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
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microRNA
MicroRNA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。
参考文献
【1】Banga NR.Homer-Vanniaaskinkam S,Graham A,et al.Ischemic preconditioning in transplantation and major resection of the liver[J].Br J Surg,2005,92(5):528-538.
【2】Belghiti J,Noun R,Malafosse R,et al.Continuous versus intermittent portal triad clamping for liver resection : a controlled study [J].Ann Surg,1999,229(3):369-375.
【3】Zeng Z,Huang HF,Chen MQ.et al.Heme oxygenase-1 protects donor livers from ischemia/reperfusion injury:the role of Kupffer cells[J].World J Gastroenterol , 2010,16(10): 1285-1297.
【4】刘志刚，钱叶本。缺血再灌注与肝再生[J]，国际外科学杂志，2006，,3（3）：167-171.
【5】Byrne AM,Lemasters J ,Nieminen AL,et al. Contribution of increased mitochondrial free Ca2+ to the mitochondrial permeability transition induced by trtbutylhydroperoxide in rat hepatocytes[J].Hepatology,1999,29(5):1523-1531.
【6】He L,Hannon GJ.MicroRNAs:small RNAs with a big role in gene regulation [J].Nat Rev Genet,2004,5(7):522-531.
【7】Yu CH ,Xu CF,Li YM.Association of MicroRNA-223 Expression with Hepatic Ischemia/Reperfusion Injury in Mice[J].Dig Dis Sci,2009,54(11):2362-2366. 【8】Murry CE,Jennings RB,Reimer KA.Preconditioning with ischemia: a delay of lethal cell injury in ischemic myocardium[J].Circulation,1986,74(5):1124-1136.
【9】Yin DP,sankary H,Chong A,et al.Protective effect of ischemic preconditioning on liver preservation-reperfusion injury in rats[J].Transplantation,1998,66(2):152-157.
【10】Calcien PA,Selzner M,Rudiger HA,et al.A prospective randomized study in 100 consecutive patients undergoing major liver resection with verus without ischemic preconditioning[J].Ann Surg,,2003,238(6):843-852.
【11】Przyklenk K,Bauer B ,Ovize M,et al.Regional ischemic preconditioning protects remot virgin myoeardium from subsequent sustained coronary occulusion [J].Cireulation ,1993,87(3):893-899.
【12】Abu-Amara M ,Yang SY,Quaglia A,et al.Effect of remote ischemic preconditioning on liver ischemia/reperfusion injury using a new mouse model[J].Liver Transpl,2011,17(1):70-82.
【13】Lu SC .S-Adenosylmethionine [J].Int J Biochem Cell Biol,2000,32(4):391-395. 【14】Mato JM,Lu SC.Role of S-adenosyl-L-mmethionie in liver health and injury [J].Hepatology,2007,45(5):1306-1312.
【15】Jeon Br,Lee SM.S-adenosylmethionie protects post-ischemic mitochondrial injury in rat liver[J].J Hepatol,2001,34(3_:395-401.
【16】许赤，陈规划，李智宇等.肝移植术中应用S-腺苷-L-蛋氨酸对供肝热缺血
损伤的影响[J].中华实验外科杂志，2005,22（11）：1341-1343.
【17】Zhao ZQ,Corvera JS,Halkos ME,et al.Inhibition of myocardial injury by ischemic postconditioning during reperfusion:comparison with ischemic peronditioning[J].Am J Physiol Heart Circ Physiol,2003,285(2):H579-H588. 【18】Kin H,Zhao ZQ ,Sun HY,et al.Postconditioning attenuates myocardial ischemia-reperfusion injury by inhibiting events in the early minutes of reperfusion [J].Cardiovasc Res,2004,62(1):74-85.
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)
心肌缺血再灌注
大鼠心肌缺血/再灌注损伤 【实验目的】 1.复制大鼠在体与离体心肌缺血/再灌注损伤模型； 2.观察缺血/再灌注过程中心功能的变化 【实验动物】成年Wistar 大鼠（体重200－300g） 【仪器药品】 电子天平，肾形盘，动物呼吸机，BL-420F记录装置，眼科开睑器，微血管钳，组织镊，眼科镊，组织剪，眼科剪，眼科止血钳，止血钳，动脉夹，眼科缝合针，1号及00缝合线。Langedroff灌流装置。 20%乌拉坦，1ml注射器，5ml 注射器，纱布块 实验1 在体模型 【实验步骤】 1.实验采用体重200-300ｇ健康雄性Wistar大鼠，20%乌拉坦腹腔注射麻醉（0.5ml/100g）； 2.颈胸部备皮及手术，分离气管及右侧颈总动脉 3.气管插管连接呼吸机（呼吸肌参数：潮气量9ml，呼吸比=3:2，呼吸频率55~60） 4.经右侧颈总动脉逆行插管至左心室, 再经BL-420F软件输入计算机,（一通道描记心 电，（右上黄、右下黑、左下红）二通道描记心室内压，三通道描记微分）持续监测心脏左心室内压力及心电的变化情况 5. 沿胸骨左侧剪开2，3肋骨，开睑器开胸暴露心脏；寻找冠状动脉左前降支，穿线备 用; 6.采用结扎5min后再放开5min两次,造成缺血预处置；采用结扎30mim再放开30min 复制缺血/再灌注模型； 思考题： 1.如何判定缺血模型复制成功 2.如何判定有再灌注损伤发生
实验2 离体模型 【实验步骤】 (1) 大鼠称重，腹腔注射20%乌拉坦（0.5ml/100g）麻醉，仰卧固定于鼠板，上腹部及前胸部剪毛。 (2) 舌下/阴茎背静脉注入1%肝素（0.05ml/100g）后，切开胸腹部皮肤，用剪刀横行剪开腹腔，向上剪断隔膜，沿两侧肋骨向上平行剪开，翻起前胸壁，把心脏及胸膈周围的结缔组织拨到一侧，充分暴露心脏。 (3) 用镊子提起心脏根部，暴露出主动脉和肺动脉，在距主动脉起始部0.5cm处用手术剪切断血管，迅速取出心脏至于4℃生理盐水平皿中使之停搏。 (4) 经主动脉将心脏悬挂在灌流装置上，用丝线结扎固定，打开灌流液行逆向灌流，待心脏恢复自主跳动，小心减去心脏周围附着组织。 (5)用眼科剪剪去左心耳，通过左心耳经房室瓣插入左心室一乳胶球囊，球囊连接一个内充生理盐水的导管，导管经三通管和换能器与BL-420F连接。 (6) 在BL-420F仪的监测下，通过向球囊内注入一定量的生理盐水是左心室的舒张末压调整在0~10mmHg之间。 (7)连接心电导线，心尖、右心耳和地线，一通道设置记录， (8) 预灌流10~20分钟，观察心率，二通道记录心室内压、三通道取微分记录±dp/dtmax 等心动指标，同时描记ECG，待上述各指标平衡后开始以下实验。 心肌缺血-再灌注损伤 (1) 心脏用正常灌流液预灌流15分钟后完全停灌40分钟，然后恢复灌流20分钟，观察心脏在正常，停灌初期和再灌期的心功能变化。 (2) 分别收集正常灌流时，再灌流后3分钟时的心脏冠脉流出液1ml，测定其中乳酸脱氢酶的活性。 思考题： 1.如何判定缺血模型复制成功 2.如何判定有再灌注损伤发生
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
第十三章缺血-再灌注损伤 （ischemia-reperfusion injury） 教学目标 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 2.掌握缺血-再灌注损伤的重要发生机制 3. 熟悉缺血-再灌注损伤的原因和条件（影响因素）；缺血-再灌 注损伤时机体的功能和代谢变化。 4.了解防治缺血-再灌注损伤的病理生理基础。 第一节概述 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（ischemia injury）,表现为膜电位改变、细胞肿胀、细胞骨架紊乱、ATP减少、细胞酸中毒、离子泵失灵等。近年来，临床上采用溶栓疗法、导管技术、动脉搭桥术、心肺复苏、心脏外科体外循环、断肢再植和器官移植等方法，使许多组织器官缺血后重新得到血液再灌注，把疾病治疗提高到一个新的水平。 一、概念 在缺血的基础上恢复血流后，组织器官的损伤反而加重的现象称为缺血-再灌注损伤。 1.本质：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。 2.具有器官普遍性。不同种属（人、兔、大鼠、豚鼠、狗、猪等）和各种组织器官（心、肾、肝、肺、胃肠、脑、肢体和皮肤等）都可发生再灌注损伤1960年，Jennings首先提出此概念，此后出现的氧反常、钙反常和pH反常等概念，与之关系密切。 氧反常( oxygen paradox ) 是指用缺氧溶液灌流组织器官或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，反而更趋严重的现象。
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/7d5473287.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
渐处理对肺缺血再灌注损伤的保护作用
·实验研究·2012年12月第9卷第35期 中国医药导报CHINA MEDICAL HERALD 缺血/再灌注损伤主要发生在再灌注的初期，与长时间 缺血后突然再灌注引起细胞呼吸爆发、氧自由基的堆积、Ca 2+ 超载等有关。多年来，针对如何进行再灌注干预一直是减 轻缺血器官损伤研究的热点[1]。“渐处理”也称逐渐、温和或 阶段性再灌注，是指缺血再灌注时从零开始逐渐增加血流 到不加以控制。研究证实，缓慢地再灌注可以减轻缺血再灌 注损伤[2-4]。“渐处理”作为一种改良的缺血后处理方式，不 需要预知缺血事件发生的时间，又没有繁琐的再灌注/缺血 循环操作，不附加额外的缺血，可能有更广阔的临床应用 前景。本实验拟通过建立大鼠在体肺缺血再灌注模型， 探讨“渐处理”对肺缺血再灌注损伤的作用及机制，现报道 如下：1材料与方法1.1动物与试剂健康雄性SD 大鼠40只，体重250～350g ，由南京医科大学实验动物中心提供。参附注射液由雅安三九药业有限公司生产，国药准字Z51020664。超氧化物歧化酶（SOD ）、丙二醛（MDA ）检测试剂盒均购置于南京建成生物工程公司；细胞凋亡检测试剂盒购置于武汉博士德生物工程公司。1.2动物模型制备参照Eppinger 等[5]大鼠肺缺血再灌注损伤模型加以改进，健康大鼠以戊巴比妥钠（40mg/kg ）腹腔注射麻醉后，尾静脉注射肝素。气管切开后进行气管插管，小动物呼吸机辅助通气。胸骨右缘第四肋间开胸，于吸气末用无创血管夹阻断右肺门包括右主支气管和右肺动静脉（以肺无舒缩为阻断标“渐处理”对肺缺血再灌注损伤的保护作用 麻日虎1李莹1王玉旋2张静1 1.广东省深圳市龙岗区人民医院外科，广东深圳518172； 2.山西省肿瘤医院胸外科，山西太原030013 [摘要]目的探讨“渐处理”作为一种改良的后处理方式对大鼠肺缺血再灌注损伤的保护作用及其机制。方法采用大鼠肺原位缺血再灌注损伤模型进行研究。将40只清洁级SD 大鼠随机分为四组：手术对照组（S 组），缺血再灌注组（I/R 组），缺血后处理组（IPO 组），缺血后渐处理组（IGR 组）。观察肺组织病理形态变化，测定肺组织湿/干重比（W/D ），检测肺组织匀浆中丙二醛（MDA ）含量及超氧化物歧化酶（SOD ）活性。结果与S 组比较，I/R 组光镜下见肺组织病变明显加重，肺组织W/D 明显增加，肺组织中SOD 活力明显降低，MDA 的浓度明显增高（P ＜0.01）；与I/R 组比较，IPO 组及IGR 组肺组织病变减轻，肺组织W/D 明显降低，肺组织中SOD 活力明显升高，MDA 的浓度明显降低（P ＜0.01）；IGR 组与IPO 组比较，上述各项指标均有所减轻，两者差异无统计学意义（P ＞0.05）。结论“渐处理”对大鼠肺原位缺血再灌注损伤有保护作用。与缺血后处理比较，是一种更有效的、更适合临床应用的、减轻再灌注损伤的方法。 [关键词]缺血再灌注损伤；缺血后处理；渐处理；肺；大鼠 [中图分类号]R563[文献标识码]A [文章编号]1673-7210（2012）12（b ）-0038-03 Gradual reperfusion protects against ischemia/reperfusion lung injury in rats MA Rihu 1LI Ying 1WANG Yuxuan 2ZHANG Jing 1 1.Department of Surgery,Longgang District People's Hospital of Shenzhen City,Guangdong Province,Shenzhen 518172,China; 2.Department of Thoracic Surgery,Shanxi Tumor Hospital,Shanxi Province,Taiyuan 030013,China [Abstract]Objective To explore protective function and mechanism of gradual reperfusion,a modified ischemic postcondi -tioning,on ischemia-reperfusion lung injury in rats.Methods The study was performed on a reliable extracorporeal rat lung ischemia-reperfusion injury model.Forty rats were randomly divided into four groups:the sham group (S group),the ischemic reperfusion group (I/R group),ischemic postconditioning group (IPO group),and gradual reperfusion group (IGR group).Lung tissue histological changes were examined;the ratio of lung wet weight to dry weight (W/D)was evaluated;malondialdehyde (MDA)content and activities of superoxide dismutase (SOD)in lung tissues were measured.Results Compared with S group,the obvious pathologic changes (including lung edema,hemorrhage,and inflammatory cells se -questration)and the W/D ratio were significantly increased in I/R group,lung tissue SOD activity were significantly de -creased,while the concentration of MDA were significantly increased (P ＜0.01).Compared with the I/R group,the patho -logic changes and the W/D ratio in the IPO and IGR group were significantly decreased,lung tissue SOD activity was sig -nificantly increased,while the concentration of MDA was significantly decreased (P ＜0.01);and the effects were especially obvious in IGR group rats,however,there were no significant difference between IPO and IGR group (P ＞0.05).Conclu -sion Gradual reperfusion has obvious protective effects on ischemia-reperfusion lung injury in rats,and can be a more ef -fective and suitable method for clinical application to reduce reperfusion injury. [Key words]Ischemia reperfusion injury;Ischemic postconditioning;Gradual reperfusion;Lung;Rat [基金项目]广东省深圳市科技计划项目（项目编号：201103251）。 [作者简介]麻日虎（1970.11-），男，硕士研究生，副主任医师，主要从事 胸外科临床研究工作。38
缺血-再灌注
（一）原因 在组织器官缺血基础上的血液再灌注: 1.全身循环障碍后恢复血液供应：休克、心肺脑复苏。 2.组织器官缺血后血流恢复：器官移植及断肢再植 3.某一血管再通后：动脉搭桥术、PTCA、溶栓疗法 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。 （三）、需氧程度对氧需求量高的组织器官，如心、脑等，易发生再灌注损伤。 （四）、再灌注条件一定程度的低压、低温（ 25℃）、低pH 、低钠、低钙溶液灌流，可减轻组织器官的再灌注损伤、使其功能迅速恢复。反之，高压、高温、高钠、高钙灌注可诱发或加重再灌注损伤。
缺血再灌注损伤的发生机制： 一、氧自由基 缺血- 再灌注时氧自由基生成增多的机制: 1．黄嘌呤氧化酶形成增多黄嘌呤氧化酶（xanthine oxidase ，XO ）及其前身为黄嘌呤脱氢酶（xanthine dehydrogenase, XD ），二者主要存在毛细血管内皮细胞内。 正常时XD 占90% ，XO 只占10% 。当组织缺血缺氧时，由于ATP 生成减少，膜泵失灵，钙离子进入细胞增多，激活钙依赖性蛋白酶，使XD 大量转变为XO 。同时因缺血缺氧，ATP依次分解为ADP、AMP、腺苷、肌苷和次黄嘌呤（hypoxanthine ），而次黄嘌呤自身不能代谢生成黄嘌呤（xanthine ），使XO 的底物堆积。再灌注时，缺血组织重新得到氧，在缺血时大量蓄积的次黄嘌呤在XO 的作用下形成黄嘌呤，继而又催化黄嘌呤转化为尿酸，这两步反应都是以分子氧作为电子受体，结果产生大量的O2·- 和H2O2 ，O2· - 和H2O2 在金属铁参与下，形成OH ·。 2．中性粒细胞的呼吸爆发中性粒细胞被激活时耗氧量显著增加，其摄入O2 的 70%~90% 在还原型辅酶Ⅱ氧化酶（NADPH oxidase ）和还原型辅酶Ⅰ氧化酶（NADH oxidase ）的催化下，接受电子形成氧自由基，以杀灭病原微生物。另外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C 3 片段、白三烯等，吸引、激活中性粒细胞。再灌注期间组织重新获得氧供应，激 活的中性粒细胞耗氧显著增加，产生大量氧自由基，称为呼吸爆发（respiratory burst ）或氧爆发（oxygen burst ），可损伤组织细胞。 3．线粒体功能受损因缺血、缺氧使ATP 减少，钙进入线粒体增多，使线粒体功能受 损，细胞色素氧化酶系统功能失调，进入细胞的氧经4 电子还原成水减少，而经单电子还原生成氧自由基增多。而钙离子进入线粒体可使锰~ 超氧化物歧化酶减少，对自由基的清除能力降低，使氧自由基生成进一步增加。 4．儿茶酚胺自身氧化增加各种应激性刺激，包括缺血、缺氧，均可使交感肾上腺髓质 系统兴奋产生大量的儿茶酚胺。儿茶酚胺一方面具有重要的代偿调节作用，另一方面在单胺氧化酶的作用下，通过自氧化可产生大量的自由基。 二、钙超载 钙超载引起再灌注损伤的机制: 1．线粒体功能障碍再灌注后，胞浆中Ca浓度大量增加，可刺激线粒体和肌浆网的钙泵摄取钙，使胞浆中的Ca 向线粒体和肌浆网中转移。这在再灌注早期具有一定的代偿意义，可减少胞浆中钙超载的程度。但细胞内钙增多使肌浆网及线粒体消耗大量ATP ；同时，线粒体内的Ca 离子与含磷酸根的化合物反应形成磷酸钙，干扰线粒体氧化磷酸化，使能量代谢障碍，ATP 生成减少。二者均使细胞能量供应不足。