1、缺缺 血再血再 灌灌 注注 損損 傷傷（Ischemia - reperfusion injuryIschemia - reperfusion injury，IRIIRI）病病 生生 教教 研研 室室 戴雍月戴雍月Case studyCase study 患者患者, ,男，男，5858歲，上午歲，上午8 8時，起床后感到胸悶，時，起床后感到胸悶，30min30min后后突感心胸前區劇烈絞痛，突感心胸前區劇烈絞痛，9 9時入急診病房。時入急診病房。體查體查：血壓：血壓75/50mmHg75/50mmHg，意識淡漠，心率，意識淡漠，心率6565次次/min/min，律，律 齊。心電圖示齊。心電圖示

2、度房室傳導阻滯。度房室傳導阻滯。冠狀動脈造影冠狀動脈造影：右冠狀動脈上段：右冠狀動脈上段85%85%狹窄，中段狹窄，中段78%78%狹窄。狹窄。 入院治療：入院治療：立即給予阿托品、多巴胺、低分子右旋糖酐立即給予阿托品、多巴胺、低分子右旋糖酐等進行等進行擴冠擴冠治療。上午治療。上午1010時靜脈點滴時靜脈點滴尿激酶尿激酶。10:3010:30分分患者出現陣發性心室顫動（室顫），立即給予除顫，到患者出現陣發性心室顫動（室顫），立即給予除顫，到下午下午1313時反復發生室性心動過速、室顫，共計時反復發生室性心動過速、室顫，共計6 6次。到次。到下午下午1616時，經給予利多卡因、小劑量異丙腎上腺素

3、后心時，經給予利多卡因、小劑量異丙腎上腺素后心律轉為竇性，血壓平穩，意識清楚。律轉為竇性，血壓平穩，意識清楚。QuestionQuestion為什么在溶栓后出現嚴重的心律失常為什么在溶栓后出現嚴重的心律失常? ? l 1955年年, Sewell 發現結扎狗冠狀動脈后，如發現結扎狗冠狀動脈后，如 突然解除結扎恢復血流，部分動物立即發生突然解除結扎恢復血流，部分動物立即發生 心室纖顫而死亡。心室纖顫而死亡。l1960年，年，Jennings第一次提出心肌再灌注損第一次提出心肌再灌注損傷的概念。傷的概念。再灌注會引起心肌再灌注會引起心肌超微結構不可逆性壞死超微結構不可逆性壞死l1975年，年，Sc

4、haffer對對234例急性心肌梗塞的病例急性心肌梗塞的病人進行溶栓治療，并對緩解后的病人追蹤觀人進行溶栓治療，并對緩解后的病人追蹤觀察，發現其中察，發現其中89例病人因復發室顫死亡。例病人因復發室顫死亡。 1 2 3 4h損傷程度損傷程度 加重加重單純缺血單純缺血缺血再灌缺血再灌實驗與臨床資料證明冠脈重新恢復血流后，實驗與臨床資料證明冠脈重新恢復血流后，有可能造成更嚴重的心肌損傷有可能造成更嚴重的心肌損傷l腦腦缺血再灌注損傷缺血再灌注損傷, Ames, 1968l腎腎缺血再灌注損傷缺血再灌注損傷, Flore, 1972l肺肺缺血再灌注損傷缺血再灌注損傷, Modry, 1978l腸腸缺血再

5、灌注損傷缺血再灌注損傷, Greenberg, 1981 IRI的概念的概念 在缺血的基礎上恢復血流后，組織器官在缺血的基礎上恢復血流后，組織器官的損傷反而加重的現象，稱為缺血再灌的損傷反而加重的現象，稱為缺血再灌注損傷注損傷（Ischemia-reperfusion injuryIschemia-reperfusion injury，IRIIRI）。）。 IRI的特點的特點特特 點點可逆損傷可逆損傷 不不可逆損傷可逆損傷具有器官具有器官 普遍性普遍性低氧溶液灌注低氧溶液灌注組織器官一定組織器官一定時間后，再恢時間后，再恢復正常氧供應復正常氧供應，組織損傷反，組織損傷反而更趨嚴重，而更趨嚴重，

6、稱為氧反常。稱為氧反常。無鈣溶液灌流無鈣溶液灌流大鼠心臟后，大鼠心臟后，再用含鈣溶液再用含鈣溶液進行灌流，心進行灌流，心肌細胞的損傷肌細胞的損傷反而加重，稱反而加重，稱為鈣反常。為鈣反常。在再灌注時迅在再灌注時迅速糾正缺血組速糾正缺血組織的酸中毒，織的酸中毒，反而會加重缺反而會加重缺血再灌注損傷，血再灌注損傷，稱為稱為pHpH值反常。值反常。鈣反常鈣反常氧反常氧反常pHpH反常反常 主要內容主要內容概概 述述 IRIIRI的原因及條件的原因及條件IRIIRI的發生機制的發生機制IRIIRI時器官的功能、代謝變化時器官的功能、代謝變化防防 治治 原原 則則IRI的原因的原因原因：先缺血原因：先缺

7、血（ischemiaischemia），），后復灌后復灌（reperfusionreperfusion） 全身全身循環障礙后恢復血液供應循環障礙后恢復血液供應（休克、心肺腦復蘇）（休克、心肺腦復蘇） 組織器官組織器官缺血后血流恢復缺血后血流恢復（器官移植、斷指再植）（器官移植、斷指再植） 某一血管某一血管再通后再通后( (溶栓治療，冠脈搭橋，溶栓治療，冠脈搭橋， PTCAPTCA） ClintonClinton Yeltsin Yeltsin 冠冠 狀狀 動動 脈脈 搭搭 橋橋 術術 1967,Favaloro1967,Favaloro 1995,Benetti1995,Benetti PTC

8、A放置支架放置支架經皮腔內冠狀動脈成形術經皮腔內冠狀動脈成形術冠脈支架置入前后急性中風溶栓手術前后急性中風溶栓手術前后斷肢再植1 12 23 34 4( (缺血時間缺血時間) )( (側枝循環側枝循環) )( (需氧程度需氧程度) ) ( (再灌注條件再灌注條件) )影響因素：影響因素：IRI的條件的條件大鼠在體心大鼠在體心IRIR時缺血時間對時缺血時間對IRIIRI的影響的影響缺血時間缺血時間(min)(min)再灌注再灌注時間時間(min)(min)N N心律心律不齊不齊(%)(%)異位異位節律節律(%)(%)室顫室顫(%)(%)死亡率死亡率(%)(%)2 2101010100 00 00

9、 05 510102121808038.138.147.647.625.825.810101010101060604040404010.010.01515101011119 99.09.00 0u 缺血時間缺血時間過短過短或或過長過長都不易發生再灌注損傷。都不易發生再灌注損傷。u 不同動物、不同器官再灌注損傷所需的缺血時間不同。不同動物、不同器官再灌注損傷所需的缺血時間不同。 （小小動物較短，而動物較短，而大大動物和動物和人人類較長類較長 ）器官器官IRIIRI與缺血時間與缺血時間家兔心4040-20-20肝（部分）4545-45-45腦3030-60-60腸6060-30-30腎6060-6

10、0-60骨骼肌 4h-304h-30再再 灌灌 注注 的的 條條 件件低壓、低溫、低低壓、低溫、低pHpH、低鈉、低鈣、低鈉、低鈣 - 減輕減輕IRIIRI高壓、高溫、高高壓、高溫、高PHPH、高鈉、高鈣、高鈉、高鈣 -加重加重IRIIRI1自由基自由基2鈣超載鈣超載3白細胞激活白細胞激活 IRI的發生機制的發生機制再再 灌灌 注注 損損 傷傷 的的 “三三 劍劍 客客”自由基的概念、分類自由基的概念、分類自由基的代謝自由基的代謝自由基增多的機制自由基增多的機制自由基引起自由基引起IRIIRI的機制的機制自由基自由基( (free radicalfree radical) )的概念的概念外外

11、層層 軌軌 道道 上上 具具 有有 單單 個個 不不 配配 對對 電電 子子 的的 原原 子、子、原原 子子 團團 和和 分分 子子 的的 總總 稱。稱。化學性質活潑化學性質活潑氧化性強氧化性強自由基的種類自由基的種類分分 類類其他其他氧自由氧自由基基脂性自由基脂性自由基活性氧活性氧 (ROS) (ROS) H H2 2O O2 2單線態氧單線態氧( (1 1O O2 2) )氧自由基氧自由基( (Oxygen free radicalsOxygen free radicals ,OFROFR）：）：由氧誘發的自由基。由氧誘發的自由基。OFROFR超氧陰離子超氧陰離子(O(O2 2) )羥自由

12、基羥自由基(OH(OH) )由氧形成，并在分子組成由氧形成，并在分子組成上含有氧的一類化學性質上含有氧的一類化學性質非常活潑的物質。非常活潑的物質。脂性自由基（脂性自由基（Lipid radicalsLipid radicals）：）： 氧自由基與多價不飽和脂肪酸作用后生成的氧自由基與多價不飽和脂肪酸作用后生成的中間產物。中間產物。烷自由基（烷自由基（L L）烷氧自由基（烷氧自由基（LOLO）烷過氧自由基（烷過氧自由基（LOOLOO）脂性自由基脂性自由基p 氯自由基氯自由基( (Chlorine radicals,Chlorine radicals, Cl Clp 甲基自由基甲基自由基( (M

13、ethyl radicals, Methyl radicals, CHCH3 3p 一氧化氮自由基一氧化氮自由基(nitric oxide radicals,NO(nitric oxide radicals,NONONO和和ONOOONOO- -產生產生O O2 2線粒體線粒體9899%12%超氧陰離子超氧陰離子 O O2 2羥自由基羥自由基 OHOH過氧化氫過氧化氫 H H2 2O O2 2ATPATPSODSODH H2 2O O2 2谷胱甘肽過氧化物酶（谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-PXGSH-PX）過氧化氫酶（過氧化氫酶（CATCAT）髓過氧化物酶（髓過氧化物酶（MPOMPO）清清除除自

14、由基的代謝自由基的代謝O O2 2H H2 2O O2 2OHOHH H2 2O OO O2 2e e- -e e- - +2H+2H+ +e e- - +H+H+ +e e- - +H+H+ +H H2 2O O活活 性性 氧氧 生生 成成 反反 應應 式式SODSOD歧化歧化Haber - Weiss Haber - Weiss 反反 應應SLOWO O2 2. . + H + H2 2O O2 2 O O2 2 + OH + OH- -+OH+OHFenton Fenton 型型 Haber Weiss Haber Weiss 反反 應應FeFe2 2 ，CuCu2+2+O O2 2.

15、. + H + H2 2O O2 2 O O2 2 + OH + OH- -+OH+OHFAST是體內活性最強的氧自由基是體內活性最強的氧自由基OHOHIRI時自由基生成增多的機制時自由基生成增多的機制黃嘌呤氧化酶形成增多黃嘌呤氧化酶形成增多中性粒細胞呼吸爆發中性粒細胞呼吸爆發線粒體功能受損線粒體功能受損兒茶酚胺自身氧化兒茶酚胺自身氧化ATPATP降解降解ADPADP、AMPAMP次黃嘌呤次黃嘌呤細胞內鈣超載細胞內鈣超載鈣依賴的蛋白水解酶鈣依賴的蛋白水解酶黃嘌呤脫氫酶（黃嘌呤脫氫酶（XDXD）黃嘌呤氧化酶（黃嘌呤氧化酶（XOXO）黃嘌呤黃嘌呤尿酸尿酸脫電子脫電子O O2 2接受電子接受電子OF

16、ROFR損傷組織損傷組織10%10%組織缺血組織缺血+黃嘌呤氧化酶形成增多黃嘌呤氧化酶形成增多PMNPMN吞噬吞噬： O O2 2 氧自由基氧自由基殺滅病原殺滅病原微生物微生物組組織織缺缺血血趨化因子趨化因子(C3(C3、白三烯等）、白三烯等）PMNPMN再灌注再灌注 氧自由基氧自由基正正常常NADPH NADH 氧化酶O O2 2細胞損傷細胞損傷 中性粒細胞聚集及激活中性粒細胞聚集及激活NADPHNADPHNADPNADP+ + 呼吸爆發呼吸爆發（氧爆發）（氧爆發）NADHNADHNADNAD+ +中性粒細胞呼吸爆發中性粒細胞呼吸爆發線粒體功能受損線粒體功能受損線粒體功能受損線粒體功能受損缺

17、血缺氧缺血缺氧兒茶酚胺兒茶酚胺 代償調節代償調節氧化產物氧化產物氧自由基氧自由基再灌注再灌注O O2 2接受電子接受電子兒茶酚胺自身氧化兒茶酚胺自身氧化自由基引起自由基引起IRIIRI的機制的機制膜脂質過氧化增強膜脂質過氧化增強蛋白質功能抑制蛋白質功能抑制核酸及染色體破壞核酸及染色體破壞IRIIRI自由基引起自由基引起IRIIRI的機制的機制自自 由由 基基 對對 膜膜 的的 損損 傷傷正常血細胞正常血細胞自由基損傷自由基損傷嚴重自由基損傷嚴重自由基損傷-SHHS-SHHS-CHCH3 3-S-S-磷脂磷脂穿膜糖穿膜糖蛋白蛋白膜表面蛋白膜表面蛋白正常細胞膜結構示意圖正常細胞膜結構示意圖OHOH

18、OOHOOHOHOHHOOHOOOHOHHOOHOOOHOHHOHOHOOHOOOHOHHOHOOHOHCH3-S-CH3-S-O O- -S-S-S-S-蛋白質蛋白質斷裂斷裂蛋白質蛋白質- -蛋白質蛋白質交聯交聯二硫交聯二硫交聯脂質脂質- -蛋白蛋白質交聯質交聯氨基酸氨基酸氧化氧化從氧化的脂肪酸從氧化的脂肪酸釋出的釋出的丙二醛丙二醛脂質脂質- -脂脂質交聯質交聯脂肪酸脂肪酸氧化氧化 破壞膜的正常結構破壞膜的正常結構 ( ( 液態性液態性 流動性流動性 通透性通透性) 促進自由基及其他生物活性物質生成促進自由基及其他生物活性物質生成( (激活磷脂酶激活磷脂酶C C、D D .AA.TXA2 .

19、AA.TXA2、PG) PG) 改變血管的正常功能改變血管的正常功能( (WBCWBC黏附，黏附，TFTF釋放，滅活釋放，滅活NONO) ) 減少減少ATPATP生成生成( (線粒體膜脂質過氧化線粒體膜脂質過氧化) )膜脂質過氧化增強膜脂質過氧化增強蛋白質功能抑制蛋白質功能抑制 蛋白質斷裂蛋白質斷裂蛋白質蛋白質- -蛋白質交聯蛋白質交聯-S-S-S-S-CHCH3 3-S-S-O O二硫交聯二硫交聯氨基酸氧化氨基酸氧化OHOHHOHOOHOHHOHO蛋白質蛋白質- -脂質交聯脂質交聯 蛋白質變性、酶的活性喪失蛋白質變性、酶的活性喪失 受體、離子通道功能障礙受體、離子通道功能障礙自自 由由 基基

20、 直接抑制作用直接抑制作用 間接抑制作用間接抑制作用 核酸及染色體破壞核酸及染色體破壞80%80%由由OHOH所致所致染色體畸變，堿基羥化、DNA斷裂鈣超載的概念鈣超載的概念細細 胞胞 內內 鈣鈣 含含 量量 異異 常常 增增 多，多，并并 導導 致致 細細 胞胞 結結 構構 損損 傷傷 和和 功功 能、代能、代 謝謝 障障 礙礙 的的 現現 象。象。MitoMitoSRSR鈣鈣泵泵CaCa2+2+3Na3Na+ +NaNa+ +-Ca-Ca2+2+交換體交換體Ca2+e：10-3MCa2+i：10-7MIRIIRI時鈣超載的機制時鈣超載的機制1. 1. NaNa+ + - Ca- Ca2+

21、2+ 交交 換換 異異 常常 3. 3. 生生 物物 膜膜 損損 傷傷2. 2. 蛋白激酶蛋白激酶C C（PKCPKC）激活）激活再灌注時鈣進入細胞的主要途徑再灌注時鈣進入細胞的主要途徑 3 3個個NaNa+ + 1 1個個CaCa2+2+ 可進行雙相轉運可進行雙相轉運 CaCa2+2+3Na3Na+ +K K+ +NaNa+ +NaNa+ +-Ca-Ca2+2+交換異常交換異常NaNa+ +-Ca-Ca2+2+交換異常交換異常細細 胞胞 內內 高高 NaNa+ + 直直 接接 激激 活活K K+ +NaNa+ +3Na3Na+ +CaCa2+2+ATPATPNaNa+ +CaCa2+2+is

22、chemiareperfusionNaNa+ +-Ca-Ca2+2+交換異常交換異常細細 胞胞 內內 高高 H H+ + 間間 接接 激激 活活H H+ +NaNa+ +H H+ +H H+ +3Na3Na+ +CaCa2+2+NaNa+ +K K+ +ischemiareperfusionH H+ +NaNa+ +Ca2+H H+ +NaNa+ +3Na3Na+ +CaCa2+2+PKCPKCCaCa2+2+CaCa2+2+肌漿網肌漿網1GPGPPLCPLCPIPPIP2 2DGDGIPIP3 3去甲腎上腺素去甲腎上腺素1 1Ca2+蛋白激酶（蛋白激酶（PKCPKC）激活）激活u 細細 胞胞

23、 膜膜 損損 傷傷（鈣內流增加）（鈣內流增加）u 肌肌 漿漿 網網 膜膜 損損 傷傷（攝取鈣減少）（攝取鈣減少）u 線線 粒粒 體體 膜膜 損損 傷傷（ATPATP生成減少）生成減少）u 溶溶 酶酶 體體 膜膜 損損 傷傷生生 物物 膜膜 損損 傷傷MitoMitoXD XOXD XO蛋白酶蛋白酶OFROFR核酶核酶CaCa2+2+磷脂酶磷脂酶CaCa2+2+CaCa2+2+ 鈣超載是細胞不可逆死亡的共同通路！鈣超載是細胞不可逆死亡的共同通路！鈣超載引起鈣超載引起IRIIRI的機制的機制ATPATP酶酶H+H+白細胞激活白細胞激活黏附分子黏附分子趨化因子趨化因子白細胞白細胞內皮細胞內皮細胞白白

24、 細細 胞胞 增增 多多 機機 制制無復流現象無復流現象(no-reflow phenomenon)(no-reflow phenomenon)局部組織在缺血一段時間后，重新恢復血流，不能再局部組織在缺血一段時間后，重新恢復血流，不能再通，缺血區得不到充分的灌注，稱此為無復流現象。通，缺血區得不到充分的灌注，稱此為無復流現象。微血管損傷微血管損傷微血管通透性微血管通透性粒細胞游出損傷細胞粒細胞游出損傷細胞血液流變學改變血液流變學改變白細胞粘附聚白細胞粘附聚集、血流緩慢集、血流緩慢微血管口徑的改變微血管口徑的改變內皮細胞腫脹內皮細胞腫脹縮血管物質縮血管物質擴血管物質擴血管物質微血栓形成微血栓形成

25、白細胞介導的損傷機制白細胞介導的損傷機制 OFROFR蛋白酶蛋白酶溶酶體酶溶酶體酶細胞因子細胞因子 細胞損傷細胞損傷SummarySummary自由基自由基CaCa2+2+ 超載超載中性粒細胞中性粒細胞功能和代謝變化功能和代謝變化缺血再灌注缺血再灌注腸腸肺肺腦腦心心肝肝IRIIRI時機體的功能、代謝變化時機體的功能、代謝變化心肌頓抑（心肌頓抑（myocardial stunningmyocardial stunning） 指心肌短時間缺血后恢復再灌流一段時間指心肌短時間缺血后恢復再灌流一段時間內心肌出現的內心肌出現的可逆性可逆性收縮功能降低。收縮功能降低。條條 件：件：u 再灌區必須存在有功能上可以恢復的心肌細胞再灌區必須存在有功能上可以恢復的心肌細胞u 缺血時間缺血時間u 缺血心肌的數量、缺血程度、再灌注恢復速度缺血心肌的數量、缺血程度、再灌注恢復速度室性心律失常：室