经典：中国医科大学病理生理学第九版课件12-第十二章-缺血-再灌注损伤
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病理生理学：第十二章 缺血-再灌注损伤
冠状动脉造影：右冠状动脉上段85%狭窄，中段78%狭窄。
诊断：冠心病，心肌梗塞
入院治疗：立即给予阿托品、多巴胺、低分子右旋糖酐等进
行扩冠治疗。上午10时静脉点滴尿激酶。10点30分患 者出现阵发性心室颤动（室颤），立即给予除颤，到下 午 13 时 反 复 发 生 室 性 心 动 过 速 、 室 颤 ， 共 计 6 次 。 到 下 午 16 时 ， 经 给 予 利 多 卡 因 、 小 剂 量 异 丙 肾 上 腺 素 后 心 律转为窦性，血压平稳，意识清楚。
（四）自由基引起缺血-再灌注的机制
3.核酸及染色体破坏
主要表现为
①染色体畸变 ②核酸碱基改变 ③DAN断裂
人民卫生出版社
病理生理学
31
二、钙超载的作用
钙超载（calcium overload）——系指各种原 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。
人民卫生出版社
病理生理学
人民卫生出版社
①整合素 ②选择素 ③细胞间黏附分子 ④血管细胞黏附分子
病理生理学
40
（一）缺血-再灌注时白细胞增多的机制
2.趋化因子生成增多
组织损伤时，细胞膜磷脂降解，花生四烯酸代谢产物增
多；如：
① 白三烯（LT）
②血小板活化因子（PAF）
③补体
④激肽
使微循环中白细胞进一步增加。
人民卫生出版社
病理生理学
人民卫生出版社
病理生理学
6
本章要求
＊掌握缺血-再灌注损伤概念及发生机制 ＊熟悉熟悉缺血-再灌注损伤发生的原因和条 件及功能代谢变化 ＊了解防治原则
第一节 缺血-再灌注损伤的原 因及条件
人民卫生出版社
病理生理学
诊断：冠心病，心肌梗塞
入院治疗：立即给予阿托品、多巴胺、低分子右旋糖酐等进
行扩冠治疗。上午10时静脉点滴尿激酶。10点30分患 者出现阵发性心室颤动（室颤），立即给予除颤，到下 午 13 时 反 复 发 生 室 性 心 动 过 速 、 室 颤 ， 共 计 6 次 。 到 下 午 16 时 ， 经 给 予 利 多 卡 因 、 小 剂 量 异 丙 肾 上 腺 素 后 心 律转为窦性，血压平稳，意识清楚。
（四）自由基引起缺血-再灌注的机制
3.核酸及染色体破坏
主要表现为
①染色体畸变 ②核酸碱基改变 ③DAN断裂
人民卫生出版社
病理生理学
31
二、钙超载的作用
钙超载（calcium overload）——系指各种原 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。
人民卫生出版社
病理生理学
人民卫生出版社
①整合素 ②选择素 ③细胞间黏附分子 ④血管细胞黏附分子
病理生理学
40
（一）缺血-再灌注时白细胞增多的机制
2.趋化因子生成增多
组织损伤时，细胞膜磷脂降解，花生四烯酸代谢产物增
多；如：
① 白三烯（LT）
②血小板活化因子（PAF）
③补体
④激肽
使微循环中白细胞进一步增加。
人民卫生出版社
病理生理学
人民卫生出版社
病理生理学
6
本章要求
＊掌握缺血-再灌注损伤概念及发生机制 ＊熟悉熟悉缺血-再灌注损伤发生的原因和条 件及功能代谢变化 ＊了解防治原则
第一节 缺血-再灌注损伤的原 因及条件
人民卫生出版社
病理生理学
病理生理学课件：缺血-再灌
b：低分子清除剂
５、减轻钙超载 ６、启动内源性保护机制
缺血预适应与缺血后适应的应用
缺血预适应是缺血前反复、多次的短期 缺血使机体组织器官对随后更长时间缺 血再灌注损伤产生明显保护作用的一种 适应性反应。
缺血后适应是缺血后多次短暂阻塞血管 使机体组织器官对缺血再灌注损伤产生 明显保护作用的一种适应性反应。
3)激活的中性粒细胞可释放具有趋化作用的炎 性介质，促进更多的白细胞积聚和浸润
局部组织在缺血一段时间后，重新恢复血流， 不能再通，缺血区得不到充分的灌注，称此为 无复流现象。
２、内皮细胞与白细胞介导的Ｉ／Ｒ损伤 (1)微血管损伤：①血液流变学改变 ②微血管口径改变 ③微血管通透性增高
(2)细胞损伤
⑥其他自由基
如氯自由基（ Cl·）、甲自由基（ CH3·）和一氧化氮（ NO·）等
２、Ｉ／Ｒ损伤时氧自由基增多的机制 (1)黄嘌呤氧化酶的形成增多
(2)中性粒细胞呼吸爆发
中性粒细胞被多种因素激活时耗 氧量显著增加，产生大量的氧自由 基，称为呼吸爆发(respiratory burst) or 氧爆发(oxygen burst)。
缺血-再灌注损伤
Ischemia – reperfusion injury
心脏介入手术
经皮冠状动脉腔内
放置支架
成形术（PTCA）
PTCA结合支架治疗冠心病患者，成功率较高，长期生存率较 高
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。
液再灌注都可能成为I/R损伤的发病 原因。
常见原因：
全身循环障碍后恢复血液供应：休克治疗微循 环的疏通
组织器官缺血后血流恢复：体外循环心直视手 术、断肢再植、肠梗阻、器官移植等
５、减轻钙超载 ６、启动内源性保护机制
缺血预适应与缺血后适应的应用
缺血预适应是缺血前反复、多次的短期 缺血使机体组织器官对随后更长时间缺 血再灌注损伤产生明显保护作用的一种 适应性反应。
缺血后适应是缺血后多次短暂阻塞血管 使机体组织器官对缺血再灌注损伤产生 明显保护作用的一种适应性反应。
3)激活的中性粒细胞可释放具有趋化作用的炎 性介质，促进更多的白细胞积聚和浸润
局部组织在缺血一段时间后，重新恢复血流， 不能再通，缺血区得不到充分的灌注，称此为 无复流现象。
２、内皮细胞与白细胞介导的Ｉ／Ｒ损伤 (1)微血管损伤：①血液流变学改变 ②微血管口径改变 ③微血管通透性增高
(2)细胞损伤
⑥其他自由基
如氯自由基（ Cl·）、甲自由基（ CH3·）和一氧化氮（ NO·）等
２、Ｉ／Ｒ损伤时氧自由基增多的机制 (1)黄嘌呤氧化酶的形成增多
(2)中性粒细胞呼吸爆发
中性粒细胞被多种因素激活时耗 氧量显著增加，产生大量的氧自由 基，称为呼吸爆发(respiratory burst) or 氧爆发(oxygen burst)。
缺血-再灌注损伤
Ischemia – reperfusion injury
心脏介入手术
经皮冠状动脉腔内
放置支架
成形术（PTCA）
PTCA结合支架治疗冠心病患者，成功率较高，长期生存率较 高
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。
液再灌注都可能成为I/R损伤的发病 原因。
常见原因：
全身循环障碍后恢复血液供应：休克治疗微循 环的疏通
组织器官缺血后血流恢复：体外循环心直视手 术、断肢再植、肠梗阻、器官移植等
病理生理学缺血再灌注损伤(完整)ppt课件
蛋白质变性 蛋白质(酶)交联 例：肌纤维蛋白对Ca2+反应性 心肌收缩力 肌浆网钙转运蛋白受损 钙调节异常
精选ppt课件2021
49
蛋白质 断裂
蛋白质-蛋 白质交联
二硫交联
-S-S-
脂质-蛋白 质交联
OH
OH
HO
HO
CH3-S-
O
氨基酸 氧化
脂肪酸氧化
脂质-脂质交联
从氧化的脂肪 酸释出的
丙二醛MDA
精选ppt课件2021
7
• 1967年，Bulkley和Hutchins发现冠脉 搭桥血管再通后的病人发生心肌细胞反 常性坏死
• 1968年，Ames率先报道脑缺血-再灌注
损伤
精选ppt课件2021
8
以后陆续有其它器官缺血-再灌注损伤报道： • 1972年,Flore研究肾缺血-再灌注损伤
• 1978年,Modry报道了肺再灌注综合征
3.核酸及染色体破坏 80%由OH•所致
精选ppt课件2021
51
第三节 缺血－再灌注损伤的发生机制
自由基的作用
钙超载
白细胞的作用
精选ppt课件2021
52
结合于质膜 糖被的Ca2+
VOC
ROC
Ca2+
[Ca2+]e：10-3M
Ca2+ IP3受体通道
Ca2+泵
线粒体
肌浆网
[Ca2+]i：10-7M
精选ppt课件2021
20
pH反常(pH paradox):再灌注时 迅速纠正缺血组织的酸中毒， 反而加重细胞损伤，称为pH反常。
精选ppt课件2021
21
氧反常(oxygen paradox) 低氧灌注/缺氧培养 复氧 损伤加重
精选ppt课件2021
49
蛋白质 断裂
蛋白质-蛋 白质交联
二硫交联
-S-S-
脂质-蛋白 质交联
OH
OH
HO
HO
CH3-S-
O
氨基酸 氧化
脂肪酸氧化
脂质-脂质交联
从氧化的脂肪 酸释出的
丙二醛MDA
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7
• 1967年，Bulkley和Hutchins发现冠脉 搭桥血管再通后的病人发生心肌细胞反 常性坏死
• 1968年，Ames率先报道脑缺血-再灌注
损伤
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8
以后陆续有其它器官缺血-再灌注损伤报道： • 1972年,Flore研究肾缺血-再灌注损伤
• 1978年,Modry报道了肺再灌注综合征
3.核酸及染色体破坏 80%由OH•所致
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51
第三节 缺血－再灌注损伤的发生机制
自由基的作用
钙超载
白细胞的作用
精选ppt课件2021
52
结合于质膜 糖被的Ca2+
VOC
ROC
Ca2+
[Ca2+]e：10-3M
Ca2+ IP3受体通道
Ca2+泵
线粒体
肌浆网
[Ca2+]i：10-7M
精选ppt课件2021
20
pH反常(pH paradox):再灌注时 迅速纠正缺血组织的酸中毒， 反而加重细胞损伤，称为pH反常。
精选ppt课件2021
21
氧反常(oxygen paradox) 低氧灌注/缺氧培养 复氧 损伤加重
大学课程病理生理学十二缺血再灌课件
1. 生物膜脂质过氧化增强 （1） 破坏细胞膜结构 膜通透性改变，膜蛋白功能抑制 （2）间接抑制膜蛋白功能 细胞水肿、钙超载 （3）形成脂性自由基和花生四烯酸代谢产物 恶性循环，损伤放大 （4）减少ATP生成 线粒体膜结构受损
2. 自由基与蛋白质发生氧化反应 （1）蛋白质变性和酶活性降低 细胞成分的交联和聚合 巯基被氧化破坏了酶的活性中心 （2）蛋白质降解 变性的蛋白构象改变，水解酶敏感位点暴露
细胞缺血损伤 严重缺血使细胞不能适应 以坏死为主
再灌注损伤 在恢复灌流早期出现 以凋亡为主
取决于： 缺血持续时间和严重程度 细胞状态和适应能力
取决于： 再灌注开始时间 再灌注液温度、pH等 缺血后处理
第一节 缺血再灌注损伤的原因及影响因素
一、缺血再灌注损伤的常见原因： （1）组织器官缺血后的恢复过程； （2）一些新的医疗技术的应用; （3）心脏外科体外循环后; （4）断肢再植、器官移植等。
丙二醛
二、钙超载
概念：各种原因引起细胞内Ca2+含量异常增多并导致 细胞结构损伤和功能代谢障碍，甚至细胞死亡的现象。
（一）缺血再灌注时钙超载的发生机制
1、生物膜损伤
（1）细胞膜损伤，通透性增高 （2）细胞器膜损伤 （3）闰盘损伤 2、线粒体ATP合成功能障碍
缺血造成 自由基损伤膜 磷脂酶破坏膜
3、 Na+ -Ca2+交换蛋白反向转运增加:
缺血
细胞内Ｎa+含量增加 细胞内H+含量增加
再灌注
Na+-Ca2+交换增加 H+—Na+交换增加
4、儿茶酚胺增多： 缺血时,内源性儿茶酚胺释放,刺激α、β受体 引起Ca2+内流增加，肌浆网释放Ca2+增加
2. 自由基与蛋白质发生氧化反应 （1）蛋白质变性和酶活性降低 细胞成分的交联和聚合 巯基被氧化破坏了酶的活性中心 （2）蛋白质降解 变性的蛋白构象改变，水解酶敏感位点暴露
细胞缺血损伤 严重缺血使细胞不能适应 以坏死为主
再灌注损伤 在恢复灌流早期出现 以凋亡为主
取决于： 缺血持续时间和严重程度 细胞状态和适应能力
取决于： 再灌注开始时间 再灌注液温度、pH等 缺血后处理
第一节 缺血再灌注损伤的原因及影响因素
一、缺血再灌注损伤的常见原因： （1）组织器官缺血后的恢复过程； （2）一些新的医疗技术的应用; （3）心脏外科体外循环后; （4）断肢再植、器官移植等。
丙二醛
二、钙超载
概念：各种原因引起细胞内Ca2+含量异常增多并导致 细胞结构损伤和功能代谢障碍，甚至细胞死亡的现象。
（一）缺血再灌注时钙超载的发生机制
1、生物膜损伤
（1）细胞膜损伤，通透性增高 （2）细胞器膜损伤 （3）闰盘损伤 2、线粒体ATP合成功能障碍
缺血造成 自由基损伤膜 磷脂酶破坏膜
3、 Na+ -Ca2+交换蛋白反向转运增加:
缺血
细胞内Ｎa+含量增加 细胞内H+含量增加
再灌注
Na+-Ca2+交换增加 H+—Na+交换增加
4、儿茶酚胺增多： 缺血时,内源性儿茶酚胺释放,刺激α、β受体 引起Ca2+内流增加，肌浆网释放Ca2+增加
病理生理学缺血再灌注损伤必看ppt
缺血-再灌注损伤
整理ppt
1
缺血-再灌注损伤
概念 原因及条件 发生机制 功能代谢变化 防治的病生基础
整理ppt
2
概念
❖缺血-再灌注损伤 (ischemia-reperfusion injury)
组织器 官缺血
结构受损 恢复血 功能障碍 流灌注
ischemia injury
结构修复 功能恢复
▪Na+/Ca2+交换异常
整理ppt
36
3Na+ Ca2+
Na+ K+
整理ppt
H+ Na+ 正常
37
• 钠泵功能障碍
3Na+ Ca2+
整理ppt
28
跨膜gp 膜表面P
L-P 交联
CH3-S-
OOH
-SHHS-
-S-S-
磷脂
自由基 OH
OH HOO
OH HO
HOO
HO OH
CH3-SO
整理ppt
脂质 脂肪酸 交联 氧化
29
❖ 自由基的作用
➢自由基的损伤作用
▪膜脂质过氧化增强 •破坏膜的正常结构 •抑制膜离子泵功能 •引起细胞信号转导功能障碍 •促进自由基及活性物质生成 •线粒体受损
整理pptactive Oxygen Species, ROS) 1O2、H2O2 、 O2 • 、OH •
整理ppt
17
❖ 自由基的作用
? ➢氧自由基的生成
O2 e_
O2•
O2•
e_+2H+ SOD
H2O2
e_+H+
H2O2 Fe2+ / Fe3+
整理ppt
1
缺血-再灌注损伤
概念 原因及条件 发生机制 功能代谢变化 防治的病生基础
整理ppt
2
概念
❖缺血-再灌注损伤 (ischemia-reperfusion injury)
组织器 官缺血
结构受损 恢复血 功能障碍 流灌注
ischemia injury
结构修复 功能恢复
▪Na+/Ca2+交换异常
整理ppt
36
3Na+ Ca2+
Na+ K+
整理ppt
H+ Na+ 正常
37
• 钠泵功能障碍
3Na+ Ca2+
整理ppt
28
跨膜gp 膜表面P
L-P 交联
CH3-S-
OOH
-SHHS-
-S-S-
磷脂
自由基 OH
OH HOO
OH HO
HOO
HO OH
CH3-SO
整理ppt
脂质 脂肪酸 交联 氧化
29
❖ 自由基的作用
➢自由基的损伤作用
▪膜脂质过氧化增强 •破坏膜的正常结构 •抑制膜离子泵功能 •引起细胞信号转导功能障碍 •促进自由基及活性物质生成 •线粒体受损
整理pptactive Oxygen Species, ROS) 1O2、H2O2 、 O2 • 、OH •
整理ppt
17
❖ 自由基的作用
? ➢氧自由基的生成
O2 e_
O2•
O2•
e_+2H+ SOD
H2O2
e_+H+
H2O2 Fe2+ / Fe3+
病理生理学课件：缺血-再灌注损伤
细胞内
肌浆网 钙结合蛋白（CaBP) 线粒体
细胞内钙代谢示意图
电压依 赖性或Βιβλιοθήκη 受体依 赖性钙通道Ca2+
Ca2+ B Pr
Ca2+ SR Mt Ca2+
Ca2+泵 Na+-Ca2+载体
（一）钙超载发生的机制
Na+-Ca2+交换异常 生物膜损伤
Na+-Ca2+交换异常
（钙超载时进入细胞的主要途径）
黄嘌呤氧化酶增多
缺血时：
XD
ATP↓→Ca2+入胞↑ Ca2+依赖性蛋白酶 ATP→ADP→AMP→腺苷、肌X苷O
次黄嘌呤
黄嘌呤氧化酶增多
缺血:
(1) ATP被消耗 次黄嘌呤堆积
XD
再灌注:
恢复供氧
O2 XO 黄嘌呤 + O·-2+ H2O2
O2 O·-2+ H2O2 +尿酸
OH ·
中性粒细胞激活
（2）促进OFR及其它生物活性物生 成
（3）改变血管正常功能 （4）线粒体膜损伤，ATP生成减少
2.蛋白质功能抑制
蛋白质-蛋白质交联
脂质-蛋白质交联
蛋白质断裂
二硫交联
-S-S-
O HH O CH3-S-
OO
O HH
O 氨基酸氧化
O
O
HH
HH
O
O
脂质-脂质交联
2.蛋白质功能抑制 自由基
蛋白质变性、酶的活性丧失 受体、离子通道功能障碍
（三）缺血-再灌注时OFR生成增多的机制
黄嘌呤氧化酶形成 中性粒细胞呼吸爆发 线粒体的损伤 儿茶酚胺的自身氧化
经典：中国医科大学病理生理学第九版课件12-第十二章-缺血-再灌注损伤
“氧化应激”（oxidative stress）
病理生理学（第9版）
二、钙超载
生理情况下，细胞内游离Ca2+浓度 约为0.1µmol/L，细胞外游离Ca2+浓度约 为1.0mmol/L， 细胞膜内外Ca2+浓度相 差1万倍
细胞Ca2+转运模式图
①电压依赖性钙通道；②细胞膜钙通道；③Na+/Ca2+交换； ④胞质结合钙；⑤线粒体；⑥内质网；⑦细胞膜结合钙
3.体外循环条件下的心脏手术、肺血栓切除术，心肺复苏、脑复苏等
病理生理学（第9版）
二、常见条件
1.缺血时间 2.侧支循环 3.需氧程度 4.再灌注的条件
第二节
发生机制
病理生理学（第9版）
1
自由基 生成增多
缺血-再灌注损伤的 发生机制
2
钙超载
3
炎症反应 过度激活
病理生理学（第9版）Βιβλιοθήκη 一、自由基生成增多1
第十二章
缺血-再灌注损伤
作者 : 张颖
单位 : 昆明医科大学
目录
第一节 原因及条件 第二节 发生机制 第三节 功能代谢变化 第四节 防治的病理生理基础
重点难点
掌握 缺血-再灌注损伤的概念；缺血-再灌注导致自由基生成增多、 钙超载及炎症反应过度激活的机制；自由基生成增多、钙超 载引起缺血再灌注损伤的机制
病理生理学（第9版）
一、自由基生成增多
（三）缺血-再灌注导致自由基增多的机制
3. 黄嘌呤氧化酶形成增多
黄嘌呤氧化酶催化ROS生成增多
病理生理学（第9版）
一、自由基生成增多
（三）缺血-再灌注导致自由基增多的机制
4. 儿茶酚胺自身氧化增加
应激反应，交感-肾上腺髓质系统兴奋产生大量儿茶酚胺，自氧化可产生大量的氧自由基
病理生理学（第9版）
二、钙超载
生理情况下，细胞内游离Ca2+浓度 约为0.1µmol/L，细胞外游离Ca2+浓度约 为1.0mmol/L， 细胞膜内外Ca2+浓度相 差1万倍
细胞Ca2+转运模式图
①电压依赖性钙通道；②细胞膜钙通道；③Na+/Ca2+交换； ④胞质结合钙；⑤线粒体；⑥内质网；⑦细胞膜结合钙
3.体外循环条件下的心脏手术、肺血栓切除术，心肺复苏、脑复苏等
病理生理学（第9版）
二、常见条件
1.缺血时间 2.侧支循环 3.需氧程度 4.再灌注的条件
第二节
发生机制
病理生理学（第9版）
1
自由基 生成增多
缺血-再灌注损伤的 发生机制
2
钙超载
3
炎症反应 过度激活
病理生理学（第9版）Βιβλιοθήκη 一、自由基生成增多1
第十二章
缺血-再灌注损伤
作者 : 张颖
单位 : 昆明医科大学
目录
第一节 原因及条件 第二节 发生机制 第三节 功能代谢变化 第四节 防治的病理生理基础
重点难点
掌握 缺血-再灌注损伤的概念；缺血-再灌注导致自由基生成增多、 钙超载及炎症反应过度激活的机制；自由基生成增多、钙超 载引起缺血再灌注损伤的机制
病理生理学（第9版）
一、自由基生成增多
（三）缺血-再灌注导致自由基增多的机制
3. 黄嘌呤氧化酶形成增多
黄嘌呤氧化酶催化ROS生成增多
病理生理学（第9版）
一、自由基生成增多
（三）缺血-再灌注导致自由基增多的机制
4. 儿茶酚胺自身氧化增加
应激反应，交感-肾上腺髓质系统兴奋产生大量儿茶酚胺，自氧化可产生大量的氧自由基
病理生理学缺血再灌注损伤必看1ppt课件
再灌注 O2 e_
O2•
精选课件
26
❖ 自由基的作用
➢氧自由基生成增多的机制
1. 黄嘌呤氧化酶形成增多 2. 中性粒细胞产自由基增多 3. 线粒体功能受损 4. 儿茶酚胺增加和氧化
O2•
精选课件
27
❖ 自由基的作用 ➢自由基的损伤作用
▪膜脂质过氧化增强
膜脂质过氧化(lipid peroxidation) 自由基同膜脂质不饱和脂肪 酸发生的链式氧化反应
氧自由基： O2 • 、OH • 脂性自由基：L•、LO • 、LOO • 其他自由基：Cl • 、CH3 • 、NO •
精选课件
15
❖ 自由基的作用 ➢自由基的概念与分类
自由基（free radical）
氧自由基： O2 • 、OH • 脂性自由基：L•、LO • 、LOO • 其他自由基：Cl • 、CH3 • 、NO •
Ca 2+
XO
尿酸
黄嘌呤
O2• 、H2O2
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缺血
ATP 分解
次黄嘌呤 O2
再灌注
21
❖ 自由基的作用 ➢氧自由基生成增多的机制
1. 黄嘌呤氧化酶形成增多 2. 中性粒细胞产自由基增多
精选课件
22
中性粒细胞
耗氧量增加
NADPH NADH氧化酶
氧自由基释放
精选课件
23
respiratory burst
▪再灌注性心律失常
▪心肌舒缩功能降低 *心肌顿抑(myocardial stunning) 再灌注后一定时间内心肌出现 的可逆性收缩功能降低
精选课件
58
功能代谢变化
❖ 心脏缺血-再灌注损伤的变化 ➢心功能变化 ➢心肌能量代谢变化 ATP
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2. 自由基、活性氧物质与炎症介质增多
细胞膜脂质过氧化，炎症介质生成增多，使细胞进一步损伤， 加重脑水肿、颅内高压
3. 钙超载的作用
激活多种蛋白酶可降解细胞骨架，磷脂酶破坏细胞膜，引起线 粒体损伤
第四节
防治的病理生理基础
病理生理学（第9版）
1. 尽早恢复血流与控制再灌注条件 2. 清除与减少自由基、减轻钙超载 3. 应用细胞保护剂与抑制剂 4. 激活内源性保护机制
病理生理学（第9版）
一、自由基生成增多
（三）缺血-再灌注导致自由基增多的机制
3. 黄嘌呤氧化酶形成增多
黄嘌呤氧化酶催化ROS生成增多
病理生理学（第9版）
一、自由基生成增多
（三）缺血-再灌注导致自由基增多的机制
4. 儿茶酚胺自身氧化增加
应激反应，交感-肾上腺髓质系统兴奋产生大量儿茶酚胺，自氧化可产生大量的氧自由基
1
第十二章
缺血-再灌注损伤
作者 : 张颖
单位 : 昆明医科大学
目录
第一节 原因及条件 第二节 发生机制 第三节 功能代谢变化 第四节 防治的病理生理基础
重点难点
掌握 缺血-再灌注损伤的概念；缺血-再灌注导致自由基生成增多、 钙超载及炎症反应过度激活的机制；自由基生成增多、钙超 载引起缺血再灌注损伤的机制
熟悉 炎症反应过度激活引起缺血-再灌注损伤的机制；缺血-再灌 注损伤时心脑功能代谢的变化
了解 缺血-再灌注损伤时其他器官缺血-再灌注损伤的变化；缺血再灌注损伤的原因及条件；缺血-再灌注损伤防治的病理生理 基础
第一节
原因及条件
病理生理学（第9版）
概述
➢ 缺血性损伤（ischemic injury） 由于各种原因造成组织血液灌注减少而使细胞发生损伤
钙超载引起缺血-再灌注损伤
病理生理学（第9版）
三、炎症反应过度激活
（一）缺血-再灌注引起炎症反应过度激活的机制 1.细胞黏附分子生成增多 2. 趋化因子与细胞因子生成增多
中性粒细胞聚集、黏附与渗出
病理生理学（第9版）
三、炎症反应过度激活
（二）炎症反应过度激活引起机体损伤的机制
1. 微血管损伤 ➢ 微血管血液流变学改变 无复流（no-reflow）现象 ➢ 微血管通透性增高
病理生理学（第9版）
三、炎症反应过度激活
（二）炎症反应过度激活引起机体损伤的机制
2. 细胞损伤 ➢ 激活的中性粒细胞与血管内皮细胞可释放大量的活性物质 ➢ 白细胞浸润等炎症反应进一步加重
第三节
功能代谢变化
病理生理学（第9版）
一、心肌缺血-再灌注损伤
1. 再灌注性心律失常
心律失常以室性心律失常居多，如室性心动过速和心室纤颤等
病理生理学（第9版）
一、自由基生成增多
（三）缺血-再灌注导致自由基增多的机制
1. 线粒体损伤
缺血-再灌注引起线粒体内ROS生成增多及清除减少的机制
病理生理学（第9版）
一、自由基生成增多
（三）缺血-再灌注导致自由基增多的机制
2.中性粒细胞聚集及激活
NADPH氧化酶和NADH氧化酶催化氧自由基生成
呼吸爆发（respiratory burst）或氧爆发（oxygen burst）
病理生理学（第9版）
二、钙超载
（一）缺血-再灌注导致钙超载的机制 1.Na+-Ca2+交换异常 2.蛋白激酶C（PKC）激活 3.生物膜损伤
蛋白激酶C对Na+/Ca2+交换蛋白的激活
病理生理学（第9版）
二、钙超载
（二）钙超载引起机体损伤的机制 1. 能量代谢障碍 2. 细胞膜及结构蛋白分解 3.加重酸中毒
病理生理学（第9版）
一、自由基生成增多
（四）自由基增多引起机体损伤的机制
1. 膜脂质过氧化 ➢ 细胞及细胞器膜结构破坏 ➢ 生物活性物质生成增多 ➢ ATP生成减少 ➢ 改变血管的正常功能
自由基对生物膜的损伤作用
病理生理学（第9版）
一、自由基生成增多
（四）自由基增多引起机体损伤的机制 2. 蛋白质功能抑制 3. 核酸破坏与DNA断裂
➢ 缺血-再灌损伤（ischemia-reperfusion injury） 恢复某些缺血组织器官的血液灌注及氧供反而会加重组织损伤
病理生理学（ 休克时微循环的疏通，断肢再植和器官移植等
2.某些医疗技术的应用 溶栓疗法、冠脉搭桥术以及经皮冠状动脉介入治疗等
“氧化应激”（oxidative stress）
病理生理学（第9版）
二、钙超载
生理情况下，细胞内游离Ca2+浓度 约为0.1µmol/L，细胞外游离Ca2+浓度约 为1.0mmol/L， 细胞膜内外Ca2+浓度相 差1万倍
细胞Ca2+转运模式图
①电压依赖性钙通道；②细胞膜钙通道；③Na+/Ca2+交换； ④胞质结合钙；⑤线粒体；⑥内质网；⑦细胞膜结合钙
2. 心肌舒缩功能障碍
再灌注性心肌顿抑，微血管阻塞，能量代谢障碍
3. 心肌结构变化
出现严重收缩带、肌丝断裂、溶解，线粒体肿胀、嵴断裂，甚至出血、坏死
病理生理学（第9版）
二、脑缺血-再灌注损伤的变化
1. 兴奋性氨基酸毒性作用
谷氨酸和天门冬氨酸释放，激活受体，Na+、Ca2+及水大量内 流，引起钙超载及脑水肿
（一）自由基概念与分类
自由基
氧自由基（free radical） : 外层电子轨道上具有单个不配对电子的原子、原子团
或分子，包括
➢ 活性氧（reactive oxygen species, ROS）： H2O2, 1O2, 臭氧等化学性质活泼的含氧化 合物，与含氧自由基统称为活性氧
其他自由基： L·, LO·, LOO·, Cl·, CH3· … 特点：化学性质非常活泼，易夺取其他物质的一个电子
病理生理学（第9版）
一、自由基生成增多
（二）自由基的生成与清除
1. 生成 （1）氧化磷酸化过程中单电子还原
（2）其他反应中生成
酶促反应和非酶促反应可通过单电子转移而产生自由基
病理生理学（第9版）
一、自由基生成增多
（二）自由基的生成与清除
2. 清除 （1）抗氧化物质
辅酶Q、维生素E、β-胡萝卜素、维生素C、谷胱甘肽等提供电子使自由基还原，清除自由基
3.体外循环条件下的心脏手术、肺血栓切除术，心肺复苏、脑复苏等
病理生理学（第9版）
二、常见条件
1.缺血时间 2.侧支循环 3.需氧程度 4.再灌注的条件
第二节
发生机制
病理生理学（第9版）
1
自由基 生成增多
缺血-再灌注损伤的 发生机制
2
钙超载
3
炎症反应 过度激活
病理生理学（第9版）
一、自由基生成增多
细胞膜脂质过氧化，炎症介质生成增多，使细胞进一步损伤， 加重脑水肿、颅内高压
3. 钙超载的作用
激活多种蛋白酶可降解细胞骨架，磷脂酶破坏细胞膜，引起线 粒体损伤
第四节
防治的病理生理基础
病理生理学（第9版）
1. 尽早恢复血流与控制再灌注条件 2. 清除与减少自由基、减轻钙超载 3. 应用细胞保护剂与抑制剂 4. 激活内源性保护机制
病理生理学（第9版）
一、自由基生成增多
（三）缺血-再灌注导致自由基增多的机制
3. 黄嘌呤氧化酶形成增多
黄嘌呤氧化酶催化ROS生成增多
病理生理学（第9版）
一、自由基生成增多
（三）缺血-再灌注导致自由基增多的机制
4. 儿茶酚胺自身氧化增加
应激反应，交感-肾上腺髓质系统兴奋产生大量儿茶酚胺，自氧化可产生大量的氧自由基
1
第十二章
缺血-再灌注损伤
作者 : 张颖
单位 : 昆明医科大学
目录
第一节 原因及条件 第二节 发生机制 第三节 功能代谢变化 第四节 防治的病理生理基础
重点难点
掌握 缺血-再灌注损伤的概念；缺血-再灌注导致自由基生成增多、 钙超载及炎症反应过度激活的机制；自由基生成增多、钙超 载引起缺血再灌注损伤的机制
熟悉 炎症反应过度激活引起缺血-再灌注损伤的机制；缺血-再灌 注损伤时心脑功能代谢的变化
了解 缺血-再灌注损伤时其他器官缺血-再灌注损伤的变化；缺血再灌注损伤的原因及条件；缺血-再灌注损伤防治的病理生理 基础
第一节
原因及条件
病理生理学（第9版）
概述
➢ 缺血性损伤（ischemic injury） 由于各种原因造成组织血液灌注减少而使细胞发生损伤
钙超载引起缺血-再灌注损伤
病理生理学（第9版）
三、炎症反应过度激活
（一）缺血-再灌注引起炎症反应过度激活的机制 1.细胞黏附分子生成增多 2. 趋化因子与细胞因子生成增多
中性粒细胞聚集、黏附与渗出
病理生理学（第9版）
三、炎症反应过度激活
（二）炎症反应过度激活引起机体损伤的机制
1. 微血管损伤 ➢ 微血管血液流变学改变 无复流（no-reflow）现象 ➢ 微血管通透性增高
病理生理学（第9版）
三、炎症反应过度激活
（二）炎症反应过度激活引起机体损伤的机制
2. 细胞损伤 ➢ 激活的中性粒细胞与血管内皮细胞可释放大量的活性物质 ➢ 白细胞浸润等炎症反应进一步加重
第三节
功能代谢变化
病理生理学（第9版）
一、心肌缺血-再灌注损伤
1. 再灌注性心律失常
心律失常以室性心律失常居多，如室性心动过速和心室纤颤等
病理生理学（第9版）
一、自由基生成增多
（三）缺血-再灌注导致自由基增多的机制
1. 线粒体损伤
缺血-再灌注引起线粒体内ROS生成增多及清除减少的机制
病理生理学（第9版）
一、自由基生成增多
（三）缺血-再灌注导致自由基增多的机制
2.中性粒细胞聚集及激活
NADPH氧化酶和NADH氧化酶催化氧自由基生成
呼吸爆发（respiratory burst）或氧爆发（oxygen burst）
病理生理学（第9版）
二、钙超载
（一）缺血-再灌注导致钙超载的机制 1.Na+-Ca2+交换异常 2.蛋白激酶C（PKC）激活 3.生物膜损伤
蛋白激酶C对Na+/Ca2+交换蛋白的激活
病理生理学（第9版）
二、钙超载
（二）钙超载引起机体损伤的机制 1. 能量代谢障碍 2. 细胞膜及结构蛋白分解 3.加重酸中毒
病理生理学（第9版）
一、自由基生成增多
（四）自由基增多引起机体损伤的机制
1. 膜脂质过氧化 ➢ 细胞及细胞器膜结构破坏 ➢ 生物活性物质生成增多 ➢ ATP生成减少 ➢ 改变血管的正常功能
自由基对生物膜的损伤作用
病理生理学（第9版）
一、自由基生成增多
（四）自由基增多引起机体损伤的机制 2. 蛋白质功能抑制 3. 核酸破坏与DNA断裂
➢ 缺血-再灌损伤（ischemia-reperfusion injury） 恢复某些缺血组织器官的血液灌注及氧供反而会加重组织损伤
病理生理学（ 休克时微循环的疏通，断肢再植和器官移植等
2.某些医疗技术的应用 溶栓疗法、冠脉搭桥术以及经皮冠状动脉介入治疗等
“氧化应激”（oxidative stress）
病理生理学（第9版）
二、钙超载
生理情况下，细胞内游离Ca2+浓度 约为0.1µmol/L，细胞外游离Ca2+浓度约 为1.0mmol/L， 细胞膜内外Ca2+浓度相 差1万倍
细胞Ca2+转运模式图
①电压依赖性钙通道；②细胞膜钙通道；③Na+/Ca2+交换； ④胞质结合钙；⑤线粒体；⑥内质网；⑦细胞膜结合钙
2. 心肌舒缩功能障碍
再灌注性心肌顿抑，微血管阻塞，能量代谢障碍
3. 心肌结构变化
出现严重收缩带、肌丝断裂、溶解，线粒体肿胀、嵴断裂，甚至出血、坏死
病理生理学（第9版）
二、脑缺血-再灌注损伤的变化
1. 兴奋性氨基酸毒性作用
谷氨酸和天门冬氨酸释放，激活受体，Na+、Ca2+及水大量内 流，引起钙超载及脑水肿
（一）自由基概念与分类
自由基
氧自由基（free radical） : 外层电子轨道上具有单个不配对电子的原子、原子团
或分子，包括
➢ 活性氧（reactive oxygen species, ROS）： H2O2, 1O2, 臭氧等化学性质活泼的含氧化 合物，与含氧自由基统称为活性氧
其他自由基： L·, LO·, LOO·, Cl·, CH3· … 特点：化学性质非常活泼，易夺取其他物质的一个电子
病理生理学（第9版）
一、自由基生成增多
（二）自由基的生成与清除
1. 生成 （1）氧化磷酸化过程中单电子还原
（2）其他反应中生成
酶促反应和非酶促反应可通过单电子转移而产生自由基
病理生理学（第9版）
一、自由基生成增多
（二）自由基的生成与清除
2. 清除 （1）抗氧化物质
辅酶Q、维生素E、β-胡萝卜素、维生素C、谷胱甘肽等提供电子使自由基还原，清除自由基
3.体外循环条件下的心脏手术、肺血栓切除术，心肺复苏、脑复苏等
病理生理学（第9版）
二、常见条件
1.缺血时间 2.侧支循环 3.需氧程度 4.再灌注的条件
第二节
发生机制
病理生理学（第9版）
1
自由基 生成增多
缺血-再灌注损伤的 发生机制
2
钙超载
3
炎症反应 过度激活
病理生理学（第9版）
一、自由基生成增多