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)
1) 线粒体功能障碍； 2) 激活钙依赖性降解酶 Ca2+与钙调蛋白结合激活多种钙依赖性降解酶(磷脂酶，蛋白酶，核酸内切酶)；3) 促进氧由基生成；4) 引起心律失常；5) 肌原纤维挛缩和破坏细胞骨架。
3. 白细胞的作用
(1)缺血－再灌注时白细胞增多机制： 1） 趋化因子生成增多; 2）细胞粘附分子生成增多。
(2) 白细胞介导缺血－再灌注损伤的机制：1) 机械阻塞作用；2) 炎症反应失控。
4. 无复流现象
心肌无复流现象的发生机制：1) 心肌细胞肿胀; 2) 血管内皮细胞肿胀; 3) 微血管通透性增高; 4) 心肌细胞孪缩; 5) 微血管痉挛和堵塞。
5. 能量代谢障碍
表现特点：1）氧化磷酸化脱偶联； 2）高能磷酸化合物缺乏。
再灌注时高能磷酸化合物减少的机制：1) 线粒体膜易受自由基损伤，对氧的利用能力下降。2) ATP 合成的前身物质再灌注时被冲洗出去，。
(四) 缺血－再灌注损伤时机体的功能、代谢变化
1. 心脏的缺血－再灌注损伤
(1) 心功能变化：1) 心肌舒缩功能降低; 2) 缺血－再灌注性心律失常; 3) 心肌顿抑。(2) 能量代谢变化： 氧化磷酸化功能障碍， ATP和CP含量减少。(3) 超微结构变化：基底膜缺失，收缩带形成，线粒体肿胀等。
2. 脑的缺血－再灌注损伤
生物电出现病理性慢波，ATP减少，脑水肿及脑细胞坏死。
3. 其他器官的缺血－再灌注损伤
肠管缺血－再灌注损伤的特征为粘膜损伤，表现为广泛上皮与绒毛分离，上皮坏死等。肾缺血再灌注时，肾功能严重受损。
4. 细胞凋亡
能量代谢障碍及氧应激使氧自由基产生增多,激活多聚ADP 核糖转移酶和P53基因，参与细胞凋亡的发生。
(五) 缺血－再灌注损伤的防治原则
消除缺血原因并尽早恢复血流，改善缺血组织的代谢，清除自由基和减轻钙超载，减轻炎症反应。
三、复习思考题
（一）概念和名词
1. 缺血－再灌注损伤(ischemia-reperfusion injury)
2. 氧反常(oxygen paradox)
3. 钙反常(calcium paradox)
4. pH反常(pH paradox)
5. 自由基(free radical)
6. 活性氧(reactive oxygen species)
7. 呼吸爆发respiratory burst）
*8. 粘附分子adhension molecule）
9. 凋亡(apoptosis)
*10. 无复流现象 (no-reflow phenomenon)
11. 钙超载(calcium overload)
*12．心肌顿抑(myocardial stunning)
（二）填空题
*1. 再灌注损伤是否出现及其严重程度，关键在于：① ，② ，③ 以及④ 。
2. 自由基和离子不同，前者往往是具有① 键的化合物发生② 的产物，后者则为③ 的产物。
3. 缺血／再灌注损伤的机制主要有：① ，② ，③ ，④ ，⑤ 。
4. 心肌发生无复流现象的可能机制有：① ，② ，③ ，④ ，⑤ 。
5. 缺血与再灌注时氧自由基产生过多的可能机制有：① ，② ，③ ，④ 。
6. 缺血与再灌注时钙超载的可能机制有：① ，② ，③ ，④ 。
7. 自由基对细胞遗传物质方面的毒性作用主要表现为① 、② 或③ ，这种作用80％为④ 所致。
8. 自由基导致细胞功能障碍和结构破坏的损伤作用表现在：① ，② ，③ ，④ ，⑤ 。
9. 氧自由基可分为三大类：① ，② ，③ 。
10. 细胞质膜上的钙通道主要有两大类型：① ，② 。
11. Ca2+离开胞液的途径主要有：① ，② ，③ 。
12. 白细胞介导缺血－再灌注损伤的机制主要有：① ，② 。
13. 缺血与再灌注时能量代谢障碍的表现形式有：① ，② 。
14. 脑缺血/再灌注时，生物电出现① ，组织学最明显变化为② 和③ 。
*15. 缺血－再灌注损伤导致细胞凋亡与① 障碍及② 应激使③ 产生增多有关。
16. 缺血-再灌注时导致血管收缩的生物活性物质有：① ，② ，③ ，④ ，⑤ 等，
其中(6) 是已知最强内源性血管收缩剂。
（三）选择题
【A型题】
1. 缺血再灌注损伤最常见于:
A.心肌 B.脑 C.肝 D.肾 E.肠
2. 最活泼、最强力的氧自由基是:
A. O2- 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－再灌注性心率失常最常见的类型:
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. 下述情况可使氧反常损伤的程度加重, 除了:
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.O2-是其它活性氧产生的基础
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负荷的重要原因是:
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.O2- B.OH. C.H2O2 D.LO. E.LOO.
9. 缺血－再灌注时细胞内氧自由基的生成增加不见于:
A.中性粒细胞吞噬活动增强 B.儿茶酚胺的增加 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. 主要由白细胞释放的具有最强趋化作用的炎症介质是:
A.C3a、C5a B.C5b67 C.LTB4 D.巨噬细胞趋化因子 E.纤维蛋白肽B
11．下述哪种物质收缩血管的作用最强？
A.血管紧张素 B.内皮素 C.白三烯 D.TXA2 E.PGI2
*12. 自由基对机体的损伤最主要是通过：
A.蛋白质交联 B.对核酸的直接损伤 C.引发葡萄糖交联
D.引发脂质过氧化而引起的损伤 E.引起染色体畸变
13. 下面哪个不是氧自由基？
A. NO B.O2- C.OH. D.CO2 E.LOO.
14. 线粒体功能失调导致氧自由基增多，是由于进入细胞内的氧：
A.1价还原增多 B.2价还原增多 C.3价还原增多
D.4价还原增多 E.5价还原增多
15. 下述心肌超微结构变化，哪点为心肌细胞挛缩的直接标志？
A.基底膜部分缺失 B.明显收缩带 C.线粒体肿胀、嵴断裂 D.出现凋亡小体 E.出现糖原颗粒
16. 缺血/再灌注损伤时导致细胞不可逆损伤的共同通路是:
A.ATP缺乏 B.细胞内钙超载 C.无复流现象 D.氧自由基作用 E.白细胞浸润
17. 自由基攻击的细胞成份不包括:
A.膜脂质 B.蛋白质 C.DNA D.电解质 E.线粒体
18．下述哪个器官血管内皮细胞的黄嘌呤氧化酶活性最高？
A.小肠 B.肝脏 C.肾脏 D.肺脏 E.心脏
19. 下述哪种物质是通过促使肌浆网释放Ca2+而引起心肌细胞内钙超载？
A．磷脂酰肌醇 B．三磷酸肌醇(IP3) C．甘油二脂(DG) D．2,3-DPG E．cAMP
20. 下述关于粘附分子的说法,哪一点是错误的?
A. 可促进细胞及基质的粘附 B. 由血浆产生 C.由整合素、选择素等一大类分子组成
D. 维持细胞结构 E. 参与细胞信号传导
*21．心肌顿抑的最基本特征是缺血－再灌注后：
A.心肌细胞坏死 B.代谢延迟恢复 C.结构改变延迟恢复 D.收缩功能延迟恢复 E.心功能立即恢复
22．下列各种酶中，哪个不是自由基清除剂？
A. 过氧化氢酶 B. 过氧化物酶 C. SOD D.CAT E. NADH氧化酶
23．白细胞激活后释放的脂质炎症介质是：
A.TNFα B.IL-1 C.IL-8 D.LT E. OH。
*24．下述哪点不是细胞凋亡的形态学特征?
A.有凋亡小体 B.细胞皱缩 C.核固缩 D.质膜相对完整 E.细胞结构全面溶解
25．一般认为，缺血-再灌注损伤的始发环节是：
A.ATP缺乏 B.细胞内钙超载 C.无复流现象 D.氧自由基作用 E.白细胞浸润
26．下述有关前列环素的描述，哪一点不正确？
A.主要由血管内皮合成 B.具有扩血管作用 C.可抑制血小板聚集
D.可促进无复流现象的发生 E.属于组织源性炎症介质
【B型题】
A. O2- B.H2O2 C.OH. D.LO. E.H2O
27. 当氧在体内获得一个电子时生成:
28. 当氧在体内获得二个电子时生成:
29. 当氧在体内获得三个电子时生成:
30. 当氧在体内获得四个电子时生成:
31. 是其它自由基和活性氧产生的基础是：
A.黄嘌呤脱氢酶(XD) B.黄嘌呤氧化酶(XO) C. 次黄嘌呤 D.黄嘌呤 E. 尿酸
32. 黄嘌呤氧化酶的前体是：
33. 黄嘌呤氧化酶催化黄嘌呤可生成：
34. 黄嘌呤氧化酶的作用底物除了黄嘌呤还有：
35. 次黄嘌呤在黄嘌呤氧化酶催化下可直接生成：
36. O2-形成的主要催化酶是：
【X型题】
37. 缺血－再灌注损伤的发生机制有:
A.钙超负荷 B.自由基大量产生 C.ATP缺乏 D.无复流现象 E.白细胞聚集
*38. 组织缺血－再灌注时白细胞积聚对组织的损伤作用表现在:
A.嵌顿、堵塞毛细血管 B.降低血管通透性 C.释放溶酶体酶
D.产生氧自由基 E.释放谷胱甘肽过氧化物酶
*39. 自由基引发的脂质过氧化可引起:
A.组织及血浆中脂质过氧化物显著减少 B.线粒体功能障碍 C.细胞成分间广泛交联
D.改变膜酶、离子通道的脂质微环境 E.膜通透性增加, 细胞内钙超载
40. 临床上再灌注损伤可发生于:
A.休克治疗 B.动脉搭桥术 C.溶酸疗法 D.心脏外科体外循环 E.器官移植
41. 脑缺血-再灌注损伤时最明显的组织变化是：
A.脑水肿 B.脑梗塞 C.脑细胞坏死 D.脑出血 E.脑血栓形成
42. 缺血再灌注损伤的影响因素有:
A.缺血缺氧的时间 B.灌流液的压力、温度与pH C.重给氧时的氧分压
D.灌流液的成分 E.动物本身的情况
43．有关氧自由基的正确说法有：
A.属于活性氧 B.是共价键化合物发生异裂的产物 C.化学性质极其活泼
D.可引发生物膜链式脂质过氧化 E.全部来自体外
*44．关于Na＋－Ca2＋交换的正确描述是：
A.载体是一种跨膜蛋白 B.本身为一种产电性电流 C.交换方式为双向转运 D.主要受跨膜Ca2＋浓度梯度的调节
E. 主要受跨膜Na＋浓度梯度调节
45．属于再灌注损伤的反常现象包括：
A.钙反常 B.氧反常 C.pH反常 D.反常性酸性尿 E. 钠反常
*46．儿茶酚胺升高引起心肌细胞内钙超载的机制有：
A.L-型钙通道开放增加 B.肌浆网释放Ca2+增加 C.细胞膜通透性增加
D.Na+-Ca2+交换增强 E.Ca2+-Mg2+-ATP酶活性增强
47．参与呼吸爆发的酶包括：
A.超氧化物歧化酶 B. NADPH氧化酶 C.黄嘌呤氧化酶 D.NADH氧化酶 E.LDH
48．肠管缺血－再灌注损伤时，其粘膜损伤的特征性表现包括：
A.上皮与绒毛分离 B.上皮坏死 C.中性粒细胞浸润 D.出血 E.溃疡形成
（四）问答题
1. 简述缺血与再灌注损伤的发生机制。
2. 简述缺血与再灌注时白细胞聚集对组织的损伤机制。
3. 简述缺血与再灌注时氧自由基产生过多的可能机制。
4. 为什么再灌注时纠正酸中毒的速度不宜过快?
5. 简述缺血－再灌注损伤细胞内钙超负荷的机制。
6. 简述缺血与再灌注时组织器官局部白细胞增多和聚集的机制。
7. 简述自由基在机体的生理和病理意义。
8. 试述缺血与再灌注通过黄嘌呤氧化酶途径产生氧自由基增多的机制。
9. 简述自由基如何通过生物膜脂质过氧化增强而导致细胞损伤？
*10. 为什么缺血-再灌注时交感神经的兴奋可引起细胞内钙超载？
11. 为何缺血/再灌注常导致组织细胞肿胀？
12. 试述缺血－再灌注性心律失常的特点和发生机制。
（五）分析题
1. 为什么说缺血与再灌注时氧自由基产生增多和细胞内钙超载互为因果？
四、答案与注释
（一）概念和名词
1. 缺血－再灌注损伤是指人和动物缺血后再灌注，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的现象。
2. 氧反常是指用缺氧溶液灌流组织器官或培养细胞造成损伤后，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。
3. 用无钙液灌流后再用正常含钙液灌流组织器官，可造成细胞和器官的代谢和功能障碍及结构破坏更趋加重，这种现象称为钙反常。
4. 缺血后再灌注时迅速纠正缺血组织的酸中毒，反而会加重缺血再灌注损伤的现象，称为pH反常 ，其机制是相继通过H+-Na+交换和Na+-Ca2+交换导致细胞内钙超载而损伤细胞。
5. 自由基系指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，又称游离基。其中由氧诱发产生的自由基，称为氧自由基。
6. 活性氧是指由氧形成、并在分子组成上含有氧的一类化学性质非常活泼的物质总称。它包括氧自由基和非自由基的含氧物质，例如，单线态氧（’O2，激发态放出一个光子）和H2O2。
7. 吞噬细胞在吞噬过程中，其富有的NADPH氧化酶和NADH 氧化酶可催化摄取的氧接受电子而转变为氧自由基，用以杀灭微生物及外来异物，同时拌耗氧量显著增加，这一现象称为呼吸爆发或氧爆发。
8. 粘附分子是指由细胞合成的，可促进细胞与细胞之间、细胞与细胞外基质之间粘附的一大类分子的总称，如整合素、选择素、细胞间粘附分子、血管细胞粘附分子及血小板内皮细胞粘附分子等，在维持细胞结构完整和细胞信号传导中起重要作用。
9 凋亡，又称细胞程序性死亡，是一种与细胞坏死有明显区别的主动过程，其形态学特征为：细胞膜出现囊泡（凋亡小体），细胞体积缩小，核固缩，DNA 被非随机地降解成小片段。
10. 无复流现象是指解除缺血原因并没使缺血区得到充分血流灌注的反常现象。它首先在犬实验中发现，这种再灌注损伤实际上是缺血的延续和叠加。
11. 各种原因引起的细胞内钙含量异常增多，并导致细胞结构损伤和功能代谢障碍的现象，称为钙超载, 它常常是细胞死亡的共同通路。
12. 心肌顿抑是指心肌短时间缺血后不发生坏死，但引起的结构、代谢和功能改变在再灌注后延迟恢复的现象，其特征为收缩功能障碍。
（二）填空题
1. ①缺血时间长短 ②侧支循环形成情况 ③对氧需求程度 ④电解质浓度。
2. ①共价 ②均裂 ③异裂
3. ①高能磷酸化合物缺乏 ②钙超载 ③氧自由基作用 ④白细胞浸润 ⑤无复流现象
4. ①心肌细胞肿胀 ②血管内皮细胞肿胀 ③心肌细胞挛缩 ④微血管堵塞 ⑤微血管通透性增高
5. ①黄嘌呤氧化酶的形成增多 ②中性粒细胞 ③线粒体 ④儿茶酚胺增加
6. ①Na+－Ca2+交换增加 ②细胞膜通透性增加 ③线粒体受损 ④儿茶酚胺增加
7. ①染色体畸变 ②核酸碱基改变 ③DNA断裂 ④OH·
8. ①生物膜脂质过氧化增强 ②细胞内Ca2+超载 ③DNA 断裂和染色体畸变 ④蛋白质变性和酶活性降低
⑤ 诱导炎症介质产生
9. ①非脂性自由基 ②脂性自由基 ③一氧化氮(NO)
10. ①电压依赖性钙通道 ②受体操纵性钙通道
11. ①钙泵 ②Na+-Ca2+交换 ③Ca2+－H+交换
12. ①机械阻塞作用 ②炎症反应失控
13. ①氧化磷酸化脱偶联 ②高能磷酸化合物缺乏
14. ①病理性慢波 ②脑水肿 ③脑细胞坏死
15. ①能量代谢 ②氧 ③氧自由基
16. ①儿茶酚胺 ②血管紧张素 ③内皮素 ④内皮素 ⑤TXA2 (6)ET1
（三）选择题
1.A 缺血再灌注损伤可发生在心肌、脑、肝、肾、肠等各个器官，因为心肌缺血再灌注损伤发现最早而且研究最多，故最常见。 2.C O2- 、H2O2、OH.、LO.、LOO.均是氧自由基或活性氧，但OH.化学性质最活泼，毒性最强，为众所周知。 3.C 顾名思义，无复流现象必然导致“看似再灌注”而实为缺血继续和叠加的后果。 4.B 临床观察和动物实验均证实，再灌注期最易出现室性心率失常。 5.E 再灌时PH纠正缓慢，可避免Na+－H+交换和Na+－Ca2+交换所致的细胞内钙超载。 6.D 自由基除参与许多病理过程外，亦为机体正常代谢产物，参与许多生理过程。如自由基中间体参与某些电子转移、氧化还原酶促反应；中性粒细胞被激活，通过呼吸爆发产生大量氧自由基，以杀灭病原微生物等。 7.E 虽然所列各种原因均可引起钙反常时细胞内钙超负荷，但一般认为Na+-Ca2+交换增加是主要原因。 8.B 有资料表明，染色体畸变、核酸碱基改变或DNA断裂，80％由OH.引起。 9.C 黄嘌呤氧化酶系统是缺血－再灌注时细胞内氧自由基的主要来源，故其形成减少自然会使氧自由基生成亦减少。 10.C C3a、C5a ,C5b67,LTB4,巨噬细胞趋化因子和纤维蛋白肽B都有趋化作用，最新资料表明，主要由白细胞释放的LTB4具有最强趋化作用。
11.B 除PGI2外，血管紧张素、内皮素、白三烯和TXA2均具有缩血管作用，最新资料显示，内皮素作用最强。 12.D 除与引发葡萄糖交联无关外，自由基与其他4点均有关系，但生物膜最先与自由基接触，故一般认为自由基对机体的损伤最主要是通过生物膜的脂质过氧化反应。 13.D O2-、OH.、LOO.显然都是氧自由基，NO最近已被证实为氧自由基，因此，只能有CO2不是氧自由基。 14.A 线粒体功能正常时,主要通过O2的4价还原生成H2O和CO2;细胞色素氧化酶功能失调，将导致进入细胞内的O21价还原生成O2－增多，它是其他氧自由基形成的基础。 15.B 肌节是最小的心肌收缩单位，镜下表现为横纹，心肌细胞挛缩则出现明显的收缩带。 16.B 缺血/再灌注损伤时通过各种途径，可引起细胞内钙超载，后者又通过多种机制导致细胞不可逆损伤。 17.D 自由基攻击对象是由大分子组成的有形细胞成份，因此自然不包括电解质 18.A 文献记载，小肠血管内皮细胞的黄嘌呤氧化酶活性最高。 19.B 肌浆网存在IP3的受体，在IP3作用下可使肌浆网释放Ca2+。 20.B粘附分子是由细胞合成的,而不是由血浆产生。其余说法均正确。
21.D 心肌顿抑的特征是代谢、结构改变和功能的延迟恢复，但最主要的是收缩功能的延迟恢复。 22.E 过氧化氢酶、过氧化物酶、SOD（超氧化物歧化酶）、CAT（亦即过氧化氢酶）可清除H2O2和O2-，只有NADH氧化酶可促进O2-的产生。 23.D TNFα、IL-1和IL-8为细胞因子，OH。为氧自由基，唯有LT（白三烯）是脂质炎症介质。 24.E 细胞结构全面溶解是细胞坏死的特征。 25.A 由于能量代谢障碍在缺血-再灌注损伤中出现最早，故一般认为它是缺血-再灌注损伤的始发环节。 26.D 前列环素可引起血管扩张，不会促进无复流现象的发生。 27.A 28.B 29.C 30.E
31.A 32.A 33.E 34.C 35.D 36.B 37.ABCDE 钙超负荷、自由基大量产生、ATP缺乏、无复流现象和白细胞聚集均是缺血－再灌注损伤的发生机制。38.ACD组织缺血－再灌注时白细胞激活和积聚，可嵌顿、堵塞毛细血管导致无复流现象、释放酶体酶、产生大量氧自由基等而损伤组织细胞和血管内皮，导致血管通透性增加，决不会引起血管通透性降低。谷胱甘肽过氧化物酶可清除H2O2 ，不会造成组织损伤。 39.BCDE 自由基引发的脂质过氧化，可致组织及血浆中脂质过氧化物显著增加、线粒体功能障碍、细胞成分间广泛交联（通过丙二醛）及膜通透性增加和细胞内钙超载。40.ABCDE临床上5种情况均可发生组织的缺血和再灌注（复流）情况。
41.AC 脑缺血－再灌注时，由于能量代谢障碍、自由基形成和钙超载等，必然导致生物膜（包括血管内皮细胞）通透性增加和组织严重损伤，故脑水肿和脑细胞坏死最常见。 42.E题中述及的各种因素，均可影响缺血－再灌注损伤是否发生及程度。 43.ABCD 氧自由基属于活性氧，化学性质极其活泼，可引发链式脂质过氧化反应，是共价键化合物发生均裂的产物，主要产生于体内。共价键异裂应生成离子。44.ABCD Na＋－Ca2＋交换载体是一种跨膜蛋白,为产电性电流，呈双向转运，这些说法都正确，但Na＋－Ca2＋交换的转运方向，主要受跨膜Na＋浓度梯度的调节。45.ABCE 除反常性酸性尿是涉及钾代谢紊乱的反常现象外，其余反常现象均与再灌注损伤有关。 46.ABCD 儿茶酚胺作用于α1受体，激活G蛋白-磷脂酶C传导通路，产生的IP3可促使肌浆网释放Ca2+，DG激活PKC而促进H+－Na+ 交换和Na+－Ca2+ 交换；β受体兴奋，开放L-型钙通道；儿茶酚胺导致自由基增多而使细胞膜通透性增加。此时Ca2+-Mg2+-ATP酶活性降低。
参与呼吸爆发的酶包括：
A.超氧化物歧化酶 B. NADPH氧化酶 C.黄嘌呤氧化酶 D.NADH氧化酶 E.LDH 47.BD超氧化物歧化酶是自由基清除剂，黄嘌呤氧化酶是血管内皮细胞存在的自由基生成系统。中性粒细胞富含NADPH氧化酶和NADH氧化酶，它们参与了呼吸爆发。LDH与之无关。 48.ABCDE在肠管缺血－再灌注损伤中，由于大量氧自由基的产生，所述各种表现均可出现。
（四）问答题
1. 1)钙超载; 2)自由基大量产生; 3)无复流现象; 4)白细胞聚集; 5)ATP缺乏。
2. 1)嵌顿堵塞毛细血管有助于形成无复流现象; 2)白细胞可以增加微血管通透性;
3)激活的中性粒细胞释放溶酶体酶; 4)中性粒细胞产生氧自由基。
3. 1)黄嘌呤氧化酶的形成增多; 2)中性粒细胞聚集;
3)线粒体损伤 4)儿茶酚胺的增加。
4. 再灌注时纠正酸中毒的速度过快，可使细胞内外形成pH梯度差, 由于Na+-H+交换,使细胞内Na+增加, 后又通过Na+-Ca2交换而使细胞外钙大量内流, 造成细胞内钙超载。所以，再灌注时纠正酸中毒的速度不宜过快。
5. (1) Na+-Ca2+交换增加 (2)细胞膜通透性增高; (3)线粒体功能障碍; (4)儿茶酚胺增多
6. (1)趋化因子生成增多: ①再灌注损伤时，细胞膜磷脂降解，花生四烯酸代谢产物增多，其中白三烯、PGE2、血小板活化因子(PAF)以及补体和激肽等，具有很强白细胞趋化作用；②白细胞本身释放许多具有趋化作用的炎症介质，如LTB4。这些趋化因子，吸引大量白细胞进入缺血组织。
(2)细胞粘附分子生成增多 正常情况下，血管内皮细胞和血液中流动的中性粒细胞互相排斥，保证微循环的正常灌流。缺血-再灌注诱导血管内皮细胞和白细胞表达和分泌的整合素、选择素等细胞粘附分子增多，导致局部白细胞增多和聚集。
7. 自由基是机体正常代谢产物，参与许多生理过程，如某些酶反应(特别是产生电子转移、氧化还原反应的酶系统)一般都有自由基中间体的参与，某些药物可能是以自由基中间体作为其活性形式等。但是，自由基更重要的是与许多疾病和病理过程密切相关，动脉粥样硬化、心脑血管疾病、中枢神经系统机能障碍、糖尿病、癌症、肌萎缩、关节炎、急性呼吸窘迫综合征、衰老、休克、氧中毒、炎症等病理过程，都与自由基产生的直接或间接损伤有关。
8. 黄嘌呤氧化酶(XO)的前身是黄嘌呤脱氢酶(XD), 两者主要存在于毛细血管内皮细胞内。缺血时由于ATP 减少，膜泵失灵，细胞内游离钙增加，激活钙依赖性蛋白水解酶，使XD大量转变为XO。同时，ATP依次降解为ADP、AMP和次黄嘌呤，故在缺血组织内次黄嘌呤大量堆积。再灌注时，大量分子氧随血流进入缺血组织。黄嘌呤氧化酶在催化次黄嘌呤转化为黄嘌呤，并进一步催化黄嘌呤转变为尿酸的两步反应中，均同时以分子氧为电子接受体，从而产生大量超氧阴离子自由基和过氧化氢，后者在金属离子参与下形成羟自由基。因此，再灌注时有大量氧自由基形成。
9. 自由基极为活泼，可引发生物膜中多价不饱和脂肪酸均裂，形成脂性自由基和脂质过氧化物，使膜受体、膜蛋白酶、离子通道和膜转运系统等的脂质微环境改变。结果导致：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。
10. 心肌缺血/再灌注可引起交感神经兴奋，内源性儿茶酚胺释放增加，心肌α和β受体的密度也增加。这样神经递质与相应的受体结合后通过：①α1 肾上腺素能受体激活G蛋白-磷脂酶C(PLC)介导的细胞传导通路，促进磷脂酰肌醇分解，生成三磷酸肌醇(IP3)和甘油二脂(DG)。IP3可促使肌浆网释放Ca2+，而DG激活蛋白激酶C(PKC) ，刺激H+－Na+ 交换，进而引起Na+－Ca2+ 交换，使细胞内钙超负荷；②β受体兴奋，通过受体依赖性钙通道和电压依赖性L-型钙通道，引起Ca2+内流增加。
11. 缺血时，有氧氧化减弱，无氧酵解增强，ATP降解产物—腺苷、肌苷、次黄嘌呤和黄嘌呤生成增多，引起细胞内渗透压升高；细胞膜Na+－K+ 泵功能障碍，细胞内钠水潴留；再灌注时自由基生成增加，引起细胞膜损伤。这些导致缺血区组织细胞肿胀，压迫微血管，造成无复流现象的发生。
12. 缺血－再灌注性心律失常以室性心律失常为主，其发生的基本条件是再灌注区存在功能可恢复的心肌细胞，也和缺血时间长短、缺血心肌数量、缺血程度和再灌注恢复速度有关。发生机制主要有：①主要与氧自由基和钙超载有关，两者均可造成静息膜电位负值变小，电位震荡，早期后除极和延迟后除极 ；②再灌注被冲刷出来的儿茶酚胺刺激α受体，提高了心肌细胞的自律性；③再灌注明显降低心室纤颤阈；④心肌电生理特性改变引起传导性与不应期的不均一性，为折返激动心律失常创造了条件。
（五）分析题
1. 为什么说缺血与再灌注时氧自由基产生增多和细胞内钙超载互为因果？
性质活泼的自由基可和细胞的膜磷脂、蛋白、核酸发生反应，导致细胞功能障碍和结构破坏。当缺血与再灌注时氧自由基产生增多，可引起细胞膜脂质过氧化反应和通透性增强，细胞外Ca2+内流；膜上Na+-K+-ATP酶失活，使细胞内Na+升高，Na+ -Ca2+交换增强；线粒体膜的液态及流动性改变，导致线粒体功能障碍，ATP 生成减少， 使质膜与肌浆网钙泵失灵，不能将肌浆中过多的Ca2+泵出或摄取入肌浆网。这些均可导致细胞内Ca2+超载，并成为细胞致死原因。
另一方面，细胞内钙超载使钙敏感蛋白水解酶活性增高，促使黄嘌呤脱氢酶转变为黄嘌呤氧化酶，使自由基生成增加；钙依赖性磷脂酶A2的激活，使花生四烯酸(AA)生成增加，通过环加氧酶和脂加氧酶作用产生大量H2O2和OH。；钙离子沉积线粒体使细胞色素氧化酶系统功能失调，致分子氧经单电子还原形成氧自由基增多；同时，Ca2+进入线粒体可使MnSOD和过氧化氢酶和过氧化物酶活性下降，导致氧自由基增多。
所以，氧自由基产生增多和细胞内钙超载可互为因果，形成恶性循环，使缺血与再灌注损伤加重。
( 徐长庆 )
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