2014肾缺血再灌注损伤
缺血再灌注损伤
缺血再灌注损伤
缺血再灌注损伤是一种常见而严重的疾病，其发生率和死亡率日益增加。
缺血再灌注损伤是指缺血情况下，组织再次被血液灌注时所引起的组织损伤。
这种损伤主要发生在心脏、肝脏、肾脏和大脑等器官中，严重时甚至会导致器官功能障碍和死亡。
缺血再灌注损伤的形成机制十分复杂。
一方面，血管内皮细胞和周围组织血管收缩后，血液无法到达组织细胞，从而导致局部缺血。
另一方面，当血液重新被灌注回组织细胞时，血管内皮细胞和周围组织会释放出大量的自由基和炎症因子，引起组织细胞的氧化损伤和炎症反应。
为了预防和治疗缺血再灌注损伤，目前的主要方法是采用抗氧化剂、炎症因子抑制剂、细胞凋亡抑制剂等药物，以及利用低温、缺氧等方法来减少缺血再灌注损伤的发生。
此外，合理的营养和运动也可以起到预防和治疗缺血再灌注损伤的作用。
总之，缺血再灌注损伤是一种十分严重的疾病，其发生机制十分复杂，需要多方面的方法来进行预防和治疗。
未来，随着医学技术的不断发展，相信我们一定可以更好地预防和治疗缺血再灌注损伤，为人类健康事业作出更大的贡献。
肾脏缺血再灌注损伤机制
肾脏缺血再灌注损伤机制一、前言肾脏是人体重要的器官之一，其主要功能为排泄代谢产物、维持电解质平衡和调节血压等。
然而，由于多种原因，如心血管疾病、肾脏疾病等，肾脏缺血再灌注损伤（ischemia-reperfusion injury, IRI）已成为临床常见的问题之一。
本文将从机制方面对肾脏缺血再灌注损伤进行详细探讨。
二、缺血再灌注损伤的定义缺血再灌注损伤是指在组织或器官发生缺血后再次供氧供血时所引起的一系列不可逆性或可逆性的生理和生化反应过程。
在临床上，IRI通常出现在器官移植、冠心病介入治疗、心脏手术等情况下。
三、IRI发生机制1. 缺氧引起能量代谢紊乱当组织或器官发生缺氧时，由于ATP生成减少，导致能量代谢紊乱。
此时，细胞内ATP水平降低会导致Na+/K+-ATP酶活性下降，细胞内钠离子增加，钙离子内流，从而引起细胞肿胀和膜损伤。
此外，缺氧还会导致线粒体功能障碍和ROS生成增加。
2. 再灌注引起氧化应激反应再灌注时，组织或器官会受到一系列的氧化应激反应影响。
再灌注后，由于氧供应恢复，线粒体内的呼吸链会被激活，从而产生一系列自由基（ROS）和活性氮（RNS）。
这些自由基和RNS可造成脂质过氧化、蛋白质氧化、DNA损伤等。
3. 炎症反应IRI也会导致炎症反应的发生。
在缺血时，组织或器官受到严重的缺血和低氧环境的影响，导致细胞死亡和坏死。
当再灌注时，坏死细胞释放出许多危险信号分子（DAMPs），如高迁移率族蛋白-1（HMGB-1）、热休克蛋白（HSPs）等，这些信号分子会激活免疫系统，从而引起炎症反应。
4. 凋亡和坏死IRI还会导致细胞凋亡和坏死。
在缺血时，细胞内ATP水平下降，导致凋亡抑制因子（IAPs）失活，从而导致凋亡的发生。
同时，在再灌注时，由于氧化应激和炎症反应的作用，细胞也会发生坏死。
四、IRI的影响因素1. 缺血时间缺血时间是影响IRI严重程度的重要因素。
一般来说，缺血时间越长，IRI越严重。
缺血再灌注损伤指标
缺血再灌注损伤指标介绍缺血再灌注损伤（Ischemia-Reperfusion Injury，简称IRI）是一种常见的生理现象，指的是在缺血（血液供应不足）阶段后重新灌注（血流恢复）时引发的组织损伤。
IRI对许多器官和组织都有影响，包括心脏、肾脏、肝脏等。
针对IRI的研究中，科学家们借助各种指标来评估组织损伤的程度和机制。
缺血再灌注损伤的机制缺血再灌注损伤的机制十分复杂，涉及多个细胞和分子水平的变化。
以下是一些常见的机制：1.缺氧损伤：缺血导致组织缺氧，细胞无法正常进行代谢活动，从而引发细胞死亡和组织功能障碍。
2.氧化应激：再灌注时，氧气迅速供应到缺血组织，产生大量自由氧化物，如过氧化氢和超氧自由基。
这些自由氧化物可以损害细胞膜、DNA、蛋白质等，进一步引发炎症反应和组织损伤。
3.炎症反应：缺血再灌注损伤会触发炎症反应，引发多种炎症细胞和炎症介质的释放。
这些炎症反应可以进一步增强组织损伤的程度。
4.钙离子失衡：缺血再灌注会导致细胞内外钙离子浓度失衡，进一步破坏细胞的正常功能。
5.细胞凋亡和坏死：缺血再灌注过程中，细胞可以选择性地发生凋亡（程序性细胞死亡）或坏死（非程序性细胞死亡）。
这些细胞死亡方式对组织损伤的总体效应有很大的影响。
缺血再灌注损伤指标的分类为了评估缺血再灌注损伤的程度和机制，科学家们提出了许多指标和方法。
下面是几个常见的指标分类：组织结构指标组织结构指标是通过对缺血再灌注损伤组织的显微镜观察，来评估组织结构的完整性和细胞损伤程度。
例子：•组织病理学评分：通过对组织切片进行染色和显微观察，评估细胞变性、坏死、炎症细胞浸润等程度，给予相应的病理学评分。
炎症因子指标炎症因子是在缺血再灌注损伤过程中释放的细胞因子和介质，可以作为炎症反应的指标。
例子：•白细胞计数：通过对血液样本进行计数，评估炎症反应的程度。
氧化应激指标氧化应激指标可以用来评估缺血再灌注损伤中氧化应激的程度和机制。
例子：•抗氧化酶活性：测定组织中抗氧化酶的活性，如超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）的活性，以评估氧化应激的抑制能力。
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
第十三章 缺血-再灌注损伤
(Ischemia-reperfusion injury)
血液循环：提供细胞氧 营养物质 血液循环：提供细胞氧和营养物质 循环 细胞 带走细胞代谢产生的 2和废物 细胞代谢产生的CO 带走细胞代谢产生的
血液灌流的减少→细胞缺血性损伤 血液灌流的减少→细胞缺血性损伤 减少 好转、 →好转、功能恢复正常 恢复血液灌流后 血液灌流 恢复血液灌流后 → 细胞代谢功能障碍 结构破坏反而 代谢功能障碍及 →细胞代谢功能障碍及结构破坏反而 缺血加重 (缺血-再灌注损伤 缺血 再灌注损伤) 胃肠/肢体 心/脑/肾/肝/肺/胃肠 肢体 皮肤 脑 肾 肝 肺 胃肠 肢体/皮肤
钙超载(calcium overload) 二、*钙超载 钙超载
各种原因引起的细胞浆内钙含量异常增多→ 各种原因引起的细胞浆内钙含量异常增多→细胞代 细胞浆内钙含量异常增多 谢功能障碍和结构受损，甚至细胞死亡的现象。 谢功能障碍和结构受损，甚至细胞死亡的现象。
钙的分布
胞内钙： 10-8~10-7 mol/L 胞外钙： 10-3~10-2 mol/L 细胞内钙存在于胞内钙库(线粒体 内质网) 约44%细胞内钙存在于胞内钙库 线粒体 内质网 细胞内钙存在于胞内钙库 线粒体/内质网 作为第二信使 胞内游离钙占细胞内钙 第二信使的 占细胞内钙0.005%。 作为第二信使的胞内游离钙占细胞内钙 。
Na/Ca exchanger Ca2+
Mechanism 2
Ischemia Reperfusion
↑H+
↑ Ca2+
H+
H+ ↓
Na+
↑ Na+
Na/H exchanger
Ca2+
缺血-再灌注损伤
白细胞介导IRI的分子机制
微血管损伤
微血管内血液流变学改变 — 无复流现象
是指解除缺血原因并没使缺血区得到充分血流 灌注的反常现象。
炎症反应失控 机械阻塞作用
第三章 IRI的机体功能和代谢变化
➢ 心肌IRI的变化 ➢ 脑IRI的变化 ➢ 其他脏器IRI的变化
1.心肌IRI的变化
心肌IRI主要包括心律失常、心肌发生可逆性收缩功能 的异常改变以及心肌细胞结构与代谢的异常变化。
缺血-再灌注损伤的概念
多数情况下，血液再灌注可使缺血的组织器 官功能得到恢复，损伤的结构得到修复，患者病 情好转康复；但某些情况下，血液再灌注不仅不 能使缺血的组织器官功能恢复，反而加重组织、 器官的功能障碍和结构损伤，甚至发生不可逆性 损伤,尤其是长时间缺血时，这种现象称为缺血再灌注损伤。
第一章 原因和影响因素
O2
2e 2H+
O2
4e 4H+
H2O2 2H2O
▲ O2·的生成
e
O2
-
线粒体
自然氧化 酶氧化
O2·
毒物 电离辐射
▲OH•的生成
O2·+ H2O2
H2O 均裂
Fe2+
O2 + OH• + OH+
OH• + H• ； H2O 异裂
H+ + OH‒
自由基的清除
酶性清除剂
▲ 超氧化物岐化酶（SOD） ▲ 过氧化氢酶(CAT)
DNA损伤和染色体畸变
其他：
介导一系列促使IRI发生的重要事件，比如：炎症因子的释放；一氧化氮 降低；促进黏附分子的表达，从而进一步增加中性粒细胞和血管内皮的 黏附作用。
肾脏缺血再灌注损伤机制
肾脏缺血再灌注损伤机制1. 引言肾脏是人体重要的排泄器官，肾脏缺血再灌注损伤是临床常见的疾病情况。
它常见于肾脏移植、心脏手术及肾动脉阻塞等情况下，给肾脏带来严重的损伤，进而导致肾功能的丧失。
因此，了解肾脏缺血再灌注损伤的机制对于预防和治疗该病情具有重要意义。
2. 肾脏缺血再灌注损伤的机制2.1 缺血期机制在肾脏缺血的初期，由于血液供应不足，肾脏细胞无法得到足够的氧和营养物质供应。
这时，细胞内能量代谢发生紊乱，导致细胞的ATP水平下降。
此外，缺血还会导致肾脏内氧自由基的生成增加，进而引发氧化应激反应。
这些机制的紊乱导致了细胞能量的丧失，细胞膜的损伤以及氧化应激反应的增加。
2.2 再灌注期机制再灌注是指在肾脏缺血后进行再次血流灌注。
尽管再灌注恢复了肾脏的血液供应，但同时也引发了新一轮的损伤机制。
在肾脏再灌注期，细胞内的缺氧状态使得再灌注后细胞内Ca2+离子浓度升高。
高浓度的Ca2+离子进入线粒体，导致线粒体功能异常。
此外，再灌注还会进一步增加氧自由基的生成，引发更严重的氧化应激反应。
同时，再灌注还会激活炎症反应，导致炎症因子的释放和炎症细胞的聚集。
2.3 损伤机制综述肾脏缺血再灌注损伤的机制涉及多种生物学过程，包括细胞能量的丧失、氧化应激反应的增加、细胞膜的损伤、Ca2+离子异常、线粒体功能异常以及炎症反应的激活。
这些机制相互作用，共同导致肾脏细胞和组织的严重损伤，最终导致肾功能的丧失。
3. 预防和治疗肾脏缺血再灌注损伤3.1 氧自由基清除剂的应用由于氧自由基在肾脏缺血再灌注损伤的发生中起到重要作用，因此应用氧自由基清除剂具有预防和治疗肾脏缺血再灌注损伤的潜力。
常用的氧自由基清除剂包括超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）以及维生素C和E。
这些清除剂能够中和过多的氧自由基，减轻氧化应激反应，从而保护肾脏细胞。
3.2 脂质过氧化抑制剂的应用脂质过氧化在肾脏缺血再灌注损伤中也起到了重要作用。
缺血-再灌注损伤 (Ischemia-reperfusion injury)
NADH(I) NADPH(II) + O2
NADH氧化酶 NADPH氧化酶 + + O H
激活中粒
己糖旁路活化
+H 2· 2O2
3. 线粒体功能障碍（心肌细胞源性）
Ca2+进入线粒体 缺氧 MnSOD 氧经单电子还原↑
·↑ O 2
4. 儿茶酚胺
Adr
甲基转移酶
第十章
缺血-再灌注损伤
（Ischemia-reperfusion injury)
简史
认识就从这简单现象开始
1 ９ ５ ５ 年 ， Sewell 结
扎狗冠状动脉后，如 突然解除结扎，恢复 血流，动物室颤而死 亡，临床类同
１９６０年，Jennings第一次
提出心肌再灌注损伤的概念
在心肌缺血恢复血流后， 缺血心肌的损伤反而加重
SLOW
Fenton 型Haber-Weiss反应
O 2 + H 2O 2
－
Fe
3
O2 + OH +OH
FAST
3 氧自由基的清除
（1）低分子清除剂
胞浆：还原性辅酶Ⅱ
细胞内外水相： 半胱氨酸、Vit C、谷胱甘肽
细胞脂质： Vit E、 Vit A
（2）酶性清除剂
超氧化物歧化酶
MnSOD CuZnSOD
单胺氧化酶
应激时80%O2
香草扁桃酸（正常代谢） 肾排出
O- 2 ·
肾上腺素红
（三）OFR的损伤机制
1. 膜脂质过氧化(lipid peroxidation) （1）膜脂质微环境改变 （2）膜蛋白功能受抑 （3）促花生四烯酸代谢 （4）线粒体膜 ：ATP生成障碍
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南方医科大学 医学基础实验教学中心
一、实验目的
• 1.强化颈动、静脉，输尿管插管技术和 家兔肾缺血再灌注损伤模型的复制方法；
• •
2.加深理解尿生成的机理及肾排泄功能 的重要意义 ； 3.了解缺血再灌注损伤的机制及其基本 实验方法。
二、理 论 基 础
缺 血
结扎左肾A 30min 再灌注15-30min
x 尿量(ml/min)
注意事项
• 1、确切、可靠的输尿管
插管、肾动脉游离，是实
验成功的关键； • 2、Cr测定时间点：
•
•
（1）正常血、尿肌酐
（2）再灌注15min后 勿伤及肾V。
• 3、左肾A分离见右图，切
检测指标
再灌注 O2 中性粒细胞 无复流 细胞损伤
Ca2+ 致炎因子↑ 钙超载
尿量 肾功能 Cr BUN 过氧化物 MDA
氧自由基↑
缺血一再灌注损伤的主要发病机制
三、实 验 步Leabharlann 骤1.麻醉固定→左颈动脉插管/取血→左输尿管插管/取尿→右颈静脉插管/输液、iv
观察指标
平均ABP 尿量（ml/min） 血肌酐（Cr）含量 尿肌酐（Cr）含量
2.肾缺血再灌注损伤
游离左肾动脉，夹闭前 ↓ ↓
(①②)
① 观察记录各项指标
观察记录各项指标
夹闭30min时
松开动脉夹，再灌注即刻
↓iv
NS 30ml+ 20%GS 10ml +速尿1ml ↓ 再灌注15min
②
观察记录各项指标
观察记录各项指标，结束实验 内生肌酐清除率
尿肌酐浓度
Ccr =
血肌酐浓度