心肌缺血再灌注损伤的发病机制.
心肌缺血再灌注损伤的发病机制及其防治策略
1、自由基清除剂:如维生素C、E等,可清除体内自由基,减轻氧化应激反 应,保护心肌细胞。
2、钙离子通道阻滞剂:如硝苯地平、维拉帕米等,可抑制钙离子内流,减 轻钙离子超载引起的细胞损伤。
3、抗炎药物:如阿司匹林、氯吡格雷等,可抑制炎症反应,减轻心肌细胞 的进一步损伤。
4、细胞凋亡抑制剂:如某些抗肿瘤药物,可抑制心肌细胞凋亡,延长细胞 生命。
在药物治疗过程中,需严格遵循医嘱,选择合适的药物、用法和注意事项, 确保药物疗效和患者安全。
其他防治策略
除了药物治疗,还有其他一些防治策略可以降低心肌缺血再灌注损伤的风险, 如:
1、物理治疗:包括经皮冠状动脉介入治疗(PCI)、冠状动脉搭桥手术 (CABG)等,可有效改善心肌供血,减轻缺血再灌注损伤。
心肌缺血再灌注损伤的发病机制及 其防治策略
目录
01 引言
03 症状及危害
02 背景 04 实验研究
05 药物治疗
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ07 结论
目录
06 其他防治策略
引言
心肌缺血再灌注损伤是指心肌在短暂缺血后重新获得血液供应时所导致的进 一步损伤。这种损伤往往比单纯缺血所造成的损伤更加严重,因此对其发病机制 和防治策略进行深入探讨具有重要意义。本次演示将详细阐述心肌缺血再灌注损 伤的发病机制、症状及危害、实验研究、药物治疗以及其他防治策略,以期为临 床提供有力参考。
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2、饮食疗法:合理控制饮食,减少高胆固醇、高脂肪、高糖等食物的摄入, 多吃富含维生素和矿物质的食物,有助于降低心肌缺血再灌注损伤的风险。
3、生活方式调整:保持健康的生活方式,如适量运动、戒烟限酒、控制体 重等,可有效预防心血管疾病的发生,从而降低心肌缺血再灌注损伤的风险。
心肌缺血再灌注损伤介绍和实验设计
心肌缺血再灌注损伤介绍和实验设计Ⅰ.心肌缺血再灌注损伤:它是指缺血心肌组织恢复血流灌注时,导致再灌注区心肌细胞及局部血管网显著的病理生理变化,这些变化共同作用可促使进一步的组织损伤。
那这里的关键词就是缺血心肌组织。
那为什么会产生缺血的心肌组织呢?这就与临床上的疾病有关了。
一些心脏疾病,比如急性心肌梗死、冠心病等他们会使心脏发生缺血的症状,其基本的生理过程就是心肌缺血。
Ⅱ.心肌缺血的危害:心肌缺血:指单位时间内的冠脉血流量减少,供给组织的氧量也减少,缺血必定存在缺氧表明缺血缺氧。
心肌缺血比单纯性心肌缺氧无血流障碍要严重,因为前者除了缺氧的影响之外,缺血组织也不能获得足够的营养物质又不能及时清除各种代谢产物带来的有害影响。
一、心肌缺血的原因主要分为两种情况:1是冠脉血流量的绝对不足。
这种情况是由自身疾病产生的,主要包括冠状动脉阻塞,冠状动脉痉挛。
2是冠脉血流量的相对不足:包括供氧降低或耗氧增加,比如高原高空或通风不良的矿井吸入氧减少;肺通气或换气功能障碍,可致血氧含量降低红细胞数量和血红蛋白含量减少等。
二、缺血对心肌的危害主要包括以下几个方面:1是心肌收缩能力降低。
2是导致心肌舒张功能降低。
3是心肌组织的血流动力学发生改变,比如说血流的阻力增加等。
4是心肌电生理的变化,比如说静息点位降低,传导速度减慢;室颤阈降低等。
5是导致心肌形态学的改变。
当然还有其他的危害,在这里就不一一列举了。
由于心肌缺血存在这么多的危害,临床上针对这一疾病采取了再灌注治疗方法,但随之而来的又是另外一个临床问题:缺血再灌注损伤。
下面具体介绍一下心肌缺血再灌注损伤。
心肌缺血再灌注损伤英文缩写为MIRI,最早由詹宁斯等于1960年提出,发现其临床表现为再灌注心律失常、心肌顿抑、心肌能量代谢障碍等现象。
随后又有学者在临床手术中也证实了这一观点,发现在冠脉搭桥术完成后,心肌坏死进一步加重的现象。
接着布朗沃尔德教授在1985年提出了这样一个观点:心肌再灌注是一把双刃剑,既可以损伤心肌也能保护心肌。
心肌缺血-再灌注损伤的发病机制概述
心肌缺血-再灌注损伤的发病机制概述心肌缺血-再灌注损伤是一种常见的心脏疾病,可以导致心肌死亡、心力衰竭等严重后果。
其发病机制十分复杂,包括氧化应激反应、炎症反应、细胞凋亡等多种生理和分子机制。
本文将对其主要发病机制进行概述。
1. 氧化应激反应:缺血导致心肌细胞缺氧,使得细胞无法正常进行氧化磷酸化反应,从而降低ATP的合成,导致细胞能量代谢失衡。
同时,缺血还可引起一系列氧自由基及其他活性氧的释放和生成,继而形成氧化应激反应。
氧化应激反应会引发一系列信号传递通路的改变,如c-Jun N-末端激酶、p38-MAPK等信号通路的激活,从而导致心肌细胞的损伤。
2. 炎症反应:缺血再灌注过程中,炎症细胞及其激活因子的释放是重要的病理生理过程。
再灌注会刺激各种炎性细胞的激活,特别是中性粒细胞激活,产生一系列炎症介质。
这些炎症介质一方面可以直接破坏心肌细胞,另一方面也能诱导心肌细胞和免疫细胞分泌炎性介质,形成炎症反应。
炎症反应可引起心肌细胞凋亡、坏死和细胞外基质降解等病理变化。
3. 细胞凋亡:缺血再灌注损伤引起心肌细胞凋亡的机制可能与缺血引起线粒体功能障碍和细胞内Ca2+过载有关。
缺血冲击过程中线粒体内膜通透性的增加可导致细胞死亡,而Ca2+的过载也是细胞死亡的重要因素。
Bcl-2家族的蛋白激活是载线粒体膜通透性和细胞凋亡的重要因素;P53对心肌细胞凋亡发挥着重要作用。
心肌细胞凋亡的细胞死亡类型表明其可通过积极调控诱导凋亡途径减轻心肌损伤。
针对心肌缺血-再灌注损伤的发病机制,目前已有不少针对性的治疗策略。
例如,抗氧化剂、抗炎药物和ATP敏感性钾通道开放剂等可用于减轻氧化应激和炎症反应;缩短再灌注时间、预处理干细胞等可用于减轻心肌细胞凋亡等。
尽管这些治疗策略在临床上有着一定的成效,但其对病因机制的理解和干预仍有待进一步探讨。
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)
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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?
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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
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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
心肌缺血再灌注损伤的机制研究进展
• 文献综述 •63心肌缺血再灌注损伤(myocardial ischemic reperfusion in j ury ,MIRI )指心肌缺血恢复血流供应后,造成代谢功能障碍及结构损伤加重的现象[1]。
MIRI 是临床上常见的疾病,其病理过程与冠状动脉血管形成术,冠状动脉重建术,心脏移植等术后并发症密切相关[2]。
MIRI 涉及的机制复杂,尚有待更深入的研究阐述。
近年来,由于电生理学、基因组学和蛋白组学等技术的应用,对MIRI 机制的研究也获得了一定的进步,其主要机制概述如下:1 氧自由基与MIRI自由基(free radical ),又称游离基,指在外层电子轨道上具有不配对的单个电子、原子、原子团或分子的总称[3]。
由机体内氧诱发化学性质活泼的自由基称为氧自由基,包括羟自由基和超氧阴离子。
生理状态下自由基存在较少,在细胞缺血时,其氧自由基清除能力下降[4]。
当组织恢复血液供应时,触发氧自由基“爆增”并累积,攻击自身和周围细胞,造成损伤[5]。
自由基损伤细胞膜,致其结构破坏造成心肌酶溢漏;自由基氧化破坏机体蛋白,改变蛋白酶表面结构使功能受损;自由基诱导遗传物质DNA 、RNA 断键或破损,影响核酸正常功能[6]。
自由基可导致心律失常,心肌损伤,细胞凋亡等事件[7]。
2 炎症反应与MIRIMIRI 发生时心脏组织内皮结构受损触发功能障碍,而中性粒细胞趋集、黏附血管内皮是炎症“级联”反应的诱发阶段[8]。
激活的中性粒细胞合成释放肿瘤坏死因子、IL-1、IL-6 等炎症介质,介导其他炎症细胞共同攻击心肌组织[9]。
此外,白细胞浸润在MIRI 中涉及的主要机制为,MIRI 使细胞膜受损和膜磷脂降解,具有很强趋化作用的白三烯等代谢产物增多,使更多白细胞循环浸润,对心肌细胞造成多次损伤。
MIRI 时,心肌缺血细胞生成大量的促炎介质如补体C 5a 、LPS 、IL-8等,激活并诱导心肌细胞多种黏附如ICAM-1,ICAM-2等分子表达[10]。
针刺干预心肌缺血再灌注损伤的作用机制
针刺干预心肌缺血再灌注损伤的作用机制1. 引言1.1 针刺干预心肌缺血再灌注损伤的作用机制针刺通过调节心脏血流,促进心肌细胞的再生和修复,减轻心肌缺血再灌注损伤所带来的损害。
针刺可以通过多种途径实现对心肌缺血再灌注损伤的干预,包括调节心血管功能、减轻心脏负荷、抑制炎症反应等。
针刺还可以通过调节神经内分泌系统、促进自身修复能力、改善心血管功能等多种途径发挥作用。
本文将对针刺在心肌缺血再灌注损伤中的作用机制进行深入探讨,为进一步研究针刺的临床应用提供理论支持。
也将探讨针刺在心脏病领域的发展前景,为针刺的更广泛应用奠定基础。
2. 正文2.1 针刺的历史和传统应用针刺疗法作为中医传统疗法的重要组成部分,在中国有着悠久的历史。
根据史书记载,针刺疗法最早起源于远古时代,当时人们使用石针、骨针等物品进行治疗。
随着时代的发展,针刺疗法逐渐演变成为一种独特的医学体系,并得到不断完善和发展。
在中国传统医学中,针刺疗法被广泛应用于各种疾病的治疗,包括心血管疾病。
古代医家提出了许多关于针刺心脏疾病的治疗方法,如《伤寒论》中就有关于针刺治疗心痛的论述。
针刺疗法通过调整人体的气血运行,促进疾病的康复,并在临床实践中取得了良好的疗效。
随着现代医学技术的发展,针刺疗法的作用机制逐渐得到了科学解释和验证。
研究表明,针刺可以通过激活神经内分泌系统,调节免疫功能,改善微循环等多种途径发挥治疗作用。
针刺对心肌缺血再灌注损伤的影响也备受关注,有研究表明针刺可以减轻心肌缺血再灌注损伤,提高心肌的抗缺血再灌注损伤能力。
2.2 心肌缺血再灌注损伤的发病机制心肌缺血再灌注损伤是一种常见的心血管疾病,发病机制十分复杂。
在缺血时,心肌细胞受到缺氧和能量供应不足的影响,导致细胞代谢紊乱、ATP合成减少、细胞内Ca2+积累等生物学效应。
随着再灌注的进行,大量氧自由基产生,细胞内外Ca2+浓度失衡,导致细胞膜受损、线粒体功能障碍、细胞凋亡等进一步的损伤。
缺血再灌注损伤机制
缺血再灌注损伤机制缺血再灌注损伤(ischemia-reperfusion injury)是一种普遍存在的生理现象,常见于心血管外科手术、心肌梗死、脑中风等各种临床情况中。
本文将以缺血再灌注损伤机制为主题,从深度和广度两个方面探讨该主题的各个方面,以帮助读者更全面地理解这一现象。
一、缺血再灌注损伤的基本概念缺血再灌注损伤指的是当组织或器官遭受缺血(血液供应中断)一段时间后,再次供血恢复时所引发的损伤反应。
尽管再灌注的目的是恢复局部供血,但却可能对组织或器官造成更严重的伤害,导致细胞坏死、炎症反应和功能丧失等不良后果。
二、缺血再灌注损伤的机制1. 氧化应激和自由基产生在缺血时,组织或器官缺乏氧气和能量供应,导致线粒体功能障碍和ATP合成降低。
当再灌注发生时,由于血液中大量的氧气重新供应,导致活化的线粒体释放更多反应性氧种和自由基,从而引发氧化应激反应,破坏细胞膜和细胞器功能。
2. 炎症反应激活缺血再灌注损伤可引发炎症反应,释放细胞因子、趋化因子和炎症介质,进一步导致炎症细胞浸润、血管扩张和血小板聚集等炎症反应。
这些炎症反应激活了免疫细胞和炎性细胞,进一步加剧了组织损伤。
3. 钙离子紊乱缺血再灌注损伤会导致细胞内和细胞外钙离子浓度失衡,破坏细胞内钙离子平衡和细胞外钙离子浓度梯度。
这种钙离子紊乱会引发线粒体功能失调、细胞凋亡和细胞死亡等多种病理生理过程。
4. 血管内皮功能损伤缺血再灌注损伤可导致血管内皮细胞的受损和功能异常,进而引发血管扩张、血小板聚集和血管渗透性增加等现象。
这些改变会进一步造成血管内皮功能的破坏,加重缺血再灌注损伤。
三、缺血再灌注损伤防治策略1. 保护组织氧供在缺血再灌注过程中,保持良好的氧供对减轻损伤非常重要。
提前做好血液输注、氧气供应和改善心血管循环等措施,可以有效预防缺血再灌注损伤的发生。
2. 抗氧化治疗应用抗氧化剂,如维生素C、维生素E和谷胱甘肽等,可以减轻缺血再灌注引起的氧化应激反应。
心肌缺血再灌注损伤介绍和实验设计
01.心肌缺血再灌注损伤相关介绍
心肌缺血再灌注损伤(myocardial ischemia reperfusion injury,MIRI)
1.最早由Jennings等于1960年提出,发现其临床表现为再灌注后缺血的 心肌出现再灌注心律失常、心肌顿抑、心肌能量代谢障碍、超微结构的 变化及内皮和微血管功能障碍相关的无复流等现象。 2.1967年Bulkey和Hutchins也发现在冠脉搭桥术完成血管重建后,心肌却 发生了与手术相关的坏死进一步加重的现象。 3. Braunwald教授在1985年J Lin Invest杂志中提出心肌再灌注是双刃剑 的观点,心肌再灌注既可以损伤心肌也能保护心肌。
心肌缺血再灌注损伤相关介绍和实验设计
目录
01 心肌缺血再灌注损伤相关介绍 02 心肌缺血再灌注损伤实验设计
01.心肌缺血再灌注损伤相关介绍
心肌缺血再灌注损伤:缺血心肌组织恢复血流灌注时,导致再灌注 区心肌细胞及局部血管网显著的病理生理变化,这些变化共同作用 可促使进一步的组织损伤。
临床疾病:急性心肌梗死、冠心病等 其基本的生理过程就是心肌缺血
01.心肌缺血再灌注损伤相关介绍
心肌缺血:指单位时间内的冠脉血流量减少,供给组织的氧量也减 少,缺血必定存在缺氧表明缺血缺氧。
一、心肌缺血的原因 1.冠脉血流量的绝对不足:冠状动脉阻塞,冠状动脉痉挛 2.冠脉血流量的相对不足:供氧降低或耗氧增加;肺通气或换气功 能障碍等 二、缺血对心肌的影响 1.心肌收缩能力降低 2.心肌舒张功能降低 3.血流动力学发生改变 4.心肌电生理的变化 5.心肌形态学的改变
1.控制性再灌注(Controlled reperfusion) 2.缺血预处理(ischemic preconditioning,IPC) 3.再灌注缺血后处理 (ischemic postconditioning,I-postC) 4.远隔预适应(remotechemicis-preconditioning,RIPC) 5.药理性后处理(Pharmacological postconditioning)
心肌缺血再灌注损伤的研究新进展
心肌缺血再灌注损伤的研究新进展心肌缺血再灌注损伤是指心肌在短暂缺血后重新获得血液供应时,反而加重心肌损伤的过程。
近年来,随着相关研究的深入,人们对心肌缺血再灌注损伤的认识不断加深,也为寻求有效的治疗方法提供了新的思路。
在以往的研究中,心肌缺血再灌注损伤的机制主要包括氧化应激、钙离子超载、炎症反应等。
其中,氧化应激是最为重要的一个环节,自由基的过度产生和清除失衡会导致心肌细胞的进一步损伤。
另一方面,钙离子超载也会导致心肌细胞死亡,而在再灌注过程中炎症反应的加剧也会加重心肌损伤。
针对这些机制,临床上已经开展了一系列治疗措施,如缺血预处理、远程缺血预处理、药物干预等。
其中,缺血预处理和远程缺血预处理可以有效地减少心肌细胞的死亡,而药物干预则可以通过调节炎症反应、清除自由基等方式减轻心肌损伤。
随着研究的不断推进,干细胞修复和新技术的应用为心肌缺血再灌注损伤的治疗提供了新的可能性。
干细胞修复是指利用干细胞的分化能力,将干细胞移植到受损的心肌组织中,以替代受损的心肌细胞。
新技术的应用则包括基因治疗、细胞治疗、纳米技术等,这些技术可以更加精准地调控细胞的生长和分化,为心肌损伤的治疗提供了新的途径。
尽管已经取得了一定的研究成果,但是心肌缺血再灌注损伤的治疗仍然面临许多挑战。
如何确保干细胞在心肌组织中的生长和分化是一个亟待解决的问题。
新技术的应用尚处于初步阶段,其长期效果和安全性需要进一步验证。
如何在临床实践中将这些治疗方法与传统的冠心病治疗方法相结合,以提高患者的生存率和生活质量,也是未来研究的重要方向。
心肌缺血再灌注损伤的研究新进展为冠心病的治疗提供了新的思路和方法。
然而,仍需要更多的研究来明确其机制和治疗方法。
通过深入探讨心肌缺血再灌注损伤的机制,我们可以更精准地制定出有效的治疗方案。
同时,随着新技术的不断发展,相信未来会有更多创新的治疗方法问世,为心肌缺血再灌注损伤患者带来希望。
在未来的研究中,我们还需要以下几个方面:深入探讨干细胞修复和新技术治疗心肌缺血再灌注损伤的机制,以期发现更为有效的治疗方法。
试从心脏生理的角度分析心肌缺血再灌注损伤的发生机制,对机体的损伤及其防治原则(1)
试从心脏生理的角度分析心肌缺血再灌注损伤的发生机制,对机体的损伤及其防治原则(1)【摘要】心脏起着泵血的功能,推动血液循环。
心脏的这种功能是由于心肌进行节律性的收缩与舒张及瓣膜的活动而实现的。
心肌的收缩活动又决定心肌具有兴奋性.传导性等生理特性。
心肌细胞膜的生物电活动是兴奋性和传导性等生理特性的基础。
心肌缺血,是指心脏的血液灌注减少,导致心脏的供氧减少,心肌能量代谢不正常,不能支持心脏正常工作的一种病理状态。
心脏的供血不是一成不变的,而是始终存在着波动,但这种波动经过机体自身调节,促使血液供需相○5对恒定,保证心脏正常工作。
如果任何一种原因引起心肌缺血,经机体调节不能满足心脏工作需要,这就构成了真正意义上的心肌缺血。
【关键字】心脏生理心肌缺血心肌缺血再灌注损伤防治原则心脏的生物电活动心脏的主要功能是泵血。
与骨骼肌一样,细胞膜的兴奋是触发心肌收缩的始动因素。
心肌的动作电位也与骨骼肌动作电位有明显差异,使得心脏的收缩也具有自身特点。
因此,掌握心肌生物电活动规律,对于理解心肌的生理特性、心脏收缩活动规律及心律失常的发生机制都有重要意义。
一心肌的电生理特性1兴奋性兴奋性(excitability)是指具有对刺激产生兴奋的能力或特性,兴奋性的高低可用阈值作为衡量指标。
阈值大表示兴奋性低,阈值小表示兴奋性高。
2自律性组织、细胞能够在没有外来刺激的条件下自动发生节律性兴奋的特性称为自动节律性(auto-rhythmicity),简称自律性。
具有自动节律性的组织或细胞称为自律组织或自律细胞。
自律性的高低可用单位时间(每分钟)内自动发生兴奋的次数,即自动兴奋的频率来衡量。
3传导性心肌细胞具有传导兴奋的能力,称为传导性(conductivity)。
传导性的高低可用兴奋的传播速度来衡量。
4心肌收缩的特点对细胞外液Ca2+的依赖性心肌收缩强度因细胞外Ca2+内流量而变化,其机制:在心肌的兴奋-收缩脱耦联中有赖于平台期细胞外Ca2+的内流→钙诱导钙释放(calcium-induced calcium release)触发肌浆网释放大量的Ca2+→收缩。
冠心病的心肌缺血与再灌注损伤
冠心病的心肌缺血与再灌注损伤冠心病是一种常见的心血管疾病,通常由冠状动脉狭窄或堵塞引起。
当冠状动脉的血供减少或完全中断时,心肌就会发生缺血,这种情况被称为心肌缺血。
而当血流再次恢复时,心肌会经历再灌注,这时可能会出现再灌注损伤。
本文将探讨冠心病的心肌缺血与再灌注损伤,以及如何减轻相关风险。
1. 心肌缺血的机制心肌缺血发生的主要原因是冠状动脉的供血不足。
冠状动脉狭窄或堵塞可以由多种原因引起,包括动脉粥样硬化、血栓形成和血管痉挛等。
当冠状动脉的供血不足时,心肌细胞开始缺氧,并逐渐导致细胞坏死和损伤。
心肌缺血的严重程度会导致心肌缺血的不同类型。
渐进性的心肌缺血可能导致稳定性心绞痛,而急性的心肌缺血则可能引发心肌梗死。
2. 再灌注损伤的机制再灌注损伤是指在心肌缺血之后,当血流再次恢复时,心肌细胞受到额外的损伤。
虽然血流恢复对心肌细胞几乎是必需的,但过于迅速或过度的再灌注可能会引起细胞内氧化应激和自由基生成,从而导致细胞死亡和组织损伤。
再灌注损伤的机制非常复杂,包括细胞内钙离子超载、线粒体功能损伤、炎症反应的激活等。
这些损伤机制相互作用,形成一个恶性循环,导致心肌细胞的进一步死亡和损伤。
3. 预防和减轻虽然冠心病的心肌缺血和再灌注损伤是无法完全避免的,但有一些方法可以减轻相关的风险。
首先是积极控制冠心病的危险因素,如高血压、高血脂、糖尿病等。
通过合理的饮食控制、适量的运动和药物治疗,可以降低冠状动脉病变的发生和进展。
其次是进行有效的干预治疗,包括药物治疗和介入治疗。
药物治疗可以通过扩张血管、降低血压和控制血脂等方式来改善冠状动脉的血流供应。
介入治疗则通过冠状动脉血管成形术和支架植入等方式来恢复冠状动脉的通畅。
此外,心脏康复也是减轻再灌注损伤的重要手段。
通过规律的运动锻炼和心理支持,可以提高心肌的耐受性和心脏功能,减少心脏事件的发生。
4. 结论冠心病的心肌缺血和再灌注损伤是冠心病患者常见的并发症。
心肌缺血是由于冠状动脉供血不足引起的,而再灌注损伤则是血流恢复后导致的细胞和组织损伤。
缺血再灌注损伤的发病机制
Coronary occlusion
Reperfusion
Endothelial damage Tissue edema Platelet/fibrin Oxygen free radical Leukocytes Tissue contracture
问题:
无复流现象 及机制?
心肌顿抑(Myocardial Stunning)
概念(Concept)
缺血器官在恢复血 液灌注后缺血性损伤进 一步加重的现象,称为 缺血-再灌注损伤.
概念(Concept)
氧反常(oxygen paradox):用低氧或无 氧液灌注后再恢复正常氧供应器官的损伤不见 恢复反而更趋严重。
pH反常(pH paradox):器官在再灌注时 pH从酸性恢复到正常时细胞损伤加重的现象。
线粒体与活性氧 Mitochondria & ROS
线粒体与活性氧 Mitochondria & ROS
rotenone
antimycin A
NADH(Site I)
Succinate
(Site II)
TTFA Ubiquinol
Ubiquinone
泛醌
Ubisemiquinone
.
._
O2
H2O2
钙反常(calcium paradox):器官在无钙 溶液灌流后恢复正常含钙溶液灌流导致的细胞 外钙离子大量内流而引起细胞损伤加重的现象。
缺血-再灌注损伤发生的条件 Conditions Predisposing to Ischemia-Reperfusion (I/R) Injury
• 缺血时间的长短
干扰氧化磷酸化过程,使ATP生成减少
4. 核酸内切酶
缺血-再灌注损伤及预处理的保护机制
(2)缺血-再灌注时氧自由 基生成增多的机制
线粒体 (Mitochondria) 黄嘌呤氧化酶 (Xanthine Oxidase) 中性粒细胞 (Neutrophils)
活性氧与缺血-再灌注损伤 ROS & I/R Injury
cells and neutrophils)
1.自由基 (Free radicals)
指在外层电子轨道含有一个或 多个不配对电子的原子、原子团或 分子的总称 。
为表达不配对电子,常常在其 分子式后上方加一个点如(R·) 。
(1)自由基的种类
氧自由基(oxygen free radical) 脂质自由基(lipid radical, L•) -· 氯自由基 (Cl•) 气体自由基 (一氧化氮nitric oxide, NO) 甲基自由基(CH3•) 过氧亚硝基(ONOO-)
缺血不但减少了细胞的氧供应, 而且造成糖酵解底物缺乏和乳酸等代 谢产物清除减少。
急性缺血期
心脏pH从7.2降到6.5
酸中毒加重细胞代谢紊乱和功能 障碍,并促进细胞坏死和凋亡。
4. 心肌舒缩功能障碍
正常: 心肌能量的85% 心肌收缩
15% 膜的离子转运 和蛋白质合成
缺血: ATP生成减少 心肌钙转运异常 蛋白磷酸化障碍 心肌舒缩功能降低
Becker LB. Cardiovas Res 61 (2004): 461– 470
研究历史
1955年Sewell报道结扎狗冠状动脉后,如突 然解除结扎恢复血流出现室颤
1960年Jennings提出心肌再灌注损伤的概念 1968年Ames报道脑缺血-再灌注损伤 1972年Flore报道肾缺血-再灌注损伤 1978年Modry报道肺缺血-再灌注损伤 1981年Greenberg报道肠缺血-再灌注损伤
缺血-再灌注损伤发生机制
抑制ATP形成.
2. 细胞膜性结构受损
激活膜磷脂酶A2
3. 促进氧自由基生成
Ca2+↑ XD向XO转化↑
自由基↑
三、微血管损伤和白细胞的作用
(一). 血管内皮细胞与白细胞激活
白细胞
内皮细胞
内皮释放 粘附分子
白细胞释放
趋化介质
(二)介导的缺血-再灌注损伤
① 微血管损伤(无复流现象,no-reflow phenomenon) ② 细胞损伤
ATP→ADP→AMP
缺
腺嘌呤核苷
血
次黄嘌呤核苷
期
次黄嘌呤
黄嘌呤脱氢酶
Ca2+
黄嘌呤氧化酶
O 黄嘌呤+ 2·-+H2O2
再 灌
O2 O2
黄嘌呤 氧化酶
注
尿酸+O2·-+H2O2
期
OH
1. 黄嘌呤氧化酶的形成增多
·
2. 中性粒细胞的大量聚集及激活:呼吸爆发
缺血
激活补体系统
细胞膜分解 趋素氧化酶系统功能失调
4. 儿茶酚胺自身氧化
㈢ 自由基的损伤作用
1. 膜脂质过氧化 2. 蛋白质的功能抑制 3. 破坏核酸和染色体
穿膜糖 蛋白
CH3-S-
膜表面蛋白
SH-SH
磷脂
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 HO
CH3-S-
2. 细胞膜通透性增高
3.离子泵功能障碍 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。
去甲肾上腺素
H+
α1
P1
缺血再灌注损伤
缺血-再灌注损伤机体组织器官正常代谢、功能的维持,有赖于良好的血液循环。
各种原因造成的局部组织器官的缺血,常常使组织细胞发生缺血性损伤( ischemia injury ),但在动物试验和临床观察中也发现,在一定条件下恢复血液再灌注后,部分动物或患者细胞功能代谢障碍及结构破坏不但未减轻反而加重,因而将这种血液再灌注后缺血性损伤进一步加重的现象称为缺血再灌注损伤( ischemia-reperfusion injury )。
用低氧溶液灌注组织器官或在缺氧的条件下培养细胞一定时间后,再恢复正常氧供应,组织及细胞的损伤不仅未能恢复,反而更趋严重,这种现象称为氧反常( oxygen paradox )。
用无钙溶液灌流大鼠心脏后,再用含钙溶液进行灌流时,心肌细胞的损伤反而加重,称为钙反常( calcium paradox )。
缺血引起的代谢性酸中毒是细胞功能及代谢紊乱的重要原因,但在再灌注时迅速纠正缺血组织的酸中毒,反而会加重缺血再灌注损伤,称为 pH 值反常( PH paradox )。
第一节缺血-再灌注损伤的原因及条件一、原因(一)、组织器官缺血后恢复血液供应如休克时微循环的疏通、冠状动脉痉挛的缓解、心脏骤停后心脑肺复苏等。
(二)、动脉搭桥术、 PTCA 、溶栓疗法等血管再通术后,心脏外科体外循环术、器官移植及断肢再植等。
二、条件并不是所有缺血的组织器官在血流恢复后都会发生缺血 - 再灌注损伤,但许多因素可影响其发生发展和严重程度,常见的原因有:(一)、缺血时间缺血时间的长短与再灌注损伤的发生与否相关,缺血时间过短或过长都不易发生再灌注损伤。
例如:大鼠心肌缺血 2min 以内或 20min 以上进行再灌注,不易发生再灌注损伤;狗心肌缺血 15min 以内或 40min 以上进行再灌注,再灌注损伤不易发生,缺血 15-20min 再灌注,心肌再灌注损伤的发生率高达 25%-50% 。
(二)、侧支循环缺血后侧支循环容易形成者,因可缩短缺血时间和减轻缺血程度,不易发生再灌注损伤,如肺脏。
医学资料缺血再灌注损伤
1.心肌舒缩功能降低:静止张力↑发展张力↓ 2.再灌注性心律失常 3.再灌注性心肌顿抑
(二)心肌能量代谢改变: (三)心肌超微结构改变:
心肌舒缩功能降低
表现为心输出量减少,心室内压最大变 化速率降低(±dp/dtmax),左室舒张末期 压力(LVEDP)升高,出现心肌顿抑。
心律失常 (室速、室颤)
➢1. 自由基的概念和代谢
1)自由基(free radical)的概念和类型
••
H
• •
O
••
• •
H
•• –
H+
+
• •
O
••
• •
H
•
H•
+
• •
O
••
• •
H
自由基:外层电子轨道有单个不配对电子的原子、 原子团和分子的总称。又称游离基。
•氧自由超基氧:阴由离氧子诱自发由的基自O由2•基,,羟属- 自非由脂基性O自H由• 基。 •活性氧(reactive oxygen species ROS):
❖ H2O2的生成途径:
O2•– 歧化反应:
SOD
O2•–+ O2•– +2H +
H2O2 + O2
❖ OH •的生成途径:
OH •是最活跃最强力的自由基。
Fenton反应
Fe3+ O2•–+ H2O2 Cu2+
O2+ OH-+ OH •
➢2. 再灌注时氧自由基生成增多的机制
⑴ 黄嘌呤氧化酶形成增多:血管内皮细胞源性
➢ 侧支循环:缺血后不易形成侧支循环的组织 ➢ 再灌注条件: Ca2+、Na+浓度高 ➢ 需氧程度:对氧需求高的组织
心肌缺血再灌注损伤研究进展
心肌缺血再灌注损伤研究进展心肌缺血再灌注损伤是一种常见的心血管疾病,主要由冠状动脉阻塞导致心肌供血不足,进而引发心肌损伤。
随着医疗技术的不断发展,人们对心肌缺血再灌注损伤的认识也在逐步深入。
本文将从心肌缺血再灌注损伤的基本概念、研究现状、研究局限性和未来研究方向等方面进行综述,以期为相关研究提供参考和启示。
心肌缺血再灌注损伤是指由于冠状动脉阻塞导致的心肌缺血,当阻塞血管再通或侧支循环建立后,缺血心肌得到再灌注,但此时心肌反而受到进一步的损伤。
这种损伤主要是由于再灌注后氧自由基产生过多、钙离子内流、中性粒细胞浸润等多种因素共同作用所致。
心肌缺血再灌注损伤的主要临床表现为心律失常、心力衰竭和猝死等。
近年来,心肌缺血再灌注损伤的病理生理机制研究取得了较大进展。
研究发现,再灌注后氧自由基的大量产生是导致心肌损伤的主要因素之一。
同时,钙离子内流、中性粒细胞浸润等也在一定程度上加剧了心肌损伤的程度。
细胞凋亡、自噬等细胞死亡过程也在心肌缺血再灌注损伤中发挥重要作用。
流行病学研究发现,心肌缺血再灌注损伤在心血管疾病患者中普遍存在,且其发生与患者的年龄、性别、血脂水平、高血压等疾病状态密切相关。
研究还发现,吸烟、饮食不健康、缺乏运动等不良生活习惯也会增加心肌缺血再灌注损伤的风险。
对于心肌缺血再灌注损伤的诊断,目前主要依赖于心电图、超声心动图、核磁共振等影像学检查手段。
同时,心肌酶学、炎症因子、氧化应激指标等实验室检查也在一定程度上有助于心肌缺血再灌注损伤的诊断和评估。
心肌缺血再灌注损伤是心血管疾病中一个重要的病理过程,其发生机制复杂,受到多种因素的影响。
目前,关于心肌缺血再灌注损伤的研究已经取得了一定的进展,但在流行病学研究和临床诊断方面仍存在一定的局限性。
未来,随着科学技术的发展和对心肌缺血再灌注损伤机制的深入了解,我们将有望发现更加有效的预防和治疗策略,以降低心肌缺血再灌注损伤的发生率和致死率,提高患者的生活质量。
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心肌缺血再灌注损伤的发病机制摘要21世纪是PCI的时代,PCI的发展与推广降低了ST段(STEMI)及非ST抬高(NSTEMI)性心肌梗死患者死亡率[1,2]、缩小了梗死的面积[3]、改善了左室的收缩功能[1,4],但是这种不断进步发展的PCI技术却不能显现出该技术当初刚用于临床时的降低心肌梗死患者的死亡率。
因为研究人员们发现,某些患者就算开通了梗死的冠状动脉相关血管支配的心肌梗死面积却没有如人所愿的大大降低,心肌梗死的面积在开通冠脉后仍然在进展。
因为研究人员发现缺血期的心肌在各种因素的作用下已经发生了损伤,心肌的再灌注有可能加重了缺血期心肌的损伤程度,对细胞或者细胞器造成了新的损伤,我们称之为再灌注损伤(reperfusion injury)。
本文主要此种损伤的可能发生机制进行综述。
关键词心肌再灌注损伤心肌缺血心肌梗死炎症自由基线粒体渗透性转换孔一、心肌再灌注损伤病理生理心肌再灌注损伤(myocardial reperfusion injury)指的是缺血的心肌组织恢复血运后可能对心肌造成的进一步损伤[2,3]。
但是缺血再灌注引起的心肌损伤的确切病理生理机制仍没有研究清楚。
其中一个很重要的因素就是目前所建立使用的心肌缺血-再灌注模型本身就是一个问题,因为我们知道心肌的缺血分很多种,其中最常见也是最凶险的一类便是ST段抬高型心肌梗死,现流行的线栓建模法被广泛应用,但心肌梗死的过程却没有线栓法阻断冠脉引起的心肌组织坏死及再灌注损伤如此简单,根据欧美国家的指南[4,5],将心肌梗死分为五型,从这五种分型可以发现简单的结扎、再通冠脉造成的心肌梗死模型也不过是其中分型的一型,其它四型或者更多的类型心肌在缺血及再灌注时发生的确切变化仍然没有研究清楚的,因为我们至今没有发现哪一种干预措施可以非常有效的缩小心肌梗死后心肌坏死的进展。
但是自50多年前,Jennings等[6]第一次从犬的缺血后再灌注的心脏组织中发现心肌纤维的收缩、肌膜破裂及线粒体内出现钙磷酸盐颗粒等现象到现代的冠脉介入、溶栓等再灌注手段不断地发展,研究人员发现了不少新的和再灌注损伤有关的证据和资料,而且结果显示缺血损伤并非单纯的是因为细胞缺乏营养而饿死那么简单。
本文主要介绍目前研究心肌再灌注损伤的病理变化。
(1)炎症因素炎症在心肌再灌注损伤中是公认的而且是资料最多的一个发病因素。
心肌再灌注时白细胞浸润并导致存活的心肌细胞损伤并且死亡是有充分的证据的,因为心肌梗死组织可以发现大量的白细胞。
国外相关的大鼠实验证明白细胞在再灌注开始后的数小时就已经开始浸润梗死的心肌组织[7],并且在5小时后大量聚集[8]。
有一个问题就是,白细胞与心肌梗死的因果关系问题,究竟是白细胞本能的归巢到坏死组织、清除掉死亡的细胞,还是白细胞的归巢一定程度上也清除破坏了再灌注的正常的心肌细胞,这两者的关系有待进一步的探究。
25年前,Engler等人提出,白细胞可以通过机械性阻塞微循环导致无复流的产生[9]。
因此,到底是白细胞本能的归巢导致的心肌组织死亡,还是死亡的心肌组织引发了白细胞的趋化作用呢?现代的文献仍然不能明确阐明这个问题。
而且各种各样的抗炎症药物应用于临床,但迄今为止没有一种药物能很有效的缩小心肌缺血再灌注后心肌组织的坏死面积或者临床前研究与临床研究之间不一致[10]。
这种不一致性原因除心肌再灌注模型比临床情况简单外,还可能与以下几种因素有关:1.抗炎药物与患者平时使用的药物产生作用干扰了抗炎作用(阿司匹林、GPIIb/IIIa受体阻断剂、肝素及其衍生物);2.临床上大多数心肌缺血的病人年纪都比较大,而实验用大鼠普遍年纪较小;3.药物的延迟或不合理使用错失了再灌注早期数分钟出现的时间窗;4.动物实验和临床情况下给药的时机差,再加上临床上患者出现血栓栓塞及不部分溶解的动态阻塞的存在。
(2)细胞过度肿胀导致心肌细胞的死亡20世纪60年代Robert Jennigs使用电镜观察缺血的心肌细胞,他和相关研究人员观察发现了缺血的心肌细胞发生了肿胀[11],提出肿胀是由于这些细胞的容量调节失调引起的[12]。
哺乳动物的细胞是由对水有高度通透性的细胞膜构成的,细胞的容积平衡必须依靠跨膜的渗透压维持。
并且细胞内充满了各种不能随意透过细胞膜、能产生渗透压的物质,如蛋白质、细胞器、核酸、各种电解质等物质。
我们读高中生物时就已经知道了,如果将一个细胞放入到清水中的话,该细胞就会发生肿胀,如环境不变的话最后细胞就会发生破裂。
而人体的细胞就是浸泡在细胞外液的水环境中,为什么它们不会发生破裂?奇妙的人类进化为我们巧妙的解决了这个问题,也就是通过对细胞内不能随意通过的电解质进行控制,其中钠离子是关键,细胞膜上存在着无数钠泵(钠-钾ATP酶),此结构通过消耗能量逆浓度梯度降细胞内的钠离子排出/转入入细胞内,保持一个适宜细胞生存的渗透压。
跨膜钠离子浓度梯度不仅仅是产生动作电位所需要的,甚至不产生动作电位的细胞也需要排出钠离子来维持渗透压的平衡。
因此,细胞上的钠泵就像是一个不停运作的发动机,不断地运作以维持细胞的正常形态,假如发动机停止了运作,机器将无法正常运行。
当心肌细胞缺血时亦是如此,心肌缺血时,心肌细胞的需求增加,氧供的不足引起了钠泵能量供应的不足而运作效率下降甚至瘫痪,我们知道钠离子是不能随意通过细胞膜的,这样子大量的钠离子就滞留在细胞内,越来越多的细胞外液就随之进入细胞内,如果这种情况持续下去,细胞将发生上述情况,不可避免的发生细胞破裂,并释放出可溶性裂解酶、核酸以及辅助因子,这种情况可以成为坏死(necrosis)。
这种坏死的观察我们可以通过剖取心肌组织,辅以四氮唑染色(tetrazolium staining)区分存活组织及坏死组织,因为无色的四氮唑能与脱氢酶及辅因子反应而变色[13,14],如果坏死的心肌组织两者皆消失,那么坏死组织将不被染色,就可以确认是死亡心肌组织。
除了钠泵瘫痪因素外,其它的缺血因素也可以引起细胞的过度肿胀坏死。
如,ATP的分解最终代谢产物为一分子的一磷酸腺苷(AMP)与两分子的无机磷酸盐,这些分子亦不能随意透过细胞膜,他们产生的渗透压是ATP本身的三倍。
Kloner提出了缺血-再灌注损伤学说的权威学者之一[15]。
他们观察到,在缺血再灌注是细胞发生了明显的肿胀,并描述这种现象为在灌注时的“爆炸式肿胀(explosive swelling)”。
缺血时,钠离子从组织间隙进入细胞内,由于组织间隙的液体不足以引起心肌细胞的过度肿胀及破裂,但是再灌注时,大量的血液不断的供应细胞,此时液体快速进入细胞内,引起细胞的迅速肿胀。
并且,再灌注开始的数分钟内,大量的钠离子通过膜交换进入细胞内[16]。
这种液体的过快转移亦可以看做是一种再灌注的损伤。
有研究用高渗灌注液进行再灌注以阻止细胞的过度肿胀,结果确实可以减少心肌细胞的坏死[17]。
(3)自由基自临床研究学者发现心肌再灌注损伤以来,自由基就是一个不能绕开的物质。
什么是自由基?首先我们要知道活性氧(ROS),20世纪70年代研究人员在缺血再灌注的心脏组织中发现了许多各种来源的活性氧(ROS),包括损伤的线粒体[18]、黄嘌呤氧化酶的活化[19]、白细胞[20]。
而大多数活性氧属于化学分类中的“自由基”,指外层轨道上具有未配对电子的原子,原子团或离子的总称,分子外层为配对的电子使它们变得十分活跃,能与多种生物分子反应而改变这些大分子的理化性质。
包括了超氧化物(SOD)、羟自由基(·OH)和过氧亚硝酸盐。
如上所述机体内产生的活性氧(ROS)的途径很多,但最终都会对心肌细胞及血管组织产生一定的伤害。
它对细胞和组织的伤害包括:对DNA的损伤;脂质过氧化导致细胞膜的损伤及钙的超载;肌浆网的损伤,导致钙稳态的丧失及收缩功能障碍;酶及离子通道蛋白的变性;血管内皮粘附因子激活,由此刺激中性粒细胞粘附分子增加[21]。
ROS降低了一氧化氮的生物活性,进而以有限的扩散速度形成强效的过氧亚硝酸盐。
一氧化氮的生物活性降低对心脏组织造成了很大的影响,包括一氧化氮的线粒体信号功能遭到破坏,冠脉血管内皮细胞释放的内源性一氧化氮强大的抗炎作用被削弱,造成了炎症和血凝的作用加强[22,23]。
(4)线粒体渗透性转换孔线粒体是人体能量的工厂,它能通过氧化磷酸化产生大量ATP为人体提供必须要的能量,其密度在心肌细胞尤甚,这是心肌缺血再灌注损伤难以绕开的一个重要靶细胞器。
Juhasova及其研究人员首次在预处理的离体心肌细胞线粒体中发现了线粒体渗透性转换孔(mitochondrial permeability transitionpore,mPTP)[24]。
直到20世纪90年代,Griffiths和Halestrap[25]在缺血的心肌再灌注时发现了大量的该转换孔的开放。
从那以后,线粒体渗透性转换孔便引起了大量的实验与研究。
那么线粒体渗透性转换孔(mPTP)究竟是什么?线粒体膜通透性转换孔(mPTP)为定植于线粒体内膜间的电压门控及钙依赖性的非选择性多蛋白孔道[26],水及1.5kDa质量的溶质可以通过[27]。
大多数研究认为该孔由电压依赖的阴离子通道(VDAC)、腺苷酸转运蛋白(ANT)和环孢素D组成的混合体。
mPTP的开放及关闭收到体内物质变化的调控,正常情况下mPTP是处于关闭状态的,在线粒体膜去极化及PH正常情况下出现大量的氧自由基、钙离子、无机磷酸盐时大量开放[28]。
mPTP的大量开放增加了膜对各种物质的通透性,进一步加剧了线粒体基质的肿胀,破坏了线粒体的正常功能,导致ATP的耗竭,使电子传递失偶联最终使ATP生成障碍。
上述的线粒体功能障碍都发生在再灌注早期的数分钟内,与mPTP的关闭与开放时间是一致的。
多项的在体及体外的研究表明[29]在再灌注时使用mPTP阻断剂(环孢素A、NIM811、sanglifehrin A、或吸入麻醉剂[30])能够减轻致命性再灌注损伤的心脏保护作用。
研究还发现几种保护心脏的机械性处理方法包括缺血预处理[31]及后处理[32]亦能够阻断mPTP的开放。
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