缺血再灌注损伤教案专家讲座.pptx
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1、第十三章第十三章 缺血缺血再灌注损伤再灌注损伤教学目标:教学目标:知识:缺血知识:缺血再灌注损伤、自由基、再灌注损伤、自由基、钙超载;钙超载;了解:缺血了解:缺血再灌注损伤原因、条件、再灌注损伤原因、条件、功效功效 及代谢改变;及代谢改变;分析:缺血分析:缺血再灌注损伤发生机理;再灌注损伤发生机理;应用:缺血应用:缺血再灌注损伤防治病理生理再灌注损伤防治病理生理 基础。基础。缺血再灌注损伤教案第1页概述:概述:1、缺血、缺血再灌注:新技术(溶栓疗再灌注:新技术(溶栓疗法、导管技术、心肺复苏、法、导管技术、心肺复苏、体外循环、断肢再植、器体外循环、断肢再植、器官移植等)可使许多组织官移植等)可使
2、许多组织器官在缺血后血流得到恢器官在缺血后血流得到恢复,这种技术谓缺血复,这种技术谓缺血再再灌注。灌注。几个概念:几个概念:缺血再灌注损伤教案第2页2、缺血、缺血再灌注损伤:缺血再灌注损伤:缺血再灌再灌注后,不但不能使组织器注后,不但不能使组织器官功效恢复,反而加重组官功效恢复,反而加重组织器官功效障碍和组织结织器官功效障碍和组织结构损伤,这种现象称为缺构损伤,这种现象称为缺血血再灌注损伤。再灌注损伤。缺血再灌注损伤教案第3页3、缺血预适应:短期缺血应激,使、缺血预适应:短期缺血应激,使机体对随即更长时机体对随即更长时间缺血间缺血再灌注损再灌注损伤产生显著保护作伤产生显著保护作用一个适应机制。
3、用一个适应机制。(机体内源性保护(机体内源性保护机制)机制)缺血再灌注损伤教案第4页第一节第一节 缺血缺血再灌注损伤再灌注损伤 原因及条件原因及条件一、原因一、原因1、全身循环障碍后,恢复血液、全身循环障碍后,恢复血液 供给;供给;2、组织器官缺血后,血流恢复;、组织器官缺血后,血流恢复;3、某一血管再通后。、某一血管再通后。缺血再灌注损伤教案第5页二、条件:二、条件:1、缺血时间;、缺血时间;2、侧支循环;、侧支循环;3、需氧程度;、需氧程度;4、再灌注条件:、再灌注条件:低压、低温、低低压、低温、低PH、低低Na+、低低Ca2+灌流、损伤减轻、反灌流、损伤减轻、反 之加重。之加重。缺血再灌
4、注损伤教案第6页 第二节第二节 缺血缺血再灌注损伤再灌注损伤 发生机制发生机制 还未完全说明,经对心肌缺血再灌注大量研究证实,能量代谢障碍是发病基础自由基作用和细胞内钙超负荷,是主要发病步骤。一、能量代谢障碍:一、能量代谢障碍:90%ATP来自线粒体氧化磷酸化。来自线粒体氧化磷酸化。线粒体线粒体三羧酸循环氧化反应三羧酸循环氧化反应电子传递电子传递能量转换能量转换缺血再灌注损伤教案第7页1、氧化磷酸化脱偶联:、氧化磷酸化脱偶联:再灌注时,自由基产生,再灌注时,自由基产生,线粒体应激反应线粒体应激反应耗氧量耗氧量呼吸控制率呼吸控制率质子质子ATP酶水解活性酶水解活性质子质子电子比失衡电子比失衡质子
5、质子ATP酶合成酶合成ATP氧化磷酸化脱偶联氧化磷酸化脱偶联缺血再灌注损伤教案第8页2、高能磷酸化合成缺乏、高能磷酸化合成缺乏(1)ATP合成前期(腺苷、肌苷、次黄嘌呤等)再灌注时被冲出而缺乏。(2)由有氧氧化为无氧代谢为主时,ATP合成。缺血再灌注损伤教案第9页二、自由基作用二、自由基作用(一一)自由基概念与类型自由基概念与类型 自由基是在外层电子轨道上含有单个不配自由基是在外层电子轨道上含有单个不配 对电子原子团和分子总称。对电子原子团和分子总称。自由基类型:自由基类型:1、非脂质氧自由基、非脂质氧自由基超氧阴离子(O2)、羟自由基(OH)NO、过氧亚硝酸盐(ONOO-)。2、脂质氧自由基
6、、脂质氧自由基 脂氧自由基脂氧自由基(LO)、脂过氧自由基脂过氧自由基(LOO)3、非氧自由基、非氧自由基过氧化氢(H2O2)、单线态氧(O2)缺血再灌注损伤教案第10页(二二)自由基代谢自由基代谢 自由基化学性质极为活泼易失去电子自由基化学性质极为活泼易失去电子(氧化氧化)或取得电子或取得电子(还原还原),参加体内电子转,参加体内电子转移、杀菌和物质代谢。生理情况下细胞内存移、杀菌和物质代谢。生理情况下细胞内存在抗氧化物质可及时去除自由基,使自由基在抗氧化物质可及时去除自由基,使自由基生成与降解处于平衡状态。病理情况下,自生成与降解处于平衡状态。病理情况下,自由基生成由基生成 或抗化能力或抗
7、化能力 。氧化应激反应氧化应激反应 细胞损伤。细胞损伤。H2OO2e-O2 H2O2OH2H+e-+H+e-+H+e-+H2O缺血再灌注损伤教案第11页(三三)再灌注时,氧自由基生成增多机理再灌注时,氧自由基生成增多机理 1、黄嘌呤氧化酶形成增多黄嘌呤脱氢酶(XD)Ca2+依赖性蛋白水解酶黄嘌呤氧化酶(XO)XOO2次黄嘌呤O2XO尿 酸+O2+H2 O2 黄嘌呤+O2+H2 O2 缺血再灌注损伤教案第12页 2、中性粒细胞、中性粒细胞正常时,中性粒细胞产生氧自由基,杀灭微生物、外来异物。再灌注时,内皮细胞释放自由基胞膜产生(白三烯)趋化物局部中性粒细胞粘附,氧自由基心肌梗死时,白细胞侵润可增
8、加17倍。缺血再灌注损伤教案第13页 3、线粒体:呼吸链是细胞内产生自由基、线粒体:呼吸链是细胞内产生自由基主要发生器之一。主要发生器之一。线粒体代谢氧线粒体代谢氧1%2%转转化为化为O2 ;每个线粒体二每个线粒体二十四小时产生十四小时产生107个个O2 分分子。正常被子。正常被MnSoD破坏。破坏。缺血再灌注损伤教案第14页缺O2线粒体内Ca2+MnSoD活性过氧化物酶过氧化氢酶活性O2过氧化OH DNA损伤ATP 、Ca2+线粒体损伤C内O2单电子还原O2 4、儿茶酚胺、儿茶酚胺 氧化降解氧化降解O2缺血再灌注损伤教案第15页(四四)再灌注时,自由基损伤机理再灌注时,自由基损伤机理1、脂质
9、损伤生物膜 OH使生物膜中多价不饱和脂肪酸断裂,脂质微环境破坏,生物膜损伤、功效障碍。2、引发细胞内Ca2+超载 脂质过氧化增加通透性 C a2+ATP膜液态流动性Ca2+泵失灵肌浆内Ca2+(Na+-Ca2+交换 )肌浆网内Ca2+摄入缺血再灌注损伤教案第16页 3、引发DNA断裂和染色体畸变 自由基(OH占80%)对对C毒性毒性作用作用脱氧核糖脱氧核糖碱基反应碱基反应染色体畸变染色体畸变核酸碱基改变核酸碱基改变DNA断裂断裂碱基片断丢失碱基片断丢失碱基片断修饰碱基片断修饰插入突变插入突变缺血再灌注损伤教案第17页自由基自由基脂质过氧化物脂质过氧化物4、促进蛋白质变性和酶活性攻击蛋白质攻击蛋
10、白质蛋白质蛋白质自由基自由基与脂质结合与脂质结合蛋白质分子聚合蛋白质分子聚合肽链断裂肽链断裂聚合物(变性、聚合物(变性、功效丧失)功效丧失)5、诱导炎症介质产生 自由基自由基细胞内细胞内游离游离Ca2+脂加氧酶脂加氧酶环加氧酶环加氧酶活性活性PG血栓素血栓素白三烯白三烯缺血再灌注损伤教案第18页三、钙超载:三、钙超载:(一)钙稳态调整:生物膜对Ca2+不自由通透性、运转系统。1 1、CaCa2+2+进入细胞路径进入细胞路径进入细胞路径进入细胞路径(1)质膜Ca2+通道(2)胞内钙库释放通道(受体操纵性通道)电压依赖性通道(L、T、N型)受体操纵性通道缺血再灌注损伤教案第19页 2 2 2 2、
11、CaCaCaCa2+2+2+2+离开泡液路径离开泡液路径离开泡液路径离开泡液路径(逆梯度、耗能、主动性逆梯度、耗能、主动性逆梯度、耗能、主动性逆梯度、耗能、主动性)(1)钙泵作用:Ca2+Mg2+-ATP酶(质膜、内质网、线粒体膜)Ca2+达一定浓度,被激活,水解ATP供能(2)Na+-Ca2+交换:双向性,取决于Na+、Ca2+浓度3 Na+换1Ca2+标准缺血再灌注损伤教案第20页(3)Ca2+-H+交换:交换:(二二)再灌注时细胞内再灌注时细胞内Ca2+超载机制超载机制Ca2+、Ca2+被线粒体摄取,被线粒体摄取,H+排至泡液排至泡液 1、Na+/Ca2+交换异常交换异常 (1)细胞内高
12、细胞内高Na+对对Na+/Ca2+交换蛋白直接激交换蛋白直接激活;活;(2)细胞内细胞内H+对对Na+/Ca2+交换蛋白间接激活;交换蛋白间接激活;(3)蛋白激酶蛋白激酶C(PKC)对对Na+/Ca2+交换蛋白间接交换蛋白间接激活。激活。缺血再灌注损伤教案第21页2、生物膜损伤、生物膜损伤缺缺O2,细胞外液与糖被表面分离而损伤,细胞外液与糖被表面分离而损伤,再灌注时,再灌注时,Ca2+大量内流大量内流激活磷酸脂酶激活磷酸脂酶膜磷酸脂被降解膜磷酸脂被降解膜通透性膜通透性细胞外细胞外Ca2+内流内流(1)细胞膜损伤细胞膜损伤缺血再灌注损伤教案第22页(2)线粒体及肌浆网膜损伤线粒体及肌浆网膜损伤A
13、TP 肌膜、肌浆膜钙泵功效障碍,不能肌膜、肌浆膜钙泵功效障碍,不能排出和摄取浆中过多排出和摄取浆中过多Ca2+,细胞内细胞内Ca2+(3)儿茶酚胺儿茶酚胺缺血心肌缺血心肌-受体密度受体密度 ,刺激刺激-受体,激活蛋白激酶受体,激活蛋白激酶 ,H+、Ca2+交换交换 ,Na+-Ca2+交换交换 刺激刺激-受体,受体,Ca2+内流内流 。缺血再灌注损伤教案第23页三、钙超载引发再灌注损伤可能机理三、钙超载引发再灌注损伤可能机理1、线粒体功效障碍线粒体功效障碍细胞内细胞内Ca2+,肌浆网、线粒体摄入肌浆网、线粒体摄入Ca2+,消耗消耗ATP,进入线粒体体进入线粒体体内内 Ca2+与磷酸根化合物结合沉
14、积,与磷酸根化合物结合沉积,干扰氧化磷酸化,干扰氧化磷酸化,ATP产生产生 。缺血再灌注损伤教案第24页2、激活钙依赖性降解酶激活钙依赖性降解酶Ca2+与钙调蛋白结合与钙调蛋白结合激活钙依赖降解酶活性激活钙依赖降解酶活性蛋白酶活性蛋白酶活性核酸内切酶活性核酸内切酶活性细胞骨架细胞骨架核酸分解核酸分解磷脂酶活性磷脂酶活性细胞膜、细胞膜、细胞器膜受损细胞器膜受损缺血再灌注损伤教案第25页3、促进氧自由基生成促进氧自由基生成Ca2+钙依赖性磷酸脂酶钙依赖性磷酸脂酶A2激活激活脂加氧酶脂加氧酶环加氧酶环加氧酶钙敏蛋白水解酶活性钙敏蛋白水解酶活性花生四烯酸生成花生四烯酸生成活性活性OHH2O2XDXO自
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