心肌缺血再灌注
缺血再灌注-new
一、自由基的作用
第二节 发生机制
（一）概念与分类 自由基（free radical） ——外层轨道上具有单个不配对电子的原子、
原子团和分子的总称。 分类 （1） 氧自由基( oxygen free radical OFR) 概念：由氧诱发的自由基。 - ）羟自由基（OH· 种类：超氧阴离子（O· ） 2
二 缺血-再灌注损伤的原因和条件
（一）原因 ——— 在组织器官缺血基础上的血液再灌 注。
1、 组织器官缺血后恢复血液供应： 如休克，冠状动脉痉孪的缓解， 2、血管再通术后：冠脉搭桥术，PTCA，溶栓疗法等, 3、其他：断肢再植，器官移植.
（二）影响因素
1 2 3 4 缺血时间 侧枝循环 需氧程度 再灌注条件
· 4.破坏细胞间基质 自由基可使透明质酸降解、胶原蛋白发生交联 细胞间基质变得疏松
二、 钙超载（calcium overload）
各种原因引起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。 正常:细胞外[Ca2+] 10-3mol/L 细胞内[Ca2+] 10-7mol/L 细胞外[Ca2+] 是细胞内[Ca2+] 10000倍 依赖ATP的钙泵 维 细胞膜 钠钾泵 持 + 2+ Na -Ca 交换系统 因 肌浆网（SR） 素 细胞内 钙结合蛋白（CaBP) 线粒体摄取
缺血时 H+↑
H+
H+↑
K+ Na+
Ca2+↑
Ca2+
Na+↑ Na+
再灌时 H+↓ 3Na+
（3）PKC间接激活Na+-Ca2+交换蛋白
心肌缺血再灌注损伤介绍和实验设计
心肌缺血再灌注损伤介绍和实验设计Ⅰ.心肌缺血再灌注损伤：它是指缺血心肌组织恢复血流灌注时，导致再灌注区心肌细胞及局部血管网显著的病理生理变化，这些变化共同作用可促使进一步的组织损伤。
那这里的关键词就是缺血心肌组织。
那为什么会产生缺血的心肌组织呢？这就与临床上的疾病有关了。
一些心脏疾病，比如急性心肌梗死、冠心病等他们会使心脏发生缺血的症状，其基本的生理过程就是心肌缺血。
Ⅱ.心肌缺血的危害：心肌缺血：指单位时间内的冠脉血流量减少，供给组织的氧量也减少，缺血必定存在缺氧表明缺血缺氧。
心肌缺血比单纯性心肌缺氧无血流障碍要严重，因为前者除了缺氧的影响之外，缺血组织也不能获得足够的营养物质又不能及时清除各种代谢产物带来的有害影响。
一、心肌缺血的原因主要分为两种情况：1是冠脉血流量的绝对不足。
这种情况是由自身疾病产生的，主要包括冠状动脉阻塞，冠状动脉痉挛。
2是冠脉血流量的相对不足：包括供氧降低或耗氧增加，比如高原高空或通风不良的矿井吸入氧减少；肺通气或换气功能障碍，可致血氧含量降低红细胞数量和血红蛋白含量减少等。
二、缺血对心肌的危害主要包括以下几个方面：1是心肌收缩能力降低。
2是导致心肌舒张功能降低。
3是心肌组织的血流动力学发生改变，比如说血流的阻力增加等。
4是心肌电生理的变化，比如说静息点位降低，传导速度减慢；室颤阈降低等。
5是导致心肌形态学的改变。
当然还有其他的危害，在这里就不一一列举了。
由于心肌缺血存在这么多的危害，临床上针对这一疾病采取了再灌注治疗方法，但随之而来的又是另外一个临床问题：缺血再灌注损伤。
下面具体介绍一下心肌缺血再灌注损伤。
心肌缺血再灌注损伤英文缩写为MIRI，最早由詹宁斯等于1960年提出，发现其临床表现为再灌注心律失常、心肌顿抑、心肌能量代谢障碍等现象。
随后又有学者在临床手术中也证实了这一观点，发现在冠脉搭桥术完成后，心肌坏死进一步加重的现象。
接着布朗沃尔德教授在1985年提出了这样一个观点：心肌再灌注是一把双刃剑，既可以损伤心肌也能保护心肌。
缺血再灌注损伤
（三）OFR的损伤作用 OFR的损伤作用
生物膜脂质过氧化（ 1、生物膜脂质过氧化（lipid peroxidation) 增强 （1）破坏膜的正常结构及功能 ） （2）间接抑制膜蛋白功能 ） 3）促进OFR及其它生物活性物生成 （3）促进OFR及其它生物活性物生成 （4）减少ATP生成 ）减少 生成
（二）影响因素
1、 缺血时间 过长过短都不易发生 不同动物不同器官差异 、 缺血时间: 过长过短都不易发生;不同动物不同器官差异 2、 侧枝循环 易形成者不易发生 、 侧枝循环: 3、 需氧程度 心\脑易发生 、 需氧程度: 脑易发生 4、 再灌注条件 高温 高压 高钠 高钙可诱发 高压\高钠 、 再灌注条件: 高温\高压 高钠\高钙可诱发
间接激活Na （3）PKC间接激活 +-Ca2+交换蛋白 ） 间接激活
肾上腺素能受体激活G蛋白 如α1肾上腺素能受体激活 蛋白 肾上腺素能受体激活 蛋白-PLC →H /Na +交换激活
+
2. 生物膜损伤
（1）细胞膜损伤 → 钙内流↑ ） 钙内流↑ 膜屏障作用↓ 膜屏障作用↓ Ca2+激活磷脂酶，使膜磷脂分解 激活磷脂酶， FR使细胞膜脂质过氧化 使细胞膜脂质过氧化 （2）线粒体受损 → ATP↓ ） ↓ （3）肌浆网膜受损 → 摄取钙↓ ） 摄取钙↓
黄嘌呤氧化酶（XO） 1 黄嘌呤氧化酶（XO）的形成增多
XO的作用： 的作用： 的作用 次黄嘌呤+O 次黄嘌呤 2
黄嘌呤+ 黄嘌呤 O·-2 +H2O2 ↓XO 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 OH· 次黄嘌呤 O2 XO
缺血-再灌注损伤
机制:
内皮素 （ET） ↑ 一氧化氮（NO）↓
血栓素A2（TXA2）↑
前列环素（PGI2）↓
后果:
有助于无复流现象的发生，加重组织损伤
（3）微血管通透性增高
机制：可能与白细胞释放的某些炎性介质有关
后果：①引发组织水肿
②导致血液浓缩，有助于形成无复流现象
③有利于中性粒细胞从血管内游走到细胞间隙，
直接释放细胞因子造成组织细胞的损伤
(三)心肌超微结构变化
肌原纤维结构破坏 (出现严重收缩带、肌丝断裂、溶解) 线粒体损伤 (极度肿胀、嵴断裂、溶解，空泡形成、 基质内致密物增多)
台湾野柳公园蘑菇石
二、脑缺血-再灌注损伤的变化 (一)脑能量代谢变化
ATP等均在短时间内减少 cAMP含量增加
cGMP含量下降
（二）脑氨基酸代谢变化
诊断: 心肌梗塞 问题:
1、为什么在溶栓后出现严重的心律失常?
2、如何防治？
台湾阿里山
3、核酸及染色体破坏 染色体畸变
核酸碱基改变
DNA断裂
（四）判断指标
O2-、OH· 1O2、H2O2 、
XO
MDA ( LPO )
SOD、CAT、GSH-PX VitC、VitE、 VitA
台东八仙台
二、钙超载
（一）钙超载的概念
钙超负荷
calcium overload CO
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
膜磷脂降解→线粒体膜受损→ATP生成↓→细胞膜、 肌浆网Ca2+ 泵功能障碍→胞浆Ca2+↑
（三）钙超载引起缺血-再灌注损伤的机制
1、激活XO→OFR生成↑ 2、激活ATP酶→加重细胞内酸中毒 3、激活PL→膜磷脂降解→直接造成生物膜受损
心肌缺血再灌注损伤介绍和实验设计
01.心肌缺血再灌注损伤相关介绍
心肌缺血再灌注损伤（myocardial ischemia reperfusion injury，MIRI）
1.最早由Jennings等于1960年提出，发现其临床表现为再灌注后缺血的 心肌出现再灌注心律失常、心肌顿抑、心肌能量代谢障碍、超微结构的 变化及内皮和微血管功能障碍相关的无复流等现象。 2.1967年Bulkey和Hutchins也发现在冠脉搭桥术完成血管重建后，心肌却 发生了与手术相关的坏死进一步加重的现象。 3. Braunwald教授在1985年J Lin Invest杂志中提出心肌再灌注是双刃剑 的观点，心肌再灌注既可以损伤心肌也能保护心肌。
心肌缺血再灌注损伤相关介绍和实验设计
目录
01 心肌缺血再灌注损伤相关介绍 02 心肌缺血再灌注损伤实验设计
01.心肌缺血再灌注损伤相关介绍
心肌缺血再灌注损伤：缺血心肌组织恢复血流灌注时，导致再灌注 区心肌细胞及局部血管网显著的病理生理变化，这些变化共同作用 可促使进一步的组织损伤。
临床疾病：急性心肌梗死、冠心病等 其基本的生理过程就是心肌缺血
01.心肌缺血再灌注损伤相关介绍
心肌缺血：指单位时间内的冠脉血流量减少，供给组织的氧量也减 少，缺血必定存在缺氧表明缺血缺氧。
一、心肌缺血的原因 1.冠脉血流量的绝对不足：冠状动脉阻塞，冠状动脉痉挛 2.冠脉血流量的相对不足：供氧降低或耗氧增加；肺通气或换气功 能障碍等 二、缺血对心肌的影响 1.心肌收缩能力降低 2.心肌舒张功能降低 3.血流动力学发生改变 4.心肌电生理的变化 5.心肌形态学的改变
1.控制性再灌注（Controlled reperfusion） 2.缺血预处理（ischemic preconditioning，IPC） 3.再灌注缺血后处理 （ischemic postconditioning，I-postC) 4.远隔预适应（remotechemicis-preconditioning，RIPC） 5.药理性后处理（Pharmacological postconditioning）
心肌缺血再灌注损伤的研究新进展
心肌缺血再灌注损伤的研究新进展心肌缺血再灌注损伤是指心肌在短暂缺血后重新获得血液供应时，反而加重心肌损伤的过程。
近年来，随着相关研究的深入，人们对心肌缺血再灌注损伤的认识不断加深，也为寻求有效的治疗方法提供了新的思路。
在以往的研究中，心肌缺血再灌注损伤的机制主要包括氧化应激、钙离子超载、炎症反应等。
其中，氧化应激是最为重要的一个环节，自由基的过度产生和清除失衡会导致心肌细胞的进一步损伤。
另一方面，钙离子超载也会导致心肌细胞死亡，而在再灌注过程中炎症反应的加剧也会加重心肌损伤。
针对这些机制，临床上已经开展了一系列治疗措施，如缺血预处理、远程缺血预处理、药物干预等。
其中，缺血预处理和远程缺血预处理可以有效地减少心肌细胞的死亡，而药物干预则可以通过调节炎症反应、清除自由基等方式减轻心肌损伤。
随着研究的不断推进，干细胞修复和新技术的应用为心肌缺血再灌注损伤的治疗提供了新的可能性。
干细胞修复是指利用干细胞的分化能力，将干细胞移植到受损的心肌组织中，以替代受损的心肌细胞。
新技术的应用则包括基因治疗、细胞治疗、纳米技术等，这些技术可以更加精准地调控细胞的生长和分化，为心肌损伤的治疗提供了新的途径。
尽管已经取得了一定的研究成果，但是心肌缺血再灌注损伤的治疗仍然面临许多挑战。
如何确保干细胞在心肌组织中的生长和分化是一个亟待解决的问题。
新技术的应用尚处于初步阶段，其长期效果和安全性需要进一步验证。
如何在临床实践中将这些治疗方法与传统的冠心病治疗方法相结合，以提高患者的生存率和生活质量，也是未来研究的重要方向。
心肌缺血再灌注损伤的研究新进展为冠心病的治疗提供了新的思路和方法。
然而，仍需要更多的研究来明确其机制和治疗方法。
通过深入探讨心肌缺血再灌注损伤的机制，我们可以更精准地制定出有效的治疗方案。
同时，随着新技术的不断发展，相信未来会有更多创新的治疗方法问世，为心肌缺血再灌注损伤患者带来希望。
在未来的研究中，我们还需要以下几个方面：深入探讨干细胞修复和新技术治疗心肌缺血再灌注损伤的机制，以期发现更为有效的治疗方法。
心肌再灌注心电图
(4)再灌注的血流速度：当血流速 度快，冲洗作用强时，发生率高。
(5)再灌注区功能可恢复的心肌细 胞数量：数量越大发生率越高。
2．心肌再灌注损伤性与有效性心电 图的比较
心肌再灌注损伤性与有效性心电图分 别有各自的特点，两者的比较见表。
再灌注损伤性有效性与心电图的比较
发生率
原来伴发的症 状
心率失常的发 生
高的ST段迅速回落(图2)，即再灌 注治疗开始后2h内或相隔30min， 抬高的sT段回降≥50％。
图2 心肌再灌注有效性心电图：PCI使抬高的ST段迅速回降
再灌注治疗后ST段回降>2mm,或再灌 注治疗3h内，下壁导联抬高的ST段下降 >25％都属于sT段迅速回降。对少数病 人，及时有效的再灌注性治疗后，ST段 无变化或再抬高，属于再灌注性损伤。
心电图改变
有效性心电图表现 损伤性心电图表现
多见
相对少见
缓解ห้องสมุดไป่ตู้
不缓解或加重
相对少见
相对多见
QRS波(Q波) ST段 T波
可使Q波出现减少 抬高的ST段明显回降 T波倒置或演变加速
影响较小 ST段抬高或不变 影响较小
再灌注治疗后ST段再抬高 >0．1mV时即为ST段的再抬高，这种 再抬高持续的时间可能很短(<60min)。 当sT再抬高持续时间>60min时，称为 持续性ST段再抬高(图9)。
图9 心肌再灌注损伤性心电图：PCI引起抬高的ST段一过性再抬高
再灌注治疗后ST段的再次抬高提示： 再灌注治疗前心肌的缺血损伤可能已接 近不可逆性损伤，而新发生的再灌注性 损伤又进一步加重损伤的程度，使心梗 的范围扩大。这些患者心肌梗死的范围 可能较大，程度较重，侧支循环差(85 ％的病人无侧支循环)。
心肌缺血和缺血再灌注损伤课件
心肌缺血和缺血/再灌注损伤
心肌缺血
是指单位时间内的冠脉血流量减少，供给 组织的氧量也减少
缺血必定存在缺氧，表明缺血缺氧两者在 概念上并不完全等同，在后果上也有一定 的区别
心肌缺血比单纯性心肌缺氧要严重，因为 前者除了缺氧的影响之外，缺血组织也不 能获得足够的营养物质，又不能及时清除 各种代谢各种代谢产物带来的有害影响
心肌缺血和缺血/再灌注损伤
冠脉流量绝对不足
内皮细胞功能的异常：ACh可使动脉舒张，舒张程度与 ACh浓度成正比；但若剥离了内膜，ACh呈现完全相反的 作用，冠脉特别是大冠脉在正常时和病理情况下对神经和 体液刺激的反应不同。麦角新碱是诱发冠脉痉挛的最有力 物质。但麦角新碱并不引起正常的冠脉痉挛，它可使病变 和狭窄的冠脉痉挛，且有剂量依赖性。扩张正常犬胃引起 大冠脉舒张；但狭窄冠脉时，扩张胃却引起冠脉收缩。正 常情况下，TXA2与PGI2保持动态平衡，粥样硬化和损伤 的血管，其内皮细胞受损，PGI2减少，而TXA2生成增多， 导致血小板聚集和血管收缩
心肌缺血和缺血/再灌注损伤
血小板功能和血液流变学的变化
血液流经冠脉狭窄处，横截面积小，血流速度快， 因血流速度和横截面积成反比，而在狭窄远端的 血流速度减慢，易形成涡流，血小板流向血管壁 的边缘，增加血小板的粘着与聚集性，TXA2也增 加，易形成血栓，血栓形成使局部血液中血小板 数量和纤维蛋白量减少，可使脾收缩释放血小板， 肝代偿性合成纤维蛋白。血小板的粘着和聚集， 堵塞狭窄部位，释放TXA2收缩血管，使冠脉阻力 增加，当血栓阻塞冠脉的分支时，可造成心肌梗 死或心源性猝死
心肌缺血和缺血/再灌注损伤
缺血对心肌的影响
心肌收缩能力的降低 心肌舒张功能降低 血流动力学的改变 心肌电生理的变化 血小板功能和血液流变学的变化 缺血对心肌代谢的影响 心肌形态学的改变 心肌缺血的分布和演变
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大鼠心肌缺血/再灌注损伤
【实验目的】 1.复制大鼠在体与离体心肌缺血/再灌注损伤模型；
2.观察缺血/再灌注过程中心功能的变化
【实验动物】成年Wistar 大鼠（体重200－300g）
【仪器药品】
电子天平，肾形盘，动物呼吸机，BL-420F记录装置，眼科开睑器，微血管钳，组织镊，眼科镊，组织剪，眼科剪，眼科止血钳，止血钳，动脉夹，眼科缝合针，1号及00缝合线。
Langedroff灌流装置。
20%乌拉坦，1ml注射器，5ml 注射器，纱布块
实验1 在体模型
【实验步骤】
1.实验采用体重200-300ｇ健康雄性Wistar大鼠，20%乌拉坦腹腔注射麻醉（0.5ml/100g）；
2.颈胸部备皮及手术，分离气管及右侧颈总动脉
3.气管插管连接呼吸机（呼吸肌参数：潮气量9ml，呼吸比=3:2，呼吸频率55~60）
4.经右侧颈总动脉逆行插管至左心室, 再经BL-420F软件输入计算机,（一通道描记心
电，（右上黄、右下黑、左下红）二通道描记心室内压，三通道描记微分）持续监测心脏左心室内压力及心电的变化情况
5. 沿胸骨左侧剪开2，3肋骨，开睑器开胸暴露心脏；寻找冠状动脉左前降支，穿线备
用;
6.采用结扎5min后再放开5min两次,造成缺血预处置；采用结扎30mim再放开30min
复制缺血/再灌注模型；
思考题：
1.如何判定缺血模型复制成功
2.如何判定有再灌注损伤发生
实验2 离体模型
【实验步骤】
(1) 大鼠称重，腹腔注射20%乌拉坦（0.5ml/100g）麻醉，仰卧固定于鼠板，上腹部及前胸部剪毛。
(2) 舌下/阴茎背静脉注入1%肝素（0.05ml/100g）后，切开胸腹部皮肤，用剪刀横行剪开腹腔，向上剪断隔膜，沿两侧肋骨向上平行剪开，翻起前胸壁，把心脏及胸膈周围的结缔组织拨到一侧，充分暴露心脏。
(3) 用镊子提起心脏根部，暴露出主动脉和肺动脉，在距主动脉起始部0.5cm处用手术剪切断血管，迅速取出心脏至于4℃生理盐水平皿中使之停搏。
(4) 经主动脉将心脏悬挂在灌流装置上，用丝线结扎固定，打开灌流液行逆向灌流，待心脏恢复自主跳动，小心减去心脏周围附着组织。
(5)用眼科剪剪去左心耳，通过左心耳经房室瓣插入左心室一乳胶球囊，球囊连接一个内充生理盐水的导管，导管经三通管和换能器与BL-420F连接。
(6) 在BL-420F仪的监测下，通过向球囊内注入一定量的生理盐水是左心室的舒张末压调整在0~10mmHg之间。
(7)连接心电导线，心尖、右心耳和地线，一通道设置记录，
(8) 预灌流10~20分钟，观察心率，二通道记录心室内压、三通道取微分记录±dp/dtmax 等心动指标，同时描记ECG，待上述各指标平衡后开始以下实验。
心肌缺血-再灌注损伤
(1) 心脏用正常灌流液预灌流15分钟后完全停灌40分钟，然后恢复灌流20分钟，观察心脏在正常，停灌初期和再灌期的心功能变化。
(2) 分别收集正常灌流时，再灌流后3分钟时的心脏冠脉流出液1ml，测定其中乳酸脱氢酶的活性。
思考题：
1.如何判定缺血模型复制成功
2.如何判定有再灌注损伤发生。