缺血再灌注损伤PPT

缺血-再灌注损伤（Ischemia-reperfusioninjury,IRI）患者：男，58岁，上午8时，起床后感到胸闷，30min后突感心胸前区剧烈绞痛，9时入急诊病房。体查：血压75/50mmHg，意识淡漠，心率65次/min，律齐。心电图示Ⅲ度房室传导阻滞。冠状动脉造影：右冠状动脉上段85%狭窄，中段78%狭窄。入院治疗：立即给予阿托品、多巴胺、低分子右旋糖酐等进行扩冠治疗。上午10时静脉点滴尿激酶。10.30分患者出现阵发性心室颤动（室颤），立即给予除颤，到下午13时反复发生室性心动过速、室颤，共计6次。到下午16时，经给予利多卡因、小剂量异丙肾上腺素后心律转为窦性，血压平稳，意识清楚。Casestudy缺血休克、血栓形成、动脉硬化、血管收缩、血管受压等。组织缺氧再灌注损伤在恢复供血的过程中，出现缺血组织的功能、结构损伤加重。病情恶化第一节概述缺血-再灌注损伤（Ischemia-reperfusioninjury）1960年Jennings等提出心肌IRI的概念。20世纪80年代溶栓疗法、搭桥术、断肢再植、器官移植开展，IRI成手术成败的关键之一。1955年Sewell等在结扎狗冠状动脉后，如突然解除结扎，恢复血流，部分动物立即发生心室纤颤而死亡。HistoryofIRI一、概念（Conception）缺血的组织、器官经恢复血液灌注后不但不能使其功能和结构恢复，反而加重其功能障碍和结构损伤的现象。Usuallybloodreperfusionshouldreducetheischemiainjury.However,recentclinicalobservationsandanimalex-perimentsshowedthatbloodreperfusionsometimesindu-cesoraggravatesthefurtherreversibleevenirreversiblecelldamage,especiallyforaprolongedischemia.肠黏膜缺血-再灌注损伤二、原因和条件（Etiology&Factors）1．原因（Etiology）缺血（Ischemia）组织缺血后恢复血供新的医疗技术方法如动脉搭桥，溶栓疗法等应用心脏手术器官移植断肢再造2．条件（Factors）缺血时间的长短侧支循环的形成情况对氧需求程度O2容易接受电子，对缺氧耐受的组织不容易发生缺血再灌注损伤。再灌注的条件二、原因和条件（Etiology&Factors）温度、速度、pH、钙离子是指单位时间内的冠脉血流量减少，供给组织的氧量也减少，缺血必定存在缺氧，表明缺血缺氧两者在概念上并不完全等同，在后果上也有一定的区别。心肌缺血比单纯性心肌缺氧（无血流障碍）要严重，因为前者除了缺氧的影响之外，缺血组织也不能获得足够的营养物质，又不能及时清除各种代谢各种代谢产物带来的有害影响。缺血▲pH反常（pHparadox）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值反常。▲O2反常（Oxygenparadox）低氧溶液灌注组织器官一定时间后，再恢复正常氧供应，组织损伤反而更趋严重，称为氧反常。▲Ca2+反常（Calciumparadox）无钙溶液灌流大鼠心脏后，再用含钙溶液进行灌流，心肌细胞的损伤反而加重，称为钙反常。低温、低速、低pH、低钠、低钙灌注再灌注损伤↓中性粒细胞的作用细胞内钙超载【发病机制】（Pathogenesis）自由基生成增多血管紧张素Ⅱ的作用内皮素的作用高能磷酸化合物缺乏自学第二节发病机制（PATHOGENESIS）Theincreasefreeradicals,calciumoverload,neutrophilsactivation,endothelinplaytheprincipalrolesinischemia-reperfusioninjury.一、自由基生成增多（Increasefreeradical）1.概念与分类概念（Conception）外层轨道上有单个不配对价电子的原子、原子团或分子。（Freeradicalareahighlyreactivegroupofatoms,moleculesorradicals,whichcarryunpairedelectroninouterorbital.）化学性质非常活泼，极易与其生成部位的其它物质发生连锁反应。由氧诱发产生的自由基称为氧自由基。氧自由基（Oxygenfreeradical，OFR）以氧为中心的自由基称为氧自由基（由氧诱发的自由基称为氧自由基)超氧阴离子自由基（）羟自由基（OH•）O2ˉ·自由基氧自由基脂性自由基氮中心自由基1.概念与分类活性氧（ROS)氧自由基过氧化氢(H2O2)单线态氧（1O2)●氧自由基产生O2O2ˉ·eO2OH·+H2O3e3H+2eO2H2O22H+4eO22H2O4H+氧的不同还原产物氧分子的单电子还原产物；OH·氧分子的3电子还原产物；H2O2氧分子的双电子还原产物；H2O氧分子的4电子还原产物。O2ˉ·O2+4H＋＝2H2Oo298~99%ATP1~2%NADPH氧化酶黄嘌呤氧化酶P450细胞色素单加氧酶超氧阴离子O2-羟自由基OH·单线态氧1O2SODH2O2谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-PX）过氧化氢酶（CAT）髓过氧化物酶（MPO）清除线粒体O2＋e超氧自由基＋eH2O2+e羟自由基H2O+eH2O脂性自由基氧自由基与多聚不饱和脂肪酸发生脂质过氧化的链式反应后生成的中间代谢产物。烷自由基（L•）烷氧自由（LO•）烷过氧自由基（LOO•）氮中心自由基由氮形成，并在分子组成上含有氮的一类化学性质非常活泼的物质。也称活性氮。一氧化氮（NO）过氧亚硝基阴离子（ONOO-）3.自由基的清除■酶性清除剂过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶H2O2降解清除■非酶性清除剂VE、VA、VC、半胱氨酸、谷胱甘肽、白蛋白、铜蓝蛋白ROS生成↓、清除ROS↑超氧阴离子降解（Mn-SOD、Zn-SOD）清除超氧化物岐化酶（SOD）2.自由基的特性存在时间短高度化学活泼性氧化性强4.自由基增多机制（Mechanismoffreeradicalincrease）98%O2细胞色素C氧化酶O2H2O4e-4e-98%O2呼吸链酶活性↓O2H2O↓Ca2+超载╳O2＋e超氧自由基＋eH2O2+e羟自由基H2O+eH2O【缺血】OFR【正常】【再灌注】【再灌注】OFR？（1）黄嘌呤氧化酶形成增多缺血ATP↓Ca2+超载Ca2+依赖性蛋白酶↑O2ˉ·OH•再灌注，激活PMN，耗氧↑，摄入O2的70%--90%在NADPH，过氧化物酶和NADH过氧化物酶的催化下，接受电子形成OFR。MPO：过氧化物酶（2）中性粒细胞聚集及激活↑OFR(respiratoryburst)（4）线粒体功能损伤缺氧ATPCa2+进入线粒体电子传递链功能下降O2还原能力减弱ORF增多交感-肾上腺髓质香草扁桃酸（正常）应激缺血缺氧（+）CA释放↑单胺氧化酶氧自由基（OFR）↑肾上腺素红（3）儿茶酚胺自身氧化增强活性氧使脂质、蛋白质、核酸氧化5.自由基损伤作用【氧化应激】（Oxidativestress）当机体内ROS（OFR）增多，并破坏机体氧化/还原的正常平衡，引起细胞氧化损伤的病理过程。（1）膜脂质过氧化增强生物膜是自由基攻击主要部位。脂肪酸、芳香环的不饱和键OFR（ROS）脂质过氧化细胞膜结构损伤和破坏膜结构破坏膜脂质过氧化膜不饱和性异常膜流动性↓通透性↑膜蛋白功能抑制受体失活、泵失灵、细胞内Ca2+超载信号传递障碍线粒体功能受损ATP生成减少（2）DNA损伤和染色体畸变胸腺嘧啶5，6-双键胸腺嘧啶自由基OH•（占80%活性氧）加成反应碱基发生修饰、断裂、交联染色体畸变、断裂（3）蛋白质变性和酶活性降低破坏酶的活性中心－巯基破坏酶活性所必需的脂质微环境酶之间形成多聚物攻击酶活性中心部位的氨基酸激活磷脂酶A2PG、LT生成↑炎症反应加剧氧化还原剂作用脂质过氧化、细胞内钙超载激活PLA2PG、TXA2、LT↑，转录因子作用细胞因子、粘附分子启动NF-B激活WBC转录、合成、表达↑PLA2：磷脂酶A2、LT：白三烯炎症介质↑（4）诱导炎症介质产生二、钙超载（Calciumoverload）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。•Ca2+泵•Na+-Ca2+交换•Ca2+-H+交换。1．Ca2+进入胞液途径质膜钙通道•电压依赖性Ca2+通道（VOC）•受体操纵性Ca2+通道（ROC）细胞内钙库释放通道2．Ca2+离开胞液的途径（一）细胞内Ca2+稳态调节（二）钙超载产生（Calciumoverloadproduction)1.Na+-Ca2+交换异常缺血胞内pH↓再灌注Na+-H+交换胞内Na+↑Na+-Ca2+交换细胞外Ca2+内流↑3Na+/Ca2+Na+↑Na+/H+↑G蛋白-磷脂酶C↑IP3↑肌浆网Ca2+通道开放↑DAG↑激活PKCβ受体CA↑L型钙通道开放2.儿茶酚胺（CA）增多,PKC对Na+-Ca2+交换的间接激活PIP2PKCGqIP3DAGPLCβNEα1受体Ca2＋Ca2＋H+Na+3Na+Ca2+α受体Na+-H+交换Na+-Ca2+交换CA↑胞浆[Ca2+]↑钙超载（1）细胞膜损伤（Membranepermeabilityincrease）■缺血胞膜外板与糖被分离胞膜通透性↑膜磷脂降解↑激活PLA2胞内[Ca2+]↑微管和微丝收缩细胞膜通透性↑心肌间紧密连接破坏■再灌注Ca2+大量进入细胞内OFR↑细胞膜脂质过氧化↑细胞膜通透性↑Ca2+超载2.生物膜损伤（3）线粒体损伤（Mitochondrialinjury）胞内游离钙↑ROS↑线粒体膜损伤ATP生成↓钙泵活性（2）肌浆网膜损伤2.生物膜损伤（三）钙超载引起细胞损伤的机制1．线粒体功能障碍线粒体内[Ca2+]↑线粒体内磷酸钙沉积ATP↓心肌收缩性↓5．心律失常4．肌原纤维挛缩和细胞骨架破坏2．激活钙依赖性降解酶胞内[Ca2+]↑PLA2激活膜磷脂水解和受损蛋白酶、核酸内切酶激活心肌纤维损伤3．促进氧自由基生成XD损害组织细胞钙超载激活Ca2+依赖性蛋白酶环加氧酶、脂加氧酶XOOFR↑PLA2激活花生四烯酸↑H2O2和OH•↑整合素(CD11/CD18)、选择素(L-选择素、P-选择素和E-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。三、中性粒细胞的作用（Roleofneutrophils）（一）PMN聚集（增加）（CollectofWBC）1．细胞粘附分子生成增多（Celladhesionmolecules）缺血-再灌注PMN表达P-选择素↑与VEC受体呈间歇性结合不稳定黏附再灌注WBC表达2-整合素↑与VEC(ICAM-1)牢固黏附2．趋化因子生成增多PMN与VEC粘附PMN激活释放趋化因子(LTB4)↑再灌注LT、PGE2、PAF、补体↑WBC聚集↑■无复流现象（no-reflowphenomenon）解除缺血原因并没使缺血区得到充分血流灌注的反常现象。Theischemiaregioncouldnotbereperfusedsufficientlyafterrelievingtheocclusiontorecoverthebloodflow.（二）WBC介导缺血-再灌注损伤的机制1．血液流变学的作用（Block）WBC体积大、变形能力↓、粘附滚动、嵌顿和堵塞cap（加重缺血缺氧）无复流现象O2ˉ·TNF、IL-1、IL-8LTs、TXA2、PAF、OH·；溶酶体酶2．炎症反应失控WBC聚集、呼吸爆发胞内NF-B活化心肌细胞损伤、坏死炎症介质合成与释放↑↑↑血管通透性↑炎症介质心肌无复流发生机制▲心肌细胞肿胀▲VEC肿胀▲微血管壁通透性增加▲微血管痉挛和栓塞▲心肌细胞挛缩▲补体的作用钙超载心肌痉挛、收缩压迫冠脉心肌缺血加重五、内皮