肝脏缺血再灌注的损伤机制及和防治
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肝脏缺血再灌注的损伤机制及和防治摘要:缺血再灌注损伤是Jennings第一次提出的,是指组织或器官在缺血后紧接着得到血液供应,但是这时血液的供应不利于缺血的组织、器官的功能的恢复,甚至加重了代谢的障碍、结构的破坏。
本文的肝脏缺血再灌注损伤是肝脏术后肝功能异常、原发性肝移植无功能、肝衰竭的重要原因之一【1】。
肝脏缺血再灌注损伤的后果往往取决于缺血时间的长短、肝脏储备功能的强弱等【2】。
目前。
肝脏缺血再灌注损伤是肝脏外科的研究热点,普遍认为其病理机制是多种机制共同作用的结果,防治主要是缺血预处理、药物预处理和缺血后处理。
1.肝脏缺血再灌注损伤的机制肝脏缺血再灌注损伤的发生可能有部分原因是由于肝脏缺血过程中的损伤,另一部分原因是当缺血的肝脏得到血流再灌注时产生一系列损伤。
研究指出,缺血再灌注使得肝细胞和kuffer细胞、中性粒细胞、肝窦状隙内皮细胞、贮脂细胞等细胞之间发生相互作用【3】。
另外,血小板、补体也有参与。
活化的细胞释放大量的促炎因子、脂质炎性因子,导致炎性介质反应和细胞的凋亡。
损伤会使得肝窦状隙内皮细胞被破坏,肝脏微循环障碍,进而加重肝脏微循环的缺血且导致肝细胞再生受阻【4】。
2.肝脏缺血再灌注损伤与氧自由基研究指出,氧自由基在肝脏缺血再灌注损伤的时候发挥了较为重要的作用,主要来源于kuffer细胞、中性粒细胞和黄嘌呤氧化酶,主要包括超氧化物自由基、氢氧根离子、过氧化氢等。
氧自由基造成肝细胞损伤的机制主要是:通过对细胞膜磷脂双分子结构中脂质的氧化,改变细胞膜通透性及流动性,从而直接损伤肝细胞;同时氧自由基损伤肝脏血管内皮细胞,特别是肝窦状隙内皮细胞,引起血液中血小板以及粒细胞等在微血管中聚集,阻碍肝脏微循环,氧自由基还可抑制线粒体氧化磷酸化,使肝细胞供能减少。
3.肝脏缺血与细胞内钙超载正常生理状况下,细胞内钙浓度被胞外的钙浓度低,但是肝脏缺血再灌注的时候,细胞内的钙是超载的,这也是肝脏缺血再灌注主要的病理生理机制。
缺血再灌注损伤
缺血再灌注损伤是一种常见而严重的疾病,其发生率和死亡率日益增加。
缺血再灌注损伤是指缺血情况下,组织再次被血液灌注时所引起的组织损伤。
这种损伤主要发生在心脏、肝脏、肾脏和大脑等器官中,严重时甚至会导致器官功能障碍和死亡。
缺血再灌注损伤的形成机制十分复杂。
一方面,血管内皮细胞和周围组织血管收缩后,血液无法到达组织细胞,从而导致局部缺血。
另一方面,当血液重新被灌注回组织细胞时,血管内皮细胞和周围组织会释放出大量的自由基和炎症因子,引起组织细胞的氧化损伤和炎症反应。
为了预防和治疗缺血再灌注损伤,目前的主要方法是采用抗氧化剂、炎症因子抑制剂、细胞凋亡抑制剂等药物,以及利用低温、缺氧等方法来减少缺血再灌注损伤的发生。
此外,合理的营养和运动也可以起到预防和治疗缺血再灌注损伤的作用。
总之,缺血再灌注损伤是一种十分严重的疾病,其发生机制十分复杂,需要多方面的方法来进行预防和治疗。
未来,随着医学技术的不断发展,相信我们一定可以更好地预防和治疗缺血再灌注损伤,为人类健康事业作出更大的贡献。
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。
肝脏缺血再灌注损伤保护机制的研究进展肝脏缺血再灌注损伤是肝脏外科中常见的病理生理现象,微循环障碍、氧自由基过多及细胞凋亡等是引起损伤的重要机制,而研究发现热休克蛋白、一氧化氮、内皮素、血红素氧化酶、某些细胞因子及基因有保护肝脏、降低肝脏缺血再灌注损伤的作用,进一步研究其保护机制,对研究肝脏疾病有重要的临床意义。
[Abstract]Hepatic ischemia-reperfusion injury is a common pathophysiological phenomenon in liver surgery,that caused by microcirculatorydisturbance,oxygen free radicals,apoptosis,and so on. Study found that heat shock protein,nitric oxide,endothelins,heme oxygenase,some cytokines and genes can protect the liver and reduce hepatic ischemia-reperfusion injury. It has important clinical significance in hepatic disease,so to further study the defense mechanism of hepatic ischemia-reperfusion injury.[Key words]Hepar;Ischemia-reperfusion injury;Defense mechanismJennings于1960年首次提出了缺血再灌注损伤(ischemia-reperfusion injury,IR),是指缺血的组织器官重新获得血液供应后,并没有使组织、器官功能得以恢复,反而加重其功能代谢障碍及组织结构破坏的现象。
肝脏缺血再灌注损伤发生机制和预防肝脏是人体最大的器官之一,负责代谢、排泄和合成。
但是,肝脏也是一个容易受到缺血再灌注损伤(I/R)的器官之一。
缺血再灌注损伤是指器官在缺血导致的缺氧状态下再次输送氧气和营养物质时发生的损伤。
肝脏缺血再灌注损伤是肝移植、肝手术等医疗过程中常见的问题。
为了更好地了解肝脏缺血再灌注损伤的发生机制和预防方法,我们需要深入探讨。
一、肝脏缺血再灌注损伤的发生机制肝脏缺血再灌注损伤的发生机制非常复杂。
一般来说,它主要包括以下几个方面:1.缺血造成的低氧状态。
肝脏在缺血的情况下会失去氧气和营养物质,导致细胞内能量供应不足。
这会引起一系列的代谢变化,导致细胞功能异常和细胞死亡。
2.再灌注引起的氧化损伤。
再灌注时,由于氧的重新供应和自由基的产生,肝脏受到氧化损伤是不可避免的。
有研究表明,再灌注会引起一系列活性氧和活性氮物质的释放,导致细胞膜脂质过氧化,细胞结构受损以及特定信号通路的激活。
3.炎症反应的加剧。
缺血再灌注会激发机体的免疫反应,释放炎性因子。
炎性因子参与了炎症反应,具有促进组织的修复和再生作用,但是如果炎症反应过激,会对肝脏造成更大的伤害。
二、肝脏缺血再灌注损伤的预防虽然无法完全避免肝脏缺血再灌注损伤的发生,但是有一些方案可以采取降低其发生概率和降低损伤的程度。
1.改善缺血再灌注所引起的低氧状态。
操作者要做好肝脏缺血的手术、麻醉等方面工作,尽量减轻缺血时导致的缺氧状态。
术前可给予适当的补氧、红细胞输血以及弥散性氧压监测等措施。
2.抗氧化剂的应用。
可以在手术中使用一些抗氧化剂来减轻再灌注时引起的氧化损伤。
例如,维生素C、维生素E、谷胱甘肽等抗氧化剂。
3.预防和调节炎症反应。
在肝移植或手术前,可以使用类固醇、非甾体抗炎药等药物,抑制机体的炎症反应,减少对肝脏的损伤。
4.加强监测和术后支持。
在肝移植或手术后,需要密切监测患者的肝功能,并进行必要的支持治疗,包括输血、肝素治疗、饮食调整等等。
肝脏缺血再灌注的损伤机制及和防治摘要:缺血再灌注损伤是Jennings第一次提出的,是指组织或器官在缺血后紧接着得到血液供应,但是这时血液的供应不利于缺血的组织、器官的功能的恢复,甚至加重了代谢的障碍、结构的破坏。
本文的肝脏缺血再灌注损伤是肝脏术后肝功能异常、原发性肝移植无功能、肝衰竭的重要原因之一【1】。
肝脏缺血再灌注损伤的后果往往取决于缺血时间的长短、肝脏储备功能的强弱等【2】。
目前。
肝脏缺血再灌注损伤是肝脏外科的研究热点,普遍认为其病理机制是多种机制共同作用的结果,防治主要是缺血预处理、药物预处理和缺血后处理。
1.肝脏缺血再灌注损伤的机制肝脏缺血再灌注损伤的发生可能有部分原因是由于肝脏缺血过程中的损伤,另一部分原因是当缺血的肝脏得到血流再灌注时产生一系列损伤。
研究指出,缺血再灌注使得肝细胞和kuffer细胞、中性粒细胞、肝窦状隙内皮细胞、贮脂细胞等细胞之间发生相互作用【3】。
另外,血小板、补体也有参与。
活化的细胞释放大量的促炎因子、脂质炎性因子,导致炎性介质反应和细胞的凋亡。
损伤会使得肝窦状隙内皮细胞被破坏,肝脏微循环障碍,进而加重肝脏微循环的缺血且导致肝细胞再生受阻【4】。
2.肝脏缺血再灌注损伤与氧自由基研究指出,氧自由基在肝脏缺血再灌注损伤的时候发挥了较为重要的作用,主要来源于kuffer细胞、中性粒细胞和黄嘌呤氧化酶,主要包括超氧化物自由基、氢氧根离子、过氧化氢等。
氧自由基造成肝细胞损伤的机制主要是:通过对细胞膜磷脂双分子结构中脂质的氧化,改变细胞膜通透性及流动性,从而直接损伤肝细胞;同时氧自由基损伤肝脏血管内皮细胞,特别是肝窦状隙内皮细胞,引起血液中血小板以及粒细胞等在微血管中聚集,阻碍肝脏微循环,氧自由基还可抑制线粒体氧化磷酸化,使肝细胞供能减少。
3.肝脏缺血与细胞内钙超载正常生理状况下,细胞内钙浓度被胞外的钙浓度低,但是肝脏缺血再灌注的时候,细胞内的钙是超载的,这也是肝脏缺血再灌注主要的病理生理机制。
细胞内钙超载造成肝细胞损伤主要是线粒体内Ca+异常升高,线粒体内高浓度的Ca2+使线粒体功能紊乱,抑制ATP合成并增加ATP消耗,干扰线粒体氧化磷酸化。
细胞ATP的减少使Ca2+进一步潴留于细胞内;钙超载可激活钙依赖性降解酶,使得磷脂双分子结构中磷脂水解,干扰细胞膜的流动性;可激活Ca2+依赖蛋白酶,破坏细胞骨架结构,导致细胞损伤,同时钙超载促进氧自由基生成,加速细胞损伤【5】;钙超载还可激活肝脏kuffer细胞,释放大量毒性介质参与肝脏损伤。
4.肝脏缺血再灌注损伤与microRNAMicroRNA是近年来研究发现的一类长度21-25nt的非编码RNA,可进行转录后水平的基因调节,在细胞增生、凋亡、分化以及个体的发育中发挥重要的作用【6】。
目前认为,肝脏缺血再灌注损伤触发了多种级联放大的生理生化反应,其中大部分通过分子生物学的改变实现。
研究证实microRNA在心脏缺血再灌注损伤中的关键作用,是控制心脏疾病的各个方面的。
而且microRNA在缺血再灌注损伤中通过改变关键信号分子起效,使得microRNA可能成为治疗靶点。
研究表明,独特的microRNA表达模式在肝脏缺血再灌注损伤中和缺血预处理过程中得到印证,78种microRNA在肝脏缺血再灌注损伤前后表现出差异性。
在Yu【7】的研究中,microRNA-223的表达与缺血再灌注损伤的程度呈正相关,且进一步推测其调节基因可能与ACSL3、EFNA1、RHOB相关。
5.肝脏缺血再灌注的防治5.1缺血预处理缺血预处理是Murry等【8】在1986年心肌缺血再灌注的过程中发现的,指长时间缺血再灌注之前,通过一次或几次短暂且重复的缺血灌注,可以增加缺血器官对长时间缺血的耐受力,但是这个的作用机制目前尚未完全明确,不过这种预处理可降低肝脏缺血时ATP的降解,减少糖酵解中间产物和乳酸的堆积。
缺血预处理对大鼠肝移植的再灌注损伤保护作用在Yin等【9】首次得到报道;另有研究2003年报道【10】了100例肝切除患者应用缺血预处理的临床试验,显示缺血预处理对第一肝门阻断引起的肝脏缺血再灌注有保护作用。
近年,人们对短暂缺血远隔器官的潜在保护作用开始关注。
远处缺血预处理是指一个器官短暂缺血再灌注可对远隔器官的缺血再灌注损伤产生保护作用。
这种作用可能是通过在循环中释放生化信使或激活神经通路实现的。
1993年科学家提出了远程缺血预处理的概念【11】,指出远程缺血预处理是一种全身性的现象,这意味着一个器官或身体某部位的预处理将不同程度地保护其他所有器官。
与经典的缺血预处理相比,远程缺血预处理更具有潜在临床价值。
Abu-Amara等【12】建立的小鼠模型进一步验证了远程缺血预处理对缺血再灌注的限制作用,可以明显降低血浆转氨酶水平。
5.2药物预处理药物预处理是利用外源性生物活性物质和转化产物的生理作用来增强组织对缺血再灌注的耐受性。
通过肝脏缺血再灌注损伤的机制的了解,具有预处理作用的药物主要包括氧自由基清除剂、抗氧化剂、钙拮抗剂、改善组织微循环、抑制细胞因子以及增强细胞能力代谢的药物。
大部分肝脏手术的患者都伴有不同程度的肝脏功能损害,但是上述药物多具有肝脏毒性,从而限制药物对肝脏缺血再灌注的损伤的预处理作用。
腺苷蛋氨酸是存在于人体的一种生物活性物质,作为甲基供体和生理性琉基化合物的前体以及多胺合成前物,参与体内重要的生化反应【13】。
近年来对腺苷蛋氨酸的研究发现,腺苷蛋氨酸对肝细胞有多重保护作用,包括抗自由基,抗细胞因子、炎症介质,稳定细胞膜的流动性,保护细胞骨架,增强Na+-K+-ATP酶的活性等【14】。
并且腺苷蛋氨酸能够预防线粒体的损伤,从而防止线粒体氧化应激和改善缺血引起的肝能量代谢障碍【15】。
腺苷蛋氨酸对腺苷的转载,可改善热缺血供肝微循环,减轻肝脏缺血再灌注的损伤【16】。
谷胱甘肽是一种重要的自由基清除剂,对肝脏缺血再灌注的损伤有抑制作用,这可能与结构中的琉基有关。
谷胱甘肽在抗氧化、对抗脂质过氧化物、营养代谢、调节细胞的活动中起着重要的角色,从而减轻细胞凋亡,保护肝脏缺血再灌注的损伤。
5.3肝脏缺血再灌注损伤与缺血后处理缺血后处理是在组织器官缺血处理完成后,在恢复血液供应产生再灌注损伤之前给予短暂的血液再灌注,有研究孩子出缺血后处理同样能减轻缺血再灌注的损伤【17】。
缺血后处理通过短暂缺血及再灌注的循环,减少氧自由基底物,从而减少了氧自由基的生成【18】,由此可进一步得出缺血后处理是减少再灌注初期氧自由基的释放达到保护效应。
缺血后处理是通过抑制氧自由基的爆发而抑制细胞内Ca2+超载;抑制再灌注时中性粒细胞的激活、粘附、脱颗粒等作用二减轻组织缺血再灌注损伤。
6.展望全球范围来讲,原发性肝癌是常见的恶性肿瘤之一,而且目前治疗肝癌最有效的方法是手术切除,而肝脏手术中常常要阻断第一肝门,所以肝脏缺血再灌注损伤是肝脏外科不可避免的一种多细胞、多因子共同参与的病理生理过程,是影响术后恢复和治疗效果的重要因子。
目前对肝脏缺血再灌注损伤机制研究有部分进展,但是其机制本身也很复杂。
不过,目前有相当一部分研究是在microRNA 层面上研究的,而在这一层面的研究中,肝脏缺血再灌注损伤的保护可以利用其研究开发靶向药物预防其损伤。
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