灯盏花素保护脑缺血再灌注损伤的作用
机制研究进展
（作者:___________单位: ___________邮编: ___________）
【摘要】脑缺血再灌注损伤(Cerebral ischemia reperfusion injury)是指缺血脑组织在恢复血液灌注后，脑组织损伤进一步加重的临床病理过程。灯盏花素是从灯盏花中分离出的一类黄酮类成分，主要含灯盏乙素（4,5,6三羟基黄酮7葡萄糖醛酸苷）、少量灯盏甲素及其他黄酮类成分。近年来的研究表明，灯盏花素对脑缺血再灌注后的脑损伤具有显著的保护作用，并已在临床应用中得到证实[1]。本文就灯盏花素保护脑缺血再灌注损伤的作用机制作一综述。
【关键词】脑缺血；再灌注损伤；灯盏花素
脑缺血又称缺血性卒中、脑梗塞，是一类由于脑血流供应障碍引起缺血、缺氧，导致局限性脑组织缺血性坏死或脑软化的疾病，为临床常见病、多发病，其病死率、致残率较高，目前缺乏理想的疗法和药物。脑缺血再灌注损伤(Cerebral ischemia reperfusion injury)是指缺血脑组织在恢复血液灌注后，脑组织损伤进一步加重，是引发多种脑
血管疾病的重要病理生理机制，其发生机制尚未彻底阐明，目前认为可能与脑组织能量代谢障碍、自由基损伤、钙超载、兴奋性氨基酸(EEA)的过度释放、脑细胞凋亡、炎症反应等有关。灯盏花素是从灯盏花中分离出的一类黄酮类成分，主要含灯盏乙素（4,5,6三羟基黄酮7葡萄糖醛酸苷）、少量灯盏甲素及其他黄酮类成分。近年来的研究表明，灯盏花素对脑缺血再灌注后的脑损伤具有显著的保护作用，并已在临床应用中得到证实[1]。本文就灯盏花素保护脑缺血再灌注损伤的作用机制作一综述。
1 改善脑组织能量代谢
脑是人体中对微循环依赖性极强的脆弱器官。微循环直接参与组织细胞的物质交换和能量、信息的传递，脑缺血再灌注时，微循环障碍，则代谢异常，最终必然导致脑功能和形态结构的改变。灯盏花素能降低脑缺血再灌注后沙土鼠脑组织含水量，升高脑组织ATP的含量，增加脑组织Na+K+ATPase和Ca2+ATPase的活性，从而改善离子转运，起到脑保护的作用[2]。王建国等在脑缺血再灌注沙土鼠模型中也发现，灯盏花素可显著升高海马ATP和腺苷酸池(ATP+ADP+AMP)含量[3]。这表明灯盏花素可通过改善脑缺血再灌注损伤后脑组织的能量代谢发挥神经保护作用。
2 减轻血脑屏障的损伤
血脑屏障(blood brain barrier，BBB)主要由脑血管内皮细胞、基底膜和星形细胞终足组成。脑缺血和再灌注时，伴随炎性细胞因子、粘附分子的表达，白细胞浸润并产生大量的蛋白水解酶，特别是基质金
属蛋白酶(MMP)、氧自由基和花生四烯酸代谢产物，这是导致BBB 破坏的直接原因。尹明华等在脑缺血再灌注小鼠模型中发现，灯盏花素可使缺血再灌注脑组织伊文思蓝含量下降，脑组织水含量减少,减轻BBB的损伤程度[4]。卢晓梅等研究发现，灯盏花素可显著抑制脑缺血再灌注小鼠基质金属蛋白酶MMP9的活性，降低BBB的通透性[5]。
3 抗氧自由基损伤
脑缺血再灌注时生成大量的氧自由基使体内的抗氧化物大量消耗，引发脂质的过氧化反应，最终使膜功能受损，从而导致脑组织结构和功能受损。因此，抑制氧自由基的产生，促进其清除，并抑制氧自由基引起的脂质过氧化反应，对脑缺血再灌注损伤有显著的保护作用。在大鼠脑缺血再灌注模型中，灯盏花素可显著降低脑组织过氧化产物丙二醛（MDA）的含量，升高超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽过氧化物酶（GSH Px）活性[6]。王羽等对灯盏花素脂质体的研究也表明了同样的结果[7]。朱君荣等在大鼠局灶性脑缺血再灌注损伤模型的研究结果表明，灯盏花素冰片注射液能显著改善海马区神经元的形态,同时还能明显增强脑缺血再灌注后大鼠脑组织内总抗氧化能力,增加脑组织SOD,显著减少脑组织内MDA含量[8]。提示灯盏花素可通过抑制氧自由基的产生，减轻脑组织的过氧化损伤。
4 抑制细胞内Ca2+超载
Ca2+在脑缺血再灌注损伤过程中有重要作用，细胞内Ca2+超载被认为是脑缺血再灌注损伤导致神经元死亡的最终原因。体外实验研究
表明，灯盏花素可显著抑制L谷氨酸诱导的海马神经细胞内Ca2+水平升高。在四血管结扎大鼠脑缺血再灌注模型中，灯盏花素可显著降低脑组织的钙含量[9]。周乐全等采用膜片钳技术研究表明，灯盏花素能降低大鼠全脑缺血再灌注后海马神经元L型钙通道的平均开放概率和开放时间[10]。他们随后又采用钙离子成像系统检测了灯盏花素对大鼠脑缺血再灌后海马CA1区神经元内游离Ca2+浓度的影响。结果显示，灯盏花素可显著降低全脑缺血再灌后大鼠海马CA1区神经元内游离Ca2+浓度[11]。这表明阻止细胞内Ca2+浓度超载，可能是灯盏花素保护脑缺血再灌注损伤后神经元的重要机制之一。
5 抑制兴奋性氨基酸的兴奋毒性
兴奋性氨基酸(excitatory animo acid，EAA)是中枢神经系统的主要兴奋性神经递质，它们对缺血脑细胞具有兴奋毒性作用，是缺血性脑损害的重要环节。在体外实验研究中，灯盏花素对谷氨酸诱导的培养神经元的兴奋性毒性损伤具有显著的保护作用[12]。张焰等在沙土鼠脑缺血再灌注损伤模型中，观察了灯盏花素对沙土鼠海马组织兴奋性氨基酸释放的影响。结果显示，脑缺血后脑组织海马区谷氨酸(Glu)、天冬氨酸(Asp)、γ氨基丁酸(GABA)含量明显增加,谷氨酰胺(Gln)含量在缺血时降低,再灌注后增加。灯盏花素可显著降低Glu、Asp和GABA含量,升高Gln含量[13]。表明灯盏花素可通过降低兴奋性氨基酸释放,可减轻脑缺血再灌注损伤。
6 抑制神经细胞凋亡
细胞凋亡是多细胞有机体为调控机体发育，维护内环境稳定，由基
因控制的细胞主动死亡过程。它参与多种生理和病理过程。近年大量研究表明，细胞凋亡与脑缺血性损伤有着密切关系。凋亡是脑缺血再灌注损伤后神经元死亡的重要方式，尤其是迟发性神经元死亡。徐晓虹等在体外培养的海马神经细胞研究中发现，灯盏花素可有效抑制谷氨酸诱导的神经细胞死亡,分别使细胞凋亡率下降30.4%和40.1%,坏死率下降32.5%和38.8%[12]。在体内脑缺血再灌注小鼠模型中，灯盏花素可剂量依赖性减少缺血小鼠海马CA1区神经细胞的死亡,并抑制DNA片段化的产生以及凋亡抑制基因XIAP mRNA表达的下调[14]。唐省三的研究结果显示，灯盏花素可抑制大鼠脑缺血再灌注损伤后C fos蛋白和caspase3蛋白的表达，促进Bcl2蛋白的表达[15]。这些结果都表明，灯盏花素可通过抑制神经细胞凋亡而减轻缺血再灌注引起的脑损伤。
7 抑制脑损伤后的炎症反应
研究发现，炎性反应是缺血再灌注损伤的重要机制之一。许多炎性介质和细胞因子在缺血再灌注的炎性机制中起重要作用。灯盏花素可抑制脑缺血后脑组织的细胞间黏附分子ICAM1的表达[16]，减轻脑缺血再灌注后脑组织中性粒细胞的浸润[17]，表明灯盏花素对脑缺血再灌注损伤后脑组织的炎症反应有明显抑制作用。
8 其它
除了上述作用机制外，灯盏花素的脑保护作用可能还与调节脑内血管活性物质的产生[18]，抑制蛋白激酶C[19]等有关。
9 结语
脑缺血再灌注损伤的病理生理是一个多环节、多因素、多途径损伤的酶促级联反应，仅仅干预其中某一环节或单一途径的治疗经临床证实疗效甚微。灯盏花素作为一种来源于传统中药灯盏花的有效成分，在大量研究中证实了其可通过作用于多个靶点，从而干预脑缺血再灌注损伤病理过程的多条路径，通过多种机制对脑缺血再灌注损伤产生保护作用。这些研究为灯盏花素临床用于治疗缺血性脑血管疾病提供了较广泛的实验依据。
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什么是脑缺血?脑的短暂性血液供应不足并出现症状就叫做短暂性脑缺血发作，是一种 常见的急性脑血管病。病人突然发病，类似脑出血或脑梗塞的表现，一般在24小时内完全 恢复正常，常使家人虚惊一场，但可以反复发作。短暂性脑缺血发作病人一般在1～5年内 可能发生脑梗塞。而脑梗塞的病人中的1/3～2/3曾经发生过短暂性脑缺血发作脑缺血 - 再 灌注也可造成脑功能严重受损。脑缺血时脑细胞生物电发生改变，出现病理性慢波，缺血一 定时间后再灌注，慢波持续并加重。颞叶组织内神经递质性氨基酸代谢发生明显变化，即兴 奋性氨基酸(谷氨酸和天门冬氨酸)随缺血 - 再灌注时间延长而逐渐降低，抑制性氨基酸(丙 氨酸、γ- 氨基丁酸、牛黄酸和甘氨酸)在缺血 - 再灌注早期明显升高。缺血再灌注损伤 时间越长，兴奋性递质含量越低，脑组织超微结构改变越明显：线粒体肿胀，有钙盐沉积， 并可见线粒体嵴断裂、核染色质凝集、内质网高度肿胀，结构明显破坏、星型细胞肿胀， Nissl 体完整性破坏、胶质细胞、血管内皮细胞肿胀，周围间隙增大并有淡红色水肿液、白质纤维 间隙疏松，血管内由微血栓、髓鞘分层变性，呈现不可逆损伤。 多数情况下，缺血后再灌注可使组织器官功能得到恢复，损伤的结构得到修复，患者病情好转康复；但有时缺血后再灌注．不仅不能使组织、器官功能恢复，反而加重组织、器官的功能障碍和结构损伤。这种在缺血基础上恢复血流后组织损伤反而加重，甚至发生不可逆性损伤的现象称为缺血再灌注损伤(ischemi-a-reperfusion injury)。 缺血后疏通血管或再造血管使组织得到血液的再灌注，确能收到良好的治疗效果。但在一定条件下（取决于缺血时间）再灌注反而引起更加严重的后果。这不仅见于临床，而且也为不同种属（兔、大鼠、豚鼠、狗、猪等）的大量动物实验所证明。这是一种反常（paradox）现象，称之为再灌注损伤（reperfusion injury）。
脑缺血损伤及药物的干预作用 单选题：每道题只有一个答案。 1.脑缺血病理损伤的病理机制是e A.离子平衡紊乱 B.细胞内钙超载 C.脑组织炎性损伤 D.脑组织能量代谢障碍 E.以上均是 2.细胞凋亡相关的信号途径，如一些细胞因子、生长因子、肿瘤坏死因子（Bcl-x）,将存活或凋亡信号从胞外传递到胞内，再通过特定的信号途径，调控细胞凋亡进程。（a ） A.正确 B.错误 3.脑缺血急性期，通过诱发和促进炎症、细胞毒性反应及多种凋亡途径 加剧损伤；后期则发挥保护性作用。（ a） A.正确 B.错误 4.S100B蛋白：高浓度特异地存在于中枢神经系统的多种细胞中。急性缺血性脑血管病神经细胞出现水肿、变性和坏死，脑脊液和血浆中 S100B蛋白水平显著升高，成为缺血性脑损伤的一个重要标志物。（ a） A.正确 B.错误 5.血小板激活因子受体抑制剂是a
A.银杏苦内酯B B.阿斯匹林 C.组织型纤溶酶原激活剂 D.水蛭素 E.肝素 6.白细胞介素IL-3：（d ） A.正常时脑内只少量表达IL-1β，缺血后表达明显增加，高浓度的 IL-1β 参与了神经元损伤以及白细胞的粘附和浸润B.缺血后脑内IL-6表达明显增加，其作用是诱导缺血区B细胞、 T细胞分化，增强免疫反应，引起缺血性脑损伤C.脑缺血后IL-8表达增加，在中性粒细胞介导的炎性损伤中起枢纽作用。D.在脑缺血中主要发挥神经保护作用E.能有效地抑制T细胞、B细胞产生细胞因子，从而抑制免疫应答，发挥神经保护作用 7.血管性痴呆药物有效性的评价指标是d A.脑梗塞范围减少 B.肌张力增强 C.脑水肿减轻 D.记忆能力增强 E.平衡能力增强 8.血管性痴呆在欧洲和美国等国家是仅次于AD的第二位最常见的痴呆原因，患病率在0.9%和3.0%之间，约占痴呆的10%－50%。我国血管性痴呆的患病率约为 1.1%－3.0%。（ a） A.正确 B.错误 多选题：每道题有两个或两个以上的答案，多选漏选均不得分。 1.补阳还五汤包含有（ abcd）
缺血性脑损伤的病理生理基础和脑梗塞的治疗原则 急性缺血性脑损伤、神经元坏死的发病机制和防治经历过长时间的研究过程，从选择性神经的细胞死亡至迟发性神经元坏死（DND）以及至近年缺血半暗带，缺血治疗时间窗研究和溶栓治疗进展，为急性脑硬塞的治疗提供光明前景。一、迟发性神经元坏死（DND）早在1925年Spielmeyer提出选择性神经细胞易伤性，表现在不同的脑区，如海马cal区，小脑蒲金野细胞和大脑皮层Ⅲ-Ⅳ层等神经细胞损伤，曾有多种理论解释，诸如血管理论，特异性易伤性、血管结构和神经元理化特性等学说，也曾进行多种动物模型研究，直至Pulsinelli（1979）[1]首先建立四血管阻断全脑缺血再灌注模型，促进了脑缺血的实验研究。迟发性神经元死亡，Kirino（1982）[2]应用沙土鼠两血管阻断再灌注全脑缺血模型，发现海马cal区2-7天后出现神经元坏死称为迟发性神经元死亡，同年Pul sinelli[3]用大鼠4VO再灌模型取得相同的结果，即海马ca4区为缺血性细胞改变，ca3菊反应性改变，而cal区则为DND改变。自此得到公认并进一步深入病理形态，超微结构，理化改变研究对DND 发生机制取得突破性进展： 1 自由基（FR）与DND 自由基FR广泛存在于生物体内，正常生理情况下FR处在生成和清除平衡状态不损害机体具有毒物降解作用，生物体内的FR 有：氧化自由基，过氧化氢和羟自由基等，实验研究证明FR 代谢失平衡是脑缺血再灌注DND过程中的一个最基本特征[4，
5]。脑缺血再灌注氧自由基过多，特别是超氧化阴离子过多造成组织损伤，有血管内皮细胞损伤血脑屏障遭破坏产生脑水肿；神经细胞、胶质细胞的膜磷脂损伤、C a2+、Na+、流入细胞内、Ca2+超载；兴奋性氨基酸NMDA受体神经毒作用，造成神经元损伤等[6]。临床上应用维生素C、E的抗氧化作用保护和治疗受损神经细胞。 2 细胞Ca2+超载与DND 细胞内Ca2+超载是缺血再灌注造成DND的主要原因[7]。正常生理状态下细胞内外Ca2+浓度相差近万倍，多种Ca2+通道维持这种正常递度包括NMDA受体通道。电压依赖Ca2+通道，内质网Ca2+通道、线粒体Na/Ca2+交换Ca2+-ATP酶和钙调蛋白等[8 ]。当脑缺血缺氧病理状态下，EAA受体过度兴奋，引起溶质重排Ca2+细胞内流增加；高能磷酸化合物耗尽，离子泵受损，胞内Ca2+不能泵出，线粒体和内质网对Ca2 +的摄取和钙结合蛋白调蛋白的结合能力下降，造成细胞内Ca2+超载发生DND。 3 兴奋性氨基酸与DND 兴奋性氨基酸有谷氨酸和天门冬氨酸，在脑内的Glu为最多是CNS中的兴奋性递质参与多种生理功能包括感光信息处理，协调运动，认知过程的学习和记忆等。正常Glu细胞内高于细胞间隙1000倍，实验证明缺血5min，细胞间隙Glu升高 1 5-20倍，再灌注5min可恢复正常，但缺血20minGlu升高达20-100倍，继续再灌注2 0min亦不能恢复到正常水平，激活AMPA受体通过开放使细胞内能量和ATP耗尽，细胞外K+浓度增加导致细胞膜去极化Na+在细胞内堆积Cl-和
脑缺血再灌注损伤机制及治疗进展 西安交通大学医学院第二附属医院麻醉科710004 薛荣亮 脑缺血一定时间恢复血液供应后，其功能不但未能恢复，却出现了更加严重的脑机能障碍，称之为脑缺血再灌注损伤（cerebral ischemia reperfusion injury,CIR）。 脑缺血再灌注损伤与自由基的生成、细胞内钙超载、兴奋性氨基酸毒性、白细胞高度聚集和高能磷酸化合物的缺乏等有关。急性局灶性脑缺血引起的缺血中心区死亡以细胞坏死为主，目前认识的比较清楚，即脑缺血后5-7分钟内，细胞能量耗竭，K+通道受阻，膜电位降低，神经末梢释放谷氨酸，通过兴奋谷氨酸受体（包括NMDA 、AMPA和KA 受体）致使细胞膜上的Ca2+通道开放，引起Ca2+超载，高Ca2+可激活NOS，使NO和氧自由基的形成增加，引发脂质过氧化，引起膜结构和DNA的损伤；Ca2+还可活化各种酶类，加剧细胞损伤和能量障碍，引发缺血级联反应，结果细胞水肿、细胞膜破裂，细胞内酶和炎性介质释放，引起细胞坏死。 近年来认识到半暗带区域于再灌注数天后出现了迟发性神经元死亡(DND)，DND常出现在缺血再灌注后2-4日，主要发生在海马、纹状体及皮质区域，DND需要数日时间、有新蛋白质合成的、需要消耗能量的、为无水肿的细胞自杀过程，称之为细胞凋亡(PCD)。脑缺血再灌注损伤既包括急性细胞坏死也包括细胞凋亡，对于DND的确切机制目前仍不清楚，尚需进一步深入研究。 现对脑缺血再灌注损伤机制的研究进展及保护措施简述如下：1．基因活化 脑缺血再灌注损伤后可出现大量基因表达，大约有374种基因出现
变化，绝大多数基因与凋亡有关，其中57种基因的蛋白表达是缺血前的 1.7倍，而34种基因的表达量出现下降，均发生在4小时到72小时, 包括蛋白质合成，基因突变，促凋亡基因，抑凋亡基因和损伤反应基因变化等，这些基因的相互作用最终决定了DND的发生。 2．兴奋性氨基酸毒性 兴奋性氨基酸毒性是指EAA受体活化而引起的神经元死亡，是脑缺血性损伤的重要触发物和介导物。EAA可活化胞内信号转导通路，触发缺血后致炎基因表达。CA1区神经细胞分布着大量的EAA受体，而抑制性氨基酸受体分布很小，这就为缺血后的兴奋性毒性提供了基础。另外，CA1区较CA3区对缺血损伤敏感是由于其兴奋性氨基酸受体的类型不同，CA1区以NMDA受体为主，CA3区以KA受体为主，而KA 受体对缺血敏感性较差，可能是造成DND发生的重要原因。 3．自由基及脂质过氧化 脑缺血再灌注期间产生大量自由基。其有害作用可概括为：①作用于多价不饱和脂肪酸，发生脂质过氧化。②诱导DNA、RNA、多糖和氨基酸等大分子物质交联，交联后的大分子则失去原来的活性或功能降低。③促使多糖分子聚合和降解。自由基可广泛攻击富含不饱和脂肪酸的神经膜与血管，引发脂质过氧化瀑布效应(oxygen burst)，蛋白质变性，多核苷酸链断裂，碱基重新修饰，细胞结构的完整性破坏，膜的通透性、离子转运、膜屏障功能均受到严重影响，从而导致细胞死亡。自由基还能导致EAA释放增加，促使脑缺血后DND发生。 4．热休克蛋白表达紊乱 热休克蛋白是在多种应激原的作用下生成的分子量为7-200KD的
病理生理学缺血再灌注损伤试题及答案 This model paper was revised by LINDA on December 15, 2012.
第十章缺血－再灌注损伤
一、选择题 【A型题】 1．缺血再灌注损伤最常见于下述哪一器官 A．心肌 B．脑 C．肝 D．肾 E．肠 2．最活泼有力的氧自由基是： A．-? 2 O B．H2O2 C．OH· D．LO· E．LOO· 3．认为再灌注损伤实为缺血的继续和叠加的学说为： A．钙超载 B．自由基损伤 C．无复流现象 D．白细胞作用 E．能量代谢障碍4．缺血-再灌注性心律失常最常见的类型： A．房性心律失常 B．室性心律失常 C．房室交界部阻滞 D．房室传导阻滞 E．房颤 5．氧反常损伤程度加重，不见于： A．缺氧的时间越长 B．缺氧时的温度越高 C．缺氧时酸中毒程度越重 D．重给氧时氧分压越高 E．再灌注时pH纠正缓慢 6．有关自由基的错误说法是： A．自由基是具有一个不配对电子的原子、原子团和分子的总称 B．-? 2 O是其他活性氧产生的基础
C．OH＾自由基的产生需有过渡金属的存在 D．体内的自由基有害无益 E．自由基的化学性质极为活泼 7．钙反常时细胞内钙超载的重要原因是： A．ATP减少使钙泵功能障碍 B．Na+-Ca2+交换增加 C．电压依赖性钙通道开放增加 D．线粒体膜流动性降低 E．无钙灌流期出现的细胞膜外板与糖被表面的分离 8．导致染色体畸变、核酸碱基改变或DNA断裂的自由基主要为： A．-? 2 O B．OH· C．H 2O 2 D．LO· E．LOO· 9．缺血一再灌注时细胞内氧自由基生成增加不见于： A．中性粒细胞吞噬活动增强 B．儿茶酚胺增加 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 10．自由基对机体的损伤最主要是通过： A．蛋白质交联 B．直接损伤核酸 C．引发葡萄糖交联 D．脂质过氧化引起损伤 E．引起染色体畸变 11．下面哪个不是活性氧 A．NO B．-? 2 O C．OH· D．CO 2 E．LOO·
关于脑缺血再灌注损伤机制及治疗 脑缺血再灌注损伤（CIRI）是一种复杂的病理、生理过程。它由多种机制共同参与，如炎性反应，钙离子超载，自由基的过度形成，兴奋性氨基酸的毒性作用等。各个环节，多种因素共同作用，促进CIRI后脑梗死灶的形成及神经功能的破坏。本文，我们将从CIRI发病机制及药物治疗两方面进行阐述。 标签：CIRI；发病机制；药物研究 脑血管疾病是中老年人常见的致残原因。缺血性脑血管病（ICVD），它在脑血管病中的发病概率最高。患者脑缺血持续一段时间后，虽然供血量恢复，但功能尚未恢复，且并发严重的脑机能障碍，称为CIRI。CIRI具有发病机制复杂，病因多样等特点。CIRI不仅危害患者生命及健康，还会给社会及患者家庭带来巨大的精神及经济负担。现今，该病尚缺乏有效的治疗药物[1，2]。故而，研究及探讨疾病的病因及药物治疗方法具有重要意义。本文将就此进行综述。 1疾病的发病机制 1.1自由基自由基损伤脑组织多发于缺血再灌注期[3]。①氧自由基氧自由基过多，可造成核酸、蛋白质及脂质的过氧化，破坏机体膜结构，增加膜结构的通透性，促进核酸断裂、线粒体变性及蛋白质降解。氧自由基过多，还可诱导RNA，DNA，氨基酸等物质交联，减低物质活性。缺血时，机体内源性的抗氧化系统常无显著改变，而脂质过氧化物将显著上升，致使机体氧化、过氧化失衡。再灌注时，产生大量氧自由基，促使脂质过氧化过程继续，加重细胞的损伤。②NO自由基它在CIRI发病中，具有神经保护作用及神经毒性。过量的NO自由基可与超氧阴离子结合，促进DNA氧化，抑制其修复，损伤线粒体，促进机体细胞凋亡。 1.2兴奋性氨基酸的毒性作用（EAA）EAA是重要的兴奋性神经递质[4，5]。脑缺血时，EAA对脑细胞产生毒性作用。EAA是CIRI的重要环节。EAA 包括天冬氨酸及谷氨酸等。脑缺血时，谷氨酸起主要作用。大量谷氨酸激活AMPA 谷氨酸受体，继而激活了磷脂酰肌醇（与Gq蛋白耦联）的信号转导系统，致使细胞的通透性改变，Cl-和Na+大量进入脑细胞，随之，水也被动性的进入细胞，造成脑水肿，最终诱导脑细胞凋亡。 1.3钙离子超载脑缺血时，脑细胞能量代谢障碍，细胞内缺乏ATP，钙离子泵功能失调，钙离子外流减低。谷氨酸大量释放，NMDA受体被激活，致使钙离子内流。细胞无氧代谢，使产H+增加，促进Na+内流，细胞内高浓度的Na+，激活Ca2+/ Na+交换蛋白，进一步加重钙离子内流。细胞内离子的不均衡分布，将破坏脑细胞防御体系[6，7]。①细胞内Ca2+浓度过高，Ca2+积聚于线粒体，损伤线粒体膜，抑制ATP的合成，继而导致能量合成障碍。②Ca2+可激活C和A2，促进磷脂分解，产生白三烯、前列腺素等，对脑细胞产生毒性作用。③Ca2+含量过高，使钙调蛋白含量增加，继而促进弹性蛋白酶、5-羟色胺释放，致使脑
第二十三讲缺血再灌注 损伤概论 Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998
第二十三章缺血－再灌注损伤 一、基本要求 1. 掌握自由基、活性氧、缺血－再灌注损伤、氧反常、钙反常、pH反常、钙超载、无复流现象和呼吸爆发的概念, 重点掌握缺血－再灌注损伤的发生机制。 2. 熟悉缺血－再灌注损伤的原因和条件, 熟悉缺血－再灌注损伤时机体的功能和代谢变化。 3. 了解防治缺血－再灌注损伤的病理生理基础。 二、知识点纲要 （一）缺血－再灌注损伤的概念 各种原因造成组织血液灌流量减少，可使细胞发生缺血性损伤。再灌注具有两重性，多数情况使缺血组织和器官的功能结构得以修复，患者病情得到控制。但是，部分患者或动物缺血后再灌注，不仅没使组织器官功能恢复，反而使缺血所致功能代谢障碍和结构破坏进一步加重，这种现象称为缺血－再灌注损伤。与之密切相关的概念，还有氧反常、钙反常和pH反常。缺血－再灌注损伤在不同种属和各种组织器官均可发生，具有普遍性。 ( 二 ) 缺血－再灌注损伤的原因和条件 再灌注损伤取决于缺血时间、侧支循环、需氧程度以及电解质浓度。 ( 三 ) 缺血－再灌注损伤的发生机制 1. 自由基的作用 (1) 自由基的概念、特性、类型、体内代谢和生物学意义 (熟悉和了解) (2) 缺血－再灌注时氧自由基生成增多的机制 (掌握) 1) 黄嘌呤氧化酶形成增多； 2) 中性粒细胞的呼吸爆发；3) 线粒体损伤，氧分子单电子还原增多；4) 儿茶酚胺增加，自氧化增强。 (2) 自由基的损伤作用(掌握) 1) 生物膜脂质过氧化增强导致①膜结构破坏──膜的液态性和流动性减弱，通透性增强；②抑制膜蛋白功能──离子泵失灵和细胞内信号传递障碍；③线粒体功能受损──ATP 生成减少。 2) 细胞内Ca2+超载源于自由基引起细胞膜通透性增强，膜上Na+-K+-ATP酶失活和线粒体功能障碍。 3) DNA 断裂和染色体畸变外面无组蛋白保护的线粒体DNA对氧化应激敏感。 4) 蛋白质变性和酶活性降低自由基可引起蛋白质分子肽链断裂，使酶的巯基氧化。 5) 诱导炎症介质产生自由基可导致脂质过氧化和胞内游离钙增加，激活磷脂酶，脂加氧酶及环加氧酶。 2. 钙超载 (1) .细胞内钙稳态调节 (熟悉和了解) (2) 再灌注时细胞内钙超载的机制 (掌握) 1) Na+－Ca2+交换异常；2) 细胞膜通透性增高；3) 线粒体功能障碍；4) 儿茶酚胺增多。 (3) 钙超载引起再灌注损伤的机制 (掌握)
第十章 缺血－再灌注损伤 一、选择题 【A 型题】 1．缺血再灌注损伤最常见于下述哪一器官? A ．心肌 B ．脑 C ．肝 D ．肾 E ．肠 2．最活泼有力的氧自由基是： A ．- ?2O B ．H 2O 2 C ．OH · D ．LO · E ．LOO · 3．认为再灌注损伤实为缺血的继续和叠加的学说为： A ．钙超载 B ．自由基损伤 C ．无复流现象 D ．白细胞作用 E ．能量代谢障碍 4．缺血-再灌注性心律失常最常见的类型： A ．房性心律失常 B ．室性心律失常 C ．房室交界部阻滞 D ．房室传导阻滞 E ．房颤 5．氧反常损伤程度加重，不见于： A ．缺氧的时间越长 B ．缺氧时的温度越高 C ．缺氧时酸中毒程度越重 D ．重给氧时氧分压越高 E ．再灌注时pH 纠正缓慢 6．有关自由基的错误说法是： A ．自由基是具有一个不配对电子的原子、原子团和分子的总称 B ．- ?2O 是其他活性氧产生的基础 C ．OH ＾ 自由基的产生需有过渡金属的存在 D ．体内的自由基有害无益 E ．自由基的化学性质极为活泼 7．钙反常时细胞内钙超载的重要原因是： A ．ATP 减少使钙泵功能障碍 B ．Na + -Ca 2+ 交换增加 C ．电压依赖性钙通道开放增加 D ．线粒体膜流动性降低 E ．无钙灌流期出现的细胞膜外板与糖被表面的分离 8．导致染色体畸变、核酸碱基改变或DNA 断裂的自由基主要为： A ．- ?2O B ．OH · C ．H 2O 2 D ．LO · E ．LOO · 9．缺血一再灌注时细胞内氧自由基生成增加不见于： A ．中性粒细胞吞噬活动增强 B ．儿茶酚胺增加 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 10．自由基对机体的损伤最主要是通过： A ．蛋白质交联 B ．直接损伤核酸 C ．引发葡萄糖交联 D ．脂质过氧化引起损伤 E ．引起染色体畸变
缺血再灌注损伤 （一）名词解释（1～10） 1．缺血再灌注损伤（ischemia-reperfusion injury） 2．氧反常（oxygen paradox） 3．钙反常（calcium paradox） 4．pH值反常（pH paradox） 5．自由基（free radical） 6．呼吸爆发（respiratory burst）或氧爆发（oxygen burst） 7．钙超载（calcium overload） 8．无复流现象（no-reflow phenomenon） 9．心肌顿抑（myocardial stunning） 10．氧自由基抑制剂 （二）选择题A型题（1～43） 1．缺血-再灌注损伤发生的原因主要是： A．血管痉挛，组织缺血；B．血管内血栓形成，阻断血流； C．器官在缺血耐受期内恢复血流；D．器官在可逆性损伤期内恢复血流； E．以上都不对。 2．再灌注损伤是指： A．缺血后恢复血流灌注引起的后果；B．缺血后恢复血流灌注引起的组织损伤；C．无钙后再用含钙溶液灌注引起钙超载；D．缺氧后再用富氧液灌注引起的组织损伤；E．以上都不对。 3．下述何种不会有缺血-再灌注损伤？ A．冠脉搭桥术后；B．体外循环后； C．器官移植后；D．心肌梗塞后； E．心肺复苏后。 4．钙反常损伤程度主要与： A．无钙灌注的时限有关；B．灌注液的温度有关； C．灌注液的PH有关；D．再灌注时钙浓度有关； E．再灌注时的氧分压有关。 5．脑缺血-再灌损伤，细胞内第二信使分子的变化为： A．cAMP↓、cGMP↓；B．cAMP↑、cGMP↑； C．cAMP↑、cGMP↓；D．cAMP↓、cGMP↑； E．两者均正常。
1 细胞凋亡与缺血性脑损伤 内质网（endoplasmic reticulum，ER）在细胞内分布广泛，是真核细胞中重要的细胞器，其内膜表面积占细胞所有膜结构的50 %，体积占细胞总体积的10 %，参与重要的生理功能的维持，其基本生理功能包括负责蛋白质的合成转运、信号肽识别、糖基化修饰等过程以及钙离子的贮存和调节，信号转导及细胞内钙的再分布。内质网巨大的膜结构为细胞内活性物质的反应提供了一个广阔的平台，在许多信号调控中起到关键作用。最近的研究表明，内质网是细胞凋亡调节中的重要环节［1］。 细胞应激涉及线粒体、内质网、细胞核等细胞器的应激，他们既相对独立，又相互作用［2］。内质网是细胞加工蛋白质和贮存Ca2+的主要场所，对应激极为敏感，其功能紊乱时出现错误折叠与未折叠蛋白在腔内聚集以及Ca2+平衡紊乱的状态，称为内质网应激（endoplasmic reticulum stress，ERS）［3］。ER非常敏感，葡萄糖/营养素缺乏、蛋白质糖基化抑制、二硫键形成障碍、蛋白质转运异常、Ca2+耗竭等刺激都可导致ER功能失调，发生内质网应激。内质网应激主要激活三条信号通路：未折叠蛋白反应（unfold protein response，UPR）、内质网超负荷反应（endoplasmic reticulum overload response，EOR）和固醇调节级联反应。前两者是由于蛋白质加工紊乱所致，后者则是在ER表面合成的胆固醇损耗所致。 凋亡(apoptosis)又叫程序性细胞死亡，是指机体在生理条件下受到刺激后，经过多种信号传递导致细胞产生一系列生态和生化方面的改变而引起细胞程序性死亡的过程。自1972年John Korr第一次提出凋亡概念后，经三十多年的研究，目前已知有三条主要的细胞内信号转导通路来调控细胞凋亡:(1)线粒体通路;(2)死亡受体通路;(3)内质网通路。传统的观点认为，线粒体受损后能释放多种促凋亡物质，从而导致细胞凋亡。最近的研究表明，脑缺血后损伤内质网，导致内质网应激，最终通过多种途径致使神经元凋亡［4］。 脑血管病是危害人类生命和健康的常见病和多发病，其中缺血性脑中风占75 %—85 %。有关缺血性脑损伤的基础研究和临床治疗方面均取得很大进展。新近研究证实，在缺血半暗区确实发现有凋亡细胞和神经细胞再生。与急性缺血性神经元坏死相比，半暗区的侧枝循环尚未完全中断，因此，缺血性中风的治疗关键在于延长治疗时间窗和及时挽救缺血半暗带尚未死亡的神经元［5］。缺血再灌注（ischemia/reperfusion，I/R）时，缺氧、酸中毒、ATP 耗竭、钙超载及大量自由基生成等均可作为诱导ERS的刺激因素，ERS在I/R损伤的发生发展中具有重要意义［6］。 2 脑缺血诱导的内质网应激及其引发的细胞凋亡 2.1 脑缺血后Ca2+浓度变化对内质网的影响及其引起的细胞凋亡 Paschen等发现，细胞在短暂性脑缺血时的变化与神经元内质网Ca2+稳态受到破坏后，都出现了内质网应激，显示内质网Ca2+稳态紊乱参与了缺血性脑损伤的病理生理学过程，内质网应激可能是脑缺血细胞损伤的关键环节［8］。
一、自由基的作用（一）自由基的概念与类型自由基（freeradical）的化学性质极为活泼，易于失去电子（氧化）或获得电子（还原），特别是其氧化作用强，故具有强烈的引发脂质过氧化的作用。生理情况下，细胞内存在的抗氧化物质可以及时清除自由基，使自由基的生成与降解处于动态平衡；对机体并无有害影响。病理情况下，由于活性氧生成过多或机体抗氧化能力不足，则可引发链式脂质过氧化反应损伤细胞膜，进而使细胞死亡。其种类很多，主要包括： 1.氧自由基 2.脂性自由基 3.其它（二）氧自由基生成增多的机制 1.黄嘌呤氧化酶的形成增多黄嘌呤氧化酶（xanthineoxidase，XO）及其前身黄嘌呤脱氢酶（xanthinedehydrogenase，XD）主要存在于毛细血管内皮细胞内。正常情况下，90％以XD的形式存在，XO仅占10％。1）当组织缺血缺氧时，由于ATP含量降低，离子转运功能障碍，Ca2+进入细胞激活Ca2+依赖性蛋白酶，促使XD大量转变为XO. 2）由于ATP 分解，ADP、AMP含量升高，并依次分解生成次黄嘌呤，故缺血组织中次黄嘌呤大量堆积。再灌注时，大量分子氧随血液进入缺血组织，XO在催化次黄嘌呤转变为黄嘌呤并进而催化黄嘌呤转变为尿酸的两步反应中，释放出大量电子，为分子氧接受后产生O-2和H2O2.H2O2在金属离子参与下形成更为活跃的OH.，使组织O-2、OH.、H2O2等活性氧大量增加。 2.中性粒细胞中性粒细胞在吞噬活动时耗氧量增加，其摄人O2的70％-90％在NADPH氧化酶和NADH 氧化酶的催化下，接受电子形成氧自由基，用于杀灭病原微生物。组织缺血可激活补体系统，或经细胞膜分解产生多种具有趋化活性的物质，如C3片段、白三烯等，吸引、激活中性粒细胞。再灌注期组织重新获得O2供应，激活的中性粒细胞耗氧量显著增加，产生大量氧自由基，称为呼吸爆发（respiratoryburst）或氧爆发（oxygenburst），造成细胞损伤。（三）自由基的损伤作用自由基发生剂可使正常及缺血组织细胞受到严重损伤，自由基清除剂则可有效减轻缺血-再灌注损伤。自由基具有极为活泼的反应性，自由基一旦生成，即可经其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（1ipidperoxidation）增强：自由基对磷脂膜的损伤作用主要表现在其可与膜内多价不饱和脂肪酸作用使之发生过氧化，造成多种损害：①破坏膜的正常结构。脂质过氧化使膜不饱和脂肪酸减少，不饱和脂肪酸/蛋白质的比例失调，膜的液态性、流动性降低，通透性增加，细胞外内流增加；②间接抑制膜蛋白功能。③促进自由基及其它生物活性物质生成。形成多种生物活性物质，如前列腺素、血栓素、白三烯等，促进再灌注损伤；④减少ATP生成。线粒体膜脂质过氧化，导致线粒体功能抑制，ATP生成减少，细胞能量代谢障碍加重。 2.蛋白质功能抑制自由基可使酶的巯基氧化，形成二硫键；也可使氨基酸残基氧化，胞浆及膜蛋白和某些酶交联形成二聚体或更大的聚合物，直接损伤蛋白质的功能 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。
脑缺血再灌注损伤治疗的研究进展 向军 同济大学医学院，上海（200433） E-mail: Chelsea_JX@https://www.doczj.com/doc/2518230759.html, 摘要：缺血性脑血管是现代社会致死致残的最主要疾病之一，其治疗原则及时恢复缺血区的血液再灌注，而随之而来的再灌注损伤又成为一大难题。笔者对近年来脑缺血再灌注损伤的治疗研究综述如下。 关键词：脑缺血再灌注损伤；治疗；进展 缺血性脑血管病是现代社会致死、致残的最主要疾病之一，其治疗原则是及时的恢复缺血区的血液灌注。然而在某些情况下缺血后再灌注不仅没有使组织功能恢复，反而使缺血所致的功能障碍和结构破坏进一步加重，这种现象即缺血再灌注损伤（ischemia reperfusion injury），抑制再灌注损伤已成为缺血性中风治疗的重要环节。近年来针对脑缺血再灌注损伤的治疗研究取得一定成果，现将其综述如下。 1．自由基研究 自由基（free radical）是外层轨道上有单个不配对价电子的原子、原子团和分子的总称，其化学性质极为活波，可与各种细胞成分（膜磷脂、蛋白、核酸）发生反应，导致细胞功能障碍和结构破坏。在脑缺血再灌注时，机体的自由基产生和清除系统遭到破坏，导致大量自由基的存在，造成脑组织损伤和功能障碍。由于再灌注治疗窗十分短暂(仅1-3小时)，因此清除自由基应在再灌注前或者再灌注早期即开始。 自由基的清除主要靠自由基清除剂，包括酶性自由基清除剂，如超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）、Prion蛋白（PrPc）等;低分子自由基清除剂，如维生素C、维生素E、谷胱甘肽等；其他如甘露醇、糖皮质激素等。 有研究表明，褪黑素（Melatonin MT）能够清除羟自由基、过氧亚氮阴离子、降低单线态氧毒性和自由基引起的脂质过氧化反应，是有效的自由基清除剂和间接抗氧化剂，具有较好的神经元保护作用[1-2]。Cesario等[3]通过体内外实验观察发现，褪黑素的减轻脑缺血再灌注损伤作用，还与其对胶质细胞的保护作用有关，且胶质细胞对治疗比神经元更敏感。别嘌呤醇是黄嘌呤氧化酶抑制剂，通过阻止次黄嘌领转化为黄嘌呤，进而阻断自由基的产生。Allport等[4]的实验证明别嘌呤醇能够减少大鼠脑缺血再灌注模型的梗死面积和比率，对脑缺血和再灌注引起的脑损伤都具有保护作用。EGB761是银杏叶提取物的标准制剂，其主要活性物质是24%黄酮苷和6%萜烯内酯，具有较好的抗氧化作用。A. Ur′?kov等[5]的实验证明EGB761能够抑制脑缺血再灌注时的脂质过氧化反应，减轻自由基氧化作用对大鼠前脑的损害。 2．钙超载研究 脑缺血再灌注时，ATP供应不足、N-甲基-D-门冬氨酸（NMDA）受体过渡兴奋介导与其偶联的钙通道开放、细胞膜通透性增大以及Na- Ca2＋交换异常等因素导致细胞内游离钙（[Ca2＋]i）浓度升高。细胞内钙超载一方面使血管收缩，进一步加重脑缺血缺氧；另一方面引起细胞结构和功能的破坏，导致细胞死亡。[Ca2＋]i浓度升高既是脑损伤的后果，同时又是
2 2 2 第十章 缺血－再灌注损伤 一、选择题 【A 型题】 1. 缺血再灌注损伤最常见于下述哪一器官? A ．心肌 B ．脑 C ．肝 D ．肾 E ．肠 2. 最活泼有力的氧自由基是： - D ．体内的自由基有害无益 E ．自由基的化学性质极为活泼 7．钙反常时细胞内钙超载的重要原因是： A ．ATP 减少使钙泵功能障碍 B ．Na +-Ca 2+ 交换增加 A ． O ? B ．H 2O 2 C ．电压依赖性钙通道开放增加 C ．OH· D ．LO· E ．LOO· 3. 认为再灌注损伤实为缺血的继续和叠加的 学说为： A ．钙超载 B ．自由基损伤 D ．线粒体膜流动性降低 E ．无钙灌流期出现的细胞膜外板与糖被表 面的分离 8．导致染色体畸变、核酸碱基改变或 DNA 断裂的自由基主要为： - C ．无复流现象 D ．白细胞作用 A ． O ? B ．OH· E ．能量代谢障碍 4. 缺血-再灌注性心律失常最常见的类型： A ．房性心律失常 B ．室性心律失常 C ．房室交界部阻滞 D ．房室传导阻滞 E ．房颤 5. 氧反常损伤程度加重，不见于： A ．缺氧的时间越长 B ．缺氧时的温度越高 C ．缺氧时酸中毒程度越重 D ．重给氧时氧分压越高 E ．再灌注时 pH 纠正缓慢 6. 有关自由基的错误说法是： A ．自由基是具有一个不配对电子的原子、 原子团和分子的总称 - B ． O ? 是其他活性氧产生的基础 C ．OH ＾ 自由基的产生需有过渡金属的存在
C．H2O2D．LO· E．LOO· 9.缺血一再灌注时细胞内氧自由基生成增 加不见于： A.中性粒细胞吞噬活动增强 B．儿茶酚胺增加 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 10.自由基对机体的损伤最主要是通过： A．蛋白质交联 B．直接损伤核酸 C．引发葡萄糖交联 D．脂质过氧化引起损 伤E．引起染色体畸变 11.下面哪个不是活性氧? - A．NO B．O ? 2
脑缺血损伤的病理生理机制 柳挺，尹金鹏 （南阳医学高等专科学校基础医学部） 【摘要】 缺血性脑血管病是临床常见病、多发病，50以上的存活者遗留瘫痪、失语等严重残疾，给社会和家庭带来沉重负担。本文从缺血后脑内免疫反应、基因表达、血管活性因子等方面综述了缺血性脑血管病发生发展的病理生理机制，为临床防治缺血性脑血管病提供一定的理论依据。 【关键词】脑缺血；病理生理 高血压引起的脑小动脉硬化，高血脂引起的颈动脉和脑内动脉粥样硬化，高血糖引起的脑的微循环障碍，都可造成脑供血不足，导致脑缺血的发生与发展，使脑产生不同程度的病理损伤，使认知功能下降，痴呆产生。缺血性脑血管病一直是临床和基础研究的重要课题，多年来人们对脑缺血的病理生理进行了深入研究，并提出了多种学说为解释脑缺血机制奠定了基础。 1.脑组织病理学改变 脑缺血组织病理学的改变包括皮质萎缩、皮质和海马神经元变性、白质疏松、胶质细胞增生和毛细血管床的改变等。NiJW等[1]报道，双侧颈总动脉永久性结扎(2-vessel occlusion，2VO)后1个月，除部分大鼠皮质和纹状体有一些小梗死灶外，皮质和海马并无大体结构和光镜下神经元脱失改变；4个月时，可见海马CAI区神经元变性，伴胶质细胞活化；7个月后，可观察到明显的神经元脱失和广泛的变性和皮质萎缩。有报道认为[2]，神经元的脱失与细胞凋亡有关，白质的变化包括小胶质细胞和星形细胞增生活化，少突胶质细胞减少和白质疏松等。Bennett SA 等[3]用 Western印迹法观察到，永久性结扎大鼠双侧颈总动脉，术后25周，皮质和海马AB物质沉积增加，且与淀粉样前体蛋白(APP)由神经元向胞外转移有关，说明在无其他致病因子存在时，慢性脑缺血本身即可引发APP 裂解成AB片段，导致细胞外淀粉样蛋白沉积，从而产生一些类似老年性痴呆(Alzheimer disease,AD)的病理改变。 2. 与脑内免疫反应的关系 刘之荣等[4]研究了2VO模型对脑内免疫细胞活动的影响，结果表明，2个月缺血区内，小胶质细胞被广泛活化，形态多异，白细胞和T细胞大量入侵缺血区脑实质。这些细胞的活动以皮层明显；海马和白质次之；在血管周围和梗死区显著；在缺血区半暗带，这些细胞高度集聚，说明这些细胞的活动与慢性脑灌注不足致脑损害高度相关。李露斯等 [5]观察，2VO术后1个月，皮层、海马和白质有白细胞和T细胞的浸润；2～4月，浸润的白细胞和T细胞减少，认为慢性脑灌注不足，引起免疫细胞的活动，从而促进认知功能障碍的发生发展。 3. 脑缺血后基因表达[6] 灌注梯度不仅决定半暗带，还决定脑缺血后基因表达的方式，即灌注水平不同。基因表达的方式也不一样。分析原位杂交放射自显影法检测到的基因表达、放射自显影法LCBF及组织梗死三者之间的关系显示，缺血的程度决定基因表达的时间、空间分布运用DNA微对列技术，筛查了缺血后数千基因的表达方式。MCAO 2h，再灌注3h后，有两大类基因表达：已知受缺血缺氧调节的基因和最近认为可能与缺血缺氧有关的基因缺血缺氧反应性基因中，有28种表达上调，6种下调，包括有即早期基因、热体克蛋白(heat shock proteins．HSP)、抗氧化酶、营养因子及介导RNA代谢、炎症、细胞信号的基因。新的缺氧缺血相关基因中，
缺血再灌注损伤机制及保护综述 脑缺血再灌注损伤机制及治疗进展 西安交通大学医学院第二附属医院麻醉科 710004 薛荣亮 脑缺血一定时间恢复血液供应后，其功能不但未能恢复，却出现了更加严重的脑机能障碍，称之为脑缺血再灌注损伤(cerebral ischemia reperfusion injury,CIR)。 脑缺血再灌注损伤与自由基的生成、细胞内钙超载、兴奋性氨基酸毒性、白细胞高度聚集和高能磷酸化合物的缺乏等有关。急性局灶性脑缺血引起的缺血中心区死亡以细胞坏死为主，目前认识的比较清楚，即 +脑缺血后5-7分钟内，细胞能量耗竭，K通道受阻，膜电位降低，神经末梢释放谷氨酸，通过兴奋谷氨酸受体(包括NMDA 、AMPA和KA 2+2+2+受体)致使细胞膜上的Ca通道开放，引起Ca超载，高Ca可激活NOS，使NO和氧自由基的形成增加，引发脂质过氧化，引起膜结构和 2+DNA的损伤;Ca还可活化各种酶类，加剧细胞损伤和能量障碍，引发缺血级联反应，结果细胞水肿、细胞膜破裂，细胞内酶和炎性介质释放，引起细胞坏死。 近年来认识到半暗带区域于再灌注数天后出现了迟发性神经元死亡(DND)，DND 常出现在缺血再灌注后2-4日，主要发生在海马、纹状体及皮质区域，DND需要数日时间、有新蛋白质合成的、需要消耗能量的、为无水肿的细胞自杀过程，称之为细胞凋亡(PCD)。脑缺血再灌注损伤既包括急性细胞坏死也包括细胞凋亡，对于DND的确切机制目前仍不清楚，尚需进一步深入研究。 现对脑缺血再灌注损伤机制的研究进展及保护措施简述如下: 1(基因活化 脑缺血再灌注损伤后可出现大量基因表达，大约有374种基因出现
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
第十章缺血－再灌注损伤
一、选择题 【A型题】 1．缺血再灌注损伤最常见于下述哪一器官? A．心肌 B．脑 C．肝 D．肾 E．肠 2．最活泼有力的氧自由基是：A．-? 2 O B．H2O2 C．OH· D．LO·E．LOO· 3．认为再灌注损伤实为缺血的继续和叠加的学说为： A．钙超载 B．自由基损伤 C．无复流现象 D．白细胞作用 E．能量代谢障碍 4．缺血-再灌注性心律失常最常见的类型： A．房性心律失常 B．室性心律失常 C．房室交界部阻滞 D．房室传导阻滞 E．房颤 5．氧反常损伤程度加重，不见于： A．缺氧的时间越长 B．缺氧时的温度越高 C．缺氧时酸中毒程度越重 D．重给氧时氧分压越高 E．再灌注时pH纠正缓慢6．有关自由基的错误说法是： A．自由基是具有一个不配对电子的原子、原子团和分子的总称 B．-? 2 O是其他活性氧产生的基础 C．OH＾自由基的产生需有过渡金 属的存在 D．体内的自由基有害无益 E．自由基的化学性质极为活泼7．钙反常时细胞内钙超载的重要原因是： A．ATP减少使钙泵功能障碍 B．Na+-Ca2+交换增加 C．电压依赖性钙通道开放增加 D．线粒体膜流动性降低 E．无钙灌流期出现的细胞膜外板与糖被表面的分离 8．导致染色体畸变、核酸碱基改变或DNA断裂的自由基主要为： A．-? 2 O B．OH· C．H2O2 D．LO·E．LOO· 9．缺血一再灌注时细胞内氧自由基生成增加不见于： A．中性粒细胞吞噬活动增强 B．儿茶酚胺增加 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 10．自由基对机体的损伤最主要是通过： A．蛋白质交联 B．直接损伤核酸 C．引发葡萄糖交联 D．脂质过氧化引起损伤 E．引起染色体畸变 11．下面哪个不是活性氧?
第十章-缺血再灌注损 伤分析
第十章缺血-再灌注损伤 一、Ａ型题 1．缺血-再灌注损伤是指． Ａ．缺血后引起的损伤 D．缺血后恢复血流损伤加重 Ｂ．在灌注后引起的损伤 E．以上都不是 Ｃ．缺血后恢复血流引起的后果 [答案] Ｄ [题解] 缺血后再灌注以恢复血流，不仅不能使组织器官功能恢复，反而加重组织器官的功能障碍和结构损伤，这称为缺血—再灌注损伤。 2．下列哪一种情况不会发生缺血-再灌注损伤？ Ａ．输血输液后 D．冠脉搭桥后 Ｂ．溶栓疗法后 E．体外循环后 Ｃ．器官移植后 [答案] A [题解] 缺血-再灌注损伤发生在先缺血后灌注的情况，输血输液前可有缺血或不缺血情况，而其余4种均有先缺血后再灌注的情况，因此可发生缺血-再灌注损伤。 3．下列哪一种因素不会影响缺血-再灌注损伤的发生？ Ａ．缺血时间的长短 D．组织的营养状态 Ｂ．组织侧枝循环有无 E．电解质浓度 Ｃ．对氧需求的高低 [答案] D [题解] 缺血时间长短、侧枝循环有无、对氧需求高低和电解质浓度均能影响缺血-再灌注损伤的发生。组织的营养状态与缺血-再灌注损伤发生无明显相关。 4．下列哪一种因素是缺血-再灌注损伤发生的主要机制？ Ａ．钙超载 D．高能磷酸化合物缺乏 Ｂ．自由基作用 E．无复流现象 Ｃ．白细胞作用 [答案] Ｂ [题解] 上述5种都参与缺血-再灌注损伤的发生机制，但其中最重要的机制为自由基作用，因自由基可促进钙超载，胞浆内游离钙增加又可加速自由基的产生，血管内皮细胞和中性粒细胞又可作为缺血-再灌注时自由基的重要来源。 9．黄嘌呤脱氢酶转化为黄嘌呤氧化酶需要 Ａ．镁依赖性蛋白酶 D．钼依赖性蛋白酶 Ｂ．锌依赖性蛋白酶 E．铜依赖性蛋白酶 Ｃ．钙依赖性蛋白酶 [答案] Ｃ [题解] 黄嘌呤氧化酶的前身是黄嘌呤脱氢酶，正常时90%以黄嘌呤脱氢酶形式存在，只有10%以黄嘌呤氧化酶形式存在，缺血时ＡＴＰ减少，膜泵失灵，钙进入细胞内激活钙依赖性蛋白酶，使黄嘌呤脱氢酶大量转化为黄嘌呤氧化酶。 12、缺血-再灌注时细胞内氧自由基的生成增加不见于：（ 03临\麻\影\口:0.356,0.262） 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