缺血再灌注损伤.ppt

缺血缺血-再灌注再灌注损伤Ischemia-reperfusion injury1.缺血缺血-再灌注再灌注损伤Ischemia-reperfusion injury 第一第一节 概述概述一、一、概念概念 缺血的基缺血的基础上恢复血流后，上恢复血流后，组织器官器官 的的损伤反而加重的反而加重的现象称象称为缺血缺血-再灌注再灌注损伤ischemia reperfusion injury（IRI）。2.IRIIRI研究概况：研究概况：19551955年年 SewellSewell报道，道，结扎狗冠脉后，如突扎狗冠脉后，如突 然解除然解除结扎恢复血流，部分扎恢复血流，部分动物立物立 即即发生室生室颤而死亡。而死亡。19601960年年 JenningsJennings第一次提出了第一次提出了MIRMIR概念概念19681968年年 AmesAmes率先率先报道了道了脑IRIIRI19721972年年 Flore Flore 肾IRIIRI19781978年年 Modry Modry 肺肺IRIIRI19811981年年 Greenberg Greenberg 肠IRIIRI3.氧氧反反常常：用用低低氧氧溶溶液液灌灌注注组织器器官官或或在在缺缺氧氧条条件件下下培培养养细胞胞一一定定时间后后，再再恢恢复复正正常常氧氧供供应，组织及及细胞胞的的损伤不不仅未未能能恢恢复复，反反而而更更趋严重，重，这种种现象称象称为氧反常氧反常oxygen paradox。钙反反常常：预先先用用无无钙溶溶液液灌灌流流大大鼠鼠离离体体心心脏2分分钟，再再用用含含钙溶溶液液进行行灌灌流流，心心肌肌细胞胞酶释放放增增加加，肌肌纤维过度度收收缩及及心心肌肌电信信号号异异常常，称称为钙反常反常calcium paradox。pH反反常常：缺缺血血引引起起的的代代谢性性酸酸中中毒毒是是细胞胞功功能能及及代代谢紊紊乱乱的的重重要要原原因因，但但在在再再灌灌注注时迅迅速速纠正正缺缺血血组织的的酸酸中中毒毒，反反而而会会加加重重缺缺血血/再再灌灌注注损伤，称，称为pH反常反常pH paradox。4.二二 缺血缺血-再灌注再灌注损伤的原因和条件的原因和条件（一）原因（一）原因 在在组织器官缺血基器官缺血基础上的血液再灌上的血液再灌注。注。1、组织器官缺血后恢复血液供器官缺血后恢复血液供应：如休克，冠状如休克，冠状动脉脉痉孪的的缓解，解，2、血管再通、血管再通术后：冠脉搭后：冠脉搭桥术，PTCA，溶栓，溶栓疗法等法等,3、其他：断肢再植，器官移植、其他：断肢再植，器官移植.（二）影响因素（二）影响因素 1 缺血缺血时间 2 侧枝循枝循环 3 需氧程度需氧程度 4 再灌注条件再灌注条件5.第二第二节 发生机制生机制一、自由基的作用一、自由基的作用（一）概念与分（一）概念与分类 自由基（自由基（free radical）外外层轨道上具有道上具有单个不配个不配对电子的原子、子的原子、原子原子团和分子的和分子的总称。称。分分类（1）氧自由基氧自由基(oxygenfreeradicalOFR)概念：由氧概念：由氧诱发的自由基。的自由基。种种类：超氧阴离子（超氧阴离子（O-2）羟自由基（自由基（OH）生成：生成：6.O O-2 2形成：形成：自然氧化自然氧化如如CytC、Hb、Mb、CA等在自然等在自然氧化氧化过程中可生成程中可生成O-2HbFe2+HbFe3+O-2酶氧化氧化XO、NADPH氧化氧化酶、醛氧化氧化酶线粒体粒体O-2生成的主要生成的主要场所之一所之一 正常正常:O2+4e+4H+H2O+ATP 病理病理:O2+e O-2+e+2H+H202+e+H+OH+e+H+H20毒物作用毒物作用CCL4、白草枯（除草、白草枯（除草剂）O O-2 2的生成是其他自由基或活性氧生成的基的生成是其他自由基或活性氧生成的基础H207.OHOH的生成的生成 O-2+O-2+2H+H2O2+O2单纯性性Haber-Weiss反反应：反反应很慢，很很慢，很难产生生O-2+H2O2OH+OH+O2Fenton型型Haber-Weiss反反应：O-2H2O2OH+OH-OHOH是活性氧中毒性最是活性氧中毒性最强的一种的一种SODSODFe2+Fe3+8.活性氧活性氧（reactiveoxygenspecies,ROS）：）：氧化氧化还原原过程中程中产生的具有高活性的一系列中生的具有高活性的一系列中间产物。（物。（OFR、1O2和和H2O2）单线态氧氧1O2：是一种激：是一种激发态氧（在光敏氧（在光敏剂存存在下作用于在下作用于O2激激发而而产生），反生），反应活性活性较强，参与参与许多化学反多化学反应，可由，可由O-2自自发歧化歧化产生，生，也可在髓也可在髓过氧化物氧化物酶（MPO）作用下，由）作用下，由H2O2氧化氧化卤化物化物产生。可分生。可分为两种：两种：1 gO2和和1gO2 O2 1gO2 O-2 1 gO2 几种氧气的最高占有分子几种氧气的最高占有分子轨道道*2p2p9.（2）脂性自由基脂性自由基概念：概念：OFR与不与不饱和脂肪酸作用后生成的中和脂肪酸作用后生成的中间 产物。物。种种类：烷自由基（自由基（L）烷氧基（氧基（LO）烷过氧基氧基 （LOO）（3）其它：）其它：一氧化氮（一氧化氮（NO）、）、CL、CH3生理情况下，自由基的生成与清除生理情况下，自由基的生成与清除处于于动态平衡平衡 如果如果ROSROS生成生成过多或机体抗氧化能力不足多或机体抗氧化能力不足，均可造成均可造成组织细胞胞损伤。10.（二）缺血（二）缺血再灌注再灌注时OFROFR增多的机制增多的机制 1 黄黄嘌呤氧化呤氧化酶形成形成 2 中性粒中性粒细胞呼吸爆胞呼吸爆发 3 线粒体的粒体的损伤 4 儿茶酚胺的自身氧化儿茶酚胺的自身氧化11.1 1 黄黄嘌呤氧化呤氧化酶（XOXO）的形成增多）的形成增多XO的作用：的作用：次黄次黄嘌呤呤+O2 XO 黄黄嘌呤呤+O-2+H2O2XO尿酸尿酸+O-2+H2O2氧自由基的生成需要三个条件：氧自由基的生成需要三个条件：XO 次黄次黄嘌呤呤 O2OH12.正常正常时：VEC内内 黄黄嘌呤氧化呤氧化酶(xanthine oxidase,XO)10%黄黄嘌呤脱呤脱氢酶(xanthine dehydrogenase,XD)90%缺血缺血时：ATPCa2+入胞入胞 ATPADPAMP腺苷、肌苷腺苷、肌苷次黄次黄嘌呤呤再灌注再灌注时：带来来O2 次黄次黄嘌呤呤+O2 黄黄嘌呤呤+O-2+H2O2 XO 尿酸尿酸+O-2+H2O2XDXOXOO213.2 2中性粒中性粒细胞的作用胞的作用缺血缺血时:补体激活或体激活或 细胞胞释放炎症介放炎症介质如如LTB4 白白细胞在缺血区浸胞在缺血区浸润。再灌再灌时：浸：浸润的白的白细胞耗氧量胞耗氧量显著著：NADPH+2O2 2O-2+NADP+H+NADH+O2+2H+H2O2+NAD+NADPHNADPH氧化氧化酶NADHNADH氧化氧化酶14.3 3 线粒体功能障碍粒体功能障碍l缺血后缺血后ATP 的的产生生Ca2+进入入线粒体粒体细胞色素氧化胞色素氧化酶的功能失的功能失调 O2+4eH2O+ATPO2+e O-2+eH202+e OH+eH20+O2+e O-2 lCa2+进入入线粒体使粒体使Mn-SOD减少减少 清除清除OFR的能力的能力4 4 儿茶酚胺的增加儿茶酚胺的增加 肾上腺素上腺素 肾上腺素上腺素红+O-2 单胺氧化胺氧化酶15.（三）（三）OFROFR的的损伤作用作用1 1、生物膜脂、生物膜脂质过氧化（氧化（lipid peroxidation)lipid peroxidation)增增强（1）破坏膜的正常）破坏膜的正常结构及功能构及功能 液液态性、流性、流动性性 、通透性、通透性（2）间接抑制膜蛋白功能接抑制膜蛋白功能 离子离子泵功能障碍功能障碍细胞信号胞信号转导功能障碍功能障碍（3）促）促进OFR及其它生物活性物生成及其它生物活性物生成 激活磷脂激活磷脂酶C、D（4）减少）减少ATP生成生成16.2 2、蛋白、蛋白质功能抑制功能抑制（1）自自由由基基使使蛋蛋白白质和和酶分分子子聚聚合合、交交联、肽链断断裂裂 蛋蛋白白质变性性、酶的的活活性性丧失失 受受体体、离离子子通道功能障碍通道功能障碍（2）自由基可使自由基可使酶的的巯基氧化，基氧化，AA残基氧化残基氧化3 3、破坏核酸及染色体、破坏核酸及染色体 自自由由基基可可使使碱碱基基羟化化或或DNA断断裂裂，从从而而引引起起染染色色体体畸畸变或或细胞胞死死亡亡，这种种作作用用80%为OH.所所致致，因因OH.易与脱氧核酸及碱基反易与脱氧核酸及碱基反应并使其并使其结构改构改变。17.4.4.破坏破坏细胞胞间基基质自由基可使透明自由基可使透明质酸降解、胶原蛋白酸降解、胶原蛋白发生交生交联 细胞胞间基基质变得疏松得疏松18.二、二、钙超超载（calcium overloadcalcium overload）各种原因引起各种原因引起细胞内胞内钙含量异常增多并含量异常增多并导致致细胞胞结构构损伤和功能代和功能代谢障碍的障碍的现象。象。正常正常:细胞外胞外Ca2+10-3mol/L细胞内胞内Ca2+10-7mol/L细胞外胞外Ca2+是是细胞内胞内Ca2+10000倍倍依依赖ATP的的钙泵钠钾泵Na+-Ca2+交交换系系统 肌肌浆网（网（SR）钙结合蛋白（合蛋白（CaBP)线粒体粒体摄取取细胞膜胞膜细胞内胞内维持持因因素素19.MitoSRCa2+Ca2+ATPPi+ADPCa2+Ca2+B细胞内胞内钙代代谢示意示意图电压依赖性钙通道结合于质膜糖被的钙膜磷脂的极性头部钙泵Na+-Ca2+交换体20.钙超超载发生的机制生的机制1 Na+-Ca2+交交换异常异常（钙超超载时进入入细胞的胞的主要途径）主要途径）正常：正常：3个个Na+1个个Ca2+可可进行双相行双相转运运影响因素：影响因素：（1）跨膜跨膜钠浓度梯度度梯度（2）细胞内的胞内的氢浓度度此外此外还有有Ca2+,ATP Mg2+Ca2+3Na+K+Na+21.机制机制:（1）细胞内高胞内高Na+直接激活直接激活Na+-Ca2+交交换蛋白蛋白缺血缺血ATPNa+泵细胞内胞内Na+激活激活Na+-Ca2+交交换蛋白蛋白Ca2+进入入细胞胞K+Na+3Na+Ca2+ATPNa+Ca2+22.(2)细胞内高胞内高H+间接激活接激活Na+-Ca2+交交换蛋白蛋白质膜膜Na+/H+交交换蛋白主要受蛋白主要受细胞内胞内H+的的变化化调节Na+o H+oNa+i H+i缺血缺血时：无氧代：无氧代谢产生生H+增多增多再灌再灌时：组织间液液H+迅速减少迅速减少细胞内外胞内外较高的高的 H+浓度差度差激活激活Na+/H+交交换蛋白蛋白细胞内胞内 Na+激活激活钠泵 激活激活Na+-Ca2+交交换蛋白蛋白 Na+H+23.3Na+Ca2+Na+K+H+Na+再灌再灌时H+H+Na+Ca2+缺血缺血时H+24.（3）PKC间接激活接激活Na+-Ca2+交交换蛋白蛋白 如如1肾上腺素能受体激活上腺素能受体激活G蛋白蛋白-PLC H+/Na+交交换激活激活25.2.生物膜生物膜损伤（1）细胞膜胞膜损伤 钙内流内流 膜屏障作用膜屏障作用 Ca2+激活磷脂激活磷脂酶，使膜磷脂分解，使膜磷脂分解 FR使使细胞膜脂胞膜脂质过氧化氧化（2）线粒体受粒体受损 ATP（3）肌）肌浆网膜受网膜受损 摄取取钙通透性增加通透性增加26.钙超超载引起引起组织细胞胞损伤的机制的机制1.线粒体功能障碍粒体功能障碍 胞胞浆Ca2+线粒体粒体摄钙早期：代早期：代偿晚期：晚期：磷酸磷酸钙形成形成 ATP消耗消耗、生成、生成2.激活膜磷脂激活膜磷脂酶 分解膜磷脂分解膜磷脂 细胞膜和胞膜和细胞器膜的胞器膜的损伤3.再灌注性心律失常再灌注性心律失常 一一过性内向离子流性内向离子流3Na+Ca2+迟后除极后除极27.4.促促进氧自由基生成氧自由基生成 激活激活XO5.使肌原使肌原纤维过度收度收缩 (1)胞胞浆内高内高Ca2+(2)再灌注期消除了再灌注期消除了H+对心肌收心肌收缩的抑制作用的抑制作用28.三、三、微血管微血管损伤和白和白细胞的作用胞的作用（一）缺血（一）缺血-再灌注再灌注时VECVEC与白与白细胞激活胞激活VEC激活表激活表现为:释放多种放多种细胞胞粘附分子粘附分子 粘附分子粘附分子（adhesion molecule）是指由是指由细胞合成的、可促胞合成的、可促进细胞与胞与细胞之胞之间、细胞与胞与细胞外基胞外基质之之间粘附的一大粘附的一大类分子的分子的总称，如整合素、称，如整合素、选择素、素、细胞胞间粘粘附分子、血管附分子、血管细胞粘附分子及血小板内皮胞粘附分子及血小板内皮细胞胞粘附分子等。在粘附分子等。在维持持细胞胞结构完整和构完整和细胞信号胞信号转导中起重要作用。中起重要作用。29.白白细胞胞组织浸浸润的机制的机制趋化（化（PAF、LTs）粘附粘附初始粘附初始粘附牢固粘附牢固粘附定位定位释放放组织持持续的缺血缺氧的缺血缺氧CAMs CAMs 上上调30.（二）（二）VECVEC与中性粒与中性粒细胞介胞介导的缺血的缺血-再灌注再灌注损伤1.微血管微血管损伤 表表现：无复流无复流现象（象（no-reflow phenomenon）：在再：在再 灌注灌注时放开放开结扎扎动脉，重新恢复血流，部分缺脉，重新恢复血流，部分缺 血区并不能得到充分的血液灌流的血区并不能得到充分的血液灌流的现象。象。机制：机制：（1）微血管血液流）微血管血液流变学改学改变：白：白细胞粘附胞粘附（2）微血管口径改）微血管口径改变：内皮：内皮肿胀；缩血管物血管物质的的释放放（3）微血管通透性增高）微血管通透性增高2.组织细胞胞损伤激活的激活的VEC和和N可可释放大量生物活性物放大量生物活性物质 如如FRFR、蛋白、蛋白酶、细胞因子胞因子31.第三第三节 机体的功能及代机体的功能及代谢变化化一、一、心肌缺血心肌缺血-再灌注再灌注损伤的的变化化（一）心功能（一）心功能变化化1.再灌注性心律失常再灌注性心律失常 特点特点：室性心律失常室性心律失常为主主电生理改生理改变：EP 兴奋性、性、传导性性ECG改改变：缺血缺血心肌心肌对应部位部位ST段抬高，段抬高，R波振幅波振幅 再灌再灌使使R波振幅迅速波振幅迅速，ST段高度恢复原段高度恢复原 水平，水平，Q波出波出现 心律失常心律失常32.影响因素：影响因素：u 缺血缺血时间u 缺血心肌的数量缺血心肌的数量u 缺血的程度缺血的程度u 再灌注血流速度及再灌注血流速度及电解解质紊乱情况紊乱情况发生机制：生机制：p 缺血心肌与正常心肌之缺血心肌与正常心肌之间传导性和不性和不应期差期差 异，异，易形成易形成兴奋折返折返p -R对CA反反应性性、自律性、自律性、室、室颤阈p KATP激活，心肌激活，心肌电解解质紊乱紊乱33.2.心肌舒心肌舒缩功能功能：CO，LVEDP dp/dtmax 心肌心肌顿抑抑myocardial stunning，又称，又称迟呆心肌呆心肌 指心肌短指心肌短时间缺血后恢复再灌一段缺血后恢复再灌一段时间内心肌出内心肌出现的的可逆性可逆性收收缩功能降低的功能降低的现象。象。自由基的作用自由基的作用和和钙超超载是心肌是心肌顿抑的主要机制抑的主要机制MIRMIR除心功能低下外，除心功能低下外，还可可发生微血管生微血管迟呆呆（microvascular stnning)microvascular stnning)34.（二）（二）心肌代心肌代谢变化：化：ATP及及CP减少减少,核苷酸核苷酸类物物质下降下降.（三）心肌超微（三）心肌超微结构构变化化 肌肌纤维孪缩,严重重时有有收收缩带形形成成,肌肌丝断断裂裂,溶溶解解;线粒体粒体损伤(空泡形成空泡形成,嵴肿胀,断裂断裂,溶解等溶解等.)二、二、脑缺血缺血-再灌注再灌注损伤的的变化化 （一）能量代（一）能量代谢障碍障碍1.ATP CP G 糖原糖原乳酸乳酸2.cAMP cGMP磷脂磷脂酶激活激活游离脂肪酸增加游离脂肪酸增加.氨基酸代氨基酸代谢有明有明显变化：化：兴奋性性 抑制性抑制性 （二）（二）脑结构构变化化 脑水水肿,脑细胞坏死胞坏死.脂脂质过氧化氧化35.第四第四节 防治原防治原则1 尽早恢复血流尽早恢复血流、控制再灌注条件控制再灌注条件 低低压、低流、低温、低、低流、低温、低PH、低、低钠、低低钙2 改善缺血改善缺血组织的代的代谢 补充糖酵解底物：葡萄糖、充糖酵解底物：葡萄糖、ATP 氢醌、CytC3 清除自由基清除自由基（1）低分子清除）低分子清除剂:VitE VitA VitC 半胱氨酸半胱氨酸GSH和和 NADPH等。等。36.（2）酶性清除性清除剂：SOD CAT。CAT能清除能清除H2O2，SOD能岐化能岐化O-2。4 减减轻钙超超载 Ca2+离子阻断离子阻断剂 5 其他其他 内外源性内外源性细胞保胞保护剂 IPC、药物物预处理等理等37.复复习思考思考题名名词解解释：缺血缺血-再灌注再灌注损伤、钙反常反常、Oxygen paradoxpH反常反常、Free radical、活性氧、粘附分子、活性氧、粘附分子心肌心肌顿抑、抑、钙超超载、no-reflow phenomenon再灌注性心律失常再灌注性心律失常 1.缺血再灌注缺血再灌注时氧自由基生成增多的机制是什么？氧自由基生成增多的机制是什么？2.简述自由基的述自由基的损伤作用。作用。3.论述缺血述缺血-再灌注再灌注损伤细胞内胞内Ca2+超超载的机制？的机制？4.灌注灌注损伤时氧自由基的增多与氧自由基的增多与钙超超载的关系如何？的关系如何？38.后面内容直接删除就行资料可以编辑修改使用资料可以编辑修改使用39.主要经营：网络软件设计、图文设计制作、发布广告等公司秉着以优质的服务对待每一位客户，做到让客户满意！40.致力于数据挖掘，合同简历、论文写作、PPT设计、计划书、策划案、学习课件、各类模板等方方面面，打造全网一站式需求41.感感谢您的您的观看和下看和下载The user can demonstrate on a projector or computer,or print the presentation and make it into a film to be used in a wider field42.