缺血预处理和缺血后处理.ppt

1、Ischemic preconditioning and Ischemic postconditioning,（缺血预处理和缺血后处理，IPC and IPO）,Department of Pathophysiology Guangzhou Medical College 陆丽,概论,Concept（概念） 缺血性损伤（myocardial ischemic injury, MII），是指各种原因引起的组织器官供血量绝对性或相对性减少，使血液供求失衡而出现的一种细胞损伤的现象。,缺血缺氧,缺血包括： 缺氧 缺营养物质 代谢废物不能及时清除,正常心肌的代谢特点,冠脉血流量大：60-80ml/mi

2、n/100g 分布在心肌上的毛细血管密度大：2500根/mm2,与心肌纤维1比1。 含有丰富的肌红蛋白 含有丰富的线粒体 心肌能量代谢的适应性强 需氧增加时主要途径是增加冠脉血流量,心肌缺血的原因,冠脉血流量绝对不足 冠脉阻塞：动脉粥样硬化：斑块，血栓 50%狭窄，负荷加重诱发 75%狭窄，安静可诱发 冠脉痉挛：正常血管或 动脉粥样硬化 剧烈运动/吸烟/交感神经异常 兴奋/舒缩血管物质失衡,心肌缺血的原因,冠脉血流量相对不足 心肌耗氧量增加：心肌前后负荷增加 收缩力增强 心率加快 冠脉血氧减少：严重贫血，低张性缺氧， 血液性缺氧,缺血对心肌的影响,对代谢的影响：高能磷酸化合物减少，代谢产物堆积

3、 对功能的影响： 对形态的影响： 5-15min，超微结构有变化； 15-18min，心肌收缩停止，但可逆； 20-30min，不可逆性损伤 3种病变,缺血对心肌的影响,对功能的影响： 收缩性减弱：成分破坏；能量不足； 酸中毒 舒张功能障碍：充盈受限；舒张势能减小； 舒缩活动的不协调 心肌电活动异常：离子分布异常,The relationship between ventricular dysfunction and prognosis,Myocardial infarcted size,Cardiac index,Mortality,5-10% Normal 2%,10-20% Slight

4、ly decreased 10%,20-40% Decreased 22%,40% Markedly decreased 60%,心肌缺血损伤的类型,无症状性心肌缺血（SMI）：冬眠心肌 心绞痛： 心肌梗死：,心肌缺血损伤的类型,不完全梗死：,梗死区细胞全部死亡？,心肌缺血发生的时空性,血管,坏死组织,濒危组织,正常组织,心肌缺血性损伤空间特点示意图,IRI：给缺血器官恢复血液灌流，缺血区 的组织学损伤反而比永久性缺血区更 为严重的现象,Clinical phenomenon（临床现象）: bypass surgery(搭桥手术)；thrombolysis, recovery of heart

5、s after ischemic arrest，PTCA shock treatment； organ transplantation(器官移植),MIRI的主要表现,再灌注性心律失常 再灌注性心肌顿抑 难治性收缩带坏死 其他表现 细胞水肿、心内膜下出血或出血性梗塞、心肌细胞凋亡等,再灌注性心律失常,MI 15-45min时 心肌细胞会出现不同程度损伤，或损伤不均匀，以及再灌注后导致的细胞内外离子分布严重紊乱 但心肌细胞仍具有一定生命活力,可因心肌细胞电位不稳定，或致颤阈值降低，或心肌不应期缩短，出现各种类型的心律失常，其中尤以室性心律失常常见, 15min心肌损伤不明显 45min心肌电活动

6、丧失,是判断再灌注是否成功的重要标志 狗MI15-45min再灌注，易出现再灌注性心律失常,一般都不易出现心律失常,MIRI的主要表现,机制： Ca2+超载活性氧 心肌AP不均一(细胞间偶联),心肌顿抑,所谓顿抑心肌，实质上是指心功能暂时低下，但仍具有心肌活力和心肌功能恢复能力的心肌。,心肌收缩力和胞内游离钙浓度及肌钙蛋白对钙的反应性有关。,胞Ca2+ 100nM,没有收缩力 100nM,产生收缩效应 1M时,产生最大的收缩力,MIRI的主要表现,1992年，Kusuoka等提出了钙超载-收缩蛋白降解理论，心肌顿抑是由于心肌收缩蛋白本身发生了异常所引起的。,心肌顿抑,胞内Ca2+超载,Calp

7、ains激活,降解收缩蛋白,收缩蛋白对钙的反应性,心肌顿抑,MIRI的主要表现,难治性收缩带坏死,心肌坏死分为凝固性坏死和收缩带坏死。 在再灌注时，缺血性损伤比较轻，收缩蛋白大多保存，由于残存的ATP作用及在胞内钙超载的条件下，引起肌原纤维过度收缩，出现核及内质网等细胞结构完全破坏的收缩带坏死。 应用改良性灌注法如低钙液、甘露醇高张液、SOD液等，其疗效多数持否定意见，表明是一种难治性的细胞损伤,MIRI的主要表现,表 缺血性损伤和再灌注性损伤的主要表现,缺血性损伤 再灌注性损伤,发病环节,心肌氧供求失衡 对再灌血流病理性反应,微小血管,早期无堵塞现象 微小血管堵塞、出现无复流,心肌功能,进行

8、性下降 出现心肌顿抑,心律失常,多缓慢发生 多突然发生 较少为室颤 很快转化为室颤 对-阻滞剂有效 对-阻滞剂有效,心肌坏死,多凝固性坏死 多收缩带坏死,心电图,ST段抬高 ST段不抬高, R波增高 R波降低可出现病理性u波,Ischemic preconditioning 概述,首次提出IP的概念,1986年Murry等报道,动物：狗，分两组,方法：夹闭狗冠状动脉左旋支造成心肌缺血,夹闭5 min+ 再灌注5 min,4次+,夹闭40min 再灌注3h,夹闭40min 再灌注3h,1组比2组心肌梗死面积减少75，局部血流量并无明显变化,1组：,2组：,IP概述,后来的研究表明，IP的保护效应

9、不仅见于实验犬，而且见于鼠、兔、猪及人的心脏；其保护效应也不只是减少缺血后心梗范围,概念：心脏经历一次或多次短暂缺血后，对较长时间再缺血产生的耐受现象称为缺血预处理,IP概述,1997年提出了药理或化学预处理概念,即根据缺血预处理机制,通过药物激发或模拟机体内源性物质(如腺甘、NO、缓激肽等)来发挥保护作用。 1996年Lorenz的研究又首次证实缺血预处理对骨骼肌的肌力、收缩力和耐受力均有保护作用。 1995年，Pang在猪背阔肌皮瓣的缺血预处理中发现缺血预处理对骨骼肌也有同样的保护作用且效果较心肌的保护效果更佳。 1993年， Murry、Mar-ber等报道缺血预处理还有延迟保护效应，即

10、所谓的第二保护窗口。 1993年，Yellon等进行了第一次直接的人类心脏缺血预处理前瞻性研究。 1992年Mounsey等报道,经缺血预处理后骨骼肌的梗死面积减小。 1990年 Kitagawa等发现短暂的缺血预处理可诱导产生脑缺血耐受，从而减轻随后发生的脑缺血性损伤。 1986年，Murry等发现冠状动脉经过短暂的缺血后，可以增强心肌耐受更长时间的缺血，称之谓“缺血预处理”IP，这一概念一经提出，引起了众多学者的广泛关注，在随后的实验和临床研究中，人们发现这一现象的具有器官普遍性。,与缺血预处理相关的历史事件,心脏IP的保护作用*,缩小心肌梗塞范围，推迟其发生时间,其显著地延迟心肌细胞坏死

11、的作用是目前任何药物或其他措施难以比拟的,减轻I/R后的心律失常的发生率和严重程度,表现在使再灌注早期心律失常的绝对数量减少，严重心律失常的发生率降低，但并不是推迟发生,IP概述,心脏IP的保护作用*,改善心肌功能、减轻心肌顿抑程度,明显减轻I/R引起的心脏收缩功能降低，提高左心室dpdt max,减轻内皮细胞的损伤,IP概述,减慢能量代谢，减轻超微结构的损伤,脑缺血预处理,1990年，沙土鼠脑缺血实验，kitagawa等首先提出缺血预处理：既机体对短暂缺血的适应性反应，能增加神经元对再次缺血的耐受。 Moncayo等对2492例首次发生脑梗塞的病人进行研究，发现TIA病史与脑梗塞的良好预后有

12、相关性,双刃剑：TIA是缺血性脑卒中的高危因素，但也可以诱导缺血耐受而保护大脑免受或少受损害。,不尽相同：受年龄的影响较大，大脑产生缺血耐受的时间比心脏要长，且持续数天时间，提示有新的蛋白质合成，其实际上是提高组织对缺血的耐受,脑缺血耐受,心脏缺血耐受,相似：病理生理过程和机制 受次数与时间的限制,是由多种低于永久性损害刺激形成的机体内在的神经保护措施,能使神经系统增加抵抗致死性缺血性损害的能力,不易形成永久性缺血损害,脑缺血预处理,短暂缺血(23min) 通常能发挥较好的保护效应; 过于短暂的缺血(1min)或较长时间、持续超过耐受阈值的严重缺血(全脑缺血5min、局灶性脑缺血180min)

13、均可使IPC的保护作用明显减弱甚至消失。,脑缺血预处理,由NIPC引起的神经保护作用是强有力的: 从动物模型来看, NIPC对神经细胞、神经胶质细胞及血管内皮细胞均有保护作用; 不仅表现在形态学上,也表现在功能上:全脑缺血10min的大鼠不能完成学习和记忆任务,而2d前给予缺血预处理的大鼠在经历10min缺血后却能较好地完成上述训练,; NIPC能减少局部脑缺血模型的脑梗死面积,其提供的良好的神经保护作用能持续到致死性损伤后2个月甚至更长,超过目前任何药物治疗的效果,脑缺血预处理,IP作用的特点,产生IPC所需的I/R时间和次数因动物种属而异,IP保护作用的时间特性：,I/R次数：短暂I/R以

14、重复24次较为适宜,IP概述,短暂缺血时间及次数对心肌的保护作用,IP保护的时间特性,产生IP所需的I/R时间 预处理保护的持续时间 早期保护作用（early protection） 延迟保护作用（delayed protection）,IP概述,IP作用的特点,I and R 的时间：IP的缺血刺激可能存在“阈值”和“极值”，刺激量低于“阈值”不能产IPC保护效应，高于“极值”IPC本身就会导致心肌损伤；在两者之间的缺血刺激量则能产生与之正相关的保护效应。 一般认为：一次性缺血时间25min，再灌注时间510 min，激发的IPC保护作用最明显，如再灌注时间超过30 min，IPC的保护作用

15、减弱，超过90120 min，几乎没有预处理的保护作用出现。,IP保护作用的时间特性：,IP概述,IP保护作用的两个时相,早期保护：出现在处理后即刻，持续13小时；,两个时相和持续的时间与动物种属、预处理的方法及次数有关，其保护效果还取决后续缺血的时间及程度。,预处理阶段的再灌注时间要适当：如再灌注时间超过30 min，IPC的保护作用减弱，超过90120 min，几乎没有预处理的保护作用再出现。,IP概述,IP保护作用的两个时相,早期保护： 延迟保护：又称IP保护的第二时相（second window），出现在处理后24小时 特点：1.比早期保护时间长，但作用的强度较弱；2.具有明显的时间及

16、能量依赖性；3.具有更明显的交义耐受性和物种普遍性,延期保护成为IP研究的一个方向,IP概述,特性,是多器官共有现象,多层次标本上都可诱导,在多种动物中都可以产生,对正常或异常心脏都起作用,IP概述,IP的保护机制,促发因子和介质,信号转导通路,终末效应器,IP的保护机制*,一、促发因子和介质： 腺苷（adenosine）及腺苷受体：早期保护机制 去甲肾上腺素及1受体 Ang及其受体 血管内皮源性介质缓激肽、前列环素、一氧化氮等 二、热休克蛋白：,IP的保护机制*,一、促发因子和介质： 腺苷（adenosine）及腺苷受体：早期保护机制 去甲肾上腺素及1受体 Ang及其受体 血管内皮源性介质缓

17、激肽、前列环素、一氧化氮等,ATP,ADP,AMP,腺苷,S-腺苷甲硫氨酸,S-腺苷同型半胱氨酸,甲硫氨酸,同型半胱氨酸,转甲基,心肌细胞腺苷的生成途径,IP的保护机制,腺苷受体共有5种亚型：A1、A2a、A2b、A3和A4 。A1与A3的激活是的启动环节 证据：,腺苷受体及其亚型的激活,狗心4次5minI/R，随后持续I后R即刻、10min及30min时，冠状静脉内腺苷含量分别比单纯I/R组升高2、2.7和2.1倍。 采用非特异性腺苷受体阻断剂可以消除兔心IP的保护作用 给狗经冠状动脉输入外源性腺苷，可以明显减轻I/R引起的心肌坏死。,表明：腺苷参与预处理保护,IP的保护机制,在狗、猪及兔心

18、给予A1受体激动剂可以模拟IP的保护效应。,A3受体激动剂可使兔心肌梗死面积缩小，培养的心肌细胞的坏死程度减轻， 使用A3受体阻断剂使IP的保护作用减弱或消失；应用A2受体激动剂则不产生对心肌的保护作用,说明：是A1与A3的激活,特殊：阻断腺苷受体，不能消除大鼠心脏IP的保护效应，提示： IP机制存在种属差异，腺苷受体激活不是唯一的触发环节,IP的保护机制,腺苷对心脏的保护机制,腺苷+受体,Gi,（-）,IP的保护机制,腺苷对心脏的保护机制,改善心肌能量代谢,对抗儿茶酚胺对心肌的毒性作用,1.扩张冠脉，增加心肌供氧；2.A1受体介导的负性变力作用可减少心肌氧耗；3.影响心肌糖代谢：增加心肌对葡

19、萄糖的摄取、刺激糖酵解、增加葡萄糖氧化等,激活 KATP通道：动物实验,激活PKC,PKC抑制剂对心肌梗死范围的影响,R-PIA:腺苷受体激动剂，Staure，poly-B：PKC抑制剂,IP的保护机制,内源性保护介质及其受体,腺苷及腺苷受体,去甲肾上腺素及1受体 血管紧张素（Ang）及其受体 血管内皮源性介质缓激肽、前列环素、一氧化氮,去甲肾上腺素及1受体,证据:短暂的缺血能增加心肌肾上腺素能神经释放去甲肾上腺素;预先用利血平处理使神经末梢去甲肾上腺素耗尽，可以阻断缺血预处理的保护作用;外源性去甲肾上腺素可以模拟缺血预处理的保护作用;选择性肾上腺素能受体阻断剂如酚卞明在预处理前应用可完全阻断

20、缺血预处理的保护作用;选择性1肾上腺素能受体激动剂如新福林可诱发相同的保护作用。,NO,当脑组织发生缺血时血管内皮细胞释放的一氧化氮减少，而缺血初期及后期、再灌注期升高的一氧化氮水平分别来源于神经元型NOS和诱导型NOS催化生成，介导缺血神经元的进一步损伤。然而，在经过缺血预处理及后处理的梗死模型中却观察到一系列具保护效应的一氧化氮释放增多的生理效应，包括中性粒细胞粘附减少、P选择素表达减少、内皮对乙酰胆碱的血管舒张反应性增强等。说明经缺血预处理及后处理后可使内皮型NOS催化生成一氧化氮的功能受到保护，研究者们发现，用NOS阻滞剂均可以消除缺血预处理及后处理的保护作用，另外一氧化氮还可在细胞内

21、存活激酶磷酯酰激醇3/丝氨酸-苏氨酸蛋白激酶通路中充当下游信号分子，一方而可阻止线粒体通透性转换孔( mPTP)开放;另一方面又可激活线粒体KATP，从而发挥保护作用。,NO 与脑缺血一再灌注损伤,NO,缺血,缺血时间,再灌,再灌24h,5m,15m,60m,nNOS+ eNOS,nNOS+ iNOS,脑缺血一再灌注时NO变化示意图,缺血早期，NOe Non iNOS活性：中心区半暗带 缺血区 作用：增加测支循环，阻止血小板聚集和白细胞对微血管的堵塞，改善微循环。 缺血后期及再灌注期损伤区， NOn+ NOi具有较大的神经毒性 NO产生神经毒性的机制： NO通过超氧自由基起细胞毒性作用；NO介

22、导谷氨酸的毒性作用；NO作用于含铁蛋白产生毒性作用，NO极易与铁结合形成FeNO，使含铁酶失活；NO通过脱氨基作用导致DNA损伤；NO引起多巴胺（DA）大量释放产生神经毒性,NO 在脑IR损伤中的作用,L-硝基精氨酸甲酯（L-NAME) 作用：小剂量：NO ,梗死面积,保护血脑屏障，改善神经功能评分 大剂量：毒性作用 7nitroindazole(7-NI）：选择性nNOS抑制剂，保护效应 氨基胍：选择性iNOS抑制剂，梗死体积减少，研究较少。,NOS抑制剂在脑IR损伤中的作用,IP的保护机制*,一、促发因子和介质： 腺苷（adenosine）及腺苷受体：早期保护机制 去甲肾上腺素及1受体 A

23、ng及其受体 血管内皮源性介质缓激肽、前列环素、一氧化氮等 二、热休克蛋白：IP的延迟效应,HSPs简介,IP的保护机制,定义:是生物体(or离体的培养细胞)在不良的环境因素下所产生的一组特殊蛋白质,它能保护机体(or细胞)不受或少受伤害,又称为应激蛋白 1962年 Ritossa 发现 1974年 Tissieres 命名 分类:按相对分子量可分为HSP100、HSP90、HSP70、HSP60、小分子HSPs（1528 000）和泛肽等,HSPs简介,IP的保护机制,存在:真核细胞内各细胞器和胞质内均含有HSPs。 在热休克及多种应激原作用下，HSPs基因可 迅速启动,作用:主要以ATP依

24、赖性方式 作为分子伴侣参与蛋白质的成熟、转运和降解； 参与转录因子、蛋白激酶等活性的调节； 与肌动蛋白纤维、微管网等结合，参与细胞骨 架及细胞形态的维持,HSP,细胞温度计:其水平的变化引起细胞内的一系列变化,可通过自动平衡机制,保持C内环境稳定,机制2,与新生的未折叠错折叠或聚集的蛋白质结合,使某些蛋白质聚集物解离,加速正确的肽链折叠和重折叠,促使某些变性蛋白的降解和清除,分子伴侣:是细胞内一类能介导其它蛋白正确装配,其本身却不具功能的最终装配产物的组成成分,功能:,HSP70是主要的伴侣蛋白之一，作用：,HSPs,HSPs增加的细胞保护机制,IP的保护机制,预处理引起心脏HSPs增加,HS

25、Ps基因转录的调节,预处理引起热休克蛋白合成的调节机制,IP的保护机制,HSPs增加的细胞保护机制,增加与非折叠蛋白的结合，防止蛋白质凝集 蛋白质的解聚和再折叠 过多的HSP27可与肌动蛋白微丝结合，稳定细胞骨架，促进应激后细胞的修复,IP的保护机制,HSPs的心脏保护作用主要与IP的延迟效应有关,IP的保护机制,促发因子和介质,信号转导通路,终末效应器,IP保护机制的信号通路,一、受体耦联的G蛋白 二、蛋白激酶C,IP的保护机制,受体耦联的G蛋白,作用：调节细胞膜受体与选择性效应蛋白之间的信号转导。腺苷受体、1受体、Ang2受体等都属于 G蛋白耦联受体，通过激活不同的 G蛋白，产生不同生物学

26、功能。,结构：由、亚单位组成异三聚体，按亚单位的结构和功能，分为Gs、Gi、Gq、G12 4个亚家族,IP的保护机制,受体耦联的G蛋白,去甲肾+1受体，ANG2+AT1,Gq,PKC亚型及分布,磷脂依赖，催化蛋白质丝苏氨酸残基磷酸化。目前已分离、纯化出至少15种PKC亚型，按生化性质及结构分为4类： 传统型 PKC（cPKCs）有、1、2、和4种亚型，可被Ca2+、磷脂酰丝氨酸、DAG或佛波酯激活，在多种组织表达； 新型PC（nPKCs）有、4种亚型,可被PS、DAG和PMA激活，但对Ca2+不敏感，组织表达以最为广泛,以脑为主、主要集中在肺、皮肤、心脏,在骨骼肌最多； 不典型 PKC（aPK

27、Cs）有和2种亚型，可由 PS和 PMA激活，对Ca2+和DAG不敏感，具有广泛组织表达，主要存在于子宫和睾丸； PKC一 由PIP2激活，对Ca2+和DAG不敏感，主要在肾、肺、心、脑表达，在正常组织中表达较低，在细胞发生恶性转化时表达明显增加。 PKC在心肌细胞内的分布随生长发育的程度而有变化。在乳鼠心肌细胞含有丰富的、和少量和，而成年大鼠心肌PKC各亚型含量均低于乳鼠心肌。,蛋白激酶C,IP的保护机制,PKC参与IP的证据,IPC时PKC的转位与活化,转位与活化:正常心肌:胞质PKC: 90,非活化状态;胞膜：10。短暂缺血心肌:胞质PKC活性降低，胞膜PKC活性明显增加,Cohn等提出

28、了二步假说：1.短暂缺血引起的受体激活使得胞质PKC向胞膜移位与胞膜结合，但不伴有PKC的激活或磷酸化作用。2.在随后的持续缺血期间，经A1等内源性保护介质受体的再占据，才使先前已转位到细胞膜的PKC活化，并促进底物蛋白质磷酸化。,PKC介导的蛋白磷酸化增强是缺血预处置细胞保护的共同环节,PKC激活产生IP保护作用的机制,促进靶蛋白磷酸化： KATP通道 激活细胞外5一核苷酸酶 调节基因转录，刺激应激蛋白生成,IP的保护机制,可能通过对信号转导系统及蛋白质磷酸化的调节参与早期保护反应；通过对基因表达调控参与延迟保护反应。,IP的保护机制,促发因子和介质,信号转导通路,终末效应器,IP的保护机制

29、,钾通道有十多种亚型，KATP通道是其中之一，受细胞内ATP水平的调节。心房肌和心室肌细胞都含KATP通道。ATP在生理范围时，KATP通道开放率极低，当心肌缺血缺氧使ATP浓度降低时，KATP通道开放增加,KATP通道开放参与IP对心肌的保护作用,证据,ATP敏感的钾通道(KATP通道),应用开放剂：,优降糖和其他阻断剂,心肌细胞的KATP通道包括线粒体(mito-KATPCHANNELS)和肌纤维膜通道(sarc-KATPCHANNELS)二种。 二种通道各自独立地介导预处理的保护效应：1998年Liu等的试验得出的结果是线粒体KATP通道在IP机制中发挥了作用。但最近的研究发现,二种KA

30、TP通道都参与预处理心肌的保护作用,2001年Sanada等发现,在结扎犬心左前降支的模型中,非选择性KATP通道开放剂如尼可地尔、可罗卡林或缺血预处理都明显减轻心肌损伤,而格列本脲可完全阻断这一作用。但线粒体KATP通道阻滞剂5-HD只能部分阻断。用二氮嗪(diazoxide)预处理,即使增加剂量,也只能产生部分保护作用,梗死面积仍然在20%左右,高于非选择性KATP通道开放剂预处理组。 大量证据表明KATP通道可能是各种机制的最终效应器,KATP通道,IP的保护机制,KATP通道开放是A1受体激活经Gi蛋白的下游调节位点 KATP通道开放对心肌的保护机制 缩短APD（action pote

31、ntial duration） 保存高能磷酸物质 修饰白细胞功能，对抗氧自由基,KATP通道,IP的保护机制,预处理保护作用的可能机制,预处理,ATP,激活热休克转录因子,HSP,IP的保护机制,内源性保护介质,腺苷受体,Gi,KATP通道开放,缩短APD 减少Ca2+内流,Ang受体1受体等,Gq,PLC-活性,减少蛋白凝集 促进蛋白解聚 稳定细胞骨架,靶蛋白磷酸化,细胞抗损伤能力,IP应用前景,机体中存在预处置现象 （一）体外证据 （二）临床证据 发生于短暂缺血后的器官再缺血损伤较轻 预处置的潜在应用前景 （一）提出新的治疗途径 （二）开发类预处置药物 （三）在医学其他领域的应用,临床证据

32、,证据1. 分组：病例对照法,依据急性心肌梗死前72小时内有无心绞痛,分为缺血预适应组(组，30例)和对照组(组，30例), 观察指标： (1)心肌梗死面积大小的确定:小面积心肌梗死包括前间壁、局限前壁、高侧壁、下壁和非波型心肌梗死。大面积心肌梗死包括广泛前壁、下壁+右室或其它两个壁以上者。 (2)观察严重并发症:心力衰竭和心源性休克;严重心律失常,指3级以上的室早,室速室颤房颤度房室传导阻滞；严重心脏并发症(包括以上泵功能衰竭,心源性休克、室速、室颤、以上室早)。,临床证据,结果 表1缺血预适应对急性心肌梗塞()患者病情的影响,证据2：国内陈胜喜等将缺血预适应用于复杂先心和瓣膜置换手术中,在

33、阻断主动脉前给以重复2次的2min缺血和3min再灌注,观察到了对心肌的保护效应。 但李国荣、朱洪生等的实验结果认为,短暂的缺血预适应不足以达到最好的心肌保护效应。,在器官移植中的应用,采用方式：热休克（42.50C 15分钟），原位间歇热缺血（缺血5-10分钟，再灌注10-20分钟）及低血压模型等，还有短暂缺氧、代谢底物缺如和急性容量超负荷 表现有：移植物耐受热缺血时间明显延长，安全保存时限延长一倍（鼠肾48-72小时，鼠肝24-48小时）； 移植物血流恢复时再灌注均匀，色泽良好，功能恢复快，移植术后生存率明显提高 血清BUN、Cr、AST、ALT值，LDH漏出率，均明显低于对照组 应激预处

34、理不仅可保护实质细胞，还可抑制Kupffer细胞激活，保护窦内皮细胞，改善血管床功能 减轻氧自由基损伤，使LPO、MDA含量降低，改善移植物能量代谢,但到目前为止，缺血预适应在心脏外科并未得到广泛的应用，这有许多原因: 对于IPC来讲要想获得这种心肌自身内在的抗损伤机制，必须先以接受缺血预适应的损伤为代价; 大多数外科医生对间歇性重复阻断主动脉作为心肌保护方法有慎重观望心理，源于“非保护”的缺血和可能导致升主动脉血栓形成; IPC可能延长手术时间15 30min; 人类IPC的理想模型，即缺血预适应的时间和次数以及再灌注的时间等还不明确。,应用前景,应激预处理概念的提出： 即预先将细胞、组织、

35、器官乃至整个机体暴露于急性非致死性刺激中，诱发机体内源性保护机制，增强机体抵御应激的能力，达到保护器官的目的。,特点： 处理条件的多样性 存在交义耐受现象 （远隔保护效应） 应激预处理具有普遍性,应用前景,（二）缺氧预处理 （三）温度预处理 （四）其他预处理 心外动脉闭合预处理置； 无钙-复钙预处理,应激预处理：非缺血性预处理,（一）药物性预处理,药物性预处理,现己经证实的低剂量亦具有诱导心脏保护的药物包括单磷酰酯A,KATP C开放剂、吸入性麻醉药和阿片类麻醉药、腺苷等。,单磷酰酯A：从LPS中提纯制备的减毒衍生物，进入2期临床试验； KATP C开放剂：尼可地尔，进入2期临床试验，主要不良

36、反应是头痛，可小剂量； 吸入性麻醉药和阿片类麻醉药： 腺苷：,已有研究证实,内毒素、TNF、IL-1、低剂量的脂多糖等可诱导脑缺血耐受现象的产生。 Riepe报道了应用神经毒素, 琥珀酸脱氢酶特异性抑制剂3 硝基丙酸(3NPA)预处理引起大鼠的海马缺氧耐受。 研究提示,只有当首次亚致死应激足够大时,应激性的条件才能引起对下一次致死应激的缺血耐受。但诱导阈值和细胞损害阈值常常无法分开,这使得在临床很难应用这种诱导策略。,NIPC的“药物或化学预处理”方法:即根据缺血预处理机制,应用亚致死剂量干扰细胞能量代谢的物质激发或模拟机体内源性物质(如腺苷、缓激肽、NO等)而发挥保护作用、提高组织缺血、缺氧

37、的耐受性;,脑缺血预处理,化学预处理可能为高风险缺血脑卒中提供新的神经保护策略, 类似于IPC,可以重复诱导,能改善病人的预后。IPC的药物性竞争作用可以减少神经缺陷的程度和给需要其他神经保护提供时间,例如, 现在研究表明药物性的预处理可以把治疗时间窗扩大到几天。这种保护状态对于倾向于缺血性损伤的病人有药物预防应用潜能; 在临床中,化学预处理的应用:一些线粒体能量代谢阻滞剂药品应用于治疗; 有报道其他预处理方式,如:非致死性高热、低温、低氧、缺氧、皮质扩散抑制、高压氧等,可诱导缺血耐受而减少神经元迟发性死亡,但均有待进一步证实.,脑缺血预处理,药物性预处理,相对安全、方便、易于控制 但尚未找到

38、IPC某一共同的综合效应物,Ischemic postconditioning缺血后处理,经典后处理：长时间缺血后再灌注前短时间内给予一次或多次短暂重复心肌缺血再灌注，可调动机体内源性保护机制，提高心肌对以前发生的较长时间缺血的耐受性。,IPO的保护作用,减少缺血心肌组织坏死,1h缺血+ （30s灌注+ 30s缺血）3轮 +3h再灌,1h缺血+ 3h再灌,心梗面积下降44%,Zhao,et al. Am J Physiol Heart Circ Physiol.2003,IPO的保护作用,减少缺血心肌组织坏死,45min缺血+ （ 30s灌注+ 30s缺血）4 +3h再灌,45min缺血+ 3

39、h再灌,心梗面积下降36%,Yang,et al. J Am Coll Cardiol, 2004,5min缺血+10min再灌+ 45min缺血+ 3h再灌,二者效应无叠加； 6效果无明显提高。,IPO的保护作用,改善心功能,逐渐再灌注可减少室性心律失常的发生,尚不明确,减少心律失常的发生,Zhao,et al. Am J Physiol Heart Circ Physiol.2003,IPO的保护作用,远隔器官保护,心脏 30min缺血+肾脏 5min缺血+ 1min再灌 +心脏3h再灌,减少心肌损害,远程缺血后处理,Staat P, et al. Circulation, 2005, 1

40、12( 14):2143 Kerendi F, et al. Basic Res Cardiol, 2005, 100( 5):404,Staat P, et al. Circulation, 2005, 112( 14):2143,首次在人身上观察到此现象 AMI（急性心梗）患者分为 对照组：PTCA 后处理组：在PTCA开始再灌注时利用球囊充、放气（1 min1 min）4个循环，然后长时间灌注 结果：心梗面积下降 结论：IPO对 AMI患者心肌有保护作用；有较大的临床应用价值,IPO的影响因素,缺血损伤程度：随缺血损伤的程度加重而下降 15min:80%;30min:51%;60min:

41、17% I-PO实施时机：应在再灌注开始即刻或短时间内进行(10min) I-PO的次数(3次，无效） IPO与IPC的协同（机制不同）,缺血后处理方式,经典后处理 改良再灌注：渐处理（逐渐再灌注） 远程缺血后处理,缺血后处理方式,再灌注开始即刻进行的后处理* 缺血后处理与预适应的联合作用 再灌注短时间后进行后处理 麻醉药物与缺血后处理,机制,抑制再灌注时氧自由基的堆积；抑制细胞内钙超载；抑制中性粒细胞活化 内源性物质的激活 蛋白激酶 线粒体通透性转换孔道及ATP敏感性钾通道,抑制氧自由基和钙超载,MI前数分钟，钙含量增高，R开始，大量钙进入细胞内-钙超载发生在R早期 R 1min，ROS爆发

42、产生， 4-5min达到高峰,IPO能减轻中性粒的聚集，改善内皮功能；血MDA、危险区双血外啉酯（DHE）染色下降；减少ROS产生；阻止GSH被氧化；抑制钙超载；抑制中性粒聚集。,内源性物质的激活,腺苷、阿片肽、NO 目前认为：腺苷、阿片肽通过2种分子途径介导心肌保护作用：PI3K-PKB和MAPK-抑制GSK-3-抑制MPTP IPO阻缓了腺苷的洗脱,蛋白激酶,再灌注损伤的补救激酶途径 PKC PKG,再灌注损伤的补救激酶（reperfusion injury salvage kinase, RISK)途径,概念：正常细胞内有一些激酶信号系统存在，如磷酸肌醇3激酶（PI3K）蛋白激酶B途径、细胞外信号调节激酶( ERK) , P38及JNK等。当细胞发生I/R时，这些激酶被激活，抑制细胞的凋亡，称为再灌注损伤补救激酶(the reperfusion injury salvagc kinase, RISK),后处理能使再灌注心肌的细胞凋亡指数明显下降，表明缺血后处理通过抑制心肌细胞的凋