导图社区 病理生理学-缺血-再灌注损伤
缺血再灌注损伤是器官或组织恢复血液供应后,细胞功能代谢障碍和结构破坏反而加重的现象。其主要机制包括自由基生成增多、钙超载以及微血管和白细胞的作用。心脏和脑是常见的受损器官,表现为心肌代谢和超微结构变化、心功能下降等。防治措施包括清除自由基、减轻钙超载、改善代谢和控制再灌注条件,如低钠、低温、低压等。理解这些机制有助于制定有效治疗方案,减轻缺血性损伤。
编辑于2025-03-10 15:39:46眼球内部结构揭秘:精密设计下的视觉引擎 晶状体位于眼球内部,由前囊下单层立方上皮延续至赤道后约1mm处,具有调节与屈光功能。玻璃体占眼球容积4/5,为无色透明胶体,含少量游走细胞,随年龄增长可能液化塌陷。房水维持眼压并滋养角膜、晶状体,动态循环于前房、后房及不规则腔隙中。视网膜、葡萄膜与巩膜构成眼球壁,分别负责感光、营养及保护。晶状体终身生长但弹性下降,代谢依赖房水,无血管神经。这些结构协同完成视觉传递与保护。
呼吸系统健康的关键在于气体交换的平衡。肺泡与外界气体交换、肺泡与血液气体交换是维持生命的重要环节,正常V/Q比为08,但部分区域如肺底和肺尖比值不同。呼吸衰竭多表现为Ⅰ型呼衰,因健全肺泡的代偿作用,少数可能引发左心衰竭,导致头痛等症状。防治呼衰需降低CO2分压、提高动脉血氧分压,解除呼吸道阻塞,增强呼吸动力。Ⅰ型和Ⅱ型呼衰的吸氧浓度需分别控制在50%和30%以内,同时注意补充营养和人工辅助。
慢性心力衰竭,不仅仅是心率的快慢问题!它源于心肌收缩与舒张功能的下降,导致心输出量不足,进而引发肺循环充血和体循环淤血。从病因、诱因到代偿机制,心衰的病理生理过程复杂多样。通过控制水肿、减轻心脏前后负荷、改善心脏舒缩功能,以及防治基本病因,我们可以有效应对这一挑战。了解心衰的机制与临床表现,掌握防治策略,才能更好地守护心脏健康。
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眼球内部结构揭秘:精密设计下的视觉引擎 晶状体位于眼球内部,由前囊下单层立方上皮延续至赤道后约1mm处,具有调节与屈光功能。玻璃体占眼球容积4/5,为无色透明胶体,含少量游走细胞,随年龄增长可能液化塌陷。房水维持眼压并滋养角膜、晶状体,动态循环于前房、后房及不规则腔隙中。视网膜、葡萄膜与巩膜构成眼球壁,分别负责感光、营养及保护。晶状体终身生长但弹性下降,代谢依赖房水,无血管神经。这些结构协同完成视觉传递与保护。
呼吸系统健康的关键在于气体交换的平衡。肺泡与外界气体交换、肺泡与血液气体交换是维持生命的重要环节,正常V/Q比为08,但部分区域如肺底和肺尖比值不同。呼吸衰竭多表现为Ⅰ型呼衰,因健全肺泡的代偿作用,少数可能引发左心衰竭,导致头痛等症状。防治呼衰需降低CO2分压、提高动脉血氧分压,解除呼吸道阻塞,增强呼吸动力。Ⅰ型和Ⅱ型呼衰的吸氧浓度需分别控制在50%和30%以内,同时注意补充营养和人工辅助。
慢性心力衰竭,不仅仅是心率的快慢问题!它源于心肌收缩与舒张功能的下降,导致心输出量不足,进而引发肺循环充血和体循环淤血。从病因、诱因到代偿机制,心衰的病理生理过程复杂多样。通过控制水肿、减轻心脏前后负荷、改善心脏舒缩功能,以及防治基本病因,我们可以有效应对这一挑战。了解心衰的机制与临床表现,掌握防治策略,才能更好地守护心脏健康。
第一节 缺血-再灌注损伤原因及影响因素
概念
缺血器官或组织重新获得血液供应后,细胞功能代谢障碍及结构破坏反而加重
这种血液再灌注后缺血性损伤进一步加重的现象称为缺血-再灌注损伤
原因
组织器官缺血后恢复血供
休克微循环疏通
冠状A痉挛的缓解
心脏骤停后的心脑肺复苏等
某些外科手术
动脉搭桥术、溶栓疗法、心脏外科体外循环、器官移植等
影响因素
缺血时间
缺血时间短,恢复血供后可无明显的再灌注损伤.因为所有器官都能耐受一定时间的缺血
缺血时间长,恢复血供则易导致再灌注损伤。若缺血时间过长,缺血器官会发生不可逆性损伤,甚至坏死,反而不会出现再灌注损伤。
侧支循环
缺血后侧支循环容易形成者,可因缩短缺血时间和减轻缺血程度,不易发生再灌注损伤。
需氧程度
氧易接受电子,形成氧自由基增多→对氧需求高者,较易发生再灌注损伤
e.g.心、脑等
再灌注条件
低压、低温( 25℃ )、低pH 、低钠、低钙溶液灌流,可减轻组织器官的再灌注损伤、使其功能迅速恢复
高压、高温、高pH、高钠、高钙灌注可诱发或加重再灌注损伤。
第二节 缺血-再灌注损伤的机制
自由基的作用
自由基种类
氧自由基
O2•-
与H2O2一起统称为活性氧
OH•
脂性自由基
其它
NO、CH3•等
氧自由基生成增多的机制
黄嘌呤的氧化
物质基础
黄嘌呤氧化酶(XO)增多
原因:缺血缺氧→胞膜破坏Ca2+内流↑→钙超载,激活许多酶→其中一种酶催化
黄嘌呤脱氢酶XD→XO
XO底物增多
底物
次黄嘌呤
黄嘌呤
缺氧→ATP逐渐分解增多,最终可生成次嘌呤/黄嘌呤
条件基础
重新恢复血供时有O2→
XO氧化次黄嘌呤生成黄嘌呤,同时生成氧自由基
黄嘌呤在XO作用下继续反应,同时也释放氧自由基
中性粒细胞—呼吸爆发
缺血缺氧使代谢产物增多(补体、白三烯等)→趋化→中性粒细胞局部增多→重新恢复血供时,中心粒细胞大量耗O2→其目的即产生氧自由基来杀灭某些有害物质→但产生过多,损害机体
线粒体功能受损
细胞色素氧化酶系统受损
正常情况下O2接受4e-生成H2O
异常
1e-
O2•-
2e-
H2O2
不是氧自由基,但同样具有强氧化性
3e-
OH•
线粒体内Ca2+超载
儿茶酚胺自身氧化
缺血→应激→儿茶酚胺↑→其氧化作用产生大量自由基
自由基的损伤作用
脂质过氧化
破坏膜结构
膜两侧离子流动紊乱
导致钙超载等
线粒体膜被破坏
减少ATP合成
间接抑制膜蛋白功能
离子泵
载体
促进自由基及其他生物活性物质生成
e.g.膜磷脂破坏生成花生四烯酸
血栓素
前列腺素等
蛋白质功能抑制
主要氧化-SH而形成-S-S-
可能形成蛋白质多聚体
破坏核酸和染色体
OH•羟化碱基
导致基因突变等
甚至导致DNA断裂
......
钙超载
胞内钙超载机制
Na+/Ca2+交换异常
细胞内高Na+
缺血缺氧使Na+内流→重获氧时Na+向外转移→Ca2+向内交换增多
细胞内高H+
首先发生H+-Na+交换(酸中毒使胞内外H+都高,但重获氧时胞外H+↓而胞内仍较高)→胞内高钠→激活Na+-Ca2+交换
蛋白激酶C
生物膜损伤
细胞膜
肌浆网
被破坏后其中的Ca2+释放进细胞质→胞内钙超载
引起缺血-再灌注损伤机制
线粒体功能障碍
细胞色素氧化酶系统受损
结构受损
GTP产生↓
激活多种磷脂酶
破坏范围广泛
缺血-再灌注性心律失常
以室性心律失常为主
室性心动过速
室颤等
促进氧自由基生成
钙超载→XO↑
肌原纤维过度收缩
甚至断裂
微血管损伤和白细胞作用
再灌注时血管内皮细胞和白细胞激活
涉及一些黏附分子
e.白细胞表面的CD11、CD18
内皮细胞表面的细胞间黏附分子-1、内皮细胞-白细胞黏附分子-1等
白细胞和内皮细胞黏附(正常情况下有排斥作用)→白细胞贴壁、滚动等→阻碍血液流动
血管内皮细胞和中性粒细胞介导的缺血-再灌注损伤
微血管损伤
无复流现象
结扎犬的冠状动脉造成局部心肌缺血后,再打开结扎的动脉,使血流重新开放,缺血区并不能得到充分的灌注
主要损伤
微血管血液流变学改变
主要是白细胞(体积较大)和内皮细胞的相互作用
微血管口径缩小
局部产生缩血管物质
血管内皮细胞肿胀甚至破裂
微血管通透性增高
氧自由基、白三烯等物质的作用
细胞损伤
第三节 机体功能代谢变化
心脏缺血-再灌注损伤
主要
心功能变化
再灌注性心律失常
心肌舒缩功能↓
心肌代谢变化
ATP↓
心肌超微结构变化
脑缺血-再灌注损伤
其次
细胞代谢变化
ATP↓
组织学形态变化
其他器官
第四节 防治的病生基础
减轻缺血性损伤,控制再灌注条件
侧支循环
低钠、低温、低压、低pH
改善缺血组织的代谢
清除自由基
低分子清除剂
VE、VA等
酶性清除剂
过氧化氢酶CAT
超氧化物歧化酶SOD
清除超氧阴离子
减轻钙超载
控制缺血缺氧
使用能量合剂,使细胞泵正常运转
缺血-再灌注损伤
第一节 缺血-再灌注损伤原因及影响因素
概念
缺血器官或组织重新获得血液供应后,细胞功能代谢障碍及结构破坏反而加重
这种血液再灌注后缺血性损伤进一步加重的现象称为缺血-再灌注损伤
原因
组织器官缺血后恢复血供
休克微循环疏通
冠状A痉挛的缓解
心脏骤停后的心脑肺复苏等
某些外科手术
动脉搭桥术、溶栓疗法、心脏外科体外循环、器官移植等
影响因素
缺血时间
缺血时间短,恢复血供后可无明显的再灌注损伤.因为所有器官都能耐受一定时间的缺血
缺血时间长,恢复血供则易导致再灌注损伤。若缺血时间过长,缺血器官会发生不可逆性损伤,甚至坏死,反而不会出现再灌注损伤。
侧支循环
缺血后侧支循环容易形成者,可因缩短缺血时间和减轻缺血程度,不易发生再灌注损伤。
需氧程度
氧易接受电子,形成氧自由基增多→对氧需求高者,较易发生再灌注损伤
e.g.心、脑等
再灌注条件
低压、低温( 25℃ )、低pH 、低钠、低钙溶液灌流,可减轻组织器官的再灌注损伤、使其功能迅速恢复
高压、高温、高pH、高钠、高钙灌注可诱发或加重再灌注损伤。
第二节 缺血-再灌注损伤的机制
自由基的作用
自由基种类
氧自由基
O2•-
与H2O2一起统称为活性氧
OH•
脂性自由基
其它
NO、CH3•等
氧自由基生成增多的机制
黄嘌呤的氧化
物质基础
黄嘌呤氧化酶(XO)增多
原因:缺血缺氧→胞膜破坏Ca2+内流↑→钙超载,激活许多酶→其中一种酶催化
黄嘌呤脱氢酶XD→XO
XO底物增多
底物
次黄嘌呤
黄嘌呤
缺氧→ATP逐渐分解增多,最终可生成次嘌呤/黄嘌呤
条件基础
重新恢复血供时有O2→
XO氧化次黄嘌呤生成黄嘌呤,同时生成氧自由基
黄嘌呤在XO作用下继续反应,同时也释放氧自由基
中性粒细胞—呼吸爆发
缺血缺氧使代谢产物增多(补体、白三烯等)→趋化→中性粒细胞局部增多→重新恢复血供时,中心粒细胞大量耗O2→其目的即产生氧自由基来杀灭某些有害物质→但产生过多,损害机体
线粒体功能受损
细胞色素氧化酶系统受损
正常情况下O2接受4e-生成H2O
异常
1e-
O2•-
2e-
H2O2
不是氧自由基,但同样具有强氧化性
3e-
OH•
线粒体内Ca2+超载
儿茶酚胺自身氧化
缺血→应激→儿茶酚胺↑→其氧化作用产生大量自由基
自由基的损伤作用
脂质过氧化
破坏膜结构
膜两侧离子流动紊乱
导致钙超载等
线粒体膜被破坏
减少ATP合成
间接抑制膜蛋白功能
离子泵
载体
促进自由基及其他生物活性物质生成
e.g.膜磷脂破坏生成花生四烯酸
血栓素
前列腺素等
蛋白质功能抑制
主要氧化-SH而形成-S-S-
可能形成蛋白质多聚体
破坏核酸和染色体
OH•羟化碱基
导致基因突变等
甚至导致DNA断裂
......
钙超载
胞内钙超载机制
Na+/Ca2+交换异常
细胞内高Na+
缺血缺氧使Na+内流→重获氧时Na+向外转移→Ca2+向内交换增多
细胞内高H+
首先发生H+-Na+交换(酸中毒使胞内外H+都高,但重获氧时胞外H+↓而胞内仍较高)→胞内高钠→激活Na+-Ca2+交换
蛋白激酶C
生物膜损伤
细胞膜
肌浆网
被破坏后其中的Ca2+释放进细胞质→胞内钙超载
引起缺血-再灌注损伤机制
线粒体功能障碍
细胞色素氧化酶系统受损
结构受损
GTP产生↓
激活多种磷脂酶
破坏范围广泛
缺血-再灌注性心律失常
以室性心律失常为主
室性心动过速
室颤等
促进氧自由基生成
钙超载→XO↑
肌原纤维过度收缩
甚至断裂
微血管损伤和白细胞作用
再灌注时血管内皮细胞和白细胞激活
涉及一些黏附分子
e.白细胞表面的CD11、CD18
内皮细胞表面的细胞间黏附分子-1、内皮细胞-白细胞黏附分子-1等
白细胞和内皮细胞黏附(正常情况下有排斥作用)→白细胞贴壁、滚动等→阻碍血液流动
血管内皮细胞和中性粒细胞介导的缺血-再灌注损伤
微血管损伤
无复流现象
结扎犬的冠状动脉造成局部心肌缺血后,再打开结扎的动脉,使血流重新开放,缺血区并不能得到充分的灌注
主要损伤
微血管血液流变学改变
主要是白细胞(体积较大)和内皮细胞的相互作用
微血管口径缩小
局部产生缩血管物质
血管内皮细胞肿胀甚至破裂
微血管通透性增高
氧自由基、白三烯等物质的作用
细胞损伤
第三节 机体功能代谢变化
心脏缺血-再灌注损伤
主要
心功能变化
再灌注性心律失常
心肌舒缩功能↓
心肌代谢变化
ATP↓
心肌超微结构变化
脑缺血-再灌注损伤
其次
细胞代谢变化
ATP↓
组织学形态变化
其他器官
第四节 防治的病生基础
减轻缺血性损伤,控制再灌注条件
侧支循环
低钠、低温、低压、低pH
改善缺血组织的代谢
清除自由基
低分子清除剂
VE、VA等
酶性清除剂
过氧化氢酶CAT
超氧化物歧化酶SOD
清除超氧阴离子
减轻钙超载
控制缺血缺氧
使用能量合剂,使细胞泵正常运转