缺血再灌注损伤

下图介绍了缺血再灌注损伤，包含概念、发生原因、影响因素、发生机制、无复流现象、功能代谢变化、病理生理基础等。

缺血-再灌注损伤(IRI)

• ※概念
  • 指部分患者或动物在缺血后实施再灌注，不仅没使组织器官的功能和结构恢复，反而使代谢紊乱、功能障碍或结构破坏进一步加重的现象
• 发生原因
  • 全身循环障碍后恢复血流供应
  • 组织器官缺血后血流恢复
  • 某一血管再通后
• 影响因素
  • 缺血时间的长短
    • 或长或短均不易发生IRI
      • 不同动物耐缺血时间不同
      • 不同器官耐受缺血时间不同
  • 侧枝循环的形成情况
    • 丰富或缺血后易形成侧支循环者不易发生IRI
  • 组织对氧的需求程度
    • 需氧程度越高，越易发生IRI
  • 灌注液的电解质浓度
    • 低温、低压、低流速、低PH、低钠、低钙液灌注时不易发生IRI
• ※发生机制
  • 自由基学说
    • 自由基概念
      • 外层轨道上有未配对电子的原子、原子团或分子的总称
    • 自由基增多的机制
      • 黄嘌呤氧化酶形成增多
        • 产生机制
          • 缺血时，ATP减少，钙泵障碍，细胞内钙离子增加，激活钙离子依耐性蛋白 使XD转化成XO
          • 缺氧时，ATP生成减少，分解增加，产生次黄嘌呤
          • 再灌注后，次黄嘌呤装换成黄嘌呤，并释放超氧阴离子 黄嘌呤在在XO的作用下，转换成尿酸，也释放氧自由基
      • 中性粒细胞的呼吸爆发
        • 机制
          • 缺血、缺氧时，中性粒细胞在吞噬活动中，耗氧量增加，使ATP活性降低 当再灌注时，大量的氧分子，经NADPH氧化酶和NADH氧化酶，氧化成氧自由基
      • 线粒体单电子还原增多
        • 机制
          • 缺血缺氧时，ATP生成减少，钠泵失调，使细胞内钠离子浓度增加，在经NA-Ca交换，使钙离子 增加，使细胞色素C氧化酶失调
          • 再灌注时，氧分子经单电子还原，生成氧自由基
        • 特点
          • SOD、谷胱胺肽过氧化氢酶、过氧化氢酶等抗氧化酶活性下降
      • 儿茶酚胺自氧化增强
        • 机制
          • 兴奋交感-肾上腺髓质系统，产生儿茶酚胺；一是代偿作用，二是，产生氧自由基
      • 活性氧（ROS）清除减少 生成增多
    • 自由基的损伤作用
      • 生物膜脂质过氧化增强
      • 细胞内Ca2+超载
      • DNA断裂和染色体畸变
      • 蛋白质变形和酶活性降低
      • 诱导炎症介质产生
      • 促进细胞凋亡
  • 钙超载
    • 概念
      • Ca2+在细胞内大量积聚
    • 生成增多的机制
      • Na+-Ca2+交换异常
        • 直接激活
          • ATP减少，钠泵活性降低，使细胞内钠浓度增加；当再灌注时，激活钠钙反向交换，使钠离子外流，钙离子内流 使钙超载
        • 间接激活
          • 缺氧时，无氧代谢使H增多，酸中毒；再灌注时，血液流动带走了胞外的高浓度H，使胞内浓度大于胞外。产生H-NA交换，使钠内流，在钠钙交换，使钙浓度升高，钙超载
      • 儿茶酚胺增多
        • 作用于a受体，激活PLC传导通路，使PIP2分解生成IP3与DC
        • IP3作用于肌浆网，使其释放钙离子，作用于肌丝
        • DC激活PKC，促进H-NA交换，进而促进钠钙交换，使胞内钙浓度升高
        • 作用于P受体，增加L型钙通道开放，是钙离子内流
      • 细胞膜通透性增加
        • 对钙离子通透性增加；产生氧自由基，加重损伤；钙浓度增加破坏膜磷脂，进一步加大对钙的通透性，是胞内钙浓度升高
      • 线粒体功能障碍
        • ATP减少；ROS生成增多；抑制氧化磷酸化，ATP减少加重
      • 内质网膜损伤
        • 对钙离子摄取减少，胞质内钙浓度升高
    • 引起再灌注损伤的机制
      • 线粒体功能障碍
        • ATP减少，加重酸中毒
      • 激活钙依赖性降解酶
      • 促进氧自由基生成
      • 引起心率失常
      • 肌原纤维挛缩和破坏细胞骨架
        • 膜磷脂破坏
      • 诱导细胞凋亡
  • 白细胞的作用
    • 缺血-再灌注时白细胞增多的机制
      • 趋化因子增多
      • 细胞粘附分子生成增多
    • 白细胞介导缺血-再灌注损伤的机制
      • 机械阻塞作用
      • 炎症反应失控
• 缺血-再灌注损伤时机体的功能代谢变化
  • 心脏缺血-再灌注损伤
    • 心功能变化
      • 心肌舒缩功能降低
        • 微血管阻塞
        • 心肌顿抑
          • 缺血再灌注后，心肌收缩力要过一段时间才能恢复，为可逆性心肌功能障碍
      • 缺血-再灌注性心率失常，发生机制
        • 氧自由基和钙超载引起钙内流增加，在AP后形成早期后除极和延迟后除极
        • 儿茶酚胺刺激α受体，心肌细胞自律性增高
        • 再灌注明显降低心室纤颤阈
        • 电解质紊乱和心肌受损程度不同引起AP时程的不均一性，引起折返激动
    • 心肌能量代谢变化
      • 线粒体损伤 ATP减少，能量代谢减弱
    • 心肌超微结构变化
  • 脑缺血-再灌注损伤
    • 子主题
  • 其他器官缺血-再灌注损伤
• 无复流现象(概念)
  • 指解除缺血原因并不能使缺血区得到充分血流灌注的现象
• 缺血-再灌注损伤防治的病理生理基础
  • 尽早恢复血流
  • 抗氧化和清除自由基
  • 保护生物膜，改善缺血组织代谢
  • 抑制炎症介质产生，抗白细胞疗法
  • 减轻细胞内钙超载，调节血管张力
  • 缺血预适应和后适应，调动机体内源性适应保护机制
  • 开展耐力运动，提高对缺血-再灌注损伤的耐受能力