2019年第10章缺血再灌注损伤.ppt

钙超载引起再灌注损伤的可能机制
1、激活钙依赖性蛋白酶：XD XO, 促进FR的生成; 2、激活ATPase, ATP水解增加，细胞内酸中毒； 3、激活蛋白酶和磷脂酶---造成细胞损害； 4、激活核酶，引起染色体损伤； 5、损伤线粒体,ATP生成减少； 6、再灌注性心律失常：Na+/Ca2+交换，迟后除极; 7、肌原纤维过度收缩：
第一节 缺血—再灌注损伤原因和影响因素
一 原因 二 影响因素：
1、缺血时间 2、侧枝循环 3、需氧程度 4、再灌注条件 氧反常、钙反常、pH反常 低压、低流、低温、低pH、低钠、低钙
第二节 缺血—再灌注损伤的发生机制
根据大量实验与临床研究，目前对 再灌注损伤认为主要与自由基损伤 及钙超载有关;而微血管损伤和白细 胞激活在发病中起重要作用
一 自由基 (Free Radical)的作用
(一）自由基的概念、类型：
自由基(Free Radical) ：在外层电子轨道上有单个不配对电子的原子、原子 团和分
子的总称，如脂质FR(L·)、氯FR(Cl·)、甲基FR(CH3·)等。 1.氧自由基：由氧诱发的自由基
如：超氧阴离子（O
. 2
）
、羟自由基（OH·）
H2O
98％的氧通过线粒体细胞色素氧化酶系统获得4 个电子，
还原成水，1～2％经单电子还原生成O
. 2
，这是其它自
由基和活性氧产生的基础。
黄嘌呤氧化酶催化的反应是O
. 2
产生的另一重要来源
H2O2的生成：H2O2是一种氧化性很强的活性氧 体 内 多 数 情 况 下 经 超 氧 化 物 岐 化 酶 （ superoxide dismutase, SOD）发生歧化反应而生成
2. 抑制蛋白质的功能：巯基及氨基酸侧链氧化 蛋白质交联、酶活性受抑
3. 破坏核酸及染色体 主要表现为：碱基羟化、 DNA断裂，（脱氧核糖 转变为核糖 复制障碍）导致染色体畸变，
细胞死亡。这种作用80%为OH·所致
二、钙超载 （calcium overload)
氧反常、钙反常、pH反常均可见细胞内钙浓度 增加，形成钙超载。 细胞内钙浓度与细胞受损程度成正相关 钙超载（calcium overload）：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 代谢障碍的现象。 目前认为细胞内外钙平衡失调造成细胞内钙超负 荷的关键，主要原因是钙内流增加，而不是外流
H2O2+2GSH GSH-PX 2H2O+GSSG 2H2O2 CAT 2H2O+O2
XO在氧自由基生成增多中的作用
2.中性粒细胞的大量聚集和激活：
中性粒细胞激活时70－90％的氧经细胞内的NADPH氧化酶 和NADH氧化酶的作用形成氧自由基，用于杀灭病原微生物
缺血 细胞膜损伤 粒细胞聚集、激活 著增加 呼吸爆发）
（三）自由基的损伤作用
1.细胞膜脂质过氧化（lipid peroxidation): 膜磷脂双键被氧化
a.细胞膜流动性下降，通透性增加； b.间接抑制膜蛋白功能：钠钾ATP酶、细胞信
号转导； c.激活磷脂酶C、D，促进自由基及其它生物活
性物质（PG、LTs、TX）生成 d.减少ATP生成：线粒体膜脂质过氧化
释放趋化因子和炎症介质 中性 释放大量氧自由基（此时氧耗量显
3. 线粒体功能受损
缺氧 ATP减少 线粒体Ca 2+超载 线粒体功能受损 细胞色素氧化酶系统功能失调 经单电子还原生成的氧自由基增多 经4电子还原形成的水减少过量的儿茶酚胺尤其是其氧化产物，可产生 具有细胞毒性的氧自由基；
单线态氧（1O2） 等
活性氧（reactive oxygen)：由氧形成的，化学性质较基态氧活泼的氧代谢物
质，如1O2 、H2O2等。
2.脂性氧自由基：是氧自由基与多价不饱和脂肪酸作用生成的 中间代谢产物 如：LO . , LOO .
O2
e-
O
.
2
e-/2H+ H2O2 e-/H+ OH . e-/H+ H2O .
（二）生物膜损伤，钙通透性增强：
细胞膜损伤： 外板和糖被分离→ Ca 2+ ↑ Ca 2+激活磷脂酶，膜磷脂降解，膜通透性↑ 自由基损伤→膜通透性
线粒体、肌浆网损伤： 线粒体损伤，ATP生成减少，线粒体及肌浆网 膜上钙泵 失活，钙的摄取下降； 钠泵功能障碍使细胞内Na+增多， Na+—Ca 2+交换增强；
3、PKC活化 → Na+—Ca 2+交换↑
α1受体激活→蛋白Gq 磷脂酶C PIP2 分解 →IP3 ↑ 、DG ↑
IP3 ↑ → Ca 2+释放
DG ↑ →PKC激活→Ｈ＋—Na+交换↑ → Na+—Ca 2+交换
β受体激活： ATP→cAMP ↑ → L-钙通道开放
PKC活化 → Na+—Ca 2+交换↑
减少。
内外浓度差：1万倍
细胞内钙代谢
细胞内钙代谢：
钙超载的发生机制
（一）Na+—Ca 2+交换增加：(主要机制)
1.缺血→细胞内ATP↓→ 钠泵失活→ Na+↑再灌 注后恢复能量供应→ Na+—Ca 2+交换↑
2.缺血缺氧 细胞内酸中毒 Ｈ＋增加
再灌注时细胞内外形成pH梯度差，激活Ｈ＋ —Na+交换↑
OH·是最活跃最强力的氧自由基
Haber—Weiss 反 应 ： O2- 和 歧 化 物 H2O2 相 互 作 用 产 生 OH·的反应。（慢）
Fenton反应: Fe3+或Cu2+离子催化的Haber—Weiss 反应。（快）
机体内抗氧化酶类： 超氧化物歧化酶（superoxide dismutase, SOD ）； 谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase, GSH-PX ） 过氧化氢酶（catalase, CAT ）
缺血—再灌注损伤
Ischemia-Reperfusion Injury
缺血—再灌注损伤
经过一定时间缺血的组织器官的功能和 结构,在得到血液再灌注时出现了明显的 障碍,甚至发生了不可逆的损伤变化,这种 现象称为缺血—再灌注损伤（ischemiareperfusion injury） 由此引起的临床疾病称再灌注综合征 (reperfusion syndrome) 机体的许多器官都可发生再灌注损伤。 其中对心脏的研究较多。