病理生理学缺血再灌注损伤必看ppt.ppt

1 1缺血缺血缺血缺血-再灌注损伤再灌注损伤再灌注损伤再灌注损伤2 2q 概念概念q 原因及条件原因及条件q 发生机制发生机制q 功能代谢变化功能代谢变化q 防治的病生基础防治的病生基础缺血缺血-再灌注损伤再灌注损伤3 3概念概念v缺血缺血-再灌注损伤再灌注损伤 (ischemia-reperfusion injury)ischemiainjury 组织器组织器官缺血官缺血结构受损结构受损功能障碍功能障碍结构修复结构修复功能恢复功能恢复恢复血恢复血流灌注流灌注4 4概念概念v缺血缺血-再灌注损伤再灌注损伤 (ischemia-reperfusion injury)ischemiainjury 组织器组织器官缺血官缺血结构受损结构受损功能障碍功能障碍结构功能结构功能损伤加重损伤加重恢复血恢复血流灌注流灌注reperfusion injury 5 5概念概念v缺血缺血-再灌注损伤再灌注损伤 (ischemia-reperfusion injury)缺血的组织器官恢复血液灌注后，损缺血的组织器官恢复血液灌注后，损伤不但没恢复反而进一步加重的现象伤不但没恢复反而进一步加重的现象6 6概念概念v缺血缺血-再灌注损伤再灌注损伤 (ischemia-reperfusion injury)缺血缺血的组织器官的组织器官恢复血液灌注后恢复血液灌注后，损损伤不但没恢复反而伤不但没恢复反而进一步加重进一步加重的现象的现象*反常现象反常现象7 7v氧反常氧反常（oxygen paradox）低氧液低氧液损伤损伤灌流灌流含氧液灌流含氧液灌流损伤加重损伤加重8 8v钙反常钙反常（calcium paradox）无钙液无钙液损伤损伤灌流灌流富钙液灌流富钙液灌流损伤加重损伤加重9 9vpH反常反常（pH paradox）迅速纠正缺血迅速纠正缺血组织的酸中毒组织的酸中毒组织损组织损伤加重伤加重1010概念概念v ischemia-reperfusion injuryv pH paradoxv oxygen paradoxv calcium paradox1111原因及条件原因及条件休克和休克和DIC时疏通微循环时疏通微循环心脏骤停后的心、肺、脑复苏心脏骤停后的心、肺、脑复苏体外循环下心脏手术体外循环下心脏手术器官移植及断肢再植器官移植及断肢再植冠状动脉阻塞后再通冠状动脉阻塞后再通动脉搭桥术、溶栓疗法动脉搭桥术、溶栓疗法原因原因*各种原因引起缺血后再灌注各种原因引起缺血后再灌注1212原因及条件原因及条件 缺血时间缺血时间条件条件*高压高压、高温、高温、高、高pH、高钠、高钠、高钙高钙 侧支循环侧支循环 需氧程度需氧程度 再灌注条件再灌注条件1313发生机制发生机制v 自由基的作用自由基的作用v 细胞内钙超载细胞内钙超载v 白细胞的作用白细胞的作用1414自由基（自由基（free radical）自由基的概念与分类自由基的概念与分类v 自由基的作用自由基的作用外层电子轨道上外层电子轨道上有单个不配有单个不配对电子对电子的原子、原子团和分的原子、原子团和分子的总称。子的总称。1515自由基（自由基（free radical）自由基的概念与分类自由基的概念与分类v 自由基的作用自由基的作用L、LO 、LOO 脂性自由基：脂性自由基：Cl 、CH3 、NO 其他自由基：其他自由基：O2 、OH 氧自由基：氧自由基：1616自由基（自由基（free radical）自由基的概念与分类自由基的概念与分类v 自由基的作用自由基的作用L、LO 、LOO 脂性自由基：脂性自由基：Cl 、CH3 、NO 其他自由基：其他自由基：O2 、OH 氧自由基：氧自由基：1717自由基的概念与分类自由基的概念与分类v 自由基的作用自由基的作用1O2、H2O2、O2 、OH 活性氧活性氧(Reactive Oxygen Species,ROS)1818氧自由基的生成氧自由基的生成v 自由基的作用自由基的作用e_O2O2e_+2H+H2O2O2SODOH e_+H+H2OH2O2Fe2+/Fe3+?1919氧自由基生成氧自由基生成增多增多的机制的机制v 自由基的作用自由基的作用黄嘌呤脱氢酶（黄嘌呤脱氢酶（XDXD）黄嘌呤氧化酶（黄嘌呤氧化酶（XOXO）90%90%10%10%Ca 2+依赖性蛋白水解酶依赖性蛋白水解酶1.黄嘌呤氧化酶形成增多黄嘌呤氧化酶形成增多2020黄嘌呤黄嘌呤尿酸尿酸Ca 2+缺血缺血XDXOATP分解分解次黄嘌呤次黄嘌呤 缺血缺血O2再灌注再灌注O2 、H2O22121黄嘌呤黄嘌呤尿酸尿酸Ca 2+缺血缺血XDXOATP分解分解次黄嘌呤次黄嘌呤 缺血缺血O2再灌注再灌注O2 、H2O222221.黄嘌呤氧化酶形成增多黄嘌呤氧化酶形成增多v 自由基的作用自由基的作用2.中性粒细胞产自由基增多中性粒细胞产自由基增多氧自由基生成氧自由基生成增多增多的机制的机制2323 NADPH NADH氧化酶氧化酶氧自由基释放氧自由基释放中性粒细胞中性粒细胞耗氧量增加耗氧量增加2424补体和趋化因子补体和趋化因子 NADPH NADH氧化酶氧化酶氧自由基释放氧自由基释放 耗氧量明显增加耗氧量明显增加吸引和激活吸引和激活中性粒细胞中性粒细胞 组织缺血组织缺血再灌再灌O2respiratoryburst25251.黄嘌呤氧化酶形成增多黄嘌呤氧化酶形成增多v 自由基的作用自由基的作用2.中性粒细胞产自由基增多中性粒细胞产自由基增多3.线粒体功能受损线粒体功能受损氧自由基生成氧自由基生成增多增多的机制的机制2626O2再灌注再灌注e_O2 细胞色素氧化细胞色素氧化酶系功能失调酶系功能失调线粒体线粒体Ca2+组织缺血组织缺血27271.黄嘌呤氧化酶形成增多黄嘌呤氧化酶形成增多v 自由基的作用自由基的作用2.中性粒细胞产自由基增多中性粒细胞产自由基增多3.线粒体功能受损线粒体功能受损4.儿茶酚胺增加和氧化儿茶酚胺增加和氧化O2 氧自由基生成氧自由基生成增多增多的机制的机制2828膜膜脂质过氧化增强脂质过氧化增强自由基的损伤作用自由基的损伤作用v 自由基的作用自由基的作用自由基同膜脂质不饱和脂肪自由基同膜脂质不饱和脂肪酸发生的链式氧化反应酸发生的链式氧化反应膜膜脂质过氧化脂质过氧化(lipid peroxidation)2929-SHHS-SHHS-CHCH3 3-S-S-跨膜跨膜gp膜表面膜表面P自由基自由基L-P交联交联磷脂磷脂脂质脂质交联交联脂肪酸脂肪酸氧化氧化OHOHOHOHHOOHOOOHOHHOHOOHOHOOHOOHCHCH3 3-S-S-HOOHOOHOHO-S-S-S-S-O3030破坏膜的正常结构破坏膜的正常结构抑制膜离子泵功能抑制膜离子泵功能引起细胞信号转导功能障碍引起细胞信号转导功能障碍促进自由基及活性物质促进自由基及活性物质生成生成线粒体受损线粒体受损膜膜脂质过氧化增强脂质过氧化增强自由基的损伤作用自由基的损伤作用v 自由基的作用自由基的作用3131蛋白质功能抑制蛋白质功能抑制自由基的损伤作用自由基的损伤作用v 自由基的作用自由基的作用膜膜脂质过氧化增强脂质过氧化增强3232-SHHS-SHHS-CHCH3 3-S-S-氨基酸氨基酸氧化氧化跨膜跨膜gp膜表面膜表面P自由基自由基P交联交联磷脂磷脂OHOHOHOHHOOHOOOHOHHOHOOHOHOOHOOHCHCH3 3-S-S-HOOHOOHOHO-S-S-S-S-O3333蛋白质功能抑制蛋白质功能抑制核酸损伤核酸损伤自由基的损伤作用自由基的损伤作用v 自由基的作用自由基的作用DNA断裂、染色体畸变断裂、染色体畸变膜膜脂质过氧化增强脂质过氧化增强3434发生机制发生机制v 自由基的作用自由基的作用v 细胞内钙超载细胞内钙超载v 白细胞的作用白细胞的作用3535钙超载钙超载(calcium overload)v 细胞内钙超载细胞内钙超载细胞内细胞内Ca2+过量积聚过量积聚细胞结构损伤细胞结构损伤功能代谢障碍功能代谢障碍3636再灌引起钙超载的机制再灌引起钙超载的机制Na+/Ca2+交换异常交换异常v 细胞内钙超载细胞内钙超载3737 Ca2+3Na+正常正常Na+K+H+Na+3838 Ca2+3Na+组织缺血组织缺血 钠泵功能障碍钠泵功能障碍H+Na+Na+H+H+3939 Ca2+3Na+再灌注再灌注Na+/H+交换蛋白激活交换蛋白激活H+Na+Na+H+H+钠泵功能障碍钠泵功能障碍4040 Ca2+3Na+再灌注再灌注Na+/H+交换蛋白激活交换蛋白激活H+Na+Na+钠泵功能障碍钠泵功能障碍PKC活化激活活化激活Na+/H+细胞内细胞内Na+4141Na+Na+钠泵功能障碍钠泵功能障碍 Na+/H+交换蛋白激活交换蛋白激活 PKC活化激活活化激活Na+/H+细胞内细胞内Na+Ca2+H+Na+Na+/Ca2+交换交换蛋白激活蛋白激活再灌注再灌注4242再灌引起钙超载的机制再灌引起钙超载的机制 Na+/Ca2+交换异常交换异常v 细胞内钙超载细胞内钙超载 生物膜损伤生物膜损伤4343 Ca2+Ca2+ATP钙泵钙泵 Ca2+4444 细细胞膜损伤胞膜损伤 Ca2+ATP钙泵钙泵 Ca2+Ca2+膜通透膜通透性增高性增高Ca2+4545 Ca2+细细胞膜损伤胞膜损伤 线粒体及肌浆网线粒体及肌浆网膜损伤膜损伤 Ca2+ATP 钙泵钙泵 Ca2+膜通透膜通透性增高性增高Ca2+4646再灌引起钙超载的机制再灌引起钙超载的机制v 细胞内钙超载细胞内钙超载 Na+/Ca2+交换异常交换异常 生物膜损伤生物膜损伤钙超载钙超载4747 线粒体功能障碍线粒体功能障碍钙超载引起组织损伤的机制钙超载引起组织损伤的机制v 细胞内钙超载细胞内钙超载干扰氧化磷酸化干扰氧化磷酸化ATP生成减少生成减少 促进氧自由基生成促进氧自由基生成*激活激活Ca2+依赖性蛋白酶依赖性蛋白酶4848 线粒体功能障碍线粒体功能障碍钙超载引起组织损伤的机制钙超载引起组织损伤的机制v 细胞内钙超载细胞内钙超载 促进氧自由基生成促进氧自由基生成 激活多种磷脂酶激活多种磷脂酶胞膜结构破坏胞膜结构破坏产生化学介质产生化学介质花生四烯酸、溶血磷脂花生四烯酸、溶血磷脂4949 线粒体功能障碍线粒体功能障碍钙超载引起组织损伤的机制钙超载引起组织损伤的机制v 细胞内钙超载细胞内钙超载 促进氧自由基生成促进氧自由基生成 激活多种磷脂酶激活多种磷脂酶 加重酸中毒加重酸中毒*激活激活ATP酶酶水解高能磷酸盐水解高能磷酸盐5050发生机制发生机制v 自由基的作用自由基的作用v 细胞内钙超载细胞内钙超载v 白细胞的作用白细胞的作用5151缺血、再灌注缺血、再灌注内皮细胞内皮细胞白细胞激活白细胞激活粘附分子粘附分子 促进内皮细胞与促进内皮细胞与白细胞粘附、聚集白细胞粘附、聚集膜磷脂膜磷脂降解降解趋化趋化因子因子 v白细胞的作用白细胞的作用再灌注引起白细胞再灌注引起白细胞增多增多的机制的机制5252白细胞介导再灌注损伤的机制白细胞介导再灌注损伤的机制 血液流变学改变血液流变学改变微血管损伤微血管损伤 微血管口径变小微血管口径变小v白细胞的作用白细胞的作用内皮细胞损伤内皮细胞损伤 管腔狭窄管腔狭窄 缩血管物质增多缩血管物质增多舒血管物质减少舒血管物质减少血管收缩血管收缩5353白细胞介导再灌注损伤的机制白细胞介导再灌注损伤的机制 血液流变学改变血液流变学改变 血管通透性增加血管通透性增加微血管损伤微血管损伤 微血管口径变小微血管口径变小v白细胞的作用白细胞的作用无无 复复 流流 现现 象象no-reflow phenomenon5454组织细胞损伤组织细胞损伤微血管损伤微血管损伤*白白C和内皮和内皮C释放活性物质释放活性物质v白细胞的作用白细胞的作用自由基、蛋白酶和溶酶体酶等自由基、蛋白酶和溶酶体酶等白细胞介导再灌注损伤的机制白细胞介导再灌注损伤的机制5555机制小结机制小结钙超载钙超载白细胞的白细胞的激活激活自由基作用自由基作用缺血性损伤缺血性损伤再再灌灌注注再灌注损伤再灌注损伤5656功能代谢变化功能代谢变化局部组织器官功能代谢变化局部组织器官功能代谢变化防治防治结束结束最常发生的器官是心脏和脑最常发生的器官是心脏和脑5757功能代谢变化功能代谢变化v 心脏缺血心脏缺血-再灌注损伤的变化再灌注损伤的变化心功能变化心功能变化再灌注性再灌注性心律失常心律失常发生率约高达发生率约高达80%以室性以室性心律失常最多心律失常最多5858功能代谢变化功能代谢变化v 心脏缺血心脏缺血-再灌注损伤的变化再灌注损伤的变化心功能变化心功能变化再灌注性再灌注性心律失常心律失常心肌舒缩功能降低心肌舒缩功能降低*心肌顿抑心肌顿抑(myocardial stunning)再灌注后一定时间内心肌出现再灌注后一定时间内心肌出现的可逆性收缩功能降低的可逆性收缩功能降低5959功能代谢变化功能代谢变化v 心脏缺血心脏缺血-再灌注损伤的变化再灌注损伤的变化心功能变化心功能变化心肌能量代谢变化心肌能量代谢变化 ATP 心肌超微结构变化心肌超微结构变化基底膜部分缺失，质膜破坏，基底膜部分缺失，质膜破坏，肌原纤维结构破环，线粒体损伤肌原纤维结构破环，线粒体损伤6060功能代谢变化功能代谢变化v 脑缺血脑缺血-再灌注损伤的变化再灌注损伤的变化能量代谢变化能量代谢变化脂质过氧化反应导致能量生成障碍脂质过氧化反应导致能量生成障碍氨基酸代谢变化氨基酸代谢变化兴奋性氨基酸减少兴奋性氨基酸减少抑制性氨基酸增多抑制性氨基酸增多组织学变化组织学变化脑水肿和脑细胞坏死脑水肿和脑细胞坏死6161防治的病生基础防治的病生基础v减轻缺血损伤，控制再灌条件减轻缺血损伤，控制再灌条件低压、低流、低温、低低压、低流、低温、低pH、低钠、低钙、高钾灌注低钠、低钙、高钾灌注尽早恢复血流尽早恢复血流6262防治的病生基础防治的病生基础v清除自由基清除自由基脂质中：维生素脂质中：维生素E、A等等低分子自由基清除剂低分子自由基清除剂水相中：半胱氨酸、维生素水相中：半胱氨酸、维生素C、GSH、NADPH等等6363防治的病生基础防治的病生基础v清除自由基清除自由基低分子清除剂低分子清除剂酶性自由基清除剂酶性自由基清除剂SOD、CAT等等H2O2O2+O2._2H+O2._+SODCAT2H2O22H2OO2+6464防治的病生基础防治的病生基础v减轻细胞内钙超载减轻细胞内钙超载*应用钙拮抗剂应用钙拮抗剂维拉帕米维拉帕米6565防治的病生基础防治的病生基础v应用中性粒细胞抑制剂应用中性粒细胞抑制剂羟基脲羟基脲6666防治的病生基础防治的病生基础v其他其他细胞保护剂细胞保护剂 牛磺酸、金属硫蛋白牛磺酸、金属硫蛋白缺血预处理缺血预处理缺血后处理缺血后处理6767防治的病生基础防治的病生基础自学自学6868The end