缺血-再灌注损伤是机体缺血后恢复血液灌流时发生的现象,主要表现为再灌注组织器官的功能代谢障碍及结构损伤。
一、心肌缺血-再灌注损伤
1. 再灌注性心律失常
缺血心肌再灌注过程中出现的心律失常,称为再灌注性心律失常。
以室性心律失常如室性心动过速和心室纤颤最为多见。
再灌注性心律失常的发生是多因素的:
缺血心肌和正常心肌之间因传导性和不应期存在差异,心肌之间动作电位时程的不均一性,为折返性心律失常的发生提供了电生理基础;儿茶酚胺增多刺激α肾上腺素受体,使心肌自律性增高、心室纤颤阈值明显降低;氧自由基和钙超载导致心肌细胞损伤、ATP生成减少、ATP敏感性钾通道激活等心肌电生理特性的改变,也促进了再灌注性心律失常的发生。
2. 心肌舒缩功能障碍
(1)再灌注性心肌顿抑
缺血心肌在恢复血液灌注后,心肌舒缩功能要经过较长的一段时间(数天到数周)后才能恢复,此为可逆性的心肌功能障碍,称之为心肌顿抑。
目前认为,自由基生成增多、细胞内钙超载及炎症反应过度激活是心肌顿抑的主要发生机制。
如果有大量心肌发生顿抑,仍有可能发生心力衰竭。
(2)微血管阻塞
动物实验显示,缺血-再灌可引起心肌微血管发生阻塞,发生严重的肿胀与内皮细胞损伤,腔内血栓形成,供血障碍,ATP合成减少,引起心肌舒缩功能障碍。
3. 心肌结构变化
再灌注引起的心肌细胞结构破坏,较单纯缺血时更为严重,表现为:
基底膜部分缺失,质膜破坏,损伤迅速扩展到整个细胞使肌原纤维结构破坏(出现严重收缩带、肌丝断裂、溶解),线粒体损伤(极度肿胀嵴断裂溶解,空泡形成、基质内致密物增多)。
再灌注还可造成不可逆性损伤,出现心肌出血、坏死。
二、脑缺血-再灌注损伤的变化
脑是对缺氧最敏感的器官,它的活动主要依靠葡萄糖有氧氧化提供能量。
一旦缺血缺氧,线粒体呼吸链功能障碍,ATP合成减少,无氧酵解增强,乳酸增多,细胞内酸中毒,离子分布异常,Na+和Ca2+内流,细胞水肿,,神经元功能障碍。
另外,再灌注又会引起自由基增多、兴奋性氨基酸生成增多,钙超载及炎症反应过度激活而引起继发性损伤,脑组织形态学最明显的改变是脑水肿和脑细胞坏死。临床表现为感觉运动或意识等脑功能障碍,严重时甚至死亡。
缺血-再灌注引起脑损伤的机制:
1. 兴奋性氨基酸毒性作用兴奋
2. 自由基、活性氧物质与炎症介质增多
3. 钙超载
三、其他器官缺血-再灌注损伤的变化
除了心肌梗死与缺血性卒中,缺血-再灌注损伤还可继发于一系列病理过程中,如创伤、急性肾损伤、循环骤停、睡眠呼吸暂停、镰状细胞病等。
缺血-再灌注损伤也是器官移植、心肺复苏、血管外科手术治疗的挑战之一。
1. 肺缺血-再灌注损伤的变化
肺的缺血-再灌注损伤主要表现为肺水肿和肺出血,常发生在肺栓塞摘除术后。
有人认为肺移植、休克等导致的呼吸衰竭均与肺缺血-再灌注损伤有关。因为肺是全身静脉血液回流的滤器。创伤和休克复苏时常导致代谢产物、炎症细胞及炎症介质等从缺血周围组织流出滞留于肺,并产生大量氧自由基等生物毒性物质,造成肺损伤。
2. 肝缺血-再灌注损伤的变化
肝移植和阻断血管的肝脏切除术等,可发生肝缺血-再灌注损伤。
此时,血清丙氨酸氨基转移酶(谷丙转氨酶)、天冬氨酸氨基转移酶(谷草转氨酶)及乳酸脱氢酶活性明显增高,肝功能受损。
再灌注时肝组织损伤较单纯缺血明显加重,主要表现为:光镜下,肝细胞肿胀、脂肪变性、空泡变性及点状
坏死。
电镜下,线粒体高度肿胀、变形、嵴减少、排列紊乱,甚至崩解、空泡形成等;内质网明显扩张;毛细胆管内微绒毛稀少等。
3. 肾缺血-再灌注损伤的变化
肾缺血-再灌注时血清肌酐明显增高,表明肾功能严重受损。再灌注时肾组织损伤较单纯缺血时更为严重,线粒体高度肿胀、变形、嵴减少,排列紊乱,甚至出现线粒体崩解,空泡形成。
4. 肠缺血-再灌注损伤的变化
肠套叠、血管外科手术和失液性休克等,可伴有胃肠道缺血-再灌注损伤,其特征为黏膜损伤和屏障功能障碍,表现为广泛上皮与绒毛分离,上皮坏死,大量中性粒细胞浸润,固有层破损,出血及溃疡形成。
小肠缺血时,液体通过毛细血管滤出而形成间质水肿;缺血后再灌注时,肠壁毛细血管通透性更加升高,肠黏膜损伤加重,并出现广泛上皮和绒毛分离,上皮坏死,肠壁出血及溃疡形成。

