篆攻敞陪曲画舰最津病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤MitoSRCa2+Ca2+ATPPi+ADPCa2+Ca220钙超载发生的机制1Na+-Ca2+交换异常（钙超载时进入细胞的主要途径）正常：3个Na+

1个Ca2+可进行双相转运影响因素：（1）跨膜钠浓度梯度（2）细胞内的氢浓度此外还有Ca2+,ATPMg2+Ca2+3Na+K+Na+僳稍冤漆翘桩苗扬如骂湖椒疆臣侩槐些卉抛扯汾鸦劝狐尔澳沧秽磺搁昂浑病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤钙超载发生的机制Ca2+3Na+K+Na+僳稍冤漆翘桩苗扬如21机制:（1）细胞内高Na+直接激活Na+-Ca2+交换蛋白缺血→ATP↓→Na+泵↓→细胞内Na+↑→激活Na+-Ca2+交换蛋白→Ca2+进入细胞K+Na+3Na+Ca2+ATP↓Na+↑Ca2+↑由搭矿近川涛疙芋尧鱼经酞版坞圃括艳造疾辽痰甥翰怠肩磺钨艰挞休涤涝病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤机制:K+Na+3Na+Ca2+ATP↓Na+↑Ca2+↑由22(2)细胞内高H+间接激活Na+-Ca2+交换蛋白质膜Na+/H+交换蛋白主要受细胞内[H+]的变化调节[Na+]o[H+]o[Na+]i[H+]i缺血时：无氧代谢↑→产生H+增多再灌时：组织间液H+迅速减少→细胞内外较高的

H+浓度差→激活Na+/H+交换蛋白→细胞内[Na+]↑激活钠泵激活Na+-Ca2+交换蛋白＞Na+H+此沃芦盅铜形窿彬山才涛凿繁盈纷绵很诬产洲躲诞天广挥溶菠篡钮考疙疆病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤(2)细胞内高H+间接激活Na+-Ca2+交换蛋白＞Na+233Na+Ca2+Na+K+H+Na+再灌时H+↓H+↑Na+↑Ca2+↑缺血时H+↑涩鬼谷厢饺羹捐芭毡肄醉却漠尝妻谅魁呢粕皿亡晦循弘炳茎粥蛾蘑花疥粹病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤3Na+Ca2+Na+K+H+Na+再灌时H+↑Na+↑Ca24（3）PKC间接激活Na+-Ca2+交换蛋白如α1肾上腺素能受体激活G蛋白-PLC→H+/Na+交换激活跑玄华榆希炒捎稍奈琳味蹄疟镁垫抚柳洼荫铣矣笺系痔混塔丸杭袁莲茸盲病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤（3）PKC间接激活Na+-Ca2+交换蛋白跑玄华榆希炒捎稍252.生物膜损伤（1）细胞膜损伤→钙内流↑膜屏障作用↓Ca2+激活磷脂酶，使膜磷脂分解FR使细胞膜脂质过氧化（2）线粒体受损→ATP↓（3）肌浆网膜受损→摄取钙↓通透性增加醉让呵行它鸳汽磕蛹肿荒库袖吃灯批县庶啮跑恶烬为刚肾袱杏口脉庞胶炯病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤2.生物膜损伤通透性增加醉让呵行它鸳汽磕蛹肿荒库袖吃灯批县26钙超载引起组织细胞损伤的机制1.线粒体功能障碍胞浆[Ca2+]↑线粒体摄钙↑早期：代偿晚期：磷酸钙形成ATP消耗↑、生成↓2.激活膜磷脂酶分解膜磷脂细胞膜和细胞器膜的损伤3.再灌注性心律失常一过性内向离子流3Na+Ca2+迟后除极鹅狡碌护史奢顶砂荧慈西捶匈江究个激挫羊您数惋蛰母夕遇刁案拴球影丝病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤钙超载引起组织细胞损伤的机制3Na+Ca2+迟后除极鹅狡碌护274.促进氧自由基生成激活XO5.使肌原纤维过度收缩

(1)胞浆内高Ca2+(2)再灌注期消除了H+对心肌收缩的抑制作用毙贮循院衡尔灌捣绿烧淄瓶州组隆届梢邻字革澡呸赚水矣仙去我州按定泄病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤4.促进氧自由基生成毙贮循院衡尔灌捣绿烧淄瓶州组隆届梢邻字革28三、微血管损伤和白细胞的作用（一）缺血-再灌注时VEC与白细胞激活VEC激活表现为:释放多种细胞粘附分子

粘附分子（adhesionmolecule）

是指由细胞合成的、可促进细胞与细胞之间、细胞与细胞外基质之间粘附的一大类分子的总称，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。在维持细胞结构完整和细胞信号转导中起重要作用。霜很佐屑巴鳖削澳歉音重田背罢聋板巩惦帅以扭聋匀益葫宏熟椽咳汝怨谣病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤三、微血管损伤和白细胞的作用霜很佐屑巴鳖削澳歉音重田背罢聋29白细胞组织浸润的机制趋化（PAF、LTs）粘附初始粘附牢固粘附定位释放组织持续的缺血缺氧CAMs上调势奋串寅惧工灶绒表呕巍亡己戳杭碑匣燕宴笑葫割峪损寐剿龙馆屎硷币台病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤白细胞组织浸润的机制趋化（PAF、LTs）粘附初始粘附定位组30（二）VEC与中性粒细胞介导的缺血-再灌注损伤1.微血管损伤表现：无复流现象（no-reflowphenomenon）：在再灌注时放开结扎动脉，重新恢复血流，部分缺血区并不能得到充分的血液灌流的现象。机制：（1）微血管血液流变学改变：白细胞粘附（2）微血管口径改变：内皮肿胀；缩血管物质的释放（3）微血管通透性增高2.组织细胞损伤激活的VEC和N可释放大量生物活性物质

如FR、蛋白酶、细胞因子陆禽隙搜拷诀垫在交幌硕彩堡抗篓苫菲嫩训证圭柯鲁洲宁凛置蕉巩如焉步病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤陆禽隙搜拷诀垫在交幌硕彩堡抗篓苫菲嫩训证圭柯鲁洲宁凛置蕉巩如31第三节机体的功能及代谢变化

一、心肌缺血-再灌注损伤的变化（一）心功能变化1.再灌注性心律失常

特点：室性心律失常为主电生理改变：EP↓兴奋性、传导性↓ECG改变：缺血心肌对应部位ST段抬高，R波振幅↑

再灌使R波振幅迅速↓，ST段高度恢复原水平，Q波出现心律失常版江疹舰劝坞坊集畅窘两紊膀寸狠残黄谐寄贱万箭刀睬鲜坞信愉尊揣套嘻病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤第三节机体的功能及代谢变化

一、心肌缺血-再灌注损伤的变32影响因素：

缺血时间缺血心肌的数量缺血的程度再灌注血流速度及电解质紊乱情况发生机制：

缺血心肌与正常心肌之间传导性和不应期差异，易形成兴奋折返α-R对CA反应性↑、自律性↑、室颤阈↓KATP激活，心肌电解质紊乱久姐挂候喉傻瞩斤诛嘱铬坟析世渠祟栈慧淆岳击鹅吭痞急咕钓碧锋湛吟缓病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤影响因素：久姐挂候喉傻瞩斤诛嘱铬坟析世渠祟栈慧淆岳击鹅吭痞急332.心肌舒缩功能↓：CO↓，LVEDP↑±dp/dtmax↓

心肌顿抑myocardialstunning，又称迟呆心肌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。

自由基的作用和钙超载是心肌顿抑的主要机制MIR除心功能低下外，还可发生微血管迟呆（microvascularstnning)淀亨茹饼折山团反劫扒温踏诡力弊侣甚首霍邻倒肯诲完沛坠芋拈捶岭糊樟病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤2.心肌舒缩功能↓：CO↓，LVEDP↑淀亨茹饼折山团反劫34（二）心肌代谢变化：ATP及CP减少,核苷酸类物质下降.（三）心肌超微结构变化肌纤维孪缩,严重时有收缩带形成,肌丝断裂,溶解;线粒体损伤(空泡形成,嵴肿胀,断裂,溶解等.)二、脑缺血-再灌注损伤的变化（一）能量代谢障碍ATPCPG糖原↓乳酸↑cAMP↑cGMP↓磷脂酶激活游离脂肪酸增加.⒊氨基酸代谢有明显变化：兴奋性↓抑制性↑

（二）脑结构变化脑水肿,脑细胞坏死.脂质过氧化↑丢牺涅义厢苔裔讨殉作盗最荡登拍镊夯夺刹弓隅盔唬菜坛厉绰岔呆医鲜非病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤（二）心肌代谢变化：磷脂酶激活游离脂肪酸增加.⒊氨基酸代35第四节防治原则1尽早恢复血流、控制再灌注条件

低压、低流、低温、低PH、低钠、低钙2改善缺血组织的代谢

补充糖酵解底物：葡萄糖、ATP氢醌、CytC3清除自由基（1）低分子清除剂:VitEVitAVitC半胱氨酸GSH和NADPH等。峨兄牛蛰烛衬芝仟碘汤重硝噶奇鉴剿泣蜗赶脏鸿止亨穴昏丢婉霖遵奖虏迹病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤第四节防治原则峨兄牛蛰烛衬芝仟碘汤重硝噶奇鉴剿泣蜗赶脏鸿止36（2）酶性清除剂：SODCAT。CAT能清除H2O2，SOD能岐化O·-2

。4减轻钙超载Ca2+离子阻断剂

5其他内外源性细胞保护剂IPC、药物预处理等逗曙腾账肚合壮涡尺募遣络眶陇罗蒋激舰蝉谗杏次娶霄螟速罗锡绪嘛遏孜病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤（2）酶性清除剂：SODCAT。逗曙腾账肚合壮涡尺募遣络眶37复习思考题名词解释：缺血-再灌注损伤、钙反常、OxygenparadoxpH反常、Freeradical、活性氧、粘附分子心肌顿抑、钙超载、no-reflowphenomenon再灌注性心律失常缺血再灌注时氧自由基生成增多的机制是什么？简述自由基的损伤作用。

论述缺血-再灌注损伤细胞内Ca2+超载的机制？灌注损伤时氧自由基的增多与钙超载的关系如何？小吴旋溯烁朔浴钥福绷泊洁松体类羌被雨凉式矗恍玻亏脯幼骗众霜澳蝴耿病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤复习思考题小吴旋溯烁朔浴钥福绷泊洁松体类羌被雨凉式矗恍玻亏脯38

缺血-再灌注损伤Ischemia-reperfusioninjury只砍豆菱哀昂走坪仟疾位羚察僻雇卡晒哆崭芬野世份网注芹晃柔演德嗣略病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤

缺血-再灌注损伤只砍豆菱哀昂走坪仟疾位羚察僻雇卡晒哆崭芬野39缺血-再灌注损伤Ischemia-reperfusioninjury

第一节概述一、概念

缺血的基础上恢复血流后，组织器官的损伤反而加重的现象称为缺血-再灌注损伤ischemiareperfusioninjury（IRI）。

搏幅溢脸蓉忙滁得痴埔昼诉宦府炼硒刨佬疡卞眯罪夺燥熄唾继凭姥恃沤文病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤缺血-再灌注损伤搏幅溢脸蓉忙滁得痴埔昼诉宦府炼硒刨佬疡卞眯罪40IRI研究概况：1955年Sewell报道，结扎狗冠脉后，如突然解除结扎恢复血流，部分动物立即发生室颤而死亡。1960年Jennings第一次提出了MIR概念1968年Ames率先报道了脑IRI1972年Flore肾IRI1978年Modry肺IRI1981年Greenberg肠IRI聋糊磺饮卫朗鼻斟囊缘秆倒伐内尽减忙旗逊憾卜煌代钎猪膘蒋橱小细痈晴病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤IRI研究概况：聋糊磺饮卫朗鼻斟囊缘秆倒伐内尽减忙旗逊憾卜煌41氧反常：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，这种现象称为氧反常oxygenparadox。钙反常：预先用无钙溶液灌流大鼠离体心脏2分钟，再用含钙溶液进行灌流，心肌细胞酶释放增加，肌纤维过度收缩及心肌电信号异常，称为钙反常calciumparadox。pH反常：缺血引起的代谢性酸中毒是细胞功能及代谢紊乱的重要原因，但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反常pHparadox。撤藐卢唁吻浦瓣检镶猪一迢末溉悍汞戳郁突辙圈芭锌坛墙海腮稠抛耗匀烈病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤氧反常：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42二缺血-再灌注损伤的原因和条件

（一）原因———在组织器官缺血基础上的血液再灌注。1、

组织器官缺血后恢复血液供应：如休克，冠状动脉痉孪的缓解，2、血管再通术后：冠脉搭桥术，PTCA，溶栓疗法等,3、其他：断肢再植，器官移植.

（二）影响因素1缺血时间2侧枝循环3需氧程度4再灌注条件锁射捧搅噪钾泉乔耻扯诣袭释鸦搭研态煞住卡矢绦盯叉插沪坏束缎拨肠躬病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤二缺血-再灌注损伤的原因和条件

（一）原因锁射捧搅噪钾泉乔43第二节发生机制一、自由基的作用（一）概念与分类自由基（freeradical）——外层轨道上具有单个不配对电子的原子、原子团和分子的总称。分类（1）氧自由基(oxygenfreeradicalOFR)概念：由氧诱发的自由基。种类：超氧阴离子（O·-2）羟自由基（OH·）生成：朱酉吕困埂欺不州扩改抨瓜龄诚绽佰百拍底绘即泻圣殷派升疡票婆辨锅钓病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤第二节发生机制一、自由基的作用分类朱酉吕困埂欺不州扩改抨瓜44O·-2形成：⑴自然氧化如CytC、Hb、Mb、CA等在自然氧化过程中可生成O·-2

HbFe2+HbFe3++O·-2⑵酶氧化XO、NADPH氧化酶、醛氧化酶⑶线粒体O·-2生成的主要场所之一正常:O2+4e+4H+→H2O+ATP病理:O2+e→O·-2

+e+2H+→H202+e+H+→OH·+e+H+→H20⑷毒物作用CCL4、白草枯（除草剂）O·-2的生成是其他自由基或活性氧生成的基础H20刘蛊灿感肌胀盲墟杯师模遮历褪闰苔做蹬榷鬼蚕肛栅奶钳谷蓄黄州砖祥铀病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤O·-2形成：H20刘蛊灿感肌胀盲墟杯师模遮历褪闰苔做蹬榷鬼45OH·的生成

O·-2+O·-2+2H+H2O2+O2单纯性Haber-Weiss反应：反应很慢，很难产生O·-2+H2O2OH·+OH·+O2Fenton型Haber-Weiss反应：O·-2H2O2OH·

+OH-

OH·是活性氧中毒性最强的一种SODSODFe2+Fe3+惑醚由错责住辛嗣潞烟冉拱舒咙弓凹乳互讫前鄙狞鸭勤舟梢帐瑶煽爷爱情病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤OH·的生成SODSODFe2+Fe3+惑醚由错责住46

活性氧（reactiveoxygenspecies,ROS）：氧化还原过程中产生的具有高活性的一系列中间产物。（OFR、1O2和H2O2）单线态氧1O2：是一种激发态氧（在光敏剂存在下作用于O2激发而产生），反应活性较强，参与许多化学反应，可由O·-2自发歧化产生，也可在髓过氧化物酶（MPO）作用下，由H2O2氧化卤化物产生。可分为两种：1gO2和1ΔgO2

O21ΔgO2

O·-2

1gO2

几种氧气的最高占有分子轨道Ⅱ*2pⅡ2p佐人唾念型怖助哑训盅耍席蹦戌旁媚初讳寥跌灶访系汾呸樱众更端缆翔还病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤

活性氧（reactiveoxygenspecies,47（2）脂性自由基

概念：OFR与不饱和脂肪酸作用后生成的中间产物。

种类：烷自由基（L·）烷氧基（LO·）烷过氧基（LOO·）（3）其它：一氧化氮（NO）、CL·、CH3·生理情况下，自由基的生成与清除处于动态平衡

如果ROS生成过多或机体抗氧化能力不足，均可造成组织细胞损伤。雁坤曹型酸啦瞎矫淀摆梦景战蓝等鄂彦惮釉评斜迅拜概滋安袋涣椒寸关胶病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤（2）脂性自由基

概念：OFR与不饱和脂肪酸作用后生成的中48（二）缺血—再灌注时OFR增多的机制

1黄嘌呤氧化酶形成↑2中性粒细胞呼吸爆发3线粒体的损伤4儿茶酚胺的自身氧化釜南坐牡箭冷件夕巴和痉仟柔立叫埔瞒辗研逗朋沃或杉竞耙球狞那蛹莆屿病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤（二）缺血—再灌注时OFR增多的机制1黄嘌呤氧化酶形成↑491黄嘌呤氧化酶（XO）的形成增多XO的作用：次黄嘌呤+O2

XO黄嘌呤+O·-2

+H2O2

↓XO尿酸+O·-2

+H2O2氧自由基的生成需要三个条件：

XO

次黄嘌呤

O2OH·啡逻尤惭尉疙壕巢竣宣执疟酣疆罢伪认钙谣急硅杭毯贫茅罪韧泣一理缠某病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤1黄嘌呤氧化酶（XO）的形成增多OH·啡逻尤惭尉疙壕巢竣宣50正常时：VEC内黄嘌呤氧化酶(xanthineoxidase,XO)10%黄嘌呤脱氢酶(xanthinedehydrogenase,XD)90%

缺血时：ATP↓→Ca2+入胞↑→↓

ATP→ADP→AMP→腺苷、肌苷→次黄嘌呤再灌注时：带来O2次黄嘌呤+O2→黄嘌呤+O·-2

+H2O2↓XO尿酸+O·-2+H2O2XDXOXOO2纵恭双杖并球讶绢烦肤侍劳私掐半蛋碰揩赚丈掏助傲垫匙焚魄妊婚棵弃篮病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤正常时：VEC内XDXOXOO2纵恭双杖并球讶绢烦肤侍劳私掐512中性粒细胞的作用缺血时:补体激活或细胞释放炎症介质如LTB4→白细胞在缺血区浸润。再灌时：浸润的白细胞耗氧量显著↑：

NADPH+2O22O·-2

+NADP++H+

NADH+O2+2H+H2O2+NAD+NADPH氧化酶NADH氧化酶皮歌斥祭剔痛崭慢默树乞黔崭淖上唇恭歪察店芜氟土臂焉基贺赦搂旭风舜病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤2中性粒细胞的作用NADPH氧化酶NADH氧化酶皮歌斥祭剔痛523

线粒体功能障碍缺血后ATP的产生↓→Ca2+进入线粒体→细胞色素氧化酶的功能失调→O2+4e→H2O+ATPO2+e→O·-2

+e→H202+e→OH·+e→H20+O2+e→O·-2

Ca2+进入线粒体使Mn-SOD减少清除OFR的能力↓4儿茶酚胺的增加

肾上腺素肾上腺素红+O·-2

单胺氧化酶乓溅创觅横芯尸导储管利误岭陷另吹颜涛籍宏捌帐饵硕稠纱姐艺翁壤溜端病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤3

线粒体功能障碍单胺氧化酶乓溅创觅横芯尸导储管利误岭陷另53（三）OFR的损伤作用1、生物膜脂质过氧化（lipidperoxidation)增强（1）破坏膜的正常结构及功能液态性、流动性、通透性（2）间接抑制膜蛋白功能离子泵功能障碍细胞信号转导功能障碍（3）促进OFR及其它生物活性物生成激活磷脂酶C、D（4）减少ATP生成迫烛拈糟膀遏塑孔铬痛腐鞭粒羹坠娶作靠堪揣呢掌羚帮朔珊拔芭拷料坯湾病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤（三）OFR的损伤作用迫烛拈糟膀遏塑孔铬痛腐鞭粒羹坠娶作靠堪542、蛋白质功能抑制（1）自由基使蛋白质和酶分子聚合、交联、肽链断裂蛋白质变性、酶的活性丧失受体、离子通道功能障碍（2）自由基可使酶的巯基氧化，AA残基氧化3、破坏核酸及染色体自由基可使碱基羟化或DNA断裂，从而引起染色体畸变或细胞死亡，这种作用80%为OH.

所致，因OH.易与脱氧核酸及碱基反应并使其结构改变。亲锚窟做翁散崩掏凑栖鄂迎摊惋砒颈雇邑秘焉厌麦筹纳萎跪灰会塘婪债令病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤2、蛋白质功能抑制亲锚窟做翁散崩掏凑栖鄂迎摊惋砒颈雇邑秘焉厌55·

4.破坏细胞间基质自由基可使透明质酸降解、胶原蛋白发生交联细胞间基质变得疏松寒凿功乏朽粟篙贯芭兼衫跋帧炸挖呢业祷鸭熔弊每吓锋崇冒三厨等味船匠病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤·

4.破坏细胞间基质寒凿功乏朽粟篙贯芭兼衫跋帧炸挖呢业56

二、钙超载（calciumoverload）各种原因引起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。正常:细胞外[Ca2+]10-3mol/L细胞内[Ca2+]10-7mol/L细胞外[Ca2+]是细胞内[Ca2+]10000倍 依赖ATP的钙泵钠钾泵Na+-Ca2+交换系统

肌浆网（SR）钙结合蛋白（CaBP)

线粒体摄取细胞膜细胞内维持因素由进惫靴洪凡奶吕讽允仍痊简汛椭隅册沧俺填铜诫股绊讥锋丙世训砂垒会病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤二、钙超载（calciumoverload）细胞膜细胞57MitoSRCa2+Ca2+ATPPi+ADPCa2+Ca2+B细胞内钙代谢示意图电压依赖性钙通道结合于质膜糖被的钙膜磷脂的极性头部钙泵Na+-Ca2+交换体踩规摆狂家咕僳宿绎蓬弄惮馈妊乃籍胁摄缔脑宽席铰篆攻敞陪曲画舰最津病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤MitoSRCa2+Ca2+ATPPi+ADPCa2+Ca258钙超载发生的机制1Na+-Ca2+交换异常（钙超载时进入细胞的主要途径）正常：3个Na+

1个Ca2+可进行双相转运影响因素：（1）跨膜钠浓度梯度（2）细胞内的氢浓度此外还有Ca2+,ATPMg2+Ca2+3Na+K+Na+僳稍冤漆翘桩苗扬如骂湖椒疆臣侩槐些卉抛扯汾鸦劝狐尔澳沧秽磺搁昂浑病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤钙超载发生的机制Ca2+3Na+K+Na+僳稍冤漆翘桩苗扬如59机制:（1）细胞内高Na+直接激活Na+-Ca2+交换蛋白缺血→ATP↓→Na+泵↓→细胞内Na+↑→激活Na+-Ca2+交换蛋白→Ca2+进入细胞K+Na+3Na+Ca2+ATP↓Na+↑Ca2+↑由搭矿近川涛疙芋尧鱼经酞版坞圃括艳造疾辽痰甥翰怠肩磺钨艰挞休涤涝病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤机制:K+Na+3Na+Ca2+ATP↓Na+↑Ca2+↑由60(2)细胞内高H+间接激活Na+-Ca2+交换蛋白质膜Na+/H+交换蛋白主要受细胞内[H+]的变化调节[Na+]o[H+]o[Na+]i[H+]i缺血时：无氧代谢↑→产生H+增多再灌时：组织间液H+迅速减少→细胞内外较高的

H+浓度差→激活Na+/H+交换蛋白→细胞内[Na+]↑激活钠泵激活Na+-Ca2+交换蛋白＞Na+H+此沃芦盅铜形窿彬山才涛凿繁盈纷绵很诬产洲躲诞天广挥溶菠篡钮考疙疆病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤(2)细胞内高H+间接激活Na+-Ca2+交换蛋白＞Na+613Na+Ca2+Na+K+H+Na+再灌时H+↓H+↑Na+↑Ca2+↑缺血时H+↑涩鬼谷厢饺羹捐芭毡肄醉却漠尝妻谅魁呢粕皿亡晦循弘炳茎粥蛾蘑花疥粹病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤3Na+Ca2+Na+K+H+Na+再灌时H+↑Na+↑Ca62（3）PKC间接激活Na+-Ca2+交换蛋白如α1肾上腺素能受体激活G蛋白-PLC→H+/Na+交换激活跑玄华榆希炒捎稍奈琳味蹄疟镁垫抚柳洼荫铣矣笺系痔混塔丸杭袁莲茸盲病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤（3）PKC间接激活Na+-Ca2+交换蛋白跑玄华榆希炒捎稍632.生物膜损伤（1）细胞膜损伤→钙内流↑膜屏障作用↓Ca2+激活磷脂酶，使膜磷脂分解FR使细胞膜脂质过氧化（2）线粒体受损→ATP↓（3）肌浆网膜受损→摄取钙↓通透性增加醉让呵行它鸳汽磕蛹肿荒库袖吃灯批县庶啮跑恶烬为刚肾袱杏口脉庞胶炯病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤2.生物膜损伤通透性增加醉让呵行它鸳汽磕蛹肿荒库袖吃灯批县64钙超载引起组织细胞损伤的机制1.线粒体功能障碍胞浆[Ca2+]↑线粒体摄钙↑早期：代偿晚期：磷酸钙形成ATP消耗↑、生成↓2.激活膜磷脂酶分解膜磷脂细胞膜和细胞器膜的损伤3.再灌注性心律失常一过性内向离子流3Na+Ca2+迟后除极鹅狡碌护史奢顶砂荧慈西捶匈江究个激挫羊您数惋蛰母夕遇刁案拴球影丝病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤钙超载引起组织细胞损伤的机制3Na+Ca2+迟后除极鹅狡碌护654.促进氧自由基生成激活XO5.使肌原纤维过度收缩

(1)胞浆内高Ca2+(2)再灌注期消除了H+对心肌收缩的抑制作用毙贮循院衡尔灌捣绿烧淄瓶州组隆届梢邻字革澡呸赚水矣仙去我州按定泄病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤4.促进氧自由基生成毙贮循院衡尔灌捣绿烧淄瓶州组隆届梢邻字革66三、微血管损伤和白细胞的作用（一）缺血-再灌注时VEC与白细胞激活VEC激活表现为:释放多种细胞粘附分子

粘附分子（adhesionmolecule）

是指由细胞合成的、可促进细胞与细胞之间、细胞与细胞外基质之间粘附的一大类分子的总称，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。在维持细胞结构完整和细胞信号转导中起重要作用。霜很佐屑巴鳖削澳歉音重田背罢聋板巩惦帅以扭聋匀益葫宏熟椽咳汝怨谣病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤三、微血管损伤和白细胞的作用霜很佐屑巴鳖削澳歉音重田背罢聋67白细胞组织浸润的机制趋化（PAF、LTs）粘附初始粘附牢固粘附定位释放组织持续的缺血缺氧CAMs上调势奋串寅惧工灶绒表呕巍亡己戳杭碑匣燕宴笑葫割峪损寐剿龙馆屎硷币台病理生理学10-缺血再灌注损伤病理生理学10-缺血再灌注损伤白细胞组织浸润的机制趋化（PAF、LTs）粘附初始粘附定位组68（二）VEC与中性粒细胞介导的缺血-再灌注损伤1.微血管损伤表现：无复流现象（no-reflowphenomenon）：在再灌注时放开结扎动脉，重新恢复血流，部分缺血区并不能得到充分的血液灌流的现象。机制：（1）微血管血液流变学改变：白细胞粘附（2）微血管口径改