第二节 心、脑、肠的缺血/再灌注损伤(当前章节内容组合)

一、心肌的缺血/再灌注损伤

心肌缺血/再灌注损伤最为常见。从心功能上看,静止张力(restingtension,指心肌在静息状态下受前负荷作用而被拉长进产生的张力)随缺血时间的延长逐渐升高,发展张力(developed tension,指心肌收缩时产生的主动张力)逐步下降,再灌注时静止张力更加增高,发展张力愈加低下,说明心脏收缩力下降。

从腺苷酸类代谢来看,缺血时心肌ATP、CP含量迅速下降,CP下降尤甚。由于ATP降解,使ADP、AMP含量升高。但由于腺苷酸可进一步降解为核苷类(腺苷adenosine,肌苷,inosine)及硷基(次黄嘌吟等),心肌中这些物质可以增加百倍。这些非磷酸化嘌吟可进入血管,因而ADP、AMP迅速下降。心肌中合成高能磷酸化合物的原材料减少。由于再灌注时血流的冲洗,核苷类物质明显下降。

缺血时肌浆网(sarcoplasmicreticulum, SR)对钙的摄取下降,再灌注时更进一步下降,因而肌浆钙浓度升高,线粒体内钙积聚。

缺血/再灌注损伤时超微结构的变化与单纯心肌缺血时性质基本相同,但前者的程度更为严重(缺血时间相同)。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(出现严重收缩带或肌丝断裂、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)。这说明重新恢复血流引起了快速的结构破坏过程,既破坏膜磷脂也破坏蛋白质大分子及肌腺纤维。再灌注损伤与缺血时间的依赖关系,提示在缺血过程中已经奠定了再灌注损伤细胞及生化学的变化基础。

二、脑的缺血/再灌注损伤

脑是一个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,因此一旦缺血时间较长即可引起严重的不可逆性损伤。脑缺血时生物电发生改变,出现病理性慢波,缺血一定时间后再灌注,慢波持续并加重。

脑缺血后短时间内ATP,CP、葡萄糖、糖原等均减少,乳酸明显增加。环腺苷酸(cAMP)在缺血(结扎砂鼠两侧颈总动脉)30分钟时增加2.2倍,环鸟苷酸(cGMP)则减少53%。恢复血流15分钟后cAMP进一步增加,为缺血前的21倍,cGMP进一步下降21%。这一情况提示缺血及再灌注时过氧化反应增强,因而cAMP上升导致磷脂酶激活,使磷脂降解,游离脂肪酸增多,缺血后血流再灌注时,自由基产生增加,与游离脂肪酸作用而使过氧化脂质生成增多,能引起细胞和组织的损伤。

脑又是一个特别富有磷脂的器官。因此缺血后游离脂肪酸的增加尤为明显。实验证明大鼠断头1分钟后脑内游离脂肪酸含量增加2倍以上,随缺血时间延长持续增加,增加最显著的是花生四烯酸(arachidonicacid)及硬脂酸(18烷酸,stearic acid)。再灌注后游离脂肪酸的增加更为显著,恢复血流90分钟,反而有更多的游离脂肪酸贮留。血流重新恢复时游离脂肪酸的增加,是由于来源于游离脂肪酸的过氧化物进一步损伤膜的同时,由cAMP介导膜磷脂继续降解的结果(cAMP激活磷脂酶)。

缺血时脑的最明显的组织学变化为脑水肿及脑细胞坏死,两者往往又互为因果关系。特别是脑水肿,是各种脑血管意外的常见病理过程。Chan及Fishman等将大脑切片浸于含各种脂肪酸的溶液中,以观察组织肿胀的情况,发现只有在多价不饱和脂肪酸存在下,才能引起水肿,这是因为脂肪酸容易过氧化而引起细胞膜损伤。用砂鼠做实验制备不完全缺血模型,证明缺血及再灌注过程中脑含水量持续增加,缺血时水肿的产生是膜脂降解,游离脂肪酸增加的结果,而过氧化是再灌注后水肿持续加重的原因之一,因为细胞膜脂质过氧化使膜结构破坏。

三、肠缺血/再灌注损伤

肠管缺血时,液体通过毛细血管滤出而形成间质水肿。缺血后再灌注,肠管毛细血管通透性更加升高。

从形态学变化来看,严重肠管缺血所致损伤的特征为粘膜病变(粘膜损伤)。不论人和动物,在出血性休克及局部肠管缺血后出现肠粘膜损伤。粘膜损伤的特点表现为:广泛的上皮与绒毛分离,上皮坏死,固有层破坏,出血及溃疡形成,此必导致广泛的功能,(如吸收)障碍及粘膜屏障的通透性增高,使大分子得以通过。