病理生理学病生缺血再灌注损伤课件.ppt
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1、同学们好,开始上课了,病理生理学(石磊)病生 缺血再灌注损伤,1,同学们好,开始上课了病理生理学(石磊)病生 缺血再灌注损伤1,缺血再灌注损伤,IRI,病理生理学教研室 刘巍,高等学校规范教材病理生理学(案例版),病理生理学(石磊)病生 缺血再灌注损伤,2,缺血再灌注损伤IRI病理生理学教研室 刘巍liuvvvv1,目录,缺血-再灌注损伤,防治的病理生理基础,原因及条件,发病机制,机体的功能及代谢变化,病理生理学(石磊)病生 缺血再灌注损伤,3,目录 缺血-再灌注损伤防治的病理生理基础 原因及条,缺血性损伤(ischemia injury ) 各种原因造成组织血液灌流减少而使细胞发生损伤。,缺
2、血-再灌注损伤概述,病理生理学(石磊)病生 缺血再灌注损伤,4,缺血性损伤(ischemia inju,临床血流恢复的措施,溶栓疗法,冠脉搭桥,支架放置,体外循环,器官移植,缺血-再灌注损伤概述,病理生理学(石磊)病生 缺血再灌注损伤,5,临床血流恢复的措施溶栓疗法冠脉搭桥支架放置体外循环器官移植缺,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,成功率较高,长期生存率较高,病理生理学(石磊)病生 缺血再灌注损伤,6,心脏介入手术经皮冠状动脉腔内放置支架PTCA结合支架治疗冠心,自张式支架,球囊式支架,病理生理学(石磊)病生 缺血再灌注损伤,7,自张
3、式支架球囊式支架病理生理学(石磊)病生 缺血再灌注损伤7,冠脉支架置入前后,病理生理学(石磊)病生 缺血再灌注损伤,8,冠脉支架置入前后病理生理学(石磊)病生 缺血再灌注损伤8,病理生理学(石磊)病生 缺血再灌注损伤,9,病理生理学(石磊)病生 缺血再灌注损伤9,1 2 3 4h,损伤程度加重,单纯缺血,缺血再灌,实验与临床资料证明冠脉重新恢复血流后,有可能造成更严重的心肌损伤,缺血-再灌注损伤概述,病理生理学(石磊)病生 缺血再灌注损伤,10,1 2,病理生理学(石磊)病生 缺血再灌注损伤,11,病理生理学(石磊)病生 缺血再灌注损伤11,简 史,认识就从这简单现象开始,1年,Sewell结
4、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,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,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。,病理生理学(石磊)病生 缺血再灌注损伤,12,简 史认识就从这简单现象开始1年,Sewell结扎狗冠,1968年 Ames 脑IRI1972年 Flore 肾IRI1978年 Modry 肺IRI1981年 Greenberg 肠IRI,简 史,目前, IRI成为溶栓疗法、搭桥术、断肢再植、器官移植等医疗措施成败的关键因素之一。,病理生
5、理学(石磊)病生 缺血再灌注损伤,13,1968年 Ames,缺血-再灌注损伤概述,缺血-再灌注损伤(ischemia-reperfusion injury , IRI) 组织器官重新获得血液再灌注后 损伤反而进一步加重的现象 (简称再灌注损伤)。,病理生理学(石磊)病生 缺血再灌注损伤,14,缺血-再灌注损伤概述 缺血-再灌注损伤病理生理,第1节缺血-再灌注损伤原因和条件,一、原因,1.全身性因素全身循环障碍后恢复血液供应: 休克微循环痉挛解除、心脏骤停后复苏、 体外循环建立与撤除,2.局部性因素组织缺血后血流恢复或血管再通 器官移植、断肢再植、冠状动脉痉挛的缓解、 动脉搭桥术、溶栓疗法、支
6、架放置.,病理生理学(石磊)病生 缺血再灌注损伤,15,第1节缺血-再灌注损伤 一、原因1.全身性因素全身循环障,氧反常,钙反常,H反常,低氧/缺氧,正常氧供,无 钙,含钙,酸中毒,纠正酸中毒,损伤加重,IRI,再灌注损伤机制的实验研究,病理生理学(石磊)病生 缺血再灌注损伤,16,氧反常钙反常pH反常低氧/缺氧正常氧供无 钙含钙酸中毒纠正,氧反常(oxygen paradox)用低氧溶液灌注组织器官或在缺氧条件下培养细胞一定时间后,恢复正常氧供应,组织及细胞的损伤反而更趋严重的现象。,钙反常(calcium paradox)先用无钙液灌注组织器官,再用含钙液进行灌注时心肌细胞酶释放增加、肌纤
7、维过度收缩剂电信号异常称钙反常。,H反常(pH paradox)在再灌注时迅速纠正缺血组织的酸中毒,组织损伤反而加重,称pH反常。,再灌注损伤机制的实验研究,病理生理学(石磊)病生 缺血再灌注损伤,17,氧反常(oxygen paradox)用低氧溶液灌注组织,第一节 原因与条件,1. 缺血时间,2. 缺血部位,二、 影响因素,不长不短,氧需求量、侧支循环,3. 再灌注条件,低压、低温、低pH、低钠、低钙,4. 缺血前状态,缺血预适应,病理生理学(石磊)病生 缺血再灌注损伤,18,第一节 原因与条件1. 缺血时间2. 缺血部位二、 影响因素,细胞缺血损伤 严重缺血使细胞不能适应 可逆或不可逆
8、以坏死为主取决于: 缺血持续时间和严重程度 细胞状态和适应能力,再灌注损伤 在恢复灌流早期出现 可逆或不可逆 以凋亡为主,取决于:再灌注开始时间再灌注液温度、pH等缺血后处理,a double edged sword,病理生理学(石磊)病生 缺血再灌注损伤,19,细胞缺血损伤再灌注损伤取决于:a double ed,活性氧生成异常增多,钙超载,白细胞的激活,IRI,第二节缺血-再灌注损伤发生机制,病理生理学(石磊)病生 缺血再灌注损伤,20,活性氧生成异常增多 钙超载 白细, 活性氧的概念与类型,活性氧(reactive oxygen species,ROS):指一类由氧形成的、化学性质较基态
9、氧活泼的含氧代谢物质。包括氧自由基和非自由基物质,一、活性氧生成异常增多,IRI发生机制,病理生理学(石磊)病生 缺血再灌注损伤,21, 活性氧的概念与类型活性氧(reactive oxygen,自由基指外层轨道上有未配对电子的原子、原 ( free radical) 子团或分子的总称。化学性质非常活 泼,极易与其生成部位的其它物质发生连 锁反应。, 活性氧的概念与类型,活性氧,病理生理学(石磊)病生 缺血再灌注损伤,22,自由基指外层轨道上有未配对电子的原子、原 活性氧的, 活性氧的概念与类型,活性氧,由氧诱发的自由基称为氧自由基(oxygen free radical, OFR ),病理情
10、况下对机体损伤较大的是超氧阴离子( )和羟自由基(OH.),O2.,活性氧包括一些非自由基的物质,如单线态氧(1O2)和H2O2,病理生理学(石磊)病生 缺血再灌注损伤,23, 活性氧的概念与类型活性氧由氧诱发的自由基称为氧自由基(o,脂性自由基,多聚不饱和脂肪酸,氧自由基,烷氧自由基 LO烷过氧自由基 LOO,自由基,病理生理学(石磊)病生 缺血再灌注损伤,24,脂性自由基多聚不饱和脂肪酸氧自由基烷氧自由基 LO自由基病,一氧化氮,精氨酸,NOS,NO,氧自由基,过氧亚硝酸根ONOO-,NO,自由基,病理生理学(石磊)病生 缺血再灌注损伤,25,一氧化氮精氨酸NOSNO氧自由基过氧亚硝酸根N
11、O自由基病理生,1998年诺贝尔医学奖获得者伊格纳罗博士,病理生理学(石磊)病生 缺血再灌注损伤,26,1998年诺贝尔医学奖获得者伊格纳罗博士病理生理学(石磊)病,由金属离子催化的反应称Fenton反应,多见于血红蛋白、肌红蛋白、儿茶酚胺等氧化过程中。,O2,O2,OH ,H2O2,H2O,e-,e-+2H+,e-+H+,e-+H+,H2O,(二)活性氧的代谢,细胞色素氧化酶系统,活性氧,4e-+4H+,中性粒细胞在吞噬活动时耗氧量增加,其摄入氧的70%-90%在NADH氧化酶和NADPH氧化酶催化下接受电子而产生大量自由基,这一现象称呼吸爆发。,病理生理学(石磊)病生 缺血再灌注损伤,27
12、,由金属离子催化的反应称Fenton反应,多见于血红蛋白、肌红,1、低分子清除剂 细胞脂质部分有维生素E、A,存在于细胞内外水相中的有半胱氨酸、维生素c、还原型谷胱甘肽和NADPH等,2、酶性清除剂 过氧化氢酶及过氧化物酶 超氧化物歧化酶(SOD) Mn2+-SOD 和Cu2+,Zn2+-SOD,活性氧,病理生理学(石磊)病生 缺血再灌注损伤,28,活性氧生成 降解1、低分子清除剂2、酶,维生素E维生素A,半胱氨酸维生素C还原型谷胱甘肽,低分子清除剂,还原O2 、脂自由基,清除1O2,抑制脂质过氧化,协助维生素E的活性状态,病理生理学(石磊)病生 缺血再灌注损伤,29,维生素E半胱氨酸低分子清
13、除剂还原O2 、脂自由基清除1O,氧自由基,O2,线粒体,9899%,ATP,12%,NADPH氧化酶黄嘌呤氧化酶P450细胞色素单加氧酶,超氧阴离子 O2-羟自由基 OH单线态氧 1O2,SOD,H2O2,谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)过氧化氢酶(CAT)髓过氧化物酶(MPO),清除,病理生理学(石磊)病生 缺血再灌注损伤,30,氧自由基O2线粒体9899%ATP12%NADPH氧化酶,肌萎缩侧索硬化症(amyotrophiclateralsclerosis,ALS) 是一种选择性侵犯上下运动神经元的致命性、进行性神经系统变性疾病。 1993 年美国的两个科研小组发现家族性肌萎缩侧索硬化
14、症与铜锌超氧化物歧化酶(CuZnsuperoxidedismutase,SOD1) 基因突变有关,病理生理学(石磊)病生 缺血再灌注损伤,31,肌萎缩侧索硬化症(amyotrophiclatera,(三) 活性氧生成增多的机制,1.线粒体 单电子还原增多,2.血管内皮细胞 黄嘌呤氧化酶的形成增多,3.中性粒细胞 呼吸爆发,活性氧,病理生理学(石磊)病生 缺血再灌注损伤,32,(三) 活性氧生成增多的机制1.线粒体 2.血管内皮细胞3.,1、线粒体,单电子还原增多,活性氧,病理生理学(石磊)病生 缺血再灌注损伤,33,1、线粒体单电子还原增多活性氧病理生理学(石磊)病生 缺血,黄嘌呤氧化酶在活性
15、氧生成增多中作用,2.血管内皮细胞黄嘌呤氧化酶形成增多,病理生理学(石磊)病生 缺血再灌注损伤,34,黄嘌呤氧化酶在活性氧生成增多中作用2.血管内皮细胞黄嘌呤氧,3. 中性粒细胞:呼吸爆发,缺血,细胞膜分解,激活补体系统,激活中性粒细胞,趋化物质,活性氧,病理生理学(石磊)病生 缺血再灌注损伤,35,3. 中性粒细胞:呼吸爆发缺血细胞膜分解激活补体系统激活中,中性粒细胞:呼吸爆发,C3,LTB4,激活中性粒细胞,己糖旁路活化,NADH(I)NADPH(II),+ O2,NADH氧化酶,NADPH氧化酶,H+ + O-2+H2O2,呼吸爆发,活性氧,病理生理学(石磊)病生 缺血再灌注损伤,36,
16、中性粒细胞:呼吸爆发C3,LTB4激活中性粒细胞己糖旁路活化,(四)活性氧的损伤作用,1.膜脂质过氧化增强 2.抑制蛋白质的功能 3.破坏核酸和染色体,活性氧,病理情况下,由于活性氧生成过多或机体抗氧化能力不足,可引发氧化应激。自由基与各种细胞成分,如膜磷脂、蛋白质、核酸等发生反应,造成细胞结构和功能障碍甚至细胞死亡。,病理生理学(石磊)病生 缺血再灌注损伤,37,(四)活性氧的损伤作用 1.膜脂质过氧化增强 活性氧,病理生理学(石磊)病生 缺血再灌注损伤,38,病理生理学(石磊)病生 缺血再灌注损伤38,1. 膜脂质过氧化, 破坏细胞膜的正常结构 间接抑制膜蛋白的功能 破坏细胞器膜,活性氧,
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