第十三章

缺血—再灌注損傷

教學(xué)目標(biāo)：

知識(shí)：缺血—再灌注損傷、自由基、

鈣超載；

理解：缺血—再灌注損傷的原因、條件、

功能

及代謝變化；

分析：缺血—再灌注損傷的發(fā)生機(jī)理；

應(yīng)用：缺血—再灌注損傷的防治病理生理

基礎(chǔ)。

第十三章缺血—再灌注損傷教學(xué)目標(biāo)：知識(shí)：缺血概述：

1、缺血—再灌注：新技術(shù)（溶栓療法、導(dǎo)管技術(shù)、心肺復(fù)蘇、體外循環(huán)、斷肢再植、器官移植等）可使許多組織器官在缺血后血流得到恢復(fù)，這種技術(shù)謂缺血—再灌注。

幾個(gè)概念：

概述：1、缺血—再灌注：新技術(shù)（溶栓療法、導(dǎo)管技術(shù)、心肺復(fù)2、缺血—再灌注損傷：缺血—再灌注后，不僅不能使組織器官功能恢復(fù)，反而加重組織器官功能障礙和組織結(jié)構(gòu)損傷，這種現(xiàn)象稱為缺血—再灌注損傷。

2、缺血—再灌注損傷：缺血—再灌注后，不僅不能使組織器官功能3、缺血預(yù)適應(yīng)：短期缺血應(yīng)激，使機(jī)體對(duì)隨后更長(zhǎng)時(shí)間缺血—再灌注損傷產(chǎn)生明顯的保護(hù)作用的一種適應(yīng)機(jī)制。（機(jī)體內(nèi)源性保護(hù)機(jī)制）

3、缺血預(yù)適應(yīng)：短期缺血應(yīng)激，使機(jī)體對(duì)隨后更長(zhǎng)時(shí)間缺血—再灌第一節(jié)

缺血—再灌注損傷

的原因及條件

一、原因

1、全身循環(huán)障礙后，恢復(fù)血液

供應(yīng)；

2、組織器官缺血后，血流恢復(fù)；

3、某一血管再通后。

第一節(jié)缺血—再灌注損傷二、條件：

1、缺血時(shí)間；

2、側(cè)支循環(huán)；

3、需氧程度；

4、再灌注條件：

低壓、低溫、低PH、低Na+、

低Ca2+灌流、損傷減輕、反

之加重。

二、條件：1、缺血時(shí)間；2、側(cè)支循環(huán)；3、需氧程度；

第二節(jié)

缺血—再灌注損傷

的發(fā)生機(jī)制

尚未完全闡明，經(jīng)對(duì)心肌缺血—再灌注大量研究證明，能量代謝障礙是發(fā)病基礎(chǔ)自由基的作用和細(xì)胞內(nèi)鈣超負(fù)荷，是重要發(fā)病環(huán)節(jié)。

一、能量代謝障礙：

90%ATP來自線粒體氧化磷酸化。

線粒體

三羧酸循環(huán)氧化反應(yīng)

電子傳遞

能量轉(zhuǎn)換

第二節(jié)缺血—再灌注損傷1、氧化磷酸化脫偶聯(lián)：

再灌注時(shí)，自由基產(chǎn)生，

線粒體應(yīng)激反應(yīng)

耗氧量

呼吸控制率

質(zhì)子—ATP酶水解活性

質(zhì)子—電子比失衡

質(zhì)子—ATP酶合成ATP氧化磷酸化脫偶聯(lián)

1、氧化磷酸化脫偶聯(lián)：再灌注時(shí)，自由基產(chǎn)生，線粒體應(yīng)激反2、高能磷酸化合成缺乏

（1）ATP合成前期（腺苷、肌苷、次黃嘌呤等）再灌注時(shí)被沖出而缺乏。

（2）由有氧氧化為無氧代謝為主時(shí)，ATP合成。

2、高能磷酸化合成缺乏（1）ATP合成前期（腺苷、肌苷、次缺血-再灌注損傷課件(二)自由基的代謝

自由基化學(xué)性質(zhì)極為活潑易失去電子(氧化)或獲得電子(還原)，參與體內(nèi)電子轉(zhuǎn)移、殺菌和物質(zhì)代謝。生理情況下細(xì)胞內(nèi)存在的抗氧化物質(zhì)可及時(shí)清除自由基，使自由基的生成與降解處于平衡狀態(tài)。病理情況下，自由基生成

或抗化能力

。

氧化應(yīng)激反應(yīng)

細(xì)胞損傷。

H2OO2e-O2·

H2O2OH·

2H+e-+H+e-+H+e-+H2O(二)自由基的代謝自由基化學(xué)性質(zhì)極為活潑易(三)再灌注時(shí)，氧自由基生成增多機(jī)理

1、黃嘌呤氧化酶的形成增多

黃嘌呤脫氫酶（XD）

Ca2+依賴性

蛋白水解酶

黃嘌呤氧化酶（XO）

XOO2次黃嘌呤

O2XO尿

酸+O2+H2O2?

黃嘌呤+O2+H2O2?

(三)再灌注時(shí)，氧自由基生成增多機(jī)理1、黃嘌呤氧2、中性粒細(xì)胞

正常時(shí)，中性粒細(xì)胞產(chǎn)生氧自由基，殺滅微生物、外來異物。

再灌注時(shí)，

內(nèi)皮細(xì)胞釋放自由基

胞膜產(chǎn)生（白三烯）趨化物

局部中性粒細(xì)胞粘附，氧自由基

心肌梗死時(shí)，白細(xì)胞侵潤可增加17倍。

2、中性粒細(xì)胞正常時(shí)，中性粒細(xì)胞產(chǎn)生氧自由基，殺滅微3、線粒體：呼吸鏈?zhǔn)羌?xì)胞內(nèi)產(chǎn)生自由基的主要發(fā)生器之一。

線粒體代謝氧的1%~~2%轉(zhuǎn)化為O2；每個(gè)線粒體24小時(shí)產(chǎn)生107個(gè)O2

分子。正常被MnSoD破壞。

?

?

3、線粒體：呼吸鏈?zhǔn)羌?xì)胞內(nèi)產(chǎn)生自由基的主要發(fā)生器之一。缺O(jiān)2—線粒體內(nèi)

Ca2+MnSoD活性

過氧化物酶

過氧化氫酶

活性

O2?

過氧化

OH?

DNA損傷

ATP

、

Ca2+—線粒體損傷

C內(nèi)O2單電子

還原

O2?

4、兒茶酚胺

氧化降解

O2?

缺O(jiān)2—線粒體內(nèi)Ca2+MnSoD活性過氧化物酶過氧(四)再灌注時(shí)，自由基損傷機(jī)理

1、脂質(zhì)損傷生物膜

OH?使生物膜中多價(jià)不飽和脂肪酸斷裂，脂質(zhì)微環(huán)境破壞，生物膜損傷、功能障礙。

2、引起細(xì)胞內(nèi)Ca2+超載

脂質(zhì)過氧化增加

通透性Ca2+ATP膜液態(tài)流動(dòng)性

Ca2+泵失靈

肌漿內(nèi)Ca2+（Na+--Ca2+交換

）

肌漿網(wǎng)內(nèi)Ca2+攝入

(四)再灌注時(shí)，自由基損傷機(jī)理1、脂質(zhì)損傷生物膜3、引起DNA斷裂和染色體畸變

自由基（OH?占80%）

對(duì)C毒性作用

脫氧核糖堿基反應(yīng)

染色體畸變

核酸堿基改變——DNA斷裂

堿基片斷丟失

堿基片斷修飾

插入突變

3、引起DNA斷裂和染色體畸變自由基

脂質(zhì)過氧化物

4、促進(jìn)蛋白質(zhì)變性和酶活性

攻擊蛋白質(zhì)

蛋白質(zhì)自由基

與脂質(zhì)結(jié)合

蛋白質(zhì)分子聚合肽鏈斷裂

聚合物（變性、功能喪失）

5、誘導(dǎo)炎癥介質(zhì)產(chǎn)生

自由基

細(xì)胞內(nèi)游離Ca2+脂加氧酶

環(huán)加氧酶

活性

PG血栓素

白三烯

自由基脂質(zhì)過氧化物4、促進(jìn)蛋白質(zhì)變性和酶活性攻擊蛋白質(zhì)三、鈣超載：

(一)鈣穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)：生物膜對(duì)Ca2+的不自由通透性、運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)。

1、Ca2+進(jìn)入細(xì)胞的途徑

(1)質(zhì)膜Ca2+通道

(2)胞內(nèi)鈣庫釋放通道(受體操縱性通道)電壓依賴性通道(L、T、N型)受體操縱性通道

三、鈣超載：(一)鈣穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)：生物膜對(duì)Ca2+的不自由通透

2、Ca2+離開泡液的途徑(逆梯度、耗能、主動(dòng)性)(1)鈣泵作用：Ca2++Mg2+----ATP酶(質(zhì)膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、線粒體膜)［Ca2+］達(dá)一定濃度，被激活，水解ATP供能

(2)Na+---Ca2+交換：雙向性，取決于Na+、Ca2+濃度

3Na+

換1Ca2+原則

2、Ca2+離開泡液的途徑(逆梯度、耗能、主動(dòng)性)(1)(3)Ca2+-----H+交換：

(二)再灌注時(shí)細(xì)胞內(nèi)Ca2+超載機(jī)制

［Ca2+］

、Ca2+被線粒體攝取，H+排至泡液

1、Na+/Ca2+交換異常

(1)細(xì)胞內(nèi)高Na+對(duì)Na+/Ca2+交換蛋白的直接激活；

(2)細(xì)胞內(nèi)H+對(duì)Na+/Ca2+交換蛋白的間接激活；

(3)蛋白激酶C(PKC)對(duì)Na+/Ca2+交換蛋白的間接激活。

(3)Ca2+-----H+交換：(二)再灌注時(shí)細(xì)胞內(nèi)2、生物膜損傷

缺O(jiān)2，細(xì)胞外液與糖被表面分離而損傷，再灌注時(shí)，

Ca2+大量?jī)?nèi)流

激活磷酸脂酶

膜磷酸脂被降解

膜通透性

細(xì)胞外Ca2+內(nèi)流

(1)細(xì)胞膜損傷

2、生物膜損傷缺O(jiān)2，細(xì)胞外液與糖被表面分離而損傷，再灌注(2)線粒體及肌漿網(wǎng)膜損傷

ATP肌膜、肌漿膜鈣泵功能障礙，不能排出和攝取漿中過多的Ca2+，細(xì)胞內(nèi)Ca2+(3)兒茶酚胺

缺血心肌

α---受體密度

，

刺激

α---受體，激活蛋白激酶

，

H+、Ca2+交換

，Na+---Ca2+交換

刺激β---受體，Ca2+內(nèi)流

。

(2)線粒體及肌漿網(wǎng)膜損傷ATP肌膜、肌漿膜鈣泵功能障三、鈣超載引起再灌注損傷的可能機(jī)理

1、線粒體功能障礙

細(xì)胞內(nèi)Ca2+，肌漿網(wǎng)、線粒體攝入Ca2+

，消耗ATP，進(jìn)入線粒體體內(nèi)

Ca2+

與磷酸根化合物結(jié)合沉積，干擾氧化磷酸化，ATP產(chǎn)生

。

三、鈣超載引起再灌注損傷的可能機(jī)理1、線粒體功能障礙細(xì)胞2、激活鈣依賴性降解酶

Ca2+與鈣調(diào)蛋白結(jié)合

激活鈣依賴降解酶活性

蛋白酶活性

核酸內(nèi)切酶活性

細(xì)胞骨架核酸分解

磷脂酶活性

細(xì)胞膜、

細(xì)胞器膜受損

2、激活鈣依賴性降解酶Ca2+與鈣調(diào)蛋白結(jié)合激活鈣依賴降3、促進(jìn)氧自由基生成

Ca2+鈣依賴性磷酸脂酶A2激活

脂加氧酶

環(huán)加氧酶

鈣敏蛋白水解酶活性

花生四烯酸生成

活性

OH?

H2O2XDXO自由基生成

3、促進(jìn)氧自由基生成Ca2+鈣依賴性磷酸脂酶A2激活脂4、心律失常

早期除極

細(xì)胞內(nèi)—過性內(nèi)向離子流

持續(xù)Ca2+內(nèi)流

動(dòng)作電位

“第二平臺(tái)期”

Na+---Ca2+延遲后除極

心律失常

5、破壞細(xì)胞骨架

肌原纖維攣縮斷裂，生物膜機(jī)械性損傷------細(xì)胞骨架破壞。

4、心律失常早期除極細(xì)胞內(nèi)—過性內(nèi)向離子流持續(xù)Ca2+四、白細(xì)胞的作用：

缺氧組織損傷，白細(xì)胞趨化物

白三烯、PGE2PAF(血小板激激活因子)補(bǔ)體等

白細(xì)胞聚集、粘附釋放趨化介質(zhì)(LYB2)微循環(huán)中白細(xì)胞

(一)白細(xì)胞激活

四、白細(xì)胞的作用：缺氧組織損傷，白細(xì)胞趨化物白三烯、PG(1)血管內(nèi)血液流變學(xué)改變

白C大而僵破、變形能力弱，大量白C粘附于血管壁，嵌頓、堵塞毛細(xì)血管---形成無復(fù)流現(xiàn)象。

?

氧自由基：O2、OH?

大

量白C促炎因子

TNFaIL_1IL_8

脂質(zhì)介質(zhì)：LtaTXA2PAF溶酶體酶、蛋白酶

膠原彈性蛋白酶

血管壁通透性

水腫

組織損傷

(二)中性粒細(xì)胞介導(dǎo)的再灌注損傷

1、微血管損傷

(2)炎癥反應(yīng)失調(diào)

，微血管壁通透性

(1)血管內(nèi)血液流變學(xué)改變白C大而僵破(3)無復(fù)流現(xiàn)象：

缺血后，恢復(fù)血流，缺血區(qū)不能得到充分的灌注，持續(xù)缺血，損傷加強(qiáng)。

1、血管內(nèi)皮細(xì)胞腫脹。

2、心肌細(xì)胞的收縮，嚴(yán)重收縮帶，壓迫微血管。

3、心肌細(xì)胞腫脹，壓迫微血管。

4、微血管痙攣和阻塞。

(3)無復(fù)流現(xiàn)象：缺血后，恢復(fù)血流，缺血(4)內(nèi)皮素(ET)的作用

ET由ET1、ET2、ET3組成。ET受體有ETA、ETB和ETC。心血管ET1含量豐富，是已知最強(qiáng)的內(nèi)源性血管收縮劑。

1、ET1強(qiáng)烈收縮血管，促進(jìn)無復(fù)流現(xiàn)象的發(fā)生。

3、ET1對(duì)心肌細(xì)胞的直接損傷作用。

4、ET1和血管緊張素的協(xié)同作用。

2、ET1參與激活中性粒細(xì)胞并增加O2的產(chǎn)生。

?

(4)內(nèi)皮素(ET)的作用ET由ET1、第三節(jié)

缺血

—

再灌注損傷的

機(jī)能變化

一、心臟的缺血—再灌注損傷

(一)心肌功能變化

：ATP、CP，CP1、收縮、舒張功能降低

靜止張力(心肌靜血狀態(tài)受前負(fù)荷作用被拉長(zhǎng)的張力)

隨缺血時(shí)間延長(zhǎng)而增加，發(fā)展張力逐漸?

(收縮時(shí)產(chǎn)生的主動(dòng)張力)第三節(jié)缺血—再灌注損傷的再灌注時(shí)，

靜止張力更增高-----舒張末期壓力

(VEDP)發(fā)展張力

收縮降壓(VPSP)和心室內(nèi)壓

最大變化速度均

(+dp/dt、max)再灌注時(shí)，靜止張力更增高-----舒張末期壓力2、心律失常發(fā)生率較高，室性為主。

(1)心肌電生理特性改變，傳導(dǎo)性與不應(yīng)期暫時(shí)不均一性為折返激動(dòng)心率失常發(fā)生提供了電生理基礎(chǔ)。

(2)再灌注時(shí)沖刷出的兒茶酚胺刺激的α—受體，提高了，心肌細(xì)胞自律性。

(3)再灌注明顯降低心肌纖維顫閾。與氧自由基，鈣超載有關(guān)。自由基消除劑，鈣阻斷劑可減少其發(fā)生。

2、心律失常發(fā)生率較高，室性為主。(1)心肌電生理特性改變3、心肌頓抑：(是一種自我保護(hù))

心肌短時(shí)間缺血后不發(fā)生壞死，但引起結(jié)構(gòu)、代謝、功能改變，再灌注時(shí)后并不立刻恢復(fù)，常需數(shù)小時(shí)、數(shù)天、數(shù)周才能恢復(fù)正常。特征為收縮功能障礙。

機(jī)理

合成高能磷酸化合物

氧自由基產(chǎn)生，細(xì)胞內(nèi)鈣超載

PGI2、血管緊張轉(zhuǎn)換酶(ACE)抑制

緩激肽增加

3、心肌頓抑：(是一種自我保護(hù))4、心肌超微結(jié)構(gòu)變化

基底膜缺失、質(zhì)膜破壞

肌纖維結(jié)構(gòu)破壞(收縮帶、肌絲斷裂、溶解)線粒體損傷(腫脹、嵴斷裂、溶解、空泡形成等)二、腦缺血---再灌注損傷(腦對(duì)缺氧敏感)1、能量代謝變化：ATP、CP、葡萄糖、糖元

、乳酸

2、cAMp、cGMp,自由基與脂肪酸作用，過氧化脂生成

，生物膜損傷；

3、組織學(xué)變化：腦水腫、腦細(xì)胞壞死。

4、心肌超微結(jié)構(gòu)變化基底膜缺失、質(zhì)膜破壞肌纖維結(jié)構(gòu)破壞(三、腸缺血---再灌注損傷

廣泛上皮與絨毛分離，上皮細(xì)胞壞死，中性粒細(xì)胞浸潤，固有層破損，出血及潰瘍形成。

腸管功能障礙

粘膜屏障通透性

腸缺血性休克

四、腎再灌注損傷

血清肌酐明顯增高

腎功能嚴(yán)重?fù)p傷

三、腸缺血---再灌注損傷廣泛上皮與絨毛分五、細(xì)胞凋亡

凋亡：細(xì)胞程序性死亡(PCD)

細(xì)胞出現(xiàn)囊泡(凋亡小體)，體積縮小，核固縮，DNA被隨機(jī)降解成小片段，氧化應(yīng)激是細(xì)胞凋亡的媒體。

缺血再灌注

OH?NO(O2)H2O2?

細(xì)胞內(nèi)活性氧

內(nèi)源性抗氧化劑(-)Bcl_2基因等

脂質(zhì)

過氧化

Ca2+---DNA內(nèi)切酶

轉(zhuǎn)錄因子

死亡基因

凋亡

五、細(xì)胞凋亡凋亡：細(xì)胞程序性死亡(PCD)第四節(jié)

防治缺血—再灌注損傷的

病理生理基礎(chǔ)

一、消除缺血原因，盡早恢復(fù)血流，

控制再灌注條件

耐受缺血時(shí)間

腦30'心60'復(fù)流原則

低壓

低流

低溫

減少自由產(chǎn)生

代謝低，減少產(chǎn)物

第四節(jié)防治缺血—再灌注損傷的

補(bǔ)充糖酵解底物，有保護(hù)作用，有利于生物膜功能恢復(fù)；給予外源性ATP、CP、細(xì)胞色素C等。

二、保護(hù)生物膜，改善缺血組織的代謝

補(bǔ)充糖酵解底物，有保護(hù)作用，有利于生物膜功能三、消除自由基：

低分子自由基消除劑

VE(α--生育酚)VA(β--胡蘿卜素)VC(抗壞血酸)酶自由基消除劑

過氧化氫酶(CAT)谷胱甘肽

超氧化物歧化酶(SoD)丹參、人參、甘露醇等

三、消除自由基：低分子自由基消除劑VE(α-四、減輕炎癥反應(yīng)：

穩(wěn)定溶酶體酶膜

糖皮質(zhì)激素

阻斷

分子的單抗等

中性粒細(xì)胞

內(nèi)皮細(xì)胞

特定粘附

五、減輕鈣超負(fù)荷

六、其他：細(xì)胞膜保護(hù)劑、牛磺酸、金屬

硫蛋白腺苷、中性粒細(xì)胞抗血清等。

四、減輕炎癥反應(yīng)：穩(wěn)定溶酶體酶膜糖皮質(zhì)激素阻斷分子的小

結(jié)

缺血—

再灌注損傷是伴隨現(xiàn)代醫(yī)療技術(shù)進(jìn)展，缺血性疾病防治中出現(xiàn)的新課題。能量代謝障礙、自由基、鈣超載和白細(xì)胞在其發(fā)生機(jī)制中各自起著重要作用。心、腦和腸在缺血—

再灌注損傷時(shí)的機(jī)能代謝變化在缺血—

再灌注損傷的防治中有重要意義。

小結(jié)缺血—再灌注損傷是伴隨現(xiàn)代醫(yī)療復(fù)習(xí)思考題

1、解釋名詞：

2、簡(jiǎn)述缺血—

再灌注損傷的

主要發(fā)生機(jī)制。

3、簡(jiǎn)述心腦的功能代謝變化。

4、簡(jiǎn)述缺血—

再灌注損傷損傷

的防治原則。

復(fù)習(xí)思考題1、解釋名詞：2、簡(jiǎn)述缺血—再灌注損傷的

下次課預(yù)習(xí)內(nèi)容

第十四章

心功能不全

下次課預(yù)習(xí)內(nèi)容第十四章心功能不全

預(yù)適應(yīng)(PC)

(參考資料)1、預(yù)適應(yīng)的特點(diǎn)：

(1)有限記憶性：

預(yù)適應(yīng)處置與缺血間隔：

①10min----增加；

②至2小時(shí)，過長(zhǎng)，失去記憶，保護(hù)作用喪失。

預(yù)適應(yīng)(PC)(參考資料)1、預(yù)適應(yīng)的特點(diǎn)：((2)呈雙峰分布

初期：典型缺血預(yù)適應(yīng)，數(shù)分鐘內(nèi)發(fā)生，作用明顯，時(shí)間短暫1—3小時(shí)；出現(xiàn)心肌收縮為終點(diǎn)。

(豬1h，狗2h)延遲階段：延遲預(yù)適應(yīng)(保護(hù)作用第二窗口)數(shù)小時(shí)后，作用變得顯著(數(shù)天或更長(zhǎng))。

(2)呈雙峰分布初期：典型缺血預(yù)適應(yīng)，數(shù)分鐘內(nèi)發(fā)生，作用明(3)非特異性：不同方法，產(chǎn)生相同效果

(4)普遍性：具種屬性，器官和

預(yù)處理方法的普遍性。

(3)非特異性：不同方法，產(chǎn)生相同效果(4)普遍性：具種屬(1)冠狀結(jié)扎、乏氧血灌注心臟、高速起搏心臟

2、預(yù)處理方法：

(2)增加心肌耗氧，引起瞬間缺血；

(3)使用腺苷受體A1激動(dòng)劑藥物；

(4)多發(fā)性、自發(fā)性血栓，造成缺血—再灌注；

(5)急性容量超負(fù)荷造成心肌短時(shí)間張力增強(qiáng)；

(6)缺氧也能減輕心肌損傷程度。

(1)冠狀結(jié)扎、乏氧血灌注心臟、高速起搏心臟2、預(yù)處理方法

經(jīng)常性心絞痛發(fā)作病人，與無心絞痛病人相比，心源性休克、充血性心衰發(fā)病率低，心梗面積亦小得多。

臨床：

3、預(yù)處理的保護(hù)作用

梗死面積減少

心肌收縮功能恢復(fù)快

減少心律失常的發(fā)生率

經(jīng)常性心絞痛發(fā)作病人，與無心絞痛病人相比，心(1)腺苷增加體受體激活

4、保護(hù)作用的機(jī)制

減輕心肌Ca2+超載

抑制去甲腎上腺素釋放

，降低兒茶酚胺對(duì)心肌的毒性

抑制血小板聚集，和中性粒C激活，保護(hù)內(nèi)皮，預(yù)防微血管阻塞

抑制內(nèi)皮素(ET)釋放

自由基產(chǎn)生

腺苷A1受體激活使心肌ATP敏感

鉀通道開放，介導(dǎo)冠脈擴(kuò)張

(1)腺苷增加體受體激活4、保護(hù)作用的機(jī)制減輕心肌Ca2PKC介導(dǎo)的蛋白磷酸化增強(qiáng)是PC細(xì)胞保護(hù)的共同環(huán)節(jié)。

(2)蛋白激酶(PKC)激活：

抗氧化酶激活

SoD觸酶

谷胱苷肽過氧化酶

PKC介導(dǎo)的蛋白磷酸化增強(qiáng)是PC細(xì)胞保護(hù)的共

隨人們對(duì)預(yù)適應(yīng)的本質(zhì)、特點(diǎn)和發(fā)生機(jī)理的認(rèn)識(shí)和理解日益深入，人們期待將預(yù)處置用于藥學(xué)開發(fā)。

(3)預(yù)處理的臨床應(yīng)用前景

藥物PC具有潛在臨床應(yīng)用價(jià)值。

心肺分流術(shù)，移植前采用藥理手段；

通過對(duì)缺血—再灌注損傷的內(nèi)源性耐受的誘導(dǎo)，達(dá)到保護(hù)的目的。

隨人們對(duì)預(yù)適應(yīng)的本質(zhì)、特點(diǎn)和發(fā)生機(jī)理的認(rèn)識(shí)和

研制使用選擇性、穩(wěn)定性更強(qiáng)、作用時(shí)間更長(zhǎng)的藥物，取代或增強(qiáng)內(nèi)源性心肌保護(hù)性介質(zhì)。

如：腺苷、A1激動(dòng)

劑、NO的供者、

PGI降解抑制劑、

腺苷轉(zhuǎn)動(dòng)抑制劑、

cGmP依賴性cAmP磷酸二酯酶選擇性激動(dòng)劑、

腺苷酸環(huán)化酶選擇性抑制劑、

選擇性激動(dòng)心肌ATP依賴性鉀通道PKC的藥物等。

研制使用選擇性、穩(wěn)定性更強(qiáng)、作用時(shí)間更長(zhǎng)的藥第十三章

缺血—再灌注損傷

教學(xué)目標(biāo)：

知識(shí)：缺血—再灌注損傷、自由基、

鈣超載；

理解：缺血—再灌注損傷的原因、條件、

功能

及代謝變化；

分析：缺血—再灌注損傷的發(fā)生機(jī)理；

應(yīng)用：缺血—再灌注損傷的防治病理生理

基礎(chǔ)。

第十三章缺血—再灌注損傷教學(xué)目標(biāo)：知識(shí)：缺血概述：

1、缺血—再灌注：新技術(shù)（溶栓療法、導(dǎo)管技術(shù)、心肺復(fù)蘇、體外循環(huán)、斷肢再植、器官移植等）可使許多組織器官在缺血后血流得到恢復(fù)，這種技術(shù)謂缺血—再灌注。

幾個(gè)概念：

概述：1、缺血—再灌注：新技術(shù)（溶栓療法、導(dǎo)管技術(shù)、心肺復(fù)2、缺血—再灌注損傷：缺血—再灌注后，不僅不能使組織器官功能恢復(fù)，反而加重組織器官功能障礙和組織結(jié)構(gòu)損傷，這種現(xiàn)象稱為缺血—再灌注損傷。

2、缺血—再灌注損傷：缺血—再灌注后，不僅不能使組織器官功能3、缺血預(yù)適應(yīng)：短期缺血應(yīng)激，使機(jī)體對(duì)隨后更長(zhǎng)時(shí)間缺血—再灌注損傷產(chǎn)生明顯的保護(hù)作用的一種適應(yīng)機(jī)制。（機(jī)體內(nèi)源性保護(hù)機(jī)制）

3、缺血預(yù)適應(yīng)：短期缺血應(yīng)激，使機(jī)體對(duì)隨后更長(zhǎng)時(shí)間缺血—再灌第一節(jié)

缺血—再灌注損傷

的原因及條件

一、原因

1、全身循環(huán)障礙后，恢復(fù)血液

供應(yīng)；

2、組織器官缺血后，血流恢復(fù)；

3、某一血管再通后。

第一節(jié)缺血—再灌注損傷二、條件：

1、缺血時(shí)間；

2、側(cè)支循環(huán)；

3、需氧程度；

4、再灌注條件：

低壓、低溫、低PH、低Na+、

低Ca2+灌流、損傷減輕、反

之加重。

二、條件：1、缺血時(shí)間；2、側(cè)支循環(huán)；3、需氧程度；

第二節(jié)

缺血—再灌注損傷

的發(fā)生機(jī)制

尚未完全闡明，經(jīng)對(duì)心肌缺血—再灌注大量研究證明，能量代謝障礙是發(fā)病基礎(chǔ)自由基的作用和細(xì)胞內(nèi)鈣超負(fù)荷，是重要發(fā)病環(huán)節(jié)。

一、能量代謝障礙：

90%ATP來自線粒體氧化磷酸化。

線粒體

三羧酸循環(huán)氧化反應(yīng)

電子傳遞

能量轉(zhuǎn)換

第二節(jié)缺血—再灌注損傷1、氧化磷酸化脫偶聯(lián)：

再灌注時(shí)，自由基產(chǎn)生，

線粒體應(yīng)激反應(yīng)

耗氧量

呼吸控制率

質(zhì)子—ATP酶水解活性

質(zhì)子—電子比失衡

質(zhì)子—ATP酶合成ATP氧化磷酸化脫偶聯(lián)

1、氧化磷酸化脫偶聯(lián)：再灌注時(shí)，自由基產(chǎn)生，線粒體應(yīng)激反2、高能磷酸化合成缺乏

（1）ATP合成前期（腺苷、肌苷、次黃嘌呤等）再灌注時(shí)被沖出而缺乏。

（2）由有氧氧化為無氧代謝為主時(shí)，ATP合成。

2、高能磷酸化合成缺乏（1）ATP合成前期（腺苷、肌苷、次缺血-再灌注損傷課件(二)自由基的代謝

自由基化學(xué)性質(zhì)極為活潑易失去電子(氧化)或獲得電子(還原)，參與體內(nèi)電子轉(zhuǎn)移、殺菌和物質(zhì)代謝。生理情況下細(xì)胞內(nèi)存在的抗氧化物質(zhì)可及時(shí)清除自由基，使自由基的生成與降解處于平衡狀態(tài)。病理情況下，自由基生成

或抗化能力

。

氧化應(yīng)激反應(yīng)

細(xì)胞損傷。

H2OO2e-O2·

H2O2OH·

2H+e-+H+e-+H+e-+H2O(二)自由基的代謝自由基化學(xué)性質(zhì)極為活潑易(三)再灌注時(shí)，氧自由基生成增多機(jī)理

1、黃嘌呤氧化酶的形成增多

黃嘌呤脫氫酶（XD）

Ca2+依賴性

蛋白水解酶

黃嘌呤氧化酶（XO）

XOO2次黃嘌呤

O2XO尿

酸+O2+H2O2?

黃嘌呤+O2+H2O2?

(三)再灌注時(shí)，氧自由基生成增多機(jī)理1、黃嘌呤氧2、中性粒細(xì)胞

正常時(shí)，中性粒細(xì)胞產(chǎn)生氧自由基，殺滅微生物、外來異物。

再灌注時(shí)，

內(nèi)皮細(xì)胞釋放自由基

胞膜產(chǎn)生（白三烯）趨化物

局部中性粒細(xì)胞粘附，氧自由基

心肌梗死時(shí)，白細(xì)胞侵潤可增加17倍。

2、中性粒細(xì)胞正常時(shí)，中性粒細(xì)胞產(chǎn)生氧自由基，殺滅微3、線粒體：呼吸鏈?zhǔn)羌?xì)胞內(nèi)產(chǎn)生自由基的主要發(fā)生器之一。

線粒體代謝氧的1%~~2%轉(zhuǎn)化為O2；每個(gè)線粒體24小時(shí)產(chǎn)生107個(gè)O2

分子。正常被MnSoD破壞。

?

?

3、線粒體：呼吸鏈?zhǔn)羌?xì)胞內(nèi)產(chǎn)生自由基的主要發(fā)生器之一。缺O(jiān)2—線粒體內(nèi)

Ca2+MnSoD活性

過氧化物酶

過氧化氫酶

活性

O2?

過氧化

OH?

DNA損傷

ATP

、

Ca2+—線粒體損傷

C內(nèi)O2單電子

還原

O2?

4、兒茶酚胺

氧化降解

O2?

缺O(jiān)2—線粒體內(nèi)Ca2+MnSoD活性過氧化物酶過氧(四)再灌注時(shí)，自由基損傷機(jī)理

1、脂質(zhì)損傷生物膜

OH?使生物膜中多價(jià)不飽和脂肪酸斷裂，脂質(zhì)微環(huán)境破壞，生物膜損傷、功能障礙。

2、引起細(xì)胞內(nèi)Ca2+超載

脂質(zhì)過氧化增加

通透性Ca2+ATP膜液態(tài)流動(dòng)性

Ca2+泵失靈

肌漿內(nèi)Ca2+（Na+--Ca2+交換

）

肌漿網(wǎng)內(nèi)Ca2+攝入

(四)再灌注時(shí)，自由基損傷機(jī)理1、脂質(zhì)損傷生物膜3、引起DNA斷裂和染色體畸變

自由基（OH?占80%）

對(duì)C毒性作用

脫氧核糖堿基反應(yīng)

染色體畸變

核酸堿基改變——DNA斷裂

堿基片斷丟失

堿基片斷修飾

插入突變

3、引起DNA斷裂和染色體畸變自由基

脂質(zhì)過氧化物

4、促進(jìn)蛋白質(zhì)變性和酶活性

攻擊蛋白質(zhì)

蛋白質(zhì)自由基

與脂質(zhì)結(jié)合

蛋白質(zhì)分子聚合肽鏈斷裂

聚合物（變性、功能喪失）

5、誘導(dǎo)炎癥介質(zhì)產(chǎn)生

自由基

細(xì)胞內(nèi)游離Ca2+脂加氧酶

環(huán)加氧酶

活性

PG血栓素

白三烯

自由基脂質(zhì)過氧化物4、促進(jìn)蛋白質(zhì)變性和酶活性攻擊蛋白質(zhì)三、鈣超載：

(一)鈣穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)：生物膜對(duì)Ca2+的不自由通透性、運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)。

1、Ca2+進(jìn)入細(xì)胞的途徑

(1)質(zhì)膜Ca2+通道

(2)胞內(nèi)鈣庫釋放通道(受體操縱性通道)電壓依賴性通道(L、T、N型)受體操縱性通道

三、鈣超載：(一)鈣穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)：生物膜對(duì)Ca2+的不自由通透

2、Ca2+離開泡液的途徑(逆梯度、耗能、主動(dòng)性)(1)鈣泵作用：Ca2++Mg2+----ATP酶(質(zhì)膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、線粒體膜)［Ca2+］達(dá)一定濃度，被激活，水解ATP供能

(2)Na+---Ca2+交換：雙向性，取決于Na+、Ca2+濃度

3Na+

換1Ca2+原則

2、Ca2+離開泡液的途徑(逆梯度、耗能、主動(dòng)性)(1)(3)Ca2+-----H+交換：

(二)再灌注時(shí)細(xì)胞內(nèi)Ca2+超載機(jī)制

［Ca2+］

、Ca2+被線粒體攝取，H+排至泡液

1、Na+/Ca2+交換異常

(1)細(xì)胞內(nèi)高Na+對(duì)Na+/Ca2+交換蛋白的直接激活；

(2)細(xì)胞內(nèi)H+對(duì)Na+/Ca2+交換蛋白的間接激活；

(3)蛋白激酶C(PKC)對(duì)Na+/Ca2+交換蛋白的間接激活。

(3)Ca2+-----H+交換：(二)再灌注時(shí)細(xì)胞內(nèi)2、生物膜損傷

缺O(jiān)2，細(xì)胞外液與糖被表面分離而損傷，再灌注時(shí)，

Ca2+大量?jī)?nèi)流

激活磷酸脂酶

膜磷酸脂被降解

膜通透性

細(xì)胞外Ca2+內(nèi)流

(1)細(xì)胞膜損傷

2、生物膜損傷缺O(jiān)2，細(xì)胞外液與糖被表面分離而損傷，再灌注(2)線粒體及肌漿網(wǎng)膜損傷

ATP肌膜、肌漿膜鈣泵功能障礙，不能排出和攝取漿中過多的Ca2+，細(xì)胞內(nèi)Ca2+(3)兒茶酚胺

缺血心肌

α---受體密度

，

刺激

α---受體，激活蛋白激酶

，

H+、Ca2+交換

，Na+---Ca2+交換

刺激β---受體，Ca2+內(nèi)流

。

(2)線粒體及肌漿網(wǎng)膜損傷ATP肌膜、肌漿膜鈣泵功能障三、鈣超載引起再灌注損傷的可能機(jī)理

1、線粒體功能障礙

細(xì)胞內(nèi)Ca2+，肌漿網(wǎng)、線粒體攝入Ca2+

，消耗ATP，進(jìn)入線粒體體內(nèi)

Ca2+

與磷酸根化合物結(jié)合沉積，干擾氧化磷酸化，ATP產(chǎn)生

。

三、鈣超載引起再灌注損傷的可能機(jī)理1、線粒體功能障礙細(xì)胞2、激活鈣依賴性降解酶

Ca2+與鈣調(diào)蛋白結(jié)合

激活鈣依賴降解酶活性

蛋白酶活性

核酸內(nèi)切酶活性

細(xì)胞骨架核酸分解

磷脂酶活性

細(xì)胞膜、

細(xì)胞器膜受損

2、激活鈣依賴性降解酶Ca2+與鈣調(diào)蛋白結(jié)合激活鈣依賴降3、促進(jìn)氧自由基生成

Ca2+鈣依賴性磷酸脂酶A2激活

脂加氧酶

環(huán)加氧酶

鈣敏蛋白水解酶活性

花生四烯酸生成

活性

OH?

H2O2XDXO自由基生成

3、促進(jìn)氧自由基生成Ca2+鈣依賴性磷酸脂酶A2激活脂4、心律失常

早期除極

細(xì)胞內(nèi)—過性內(nèi)向離子流

持續(xù)Ca2+內(nèi)流

動(dòng)作電位

“第二平臺(tái)期”

Na+---Ca2+延遲后除極

心律失常

5、破壞細(xì)胞骨架

肌原纖維攣縮斷裂，生物膜機(jī)械性損傷------細(xì)胞骨架破壞。

4、心律失常早期除極細(xì)胞內(nèi)—過性內(nèi)向離子流持續(xù)Ca2+四、白細(xì)胞的作用：

缺氧組織損傷，白細(xì)胞趨化物

白三烯、PGE2PAF(血小板激激活因子)補(bǔ)體等

白細(xì)胞聚集、粘附釋放趨化介質(zhì)(LYB2)微循環(huán)中白細(xì)胞

(一)白細(xì)胞激活

四、白細(xì)胞的作用：缺氧組織損傷，白細(xì)胞趨化物白三烯、PG(1)血管內(nèi)血液流變學(xué)改變

白C大而僵破、變形能力弱，大量白C粘附于血管壁，嵌頓、堵塞毛細(xì)血管---形成無復(fù)流現(xiàn)象。

?

氧自由基：O2、OH?

大

量白C促炎因子

TNFaIL_1IL_8

脂質(zhì)介質(zhì)：LtaTXA2PAF溶酶體酶、蛋白酶

膠原彈性蛋白酶

血管壁通透性

水腫

組織損傷

(二)中性粒細(xì)胞介導(dǎo)的再灌注損傷

1、微血管損傷

(2)炎癥反應(yīng)失調(diào)

，微血管壁通透性

(1)血管內(nèi)血液流變學(xué)改變白C大而僵破(3)無復(fù)流現(xiàn)象：

缺血后，恢復(fù)血流，缺血區(qū)不能得到充分的灌注，持續(xù)缺血，損傷加強(qiáng)。

1、血管內(nèi)皮細(xì)胞腫脹。

2、心肌細(xì)胞的收縮，嚴(yán)重收縮帶，壓迫微血管。

3、心肌細(xì)胞腫脹，壓迫微血管。

4、微血管痙攣和阻塞。

(3)無復(fù)流現(xiàn)象：缺血后，恢復(fù)血流，缺血(4)內(nèi)皮素(ET)的作用

ET由ET1、ET2、ET3組成。ET受體有ETA、ETB和ETC。心血管ET1含量豐富，是已知最強(qiáng)的內(nèi)源性血管收縮劑。

1、ET1強(qiáng)烈收縮血管，促進(jìn)無復(fù)流現(xiàn)象的發(fā)生。

3、ET1對(duì)心肌細(xì)胞的直接損傷作用。

4、ET1和血管緊張素的協(xié)同作用。

2、ET1參與激活中性粒細(xì)胞并增加O2的產(chǎn)生。

?

(4)內(nèi)皮素(ET)的作用ET由ET1、第三節(jié)

缺血

—

再灌注損傷的

機(jī)能變化

一、心臟的缺血—再灌注損傷

(一)心肌功能變化

：ATP、CP，CP1、收縮、舒張功能降低

靜止張力(心肌靜血狀態(tài)受前負(fù)荷作用被拉長(zhǎng)的張力)

隨缺血時(shí)間延長(zhǎng)而增加，發(fā)展張力逐漸?

(收縮時(shí)產(chǎn)生的主動(dòng)張力)第三節(jié)缺血—再灌注損傷的再灌注時(shí)，

靜止張力更增高-----舒張末期壓力

(VEDP)發(fā)展張力

收縮降壓(VPSP)和心室內(nèi)壓

最大變化速度均

(+dp/dt、max)再灌注時(shí)，靜止張力更增高-----舒張末期壓力2、心律失常發(fā)生率較高，室性為主。

(1)心肌電生理特性改變，傳導(dǎo)性與不應(yīng)期暫時(shí)不均一性為折返激動(dòng)心率失常發(fā)生提供了電生理基礎(chǔ)。

(2)再灌注時(shí)沖刷出的兒茶酚胺刺激的α—受體，提高了，心肌細(xì)胞自律性。

(3)再灌注明顯降低心肌纖維顫閾。與氧自由基，鈣超載有關(guān)。自由基消除劑，鈣阻斷劑可減少其發(fā)生。

2、心律失常發(fā)生率較高，室性為主。(1)心肌電生理特性改變3、心肌頓抑：(是一種自我保護(hù))

心肌短時(shí)間缺血后不發(fā)生壞死，但引起結(jié)構(gòu)、代謝、功能改變，再灌注時(shí)后并不立刻恢復(fù)，常需數(shù)小時(shí)、數(shù)天、數(shù)周才能恢復(fù)正常。特征為收縮功能障礙。

機(jī)理

合成高能磷酸化合物

氧自由基產(chǎn)生，細(xì)胞內(nèi)鈣超載

PGI2、血管緊張轉(zhuǎn)換酶(ACE)抑制

緩激肽增加

3、心肌頓抑：(是一種自我保護(hù))4、心肌超微結(jié)構(gòu)變化

基底膜缺失、質(zhì)膜破壞

肌纖維結(jié)構(gòu)破壞(收縮帶、肌絲斷裂、溶解)線粒體損傷(腫脹、嵴斷裂、溶解、空泡形成等)二、腦缺血---再灌注損傷(腦對(duì)缺氧敏感)1、能量代謝變化：ATP、CP、葡萄糖、糖元

、乳酸

2、cAMp、cGMp,自由基與脂肪酸作用，過氧化脂生成

，生物膜損傷；

3、組織學(xué)變化：腦水腫、腦細(xì)胞壞死。

4、心肌超微結(jié)構(gòu)變化基底膜缺失、質(zhì)膜破壞肌纖維結(jié)構(gòu)破壞(三、腸缺血---再灌注損傷

廣泛上皮與絨毛分離，上皮細(xì)胞壞死，中性粒細(xì)胞浸潤，固有層破損，出血及潰瘍形成。

腸管功能障礙

粘膜屏障通透性

腸缺血性休克

四、腎再灌注損傷

血清肌酐明顯增高

腎功能嚴(yán)重?fù)p傷

三、腸缺血---再灌注損傷廣泛上皮與絨毛分五、細(xì)胞凋亡

凋亡：細(xì)胞程序性死亡(PCD)

細(xì)胞出現(xiàn)囊泡(凋亡小體)，體積縮小，核固縮，DNA被隨機(jī)降解成小片段，氧化應(yīng)激是細(xì)胞凋亡的媒體。

缺血再灌注

OH?NO(O2)H2O2?

細(xì)胞內(nèi)活性氧

內(nèi)源性抗氧化劑(-)Bcl_2基因等

脂質(zhì)

過氧化

Ca2+---DNA內(nèi)切酶

轉(zhuǎn)錄因子

死亡基因

凋亡

五、細(xì)胞凋亡凋亡：細(xì)胞程序性死亡(PCD)第四節(jié)

防治缺血—再灌注損傷的

病理生理基礎(chǔ)

一、消除缺血原因，盡早恢復(fù)血流，

控制再灌注條件

耐受缺血時(shí)間

腦30'心60'復(fù)流原則

低壓

低流

低溫

減少自由產(chǎn)生

代謝低，減少產(chǎn)物

第四節(jié)防治缺血—再灌注損傷的

補(bǔ)充糖酵解底物，有保護(hù)作用，有利于生物膜功能恢復(fù)；給予外源性ATP、CP、細(xì)胞色素C等。

二、保護(hù)生物膜，改善缺血組織的代謝

補(bǔ)充糖酵解底物，有保護(hù)作用，有利于生物膜功能三、消除自由基：

低分子自由基消除劑

VE(α--生育酚)VA(β--胡蘿卜素)VC(抗壞血酸)酶自由基消除劑

過氧化氫酶(CAT)谷胱甘肽

超氧化物歧化酶(SoD)丹參、人參、甘露醇等

三、消除自由基：低分子自由基消除劑VE(α-四、減輕炎癥反應(yīng)：

穩(wěn)定溶酶體酶膜

糖皮質(zhì)激素

阻斷

分子的單抗等

中性粒細(xì)胞

內(nèi)皮細(xì)胞

特定粘附

五、減輕鈣超負(fù)荷

六、其他：細(xì)胞膜保護(hù)劑、牛磺酸、金屬