肝脏缺血再灌注损伤的发生机制研究进展(1)
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(编校:任永斌)
肝脏缺血再灌注损伤的发生机制研究进展
千年松,帝振宇,陶开山
【指示性摘要】缺血再灌注造成的器官损伤与多种临床及环境因素有关。临床中的许多状况均可引起缺血
再灌注损伤,如器官移植、心脏冠状搭桥以及心肌梗死、中风等。缺血再灌注损伤主要来源于再灌注时产生的急性活性氧。它们会导致直接的组织损伤,并且启动一连串的导致炎症、细胞死亡甚至器官衰竭的有害的细胞反映。肝缺血再灌注损伤(Ische m ia /reperfusi on,I/R )是肝脏外科疾病中常见的病理过程,如处理严重的肝外伤。施行广泛的肝切除术、肝脏移植等,导致肝缺血再灌注损伤的原因很多。确切的发病机制仍不十分清楚。目前,对肝脏缺血再灌注损伤发生机制的研究已成为关注的热点。【关键词】肝脏;缺血再灌注;发生机制;急性活性氧【中图分类号】R730.3 【文献标识码】A 【文章编号】1672-4992-(2009)08-1589-04
缺血再灌注损伤是影响肝移植和肝脏叶段切除术后肝功能的一个多因素的过程。复氧过程中活性氧的产生,
Kupffer 细胞、淋巴细胞和中性粒细胞的活化引起一系列损害
性的细胞反应,继而导致炎症、细胞死亡。同时由于肝窦内皮细胞的损害而导致的微循环障碍,进一步加重肝脏局部缺血。在细胞应激过程中血红素氧化酶系统发挥了细胞保护、抗氧化、抗炎症、维持微循环的作用。还有一些重要保护物质越来越受到大家的重视,包括热休克蛋白[1]、一氧化氮
(NO )[2]。
1 肝脏缺血再灌注损伤的发生机制研究1.1 钙超载和肝脏缺血再灌注损伤
细胞内自由钙浓度在调节许多细胞机能和激素的活性方面有重要作用。正常生理条件下,肝细胞维持胞内外钙的
【收稿日期】 2008-08-29【修回日期】 2008-12-13
【作者单位】 第四军医大学西京医院肝胆胰脾外科,陕西 西安
710032
【作者简介】 千年松(1982-),男,吉林吉林人,博士,主要从事器
官移植和肝脏肿瘤等方面的基础与临床工作。
【通讯作者】 陶开山(1964-),男,安徽人,主任医师,副教授,主要
从事肝癌干细胞及肝移植的基础和临床研究。
动态平衡,主要依靠Na +/Ca 2+交换系统、H +/Ca 2+
交换系统、膜对Ca 2+的低通透性和膜钙泵的主动转运。当细胞内钙超载时可引起磷脂酶的激活,膜磷脂分解,破坏细胞和线粒体膜。最终导致细胞死亡[3]。钙超载可激活巨噬细胞,在肝脏即Kupffer 细胞,从而释放很多毒性产物,如水解酶和细胞因子。钙超载可使黄嘌呤脱氢酶转化为黄嘌呤氧化酶,从而导致自由基生成增多。目前认为,细胞内钙超载引起肝细胞损伤的机理:①激活Ca 2+依赖磷脂酶c 和磷脂酶A2,使其双分子层结构紊乱,导致膜性结构的破坏[4];②激活Ca 2+依赖蛋白酶,破坏细胞骨架与胞膜联接的完整性而导致细胞损伤[5];③线粒体钙超载使其膜电势丧失,氧化磷酸化脱偶联,引起严重能量代谢障碍,并促进了氧自由基的产生,对细胞产生不可逆的损伤。1.2 中性粒细胞和肝脏缺血再灌注损伤 中性粒细胞在肝脏缺血再灌注损伤的早期聚集到肝脏微循环系统中被活化,加重再灌注损伤。中性粒细胞的聚集外侵需要肝窦内皮细胞和中性粒细胞之间的相互作用,通过中性粒细胞和内皮细胞表面黏附分子的上调使得两者的结合更加紧密,从而使中性粒细胞进一步越过内皮细胞,转入肝脏实质,产生炎症反应。有研究认为,肝窦是中性粒细胞外侵的主要地方,一旦外侵入肝实质,中性粒细胞通过淋巴细胞相关抗原与肝细胞上的细胞间黏附分子结合发生作用。
引起长时间的蛋白酶的释放和氧化应激,造成肝脏的损伤[6]。再灌注时,渗出到组织中的中性粒细胞在NADPH氧化酶作用下产生大量氧自由基,释放多种蛋白水解酶,损伤肝细胞及细胞外基质。Kupffer细胞的钙超载是其被激活的根本原因,激活的Kupffer细胞可通过释放大量毒性介质而参与或介导肝脏损伤。此外内皮细胞的钙超载可导致肝内微循环阻抗增大,使再灌注微循环血液流量降低[7-8]。
1.3 氧自由基和肝脏缺血再灌注损伤
在生理情况下,身体内不断产生氧自由基,而又不断将其清除以维持在一个动态平衡状态。肝缺血再灌注过程中,由于肝细胞缺血缺氧,ATP分解代谢增加。其分解产物次黄嘌呤在缺血组织内大量堆积,同时缺氧也使内源性抗氧化剂如超氧化物歧化酶(S OD)失活或耗尽,而缺血的刺激激活Ca2+依赖蛋白酶促进胞内无害的黄嘌呤脱氢酶(XDH)向有害的黄嘌呤氧化酶(XOD)转化[9]。后者利用胞内分子氧产生大量的氧自由基。此外激活的Kupffer细胞、中性粒细胞、吞噬细胞和单核细胞受到缺氧刺激后通过细胞膜上NADPH 氧化酶作用,也释放大量氧自由基[10]。线粒体也是氧自由基的重要来源。细胞的缺血、缺氧可使细胞色素氧化酶功能失调。使细胞内线粒体膜电势丧失。呼吸链功能障碍电子传递链电子漏率增加,从而促进氧自由基的产生[11]。氧自由基对肝细胞损伤机制主要有:①氧自由基为细胞的杀手。它可协助巨噬细胞杀伤入侵体内的微生物。但同时对蛋白质、核酸、骨胶原和多糖等生物物质均有毒性;②氧自由基对细胞双层磷脂结构中的重要脂类进行氧化作用。生成多种脂质过氧化物,从而直接损伤细胞;③氧自由基能损伤细胞器的膜,进而引起溶酶体,微粒体及线粒体破裂。④氧自由基能引起血小板、粒细胞的微血管中粘附、聚集,造成微循环障碍。
1.4 库普弗细胞激活及中性粒细胞的聚集和肝脏缺血再灌注损伤
库普弗细胞(Kupffer cell)是位于肝血窦内的巨噬细胞,肝脏缺血再灌注后Kupffer细胞可被激活,该细胞被激活后产生大量炎症介质。如细胞因子、氧自由基、蛋白酶、血小板活化因子、血栓素等,这些介质在介导肝脏再灌注损伤中起重要作用[12]。Kupffer细胞激活后释放的氧自由基和细胞因子增强肝窦内皮细胞黏附分子的表达,它们可促进白细胞、血小板与肝窦内皮细胞的黏附,从而加重内皮细胞的损伤与肝微循环紊乱。此外,激活的Kupffer细胞伪足极化,向肝窦腔内凸出,与肝窦内皮细胞密切接触并阻碍激活的中性粒细胞的流动。Kupffer细胞还能释放蛋白酶破坏D isse间隙内托附肝窦内皮细胞的糖蛋白,使肝窦内皮细胞失去托附而流入肝窦内。这些进一步加重了微循环障碍。有研究表明应用Kupffer细胞活化抑制剂可明显减轻肝缺血再灌注损伤[13]。中性白细胞始终参与肝脏I R损伤过程。中性白细胞聚集是一个多步骤的过程,包括与内皮细胞的接触和粘附、经内皮细胞迁移和随后与实质细胞接触和损害。I R后,中性白细胞和SEC表面的CAM(cellular adhesi on molecules, CAM)激活和/或上调。这种激活和/或上调可被多种炎性分子诱导,包括导致粘附级联反应发展的脂介质、细胞因子、化学介质、肽类趋化因子和核转录因子[14]。细胞粘附分子是参与细胞-细胞间和细胞-基质间相互作用的细胞表面糖蛋白。分为选择素、整合素和免疫球蛋白超家族[15]。1.5 细胞因子和肝脏缺血再灌注损伤
多种细胞因子参与了肝脏缺血再灌注损伤的病理生理过程。例如T NF-a、P AF(血小板激活因子)、I L-1、I L-10等。这些细胞因子可以通过自分泌、旁分泌以及体液途径在肝内彼此间形成网络、协同作用,进而引起肝损伤。T NF-a 是由多种细胞在炎症反应和免疫调节刺激时产生的一种多效性细胞因子,其生物学作用包括诱导细胞死亡和促进细胞再生。T NF-a可能直接介导细胞线粒体毒性作用和诱导细胞凋亡或坏死。ROS是T N-a细胞毒性作用的另一个作用因子,啮齿类动物部分肝I R后不久即可检测到血清T NF-a 水平升高。T NF-a可诱导I L-1释放,又可诱导Kupffer细胞产生T NF-a,I L-1也可上调中性白细胞的自由基产物。抗T NF-a抗体可降低大鼠肝脏I R损伤和肺水肿反应。己酮可可碱(pent oxifylline)抑制Kupffer细胞T NF-a产物可降低鼠肝脏I R损伤[16]。有文献报道,肠源性内毒素可激活Kupffer细胞释放大量的T NF,后者能显著地增加肝窦内皮细胞表面黏附分子的表达,促进血液中白细胞与肝窦内皮细胞间的黏附。I L-1可诱导I L-8的合成并增加细胞黏附分子选择素、整合素的表达,这些均增强中性粒细胞与内皮细胞的黏附,进一步导致合成更多的细胞因子;同时I L-1可诱导Kupffer细胞产生T NF-a并且上调中性粒细胞释放氧自由基的能力。P AF是来源于肝窦内皮细胞及激活的Kupffer 细胞的另一重要的细胞因子,P AF可激活黏附于肝窦内皮细胞上的中性粒细胞产生大量的氧自由基,P AF可能因Kupffer 细胞与氧自由基的相互作用而产生,用氯化钆灭活Kupffer 细胞或别嘌呤醇抑制氧自由基的生成均可减少P AF的产生[17]。I L-10是一种抗炎细胞因子,它可以通过抑制NF-κB的活性减轻炎症反应。研究发现I L-I O能抑制T NF-a 及细胞黏附分子的表达,从而减轻肝脏缺血再灌注损伤导致的微循环障碍。
2 肝脏缺血再灌注损伤中的防治
随着肝脏应用解剖研究的深入、止血药物和各种手术器械的发展提高了肝切除技术和安全性,临床实践中Pringle手法应用逐渐减少。但是适当的缺血预处理可能是预防肝脏I R损伤的有效保护措施。短暂的I R过程致使器官对随后的更为持久的I R损害更具耐受力的技术称为缺血预处理(is2 chem ic p reconditi oning)。缺血预处理效应已经在脑、小肠、骨骼肌和肝脏中均有证实,其保护机制可能包括腺苷、腺苷A2受体、NO、T NF-a的消除、能量代谢的改变、微循环的维护和加速细胞循环等因素[14]。
2.1 血红素氧化酶
血红素氧化酶(heme oxygerka,HO)将血红素氧化降解为胆绿素、一氧化碳(C O)、游离铁。HO包括三种异构体, HO-1属于诱导性的,也就是热休克蛋白32;HO-2是保守表达的;HO-3还没有完全明确。研究认为HO-1在氧化应激中具有保护作用,因为血红素可以发生脂质过氧化反应,产生自由基离子。有人通过对大鼠肝脏的缺氧预处理后发现,HO-1mRNA和蛋白水平明显升高,而再灌注后肝脏损伤的生化指标普遍下降,两者具有相关性,提示可能通过HO的活化来减轻肝脏的缺血缺氧后的再灌注损伤[18]。最近发现HO系统不仅具有抗氧化作用,还具有更复杂的细胞保护和免疫调节作用。在缺血再灌注损伤中破坏的红细胞增加了血流阻力,裂解释放的血红素更加重了氧化过程。而
HO作为清除剂降解血红素,避免它的损害,同时在降解过程中消耗氧分子,从而减少游离氧自由基的产生。胆绿素也可以通过清除氧自由基来发挥抗氧化作用,而且有研究发现在内毒素血症模型中它可以通过调节肝窦内皮细胞表面的黏附分子减少白细胞的浸润,并且抑制补体系统的活化[19]。游离铁的释放促进铁蛋白的合成,虽然它也是促氧化物质,但是实验发现游离铁很少聚集在膜表面,可能有其他的再分布和中和过程。CO的作用类似于NO[20],能够导致平滑肌的舒张,增加肝脏的再灌注血供。HO系统的其他作用包括:诱导性一氧化氮合成酶的抑制;血小板聚集的抑制;内皮凋亡的抑制;一些细胞因子的下调。通过诱导HO的表达以及外源性补充可以有效减少肝脏缺血再灌注损伤。
2.2 缺血预处理
最初认为,移植肝的热缺血和冷缺血时间都应尽可能地缩短,以减轻移植肝的缺血再灌注损伤[2]。1986年,M urry 等[21]在犬的心脏实验过程中发现,经过连续短暂的缺血(5m in)和复灌(5m in)处理后,心肌再经历40m in的缺血,4d 后,心肌梗死的面积较没有行短暂缺血复灌处理的对照组减少75%,从而提出了缺血预处理(ische m ic p reconditi oning, I PC)的概念,认为I PC能诱发内源性保护机制,增强器官耐受随后的缺血再灌注损伤的能力。在肝脏方面最初进行的是热缺血方面的研究,证明I PC对肝脏的热缺血再灌注损伤具有保护作用。后来,在肝移植方面也进行了一些研究,Yin 等[22]于1998年首次报道了缺血预处理对大鼠移植肝的再灌注损伤具有保护作用,受体的存活率及肝功能指标均较对照组好。
2.3 热休克蛋白70
缺血预处理对肝脏缺血再灌注损伤的保护作用已有文献报道。Ku me等[23]研究发现,用Pringle’s法阻断入肝血流15m in,恢复48h后在肝组织内诱导的热休克蛋白70 (HSP70)大量表达,加快了再灌注期间肝功能恢复及提高了术后生存率。有关I PC对肝功能的保护作用的确切机制目前尚不清楚。La ws on等[24]认为小鼠1次预处理不可能调动其缺血预处理保护机制,至少要2次才能有效。也有研究发现,5m in的I PC对肝功能有明显的保护作用,10m in次之, 15m in不但对肝无保护作用,反而加重肝损害[25]。研究发现,经过5m in的I PC的大鼠肝脏,其抗氧化酶活力明显增加。因此,I PC可能是通过增加内源性抗氧化酶活力而发挥对缺血再灌注损伤的保护作用的,但它通过什么途径增强抗氧化酶活力尚待进一步研究。
综上所述,现已知有多种因素参与了肝脏缺血再灌注损伤,预处理对肝脏的保护作用机制较为复杂,但由于其方法简单,能在短时间内产生保护作用,因此临床应用前景光明,尤其在肝移植的供体保护方面具有重要的潜在价值。
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(编校:任永斌)
染色体重排与分化型甲状腺癌的发病机制
陈泽泉,余永利
【关键词】甲状腺癌;染色体;发病机制
【中图分类号】R736.1 【文献标识码】A 【文章编号】1672-4992-(2009)08-1592-03
甲状腺癌是最常见的内分泌系统恶性肿瘤,发病率呈逐年上升趋势。2007年美国报道新发33500例,死亡1500例,而同一期其他内分泌恶性肿瘤仅为2000例,死亡800例[1]。甲状腺癌中最常见的为分化型甲状腺癌(主要是甲状腺乳头状癌,Pap illary thyr oid carcinoma,PT C和甲状腺滤泡状癌, Follicular thyr oid carcinoma,FTC),大约占全部甲状腺癌的80%-90%。其中PTC占绝大多数,但死亡患者中却有40%是FTC。
染色体重排(chr omos ome rearrangement)是指基因从所在的染色体的正常位上易位至染色体的另一个位置上或移动到另一条染色体上,这种位置改变基因处于激活状态,产生异常基因产物的现象。染色体重排的机制包括:缺失、倒位、不等交换、易位、转座作用;DNA重排在细胞中的表现为:染色体数目变化、染色体结构变异、既有染色体数目变异又有染色体结构变异几种类型。染色体重排通过基因的转座, DNA的断裂错接而使正常基因顺序发生改变,在肿瘤的发生中起着重要的作用。近年来对分化型甲状腺癌术后标本进行检测发现约40%中发现有致瘤性染色体重排,远较其他内皮来源的恶性肿瘤常见。本文对染色体重组在分化型甲状腺癌发病中起到的作用做一综述如下。
1 PTC与致瘤性染色体重排
在散发性及辐射所致的PT C中RET(10q11.2)和NT RK1(1q21.22)染色体重排生成的原癌基因很常见。RET 与NTRK1均编码定位于质膜上酪氨酸激酶受体[2]。RET产物的胞外部分有多个神经胶质细胞源性神经营养因子家族链接位点[3],间接起到调节营养神经嵴细胞功能作用[4]。NT RK1基因的细胞外部分有结合神经生长因子位点,间接通过神经生长因子起着调节中枢神经及外周神经生长的作用[5]。像许多酪氨酸激酶受体一样,配体与受体结合二聚化
【收稿日期】 2008-09-09
【作者单位】 上海交通大学附属第六人民医院核医学科,上海 200233
【作者简介】 陈泽泉(1975-),男,四川攀枝花人,在读硕士研究生,研究方向为肿瘤核医学。
【通讯作者】 余永利(1955-),男,湖北武汉人,硕士,副主任医师,副教授,主要从事肿瘤核医学,核素肿瘤治疗研究。并自体磷酸化受体的细胞内部分。这一磷酸化位点是SHc、GRB2、FRS2、P I3K及P LCγ等胞内链接蛋白的识别位点,通过这一位点激活下级的Ras/MAPK及P I3k等信号传导通路[6]。在PTC细胞中发生染色体重组导致RET与NTRK1基因发生融合[7]。RET和NT RK1融合体仍然保持它们各自的启动子,使融合性原癌基因得以表达。RET或NTRK的断点位于编码序列的3’端在细胞膜外及跨膜区域,而5’端是酪氨酸激酶区域。这一融合性原癌基因导致一段可变长度的5’序列与全长的RET或NTRK1酪氨酸激酶链接在一起,发生配体依赖性自体磷酸化,激活后续的信号级联,典型的是激活ERK/MAPK通路[8]。由放射性引发肿瘤中观察到新的BRAF途径的染色体重组,这一重组发生染色体7q同臂翻转,导致AK AP9基因与BRAF基因的外显子融合,这一融合基因蛋白包含有BRAF蛋白激酶部分。RET重排、RAS突变及BRAF突变在70%的PTC中发现,但这些突变是相互排斥的,表明在PT C中单一致瘤性事件导致的激酶途径变异足以导致PTC的发生[9]。余下的30%的PTC可能也是由于其他的激酶途径如通过另一个RAS下游的信号通路,包括AKT/ST AT异常激活导致[10]。
2 FTC与致瘤性染色体重排
FTC中染色体数量及结构的异常同样普遍。有研究注意到3号染色体短臂的异常[11]。在25%-70%的FTC及小部分囊状腺瘤中有2号染色体q臂平衡易位到3号染色体的p臂,使3p25区域交换转位到2q13[t(2;3;)(q13; p25)][12]。将其5’区域的甲状腺特异性转录因子P AX8基因融入过氧化物酶激活受体γ基因外显子框架内(3p25), P AX8是配对盒家族转录因子成份,在正常甲状腺发育中是必需的;激活的P AX8启动子在甲状腺滤泡状细胞中驱动融合基因的表达[13]。而PP ARγ在脂肪细胞分化,脂代谢及胆固醇代谢及细胞增殖和分化中发挥作用[14]。
融合基因P AX8/PP AR编码的融合蛋白(PPFP)对细胞数量增加作用主要通过减少细胞的凋亡,而对提高细胞周期速度影响较小[15]。但PPFP除提高细胞生长外,PPFP的表达与增加细胞形成软琼脂细胞克隆率有关,这一点可证明PPFP是细胞转化因子。
对FT C及PPFP的观察结果分析发现,融合蛋白的致瘤
脑缺血再灌注
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）。
脑缺血再灌注损伤机制及治疗进展
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
肝脏缺血再灌注损伤的发生机制研究进展(1)
[23] O sakiM ,Kase S,Adachi K, et al .I nhibiti on of the P I 3K/Akt sig 2 naling pathway enhances the sensitivity of Fas -mediated apop t o 2sis in human gastric carcinoma cell line,MK N -45[J ].J Cancer Res Clin Oncol,2004,130(1):8-14. [24] Shinom iya N ,Gao CF,Xie Q,et al .RNA interference reveals that ligand -independent met activity is required for tumor cell signa 2ling and survival[J ].Cancer Res,2004,64(21):7962-7970. [25] Ya mamot o S,Tom ita Y,Hoshida Y,et al .Pr ognostic significance of activated Akt exp ressi on in pancreatic ductal adenocarcinoma [J ].Clin Cancer Res,2004,10(8):2846-2850. [26] Schlie man MG,Fahy BN,Ra m sa mooj R,et al .I ncidence,mecha 2 nis m and p r ognostic value of activated AKT in pancreas cancer [J ].B r J Cancer,2003,89(11):2110-2115. [27] A sano T,Yao Y,Zhu J,et al .The P I 3-kinase /Akt signaling pathway is activated due t o aberrant PTEN exp ressi on and targets transcri p ti on fact ors NF -kappa B and c -Myc in pancreatic cancer cells[J ].Oncogene,2004,23(53):8571-8580. [28] Stephan S,Datta K,W ang E,et al .Effect of rapa mycin al one and in combinati on with antiangi ogenesis therapy in an orthot op ic mod 2el of human pancreatic cancer [J ].Clin Cancer Res,2004,10(20):6993-7000. [29] Khaleghpour K,L i Y,Banville D,et al .I nvolve ment of the P I 3-kinase signaling pathway in p r ogressi on of col on adenocarcinoma [J ].Carcinogenesis,2004,25(2):241-248. [30] Sa muels Y,W ang Z,Bardelli A,et al .H igh frequency of mutati ons of the P I K3CA gene in human cancers [J ].Science,2004,304(5670):554. (编校:任永斌) 肝脏缺血再灌注损伤的发生机制研究进展 千年松,帝振宇,陶开山 【指示性摘要】缺血再灌注造成的器官损伤与多种临床及环境因素有关。临床中的许多状况均可引起缺血 再灌注损伤,如器官移植、心脏冠状搭桥以及心肌梗死、中风等。缺血再灌注损伤主要来源于再灌注时产生的急性活性氧。它们会导致直接的组织损伤,并且启动一连串的导致炎症、细胞死亡甚至器官衰竭的有害的细胞反映。肝缺血再灌注损伤(Ische m ia /reperfusi on,I/R )是肝脏外科疾病中常见的病理过程,如处理严重的肝外伤。施行广泛的肝切除术、肝脏移植等,导致肝缺血再灌注损伤的原因很多。确切的发病机制仍不十分清楚。目前,对肝脏缺血再灌注损伤发生机制的研究已成为关注的热点。【关键词】肝脏;缺血再灌注;发生机制;急性活性氧【中图分类号】R730.3 【文献标识码】A 【文章编号】1672-4992-(2009)08-1589-04 缺血再灌注损伤是影响肝移植和肝脏叶段切除术后肝功能的一个多因素的过程。复氧过程中活性氧的产生, Kupffer 细胞、淋巴细胞和中性粒细胞的活化引起一系列损害 性的细胞反应,继而导致炎症、细胞死亡。同时由于肝窦内皮细胞的损害而导致的微循环障碍,进一步加重肝脏局部缺血。在细胞应激过程中血红素氧化酶系统发挥了细胞保护、抗氧化、抗炎症、维持微循环的作用。还有一些重要保护物质越来越受到大家的重视,包括热休克蛋白[1]、一氧化氮 (NO )[2]。 1 肝脏缺血再灌注损伤的发生机制研究1.1 钙超载和肝脏缺血再灌注损伤 细胞内自由钙浓度在调节许多细胞机能和激素的活性方面有重要作用。正常生理条件下,肝细胞维持胞内外钙的 【收稿日期】 2008-08-29【修回日期】 2008-12-13 【作者单位】 第四军医大学西京医院肝胆胰脾外科,陕西 西安 710032 【作者简介】 千年松(1982-),男,吉林吉林人,博士,主要从事器 官移植和肝脏肿瘤等方面的基础与临床工作。 【通讯作者】 陶开山(1964-),男,安徽人,主任医师,副教授,主要 从事肝癌干细胞及肝移植的基础和临床研究。 动态平衡,主要依靠Na +/Ca 2+交换系统、H +/Ca 2+ 交换系统、膜对Ca 2+的低通透性和膜钙泵的主动转运。当细胞内钙超载时可引起磷脂酶的激活,膜磷脂分解,破坏细胞和线粒体膜。最终导致细胞死亡[3]。钙超载可激活巨噬细胞,在肝脏即Kupffer 细胞,从而释放很多毒性产物,如水解酶和细胞因子。钙超载可使黄嘌呤脱氢酶转化为黄嘌呤氧化酶,从而导致自由基生成增多。目前认为,细胞内钙超载引起肝细胞损伤的机理:①激活Ca 2+依赖磷脂酶c 和磷脂酶A2,使其双分子层结构紊乱,导致膜性结构的破坏[4];②激活Ca 2+依赖蛋白酶,破坏细胞骨架与胞膜联接的完整性而导致细胞损伤[5];③线粒体钙超载使其膜电势丧失,氧化磷酸化脱偶联,引起严重能量代谢障碍,并促进了氧自由基的产生,对细胞产生不可逆的损伤。1.2 中性粒细胞和肝脏缺血再灌注损伤 中性粒细胞在肝脏缺血再灌注损伤的早期聚集到肝脏微循环系统中被活化,加重再灌注损伤。中性粒细胞的聚集外侵需要肝窦内皮细胞和中性粒细胞之间的相互作用,通过中性粒细胞和内皮细胞表面黏附分子的上调使得两者的结合更加紧密,从而使中性粒细胞进一步越过内皮细胞,转入肝脏实质,产生炎症反应。有研究认为,肝窦是中性粒细胞外侵的主要地方,一旦外侵入肝实质,中性粒细胞通过淋巴细胞相关抗原与肝细胞上的细胞间黏附分子结合发生作用。
小鼠肝脏缺血再灌注损伤模型
小鼠肝脏缺血再灌注损伤模型 缺血再灌注损伤，即缺血器官、组织重新获得血液供应，不仅不能使组织、器官功能恢复，反而加重了功能代谢障碍及结构破坏。对麻醉动物的肝中叶和肝左叶的门静脉和肝动脉进行阻断和再通，由于肝脏中叶和左叶血流的阻断和再通，引起肝脏中叶和左叶明显的再灌注损伤。肝脏缺血过程中由于肝细胞内ATP 迅速耗尽，导致乳酸酮体等的堆积，及线粒体氧化磷酸化功能低下，引发代谢性酸中毒，缺血过程中细胞缺氧使ATP含量下降，导致肝细胞内外Ca2 +重新分布，即Ca2 +内流，引起线粒体的损伤。再灌注过程中由于氧自由基的爆发性增多，中性粒细胞的聚集，kupffer细胞的激活，细胞凋亡及其他多种细胞因子的作用，使得肝细胞膜损伤，内皮细胞损伤及肝脏微循环障碍等导致肝脏功能代谢障碍及结构破坏。 1.实验动物 SPF级Balb/C小鼠，雄性，周龄为4w~6w，体重为20g~22g。 2.实验分组： 实验分六组：正常对照组、模型组、阳性药组、受试药组三个剂量组，每组15只动物。 3.实验周期 0h、3h、6h、12h、24h、72h 4.建模方法 1 小鼠术前1 2 h禁食，自由饮水。 2 3%戊巴比妥钠80mg/kg腹腔注射麻醉，麻醉成功后将小鼠平躺在手术台上胶带固定四肢，将小鼠腹部术去毛，用碘酒和75％乙醇术区消毒。 3 取腹正中切口1cm，打开腹腔，小心分离出肝脏左、中叶之肝蒂（左、中叶肝脏供血的门静脉和肝动脉）。 4 用无创血管夹夹闭中叶和左叶的门静脉和肝动脉，使约70%的肝脏缺血，以防止发生严重肠系膜静脉淤血。0.5min后，与非阻断的右叶相比，肉眼可见阻断叶明显变白，说明阻断成功，用止血钳夹闭皮肤切口临时关闭腹腔，同时将小鼠放在37℃恒温加热垫上保温。 5 完成持续缺血60min后，重新打开腹腔，迅速取出血管夹，恢复缺血肝血流，
第二十三讲缺血再灌注损伤概论修订版
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)
肝脏缺血再灌注的损伤机制及和防治
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
大鼠肝脏缺血再灌注损伤模型
大鼠肝脏缺血再灌注损伤模型 缺血再灌注损伤，即缺血器官、组织重新获得血液供应，不仅不能使组织、器官功能恢复，反而加重了功能代谢障碍及结构破坏。对麻醉动物的肝中叶和肝左叶的门静脉和肝动脉进行阻断和再通，由于肝脏中叶和左叶血流的阻断和再通，引起肝脏中叶和左叶明显的再灌注损伤。肝脏缺血过程中由于肝细胞内ATP迅速耗尽，导致乳酸酮体等的堆积，及线粒体氧化磷酸化功能低下，引发代谢性酸中毒，缺血过程中细胞缺氧使ATP含量下降，导致肝细胞内外Ca2 +重新分布，即Ca2 +内流，引起线粒体的损伤。再灌注过程中由于氧自由基的爆发性增多，中性粒细胞的聚集，kupffer细胞的激活，细胞凋亡及其他多种细胞因子的作用，使得肝细胞膜损伤，内皮细胞损伤及肝脏微循环障碍等导致肝脏功能代谢障碍及结构破坏。 1.实验动物 SPF级Wistar大鼠，健康，雄性，体重为250g-300g。 2.实验分组 实验分六组：正常对照组、模型组、阳性药组、受试药组三个剂量组，每组15只动物。 3.实验周期 0h、3h、6h、12h、24h、72h 4.建模方法 1.选取体重250g-300g大鼠，行术前12 h禁食，自由饮水。 2. 15%水合氯醛350mg/kg腹腔注射麻醉，麻醉成功后将大鼠平躺在手术台上胶带固定四肢，将大鼠腹部至剑突术区剃毛，用10％碘酒和75％乙醇术区消毒。 3.取腹正中切口1cm，打开腹腔，小心分离出肝脏左、中叶之肝蒂（左、中叶肝脏供血的门静脉和肝动脉）。 4. 用无创血管夹夹闭中叶和左叶的门静脉和肝动脉,使约70%的肝脏缺血,以防止发生严重肠系膜静脉淤血。0.5min后,与非阻断的右叶相比，肉眼可见阻断叶明显变白，说明阻断成功，用止血钳夹闭皮肤切口临时关闭腹腔，同时将大鼠放在37℃恒温加热垫上保温。 5. 完成持续缺血60min后，重新打开腹腔，迅速取出血管夹，恢复缺血肝血流，0.5min左右可见缺血区肝脏由白色逐渐恢复为鲜红色表明再灌注成功，逐层缝合腹腔肌肉和皮肤关闭腹腔，完成手术。待大鼠清醒后放回饲养室饲养，密切关注大鼠的状态及生存状况并做好记录。 6. 术后分别于再灌注0h、3h、6h、12h、24h及72h处死大鼠，下腔静脉取血1ml，室温静置2h后于4℃3000r离心10分钟提取血清，放入-80冰箱冻存。采用全自动生化分析仪检测血清中ALT（谷丙
缺血-再灌注损伤的发生机制
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
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.360docs.net/doc/0413981668.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
(完整版)病理生理学第十章缺血-再灌注损伤试题及答案
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
缺血再灌注损伤机制及保护综述
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
第十章 缺血与再灌注损伤
第十章缺血与再灌注损伤 复习提要 一、概念 缺血－再灌注损伤(ischemia-reperfusion injury)或称再灌注损伤，是指组织缺血一段时间，当血流重新恢复后，组织的损伤程度较缺血时进一步加重、器官功能进一步恶化的综合征。 二、发生原因 凡能引起血流重新恢复而导致组织损伤的因素都有可能成为再灌注损伤的发生原因。 三、影响因素 缺血时间 侧枝循环 对氧的需求程度 电解质浓度 四、发生机制 主要与以下三个方面的因素有关： (一)自由基生成增多 1． 1. 自由基的概念及分类 自由基(free radical, FR)：指外层轨道上有未配对电子的原子、原子团或分子的总称。 氧自由基 (oxygen free radical, OFR): 包括：超氧阴离子（O· 2 ）、羟自由 基(·OH)、单线态氧（1O 2）。O· 2 是其它氧自由基产生的基础。 一氧化氮（NO） 脂性自由基: 是氧自由基与多聚不饱和脂肪酸作用后生成的中间代谢产物，如烷自由基（L.）、烷氧自由基（LO.）、烷过氧自由基（LOO.）等。 2． 2. 缺血－再灌注损伤时自由基生成增多的机制 ①通过血管内皮细胞的黄嘌呤氧化酶途径产生自由基 ②激活的白细胞经NADPH氧化酶途径产生自由基 ③线粒体细胞色素氧化酶系统单电子还原生成氧自由基增多 ④体内清除自由基能力下降 3． 3. 正常机体清除自由基的机制: ①抗氧化酶类: 超氧化物岐化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-PX）等。
②抗氧化剂: 维生素E、维生素C、辅酶Q等。 4． 4. 自由基在缺血－再灌注损伤中的作用 ①多价不饱和脂肪酸的过氧化，损伤生物膜 ②蛋白质和DNA分子结构的变化 (二)钙超载 钙超载（calcium overload ）是指Ca2+在细胞内大量积聚。 5． 1. 细胞内Ca2+的稳态调节（homeostasis ） ①Ca2+进入胞液的途径 质膜钙通道:包括①电压依赖性Ca2+通道（VOC）②受体操纵性Ca2+ 通道（ROC）:又称配体门控钙离子通道(ligand gated calcium channel )。 胞内钙库释放通道：包括三磷酸肌醇（IP 3）操纵的钙通道(IP 3 受体通道)、 ryanodine敏感的钙通道。 ②Ca2+离开胞液的途径 Ca2+泵(又称Ca2+-Mg2+-ATP酶)的作用: Na+-Ca2+交换: Ca2+-H+交换: 6． 2. 缺血-再灌注损伤时钙超载的机制 ATP合成减少 pH反常 细胞膜通透性增加 试题 [A型题] 1.以下哪一条不是白细胞浸润引起组织损伤的机制： A.消耗大量ATP，加剧高能磷酸化合物的缺乏 B.机械嵌塞在微循环，引起无复流现象 C.增高毛细血管通透性引起组织水肿 D.释放溶酶体酶，消化组织细胞 E.通过“呼吸爆发”，产生大量氧自由基破坏组织 2.再灌注时组织内白细胞浸润增加的机制可能与以下哪一条无关：Ａ.组胺与激肽的作用 Ｂ.Ｃ3a与Ｃ5a的作用 C.LTB 4 作用 Ｄ.花生四烯酸代谢产物的作用 Ｅ.趋化性炎症介质的作用 3.心肌缺血／再灌注损伤时钙代谢障碍不表现为： A.胞浆钙超载 B.肌浆网摄钙能力下降 C.线粒体钙聚集 D.肌浆网钙聚集 E.线粒体中磷酸钙沉积
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 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
病理生理学 缺血 再灌注损伤试题及答案
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?
[论文]缺血再灌注损伤机制及保护综述
[论文]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:? 作用于多价不饱和脂肪酸，发生脂质过氧化。? 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。? 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的蛋白大家族，但研究的较多的是HSP70，有报道称CA1区神经细胞能表达大量的Hsp70mRNA，而
脑缺血再灌注损伤主要发病机制的研究进展
脑缺血再灌注损伤主要发病机制的研究进展 脑血管疾病是一种严重危害人类身体健康的疾病，其具有死亡率、致残率高和难以预见的特点，一直受到国内外医学界的广泛关注[1]。其中，缺血性脑损伤疾病占脑血管疾病的绝大部分，缺血后及时的恢复血流再灌注对于恢复缺血区脑组织血氧供应、维持受损脑组织的正常形态与功能具有重要的意义。但当脑组织缺血时间较长时，再给予恢复血流再灌注的处理会进一步加重脑组织的损伤程度，此即为脑缺血再灌注损伤。脑缺血再灌注损伤的发病机制是一个快速的级联反应,这个级联反应包括许多环节[2]。主要环节有细胞内钙稳态失调、脑组织中氨基酸含量失稳态、自由基生成、炎症反应、凋亡基因激活及能量障碍等。这些机制彼此重叠,相互联系,形成恶性循环,最终引起细胞凋亡或坏死，导致缺血区脑组织不可逆的损伤[3]。 脑缺血早期，由于阻断血流使相关脑区能量（葡萄糖、O2、ATP等）迅速耗尽而导致能量危机，大脑神经元内钙离子超载，氧自由基增多以及兴奋性氨基酸的过度释放，引发了细胞内的毒性反应，引起神经元的过度凋亡和一系列的炎症反应；长时间的脑缺血恢复再灌注后，存活的脑组织中过氧化物堆积，可加剧脑组织损伤，在缺血区可见坏死、凋亡的细胞并伴随明显的炎症症状，引起脑组织坏死，且坏死区域会随着时间和空间扩大，进一步加重脑损伤程度[4]： 1.Ca2+超载与脑缺血再灌注损伤 钙离子参与细胞膜电位和细胞内的生化反应过程,对于维持神经细胞的正常功能起到关键性的调节作用[5],钙离子在脑缺血再灌注损伤的作用主要包括:（1）脑缺血再灌注后，细胞内Na+/Ca2+交换蛋白迅速激活，Na+向细胞外转运，同时将大量Ca2+转入细胞内，造成细胞内Ca2+超载,触发线粒体摄取Ca2+,使Ca2+聚集在线粒体内,过量的Ca2+可抑制ATP合成,使能量生成障碍；（2）Ca2+活化能激活线粒体上的磷脂酶, 促进膜磷脂分解产生对细胞有毒害作用的游离脂肪酸、前列腺素、白三烯和溶血磷脂等，改变其通透性,引起线粒体膜损伤。另外