缺血-再灌注损伤null 缺血-再灌注损伤 缺血-再灌注损伤 Ischemia-Reperfusion Injury ,IRI
主讲:黄珀 副教授主要内容主要内容概述概述缺血性损伤
冠心病,休克,动脉硬化,断肢,血栓形成,肿瘤压迫
再灌注性损伤
溶栓法,导管技术,动脉搭桥,冠脉成形术,心肺复苏,断肢再植,器官移植,体外循环开胸直视手术等
氧反常、钙反常、pH反常
心脏介入手术心脏介入手术经皮冠状动脉腔内
成形术(PTCA)放置支架PTCA结合支架治疗冠心病患者冠脉支架置入前后冠脉支架置入前后1967年,Bulkley 和Hu...
null 缺血-再灌注损伤 缺血-再灌注损伤 Ischemia-Reperfusion Injury ,IRI
主讲:黄珀 副教授主要内容主要内容概述概述缺血性损伤
冠心病,休克,动脉硬化,断肢,血栓形成,肿瘤压迫
再灌注性损伤
溶栓法,导管技术,动脉搭桥,冠脉成形术,心肺复苏,断肢再植,器官移植,体外循环开胸直视手术等
氧反常、钙反常、pH反常
心脏介入手术心脏介入手术经皮冠状动脉腔内
成形术(PTCA)放置支架PTCA结合支架治疗冠心病患者冠脉支架置入前后冠脉支架置入前后1967年,Bulkley 和Hutchins发现冠脉血管再通后的病人发生心肌细胞反常性坏死。 null断肢再植一、概念一、概念 缺血一段时间后,恢复血流,不仅功能未恢复,反而加重了该器官的结构损伤和功能障碍,这种反常现象即缺血-再灌注损伤(Ischemia-Reperfusion Injury,IRI )。
二、原因和条件二、原因和条件原因
全身循环障碍后恢复血液供应
组织器官缺血后血流恢复
血管再通
条件
缺血时间的长短
侧枝循环建立情况
对氧的需求程度
再灌注条件 三、IR损伤的发生机制三、IR损伤的发生机制自由基的作用
钙超载
微血管损伤和WBC的作用
(一 )自由基的作用(一 )自由基的作用自由基是指外层电子轨道上具有不配对电子的原子、原子团和分子的总称。
由氧诱发的自由基称为氧自由基(Oxygen Free Radical, OFR)。1.概念2.分类2.分类氧自由基:
超氧阴离子、羟自由基
O2-. OH.
脂质自由基:
烷自由基、 烷氧基、 烷过氧基
L. 、 LO. 、 LOO.
其他
Cl. 、 CH3. 、NO .
非自由基类
H2O2 `O2(活性氧类)
自由基3.特点3.特点性质活泼,引发强烈的脂质过氧化反应。
自由基反应是连锁反应。
在生物体内浓度低(约10-4-10-9mol/l ),存在时间短,不断产生,不断清除。
自由基含量的测定:
电子顺磁光谱
过氧化产物MDA。 4.代谢4.代谢产生
线粒体
中性粒细胞
自然氧化
酶氧化
清除
低分子清除剂
酶性清除剂
null1-2%的氧通过线粒体细胞色素氧化酶系统生成null中性粒细胞产生自由基null清除:
低分子清除剂:维生素A,维生素E,维生素C等
酶性清除剂:SOD、谷胱甘肽过氧化物酶,过氧化氢酶
5. OFR产生增多的机制5. OFR产生增多的机制黄嘌呤氧化酶系统形成增多
中性粒细胞产生自由基增多
线粒体中产生的自由基增多
CA自身氧化产生的自由基增多null经黄嘌呤氧化酶系统形成增多null中性粒细胞产生自由基增多呼吸爆发:当缺血再灌注组织重新获得氧供时,激活的中性粒细胞耗氧增加,产生大量氧自由基,称为呼吸爆发(Respiratory Burst )
null
O2-. + H2O2 O2-.+OH-+OH. (Haber-Weiss反应)
在线粒体中产生的自由基增多Fe3+6.OFR 与IR损伤6.OFR 与IR损伤1)脂质过氧化
生物膜
细胞膜
线粒体膜
溶酶体膜
膜受体,膜蛋白酶,离子通道和膜转运系统
流动性↓,通透性↑(细胞内钙超载)
离子泵失灵,细胞内信号传导障碍
线粒体功能受损,ATP↓null-SHHS-CH3-S-磷脂穿膜糖蛋白膜表面蛋白正常细胞膜结构示意图nullOHOOHOHHOOOHHOOOHHOHOOOHHOOHCH3-S-O-S-S-蛋白质断裂蛋白质-蛋白质交联二硫交联脂质-蛋白质交联氨基酸氧化从氧化的脂肪酸释出的丙二醛脂质-脂质交联脂肪酸氧化6.OFR 与IR损伤6.OFR 与IR损伤2)蛋白功能异常
抑制酶活性、蛋白质变性、受体构型改变
3)破坏核酸及染色体
OH·毒性作用,碱基羟化、DNA断裂(二)钙超载(Calcium Overload)(二)钙超载(Calcium Overload)1.概念:
由各种原因引起的细胞内Ca2+含量异常↑,导致细胞结构损伤和代谢障碍的现象称为钙超载。null细胞内Ca2+的稳态[Ca2+]e:10-3 mol/L[Ca2+]i:10-7 mol/L①Ca2+通道
②Ca2+泵
③Na+-Ca2交换体
④线粒体
⑤肌质网
⑥胞浆结合钙
⑦胞膜结合钙
2.细胞内钙超载的发生机制2.细胞内钙超载的发生机制Na+-Ca2+交换异常
细胞内高Na+对Na+-Ca2+交换体的直接激活
细胞内高H+对Na+-Ca2+交换体的间接激活
蛋白激酶C(PKC)活化对Na+-Ca2+交换体的间接激活
null高Na+直接激活 缺血时ATP↓Na+↑Ca2+↑null再灌时H+ ↑Na+↑Ca2+↑缺血时H+↑高H+间接激活 null 细胞膜通透性↑,细胞外Ca2+交顺浓度差进入细胞内
线粒体及SR 受损
3.钙超载与IR损伤3.钙超载与IR损伤线粒体功能障碍ATP生成↓
多种酶激活,加重生物膜损伤
ATPase
Phospholipase
Protease
Endonuclease
促进OFR生成:增强Ca2+依赖蛋白酶活性激活多种酶加重细胞损伤激活多种酶加重细胞损伤线粒体肌浆网损伤刺激肌浆Ca2+↑ATP酶ATP↓磷脂酶磷脂分解蛋白酶膜和骨架蛋白破坏核酶染色体 损伤(三)微血管损伤和WBC的作用(三)微血管损伤和WBC的作用血管内皮细胞损伤
白细胞的激活
粘附分子表达
炎症介质释放
趋化因子释放 null内皮细胞与白细胞介导的无复流现象(no-reflow phenomenon )
概念
缺血的原因解除后,缺血区在再灌注阶段并没有得充足的血流供应,这种反常的现象叫无复流现象
null机制:
微血管血液流变学的改变
RBC绲线状积聚
WBC贴壁粘附
Pt沉积积聚,血栓形成
血流速度减缓,血流量减少
微血管口径缩小
增加:AngⅡ,ET,TXA2
减少:NO,PGI2
内皮细胞肿胀
毛细血管壁通透性↑
OFR产生↑ ,加重IR时的细胞损伤
null内皮细胞血流正常null内皮细胞肿胀血流减少IRI内皮细胞损伤
血小板聚集四、IR损伤时机体的机能代谢的改变四、IR损伤时机体的机能代谢的改变心
脑
肠
肾
肺
肝
心脏的IRI心脏的IRI室性心律失常
心肌收缩力下降
1982,Braunwald 心肌顿抑(myocardial stunning)
短期可逆性心肌缺血导致的较长时间的心功能抑制
区别于由持续缺血或非缺血因素引起的心功能障碍
心肌代谢的改变
高能磷酸化合物的底物减少,能量代谢障碍
对氧的利用能力受限
超微结构的变化脑与IRI 脑与IRI 脑富含磷脂,脂质过氧化损伤明显,IR后游离脂肪酸增高
脑电图出现病理性慢波,在IR时加重。
脑水肿加剧,脑细胞坏死。
其它器官IRI其它器官IRI1972年Flore研究肾缺血-再灌注损伤1981年Greenberg介绍了肠缺血-再灌注损伤五、防治原则五、防治原则减轻缺血性损伤
缩短缺血时间
控制再灌注条件:低温,低流,低压力
缺血预处理(Ischemia Preconditioning,IPC)
改善组织代谢
外源性ATP
细胞色素C
自由基清除剂
减轻钙超载
拮抗WBC小结小结基本概念:IRI、OFR、钙超载、活性氧、呼吸爆发
再灌注损伤发生的条件
IRI发生的主要机制
心脏的IRI
IRI的预防预习预习DIC
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