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缺血-再灌注损伤

第十三章缺血-再灌注损伤

第一节缺血-再灌注损伤的原因及条件

一、原因

凡是在组织器官缺血基础上的血液再灌注都可能成为缺血-再灌注的发病原因。常见的原因有:

①全是循环障碍后恢复血液供应:如心脏骤停后心脑肺复苏等。

②组织器官缺血后流血恢复:如器官移植及断肢再植术后。

③某一血管在通后;动脉搭桥术、PTCA、溶栓疗法等。

二、条件

并不是所有缺血的组织器官在流血恢复后都会发生缺血-再灌注损伤,许多因素可以影响其发生及其严重程度,常见的有:

(1)缺血时间:缺血时间过长或过短都不易发生再灌注损伤

(2)缺氧程度:对氧需求量高的组织器官,如心、脑等易发生再灌注损伤

(3)再灌注条件:如压力、温度、Ca2+、K+等。

第二节缺血-再灌注损伤的发生机制

缺血-再灌注损伤的发生机制尚未完全阐明,目前认为主要与氧自由基生成、钙超载和白细胞激活有关。

一、自由基的作用

(一)自由基的概念与类型

自由基是在外层电子轨道上含有单个不匹配对电子的原子、原子团和分子的总称。自由基的种类很多,如脂质自由基、

氯自由基和甲基自由基等。其中有氧诱发的自由基称为氧自由基,可以分为非脂性氧自由基。(二)缺血-再灌注时氧自由基生成增多的机制

再灌注时主要通过以下途径激发产生氧自由基:

1.黄嘌呤氧化酶途径

2.中性粒细胞

3.线粒体

(三)自由基的损伤作用

自由基性质极为活泼,一旦形成,即可经期中间代谢产物不断扩展生成新的自由基,形成连锁反应。自由基可与

各种细胞成分,如膜磷脂、蛋白质、核酸等发生反应,造成细胞结构损伤和功能代谢障碍。

1.膜脂质过氧化作用。

2.抑制蛋白质的功能。

3.破坏核酸和染色体。

二、钙超载

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称为超载(Calciumoverload)

(一)细胞内钙超载的机制

1.Na2+/Ca2+交换异常

2.生物膜损伤

包括细胞膜损伤和线粒体及肌浆网膜损伤

(二钙超载引起再灌注损伤的机制

1.细胞膜损伤

2.线粒体膜损伤

3.蛋白酶激活

4.加重酸中毒

第三节缺血-再灌注损伤时机体的功能及代谢变化

一、心脏缺血-再灌注损伤的变化

(一)心功能变化

1.再灌注性心律失常

其中以室性心律失常,特别是室性心动过速和心室纤颤最为常见

2.心机舒缩功能降低

心肌顿抑,心功能难以恢复。

(二)心肌代谢功能

(三)心机超微结构的变化

二、脑缺血-再灌注损伤的变化

脑缺血缺血-再灌注损伤时细胞代谢和组织学都发生了变化。

三、其他器官缺血-再灌注损伤的变化

如:肠、肾、骨骼肌等

第四节防治缺血-再灌注损伤的病理生理基础

一、减轻缺血性损伤、控制再灌注条件

二、改善缺血组织的代谢

三、清除自由基

四、减轻钙超载

五、其他

一.名词解释

1.ischemia-reperusioninjury(缺血-再灌注损伤)

2.freeradical(自由基)

3.calciumoverload(钙超载)

4.myoardislstuning(心肌顿抑)

二.填空题

1.黄嘌呤脱氢酶转为黄嘌呤氧化酶需______酶催化.

2.常见再灌注损伤的器官有①_________,②__________,③_________.

3.自由基可与①_________,②__________,③_________等细胞成分发生反应,造成细胞结构损伤的功能代谢障碍.

4.缺血-再灌注损伤时氧自由基产生过多的可能机制有①_________,②__________,③_________,④___________,⑤___________.

5.自由基导致细胞功能障碍和结构破坏的损伤作用表现在:①_________,②__________,③_________,④___________,⑤___________.

三.选择题

A型题:

1.缺血-再灌注损伤最常见于:

A.心肌

B.脑

C.肝

D.肾

E.肠

2.缺血-再灌注损伤性心律失常最常见的类型是:

A.房性心律失常

B.室性心律失常

C.房室交界部阻滞

D.房室交界部传导阻滞

E.房颤

3.自由基攻击的细胞成分不包括:

A.膜脂质

B.蛋白质

C.DNA

D.电解质

E.白细胞侵蚀

4.下列各种酶中,哪一种不是自由基清除剂:

A.过氧化氢酶

B.过氧化物酶

C. SOD

D.CAT

E.NADH氧化酶

5.缺血-再灌注损伤时导致细胞不可逆损伤的共同通路是:

A.ATP缺乏

B.细胞内钙超载

C.无复流现象

D.氧自由基作用

E.白细胞侵润

6.心肌顿抑的最基本特征是缺血-再灌注后:

A.心肌细胞坏死

B.代谢延迟恢复

C.结构改变延迟恢复

D.收缩功能延迟恢复

E.心功能立刻恢复

7.缺血-再灌注时细胞内氧自由基的生成增加不见于:

A.中性粒细胞吞噬活动增加

B.儿茶酚胺的增加

C.黄嘌呤氧化酶形成减少

D.细胞内抗氧化酶类活性下降

E.线粒体受损,细胞色素氧化酶系统功能失调

X型题:

1.自由基引发的脂质过氧化可引起:

A.组织及血浆中脂质过氧化物显著减少

B.线粒体功能障碍

C.细胞成分间广泛交联

D.改变膜酶,离子通道的脂质微环境

E.膜通透性增加,细胞内钙超载

2.临床上再灌注损伤可发生于:

A.休克治疗

B.动脉搭桥术

C.溶栓疗法

D.心脏外科体外循环

E.器官移植

3.参与呼吸爆发的酶包括:

A.超氧化物歧化酶

B.NADPH氧化酶

C.黄嘌呤氧化酶

D.NADH氧化酶

E.LDH

4.缺血对细胞的影响表现为:

A.改变膜电位

B.细胞内钾和镁增加

C.细胞肿胀

D.细胞骨架紊乱

E.次黄嘌呤增加

四.问答题

1.缺血-再灌注时氧自由基为什么会生成增多?

2.缺血-再灌注时大量生成的自由基对细胞有和损伤作用?

3.细胞内钙超载的发生机制是什么?

4.细胞内钙超载引起再灌注损伤的机制是什么?

5.试述氧自由基产生与细胞内钙超载互相促进的机制?

答案

一.名词解释

1.缺血-再灌注损伤:是缺血后再灌注后不仅没有使组织器官功能恢复,反而使缺血所致的功能代谢障碍和结构破坏进一步加重的现象

2.自由基:是在外层电子轨道上含有单个不配对电子的原子.原子团和分子的总称.自由基的种类很多,如脂质自由基,氯自由基和甲基自由基等.其中有氧诱发的自由基称为氧自由基,可以分为非脂性氧自由基和脂性氧自由基.

3.钙超载: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称为钙超载.

4.心肌顿抑:是指新机在短时间内缺血后不发生坏死,但引起的结构,代谢和功能改变在再灌注后延迟恢复的现象,其特征为收缩功能障碍.

二.填空题

1.CA2+依赖性蛋白

2.心脑肾

3.膜磷脂蛋白质核酸

4.黄嘌呤氧化酶的形成增多中性粒细胞线粒体儿茶酚胺增加

5.生物膜脂质过氧化增强细胞内CA2+超载DNA断裂和染色体畸变蛋白质变性和酶活性降低

三.选择题

A型题.

1.A

2.B

3.D

4.E

5.B

6.D

7.C

X型题.

1.BCDE

2.ABCDE

3.BD.

4.ACDE

四.问答题

1.答:缺血期组织含氧量少,作为电子受体的氧供不足.再灌注恢复组织氧供.也提供了大量的电子受体,使氧自由基在短时间内爆发性增多.主要由以下几个途径生成:①黄嘌呤氧化酶形成增多;②中性粒细胞呼吸爆发;③线粒体功能障碍;④儿茶酚胺自身氧化

2.答:自由基具有极活泼的反应性,一旦生成可经其中间代谢不断扩展生成新的自由基.形成连锁反应,自由基可以与各种细胞成分反应,造成细胞结构损伤和功能代谢障碍.①膜脂质氧化增强:通过破坏膜的正常结构,间接抑制蛋白功能,促进自由基及其他生物活性物质生成,减少ATP生成等;②蛋白质功能障碍:氧化某些氨基酸残基或酶的疏基,使胞浆及膜蛋白和某些酶交联,直接损失其功能;③破坏核酸及染色体:自由基可使碱基羟化或DNA断裂,从而引起染色体畸变或细胞死亡.

3.细胞内钙超载的发生机制是什么?

缺血-再灌注损伤时钙超载主要发生在再灌注期,主要原因是由于钙内流增加,其机制

为:①Na+/Ca2+交换增强:缺血使细胞内ATP减少,钠泵活性降低,细胞内高Na+直接激活Na+/Ca2+交换蛋白,将大量Ca2+运入包浆;缺血期无氧代谢产生大量H+仍很高,可激活Na+/Ca2+交换蛋白;缺血-再灌注损伤时内源性儿茶酚胺释放增加,经激活PKC间接促进Na+/Ca2+交换。②生物膜损伤:细胞膜外板与糖被分离,对Ca2+的通透性增加;线粒体及肌浆网膜损伤,钙泵功能抑制使肌浆网摄Ca2+减少。

4.细胞内钙超载引起再灌注的机制是什么?

钙超载可以从多个方面引起再灌注损伤:①线粒体功能障碍;②激活磷脂酶,促进膜磷脂分解;③促进氧自由基生成;④再灌注性心律失常;⑤肌原纤维过度收缩。

5.答:氧自由基产生增多可引起钙超载,钙超载又能促进氧自由基生成,两者形成恶性循环,加重细胞损伤。

⑴氧自由基增多引起钙超载的机制:①通过膜脂质过氧化反应破坏正常细胞膜结构,使细胞膜通透性增加,

钙内流增加,②抑制膜蛋白入钙泵,钠泵及NA+/CA2+交换系统等的功能,

导致胞浆NA+.CA2+浓度升高造成钙超载③一直线粒体功能,使ATP生成减少,细胞膜和肌浆网钙泵能力供应不足,促进钙超载的发生。

⑵钙超载促进氧自由基生成的机制:①线粒体摄钙过多而功能障碍,进入细胞内的氧单电子还原形成氧自由基增多;②增强CA2+依赖性蛋白酶活性,加速黄嘌呤脱氢酶转化为黄嘌呤氧化酶,促进自由基生成.