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缺血再灌注损伤

心肌缺血再灌注损伤的基本理论及其进展

麻醉生理学教研室曹红副教授

一、概述

众所周知，一切组织、器官正常的机能、代谢和形态结构的维持，必须有充分的、与代谢相适应的血液灌注，如果血液灌流量绝对或相对不足，均可引起相应组织、器官不同程度的机能、代谢紊乱和结构损害，即发生了缺血性损伤（ischemicinjury）。

不同的组织、器官对缺血的耐受性不同，甚至有相当大的差异，但持续的缺血最终将不可避免地导致一切组织发生严重坏死。

这种变化如果发生在重要器官，特别是心脏和大脑，将会给机体带来严重影响。

心脑血管缺血性疾病是危害人类健康和生命的一大类疾病。

仅美国每年患心肌梗死、脑卒中和其他血栓性疾病的就有130万人以上。

据1995年卫生部发布的统计，我国每年新发生的脑卒中有150万例，心血管疾病（包括脑卒中）死亡占人口总死亡的40.7%，据此推算每年全国死于心血管疾病的在200万人以上。

北京心血管研究中心于1984年倡议、组织，对16省、市、自治区约500万人口进行监测结果，我国冠心病事件发病率最高108.7/10万，最低3.3/10万，脑卒中事件发病率最高553.3/10万，最低33.0/10万。

近年来，我国人群心血管病发病率和死亡率有持续上升的趋势。

对缺血性疾病的治疗，当然首要的是恢复血液灌注，目的在于解除组织的缺氧和营养物质供应不足的状态，以阻止缺血性损伤的发展或促使其恢复，这本来是合乎逻辑和无可非议的，而且大量临床实践证明，这种治疗在许多情况下都获得了较好的效果。

正因为如此，恢复血液灌注已成为治疗缺血性疾病的基本原则，在临床上为达此目的而采取的各种措施，如解痉、溶栓、手术取栓、血管成形术等已成为传统的治疗方法广泛应用，并不断发展。

但是，事情远远不是这样简单，近年来在大量的临床和实验研究中发现了一系列反常（paradox）现象，如1955年Sewell等发现，结扎狗的冠状动脉后，突然恢复血液灌流，动物立即发生心室纤维颤动并导致死亡；1966年，Jennings首先提出缺血再灌注损伤的概念（ischemicreperfusioninjury）：

当组织细胞低灌流缺血后获得血液再供应时，不但未使组织细胞缺血性损害减轻或恢复，反而加重了缺血性损伤。

它是高等动物机体缺血后再灌注发生的普遍现象。

如心脏手术、冠脉搭桥、脏器血供梗塞后再通、器官移植以及休克脏器低灌流纠正后都可能发生再灌注损伤。

本节重点介绍心肌缺血再灌注损伤的病理改变、临床表现、机理以及防治原则。

二、再灌注损伤的病理改变和表现

再灌注性损伤既包括组织器官的代谢紊乱和功能的障碍，又包括其结构的破坏。

其主要的病理改变是：

1.心肌细胞水肿首先因胞膜Na+-K+泵受损，致使细胞内Na+蓄积、渗透压升高，使细胞外水分进入胞内，发生爆发性细胞水肿、肿胀。

实验显示缺血15分钟后再灌注20分钟则可出现明显的水肿，再灌前缺血的时间愈长，再灌注所致细胞肿胀也愈明显，而细胞内钠、钙及水含量愈多，钾、镁的丢失也愈大。

2.超微结构的改变细胞膜和细胞器膜完整性破坏；线粒体肿胀、嵴断裂溶解，并伴有大量的钙沉积；基质中致密物增多；肌纤维出现破坏性断裂、收缩带等。

这些因再灌注而导致的超微结构的改变，被认为是心肌在缺血时的可逆性损伤向不可逆改变的病理标志。

3.微血管受损和无再灌注现象再灌后不但使心肌细胞发生上述的病理变化，同时也导致微血管的内皮水肿和破坏，致使扩血管的内皮扩张因子（EDRF）减少和收缩血管的内皮素等形成增多，以及血小板与白细胞粘附阻塞管壁。

结果由于微血管的收缩和阻塞，加之心肌缺血性的强烈收缩外在压挤心肌血管。

结果，虽然恢复了器官的血液灌流，但灌流区组织却出现无再灌注现象（no-reflowphenomenon）。

在上述再灌注损伤的病理改变的基础上，主要发生以下“临床”表现。

1.较持久的心室收缩功能低下即休克时虽然恢复了血压和血容量，但心脏的功能并未随之改善甚至恶化。

主要是由于再灌性心肌顿抑（myocardialstunning），所谓心肌顿抑是指心肌缺血恢复血液灌注后，而心肌的力学功能并未恢复，须经一定时间，有时须数天甚至数周后才能恢复，它是一种可逆性的心肌力学功能性障碍。

常发生心肌缺血5~15分钟再灌后（有时发生在缺血40~120分钟再灌注）的心肌坏死边缘区的心肌。

（1）顿抑心肌发生机制：

尚未完全清楚，以往认为可能与缺血时被耗竭的高能磷酸化合物的恢复较慢有关。

在缺血恢复后，缺血时ATP的代谢产物如腺苷、次黄嘌呤及黄嘌呤核苷等大量进入血液循环而被清除。

这些物质既是ATP的代谢分解产物，又是合成ATP的前体，由于前体的缺乏，故ATP的合成也必然受到影响。

但目前认为主要与再灌时自由基产生过多和/或细胞钙超载有关。

因为实验证明预先应用自由基清除剂可减轻或防止心肌顿抑的发生；应用低钙灌流液再灌缺血心肌，可保护心肌不出现心肌顿抑和收缩功能的减弱。

（2）心肌顿抑的意义：

关于心肌顿抑的临床意义，决定于顿抑心肌发生的量、延续的时间和发生的部位等因素。

如量大、延续时间长或发生左室或传导部位，则具有重要的临床意义。

例如，在休克低灌流或冠状动脉闭塞被解除，使缺血心肌恢复供血后，虽然心肌得到“挽救”，但由于大量心肌顿抑的存在，在较长时间内仍有死于心衰的可能性。

因此，临床上不但应考虑如何尽快恢复器官低灌流和解除供血障碍外，同时还应考虑如何使心肌尽早脱离顿抑状态。

此外，再灌注时出现心室功能低下的另一个可能原因是再灌注损伤所致的心肌细胞的再灌性死亡。

因细胞死亡发生的心室功能低下，则更难恢复。

2.再灌注性心律失常（reperfusionarrhythemia）常发生在再灌的初期，动物多在再灌10~20分钟发生，犬在心肌缺血再灌后心律失常的发生率约为50%~70%，冠状动脉阻塞用链激酶治疗再通后的心律失常的发生率可达80%。

主要表现为期前收缩、自发性室性节律或室性过速，有时出现室颤。

多为一时性的，但也可出现致死性室颤。

一般认为临床上休克时心肌再灌或解除冠脉阻塞再灌后出现再灌注性心律失常，尤其致命性心律失常的机遇不大，因为再灌是逐步缓慢进行的。

关于再灌注性心律失常的发生机制，现认为它与自由基过多和胞内钙超载有关。

3.心肌酶及钙蛋白亚单位漏出由于再灌注损伤和胞膜通透性增高，使心肌富含有的酶如磷酸肌酸激酶（CPK）、乳酸脱氢酶（LDH）等大量漏出入血，致使血清中浓度升高。

从血清这些酶活性升高的程度，即可反映心肌损害的程度。

因为CPK和LDH其他组织都含有，为了排除休克时因其他组织受损释放的可能性，除了测定血清中总CPK和LDH含量外，尚须测定为心肌特有的CPK同工酶CPK-MB（CPK同工酶分MM、BB和MB三亚型，MM骨骼肌含有，而BB神经组织含有）和LDHl（LDH分LDHl、LDH2、LDH3、LDH4和LDH5，LDHl为心肌所特有）。

再灌注诱导上述酶的泄漏，虽与缺血损伤程度呈正相关，但对评定再灌注心肌死亡的意义敏感性不高，因为活心肌可含有失活酶，而死心肌细胞也可滞留活性酶。

现认为钙蛋白亚基（Tn-T）为心肌具有高度特异性的小分子量蛋白，心肌受损时更易漏出进入血液循环，故在血液中升高较CPK-MB还早，在血液中维持的时间也长。

正常人血中的Tn-T浓度甚低，心肌细胞损伤时可超过正常水平上限的400余倍。

由于Tn-T具有高度的特异性和敏感性，现认为它是反映心肌受损（包括再灌注损伤）的敏感指标。

三、再灌注损伤的发生机制

现认为引起再灌注损伤的主要机理是自由基过多和细胞钙超载。

1.自由基生成过多

1.1自由基自由基是指外层轨道带有不配对电子的原子、原子团或分子，具有极强的活性和不稳定性，极易同含不饱和键的化合物发生过氧化反应。

体内重要的自由基：

a.氧自由基：

氧自由基是含有氧的自由基，包括超氧阴离子（O2∙‾）和羟自由基（·OH）。

如把单线态氧（′O2）和过氧化氢（H2O2）包括在内时，统称为活性氧。

活性氧是人体生命所必须，具有灭菌防卫的重要生理作用。

但当产生过多或/和清除减弱时，又会损伤组织细胞，其中尤其羟自由基活性最高，而体内又缺少内源性·OH的清除剂。

b.烷自由基：

是指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•）、烷氧基（LO·）、烷过氧基（LOO·）。

1.2心肌缺血再灌注引起氧自由基增加的主要原因和机制：

（1）线粒体氧化磷酸化障碍在正常情况下，大部分的分子氧经氧化磷酸化过程经四电子被还原成水，其中一小部分氧在线粒体内电子传递过程中经单电子还原生成氧自由基，产生后随即被细胞内自由基清除剂如超氧化物岐化酶（SOD）使超氧阴离子（O2∙‾）变为过氧化氢（H2O2），后者再通过谷胱甘肽过氧化酶（glutathioneperoxidase）和触酶（catalase）的作用还原成水和分子氧。

但在心肌缺血再灌注时，由于线粒体的损伤，使正常氧化磷酸化途径减弱和经带电子还原成氧自由基过程的加强，加之内源性自由基清除剂的活性降低不能及时清除，结果使氧自由基经线粒体膜大量漏出。

（2）中性粒细胞（PMN）“呼吸爆炸”当PMN吞噬异物的瞬间使摄氧、耗氧增加和代谢加强的现象称谓“呼吸性爆炸”（respiratoryburst），又称“代谢性爆炸”。

在此过程中辅酶Ⅱ（NADPH）氧化酶被激活，使还原型辅酶Ⅱ变成氧化型辅酶Ⅱ（NAPD+），并产生O2∙‾、H2O2、OH·和′O2等活性氧。

活性氧和过氧化氢及髓过氧化物酶组成一个很强的杀菌系统。

但在缺血/再灌注时，由于大量的PMN聚集和激活，在呼吸爆炸过程中产生大量的活性氧，通过对膜的脂质过氧化作用破坏膜完整性。

（3）黄嘌呤氧化酶（XO）催化产生自由基XO可催化ATP的分解代谢产物次黄嘌呤和黄嘌呤产生氧自由基。

而该酶是由黄嘌呤脱氢酶经蛋白水解酶的作用后产生的。

当心肌缺血时，因心肌缺血或/和Ca2+超载，可激活蛋白水解酶促使黄嘌呤脱氢酶变为黄嘌呤氧化酶，该酶利用再灌注所供应的氧，使心肌缺血时大量分解ATP所产生的次黄嘌呤和黄嘌呤进行分解时产生氧自由基。

但应指出的是人的血管内皮和心肌中XO含量甚微，故认为由本途径所产生的自由基对再灌注损害的病理意义也甚微。

1.3当再灌注组织中氧自由基的生成过多时，由于自由基具有很活泼的反应性，所以它能和各种细胞成分（膜磷脂、蛋白质、核酸）发生反应，造成组织损伤。

（1）破坏膜脂质成分：

再灌注时，自由基引发的脂质过氧化反应增强，细胞膜内多价不饱和脂肪酸减少，生物膜不饱和脂肪酸/蛋白质比例失调，膜的液态性、流动性改变，通透性增强，细胞外Ca2+内流；同时膜上的Na+-K+-ATP酶失活，使细胞内Na+升高，Na+-Ca2+交换增强，使细胞内钙超负荷。

细胞膜的脂质过氧化，使膜受体、膜蛋白酶、膜离子通道的脂质微环境改变，引起它们的功能改变。

线粒体膜的脂质过氧化，或细胞内形成的脂质过氧化物作用于线粒体膜，使后者液态性和流动性改变，并导致其功能障碍，引起ATP生成减少，自由基产生增多。

细胞内能量不足，使细胞膜及肌浆膜ATP依赖的钙泵（Ca2+-ATP酶）运转失灵，不能将胞浆中过多的Ca2+摄入肌浆网或泵出细胞外，再加上前述的由于细胞膜通透性增高引起的细胞外Ca2+内流，导致细胞内Ca2+超负荷。

溶酶体膜的脂质过氧化、通透性增高，引起溶酶释放，使细胞结构及周围组织破坏。

（2）破坏蛋白质和酶：

在自由基的作用下，胞浆与膜蛋白以及某些酶的分子可发生交联、聚合或肽腱断裂，使蛋白质和酶结构破坏、活性丧失。

膜的脂质微环境改变，也影响膜蛋白和酶的功能，如Na+-K+-ATP酶失活，使Na+内流增多；Na+-Ca2+交换增强使细胞内Ca2+超负荷。

近年来特别注意到，在缺血/再灌注时微粒体及质膜上的脂加氧酶（1ipoxygenase）及环加氧酶（cyclooxygenase）激活，催化花生四烯酸代谢，在加强自由基产生及脂质过氧化的同时，还形成具有高度活性的物质，如前列腺素、血栓素、白三烯等。

许多实验证明，缺血特别是再灌注时血栓素形成增加，前列腺素形成减少，从而产生微循环障碍，与无再流现象有关。

（3）破坏核酸和染色体：

自由基可引起核酸碱基改变、DNA断裂和染色体畸变，这些改变80%由OH·引起。

OH·易与脱氧核糖及碱基起反应并使其改变。

（4）破坏细胞间基质：

氧自由基可使透明质酸降解，胶原蛋白交联，从而使细胞间质变得疏松、弹性降低。

1.4自由基参与缺血-再灌注损伤的证据

（1）使用电子自旋共振（ESR）分光镜和ESR自旋捕获方法直接测定活性氧及由氧化剂诱导产生的脂质过氧化的副产物，如丙二醛、脂质过氧化物和共轭双烯等。

（2）在未发生缺血和再灌注情况下，组织与外源性氧化剂产生系统接触，可产生类似缺血再灌注组织发生的结构和功能变化。

（3）使用限制氧化剂产生的药物（黄嘌呤氧化酶抑制剂如别嘌呤醇）或能有效清除活性氧的药物（超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、二甲亚砜）治疗能减轻缺血再灌注损伤，使用羟自由基清除剂或铁螯合剂/结合蛋白同超氧化物歧化酶和过氧化氢酶一样能改善缺血后组织的功能不全。

2.细胞钙超载钙在胞质内过度蓄积谓之钙超载或钙超负荷，它是导致再灌注损伤另一个重要原因和机制。

2.1维持正常细胞内外钙稳态的机制

在正常情况下，细胞内钙离子的浓度约为0.1umol/L，细胞外液的钙离子浓度约为1~3mmol/L，细胞内外液钙离子的浓度相差1万倍以上，这样大的电化学梯度和浓度差需要强有力的机制来维持。

如果这种机制受损，大量钙离子进入细胞内引起钙超载，对细胞产生一系列严重损害。

目前认为，细胞内钙离子超载是细胞损伤不可逆发展的共同通路。

维持细胞内外钙稳态的机制包括两个方面：

（1）钙通道

（a）电压依赖性钙通道（voltage-dependentcalciumchannel，VDCC）：

在电兴奋细胞（如心肌细胞、神经细胞等），细胞外钙离子主要通过电压依赖性钙通道内流，是目前了解最清楚的钙通道，有开放、失活、关闭三种状态，主要通过跨膜电压变化来控制其功能，升高细胞外钾离子浓度使细胞膜去极化，可以使电压依赖性钙通道开放。

（b）受体操纵性钙通道（receptor-operatedcalciumchannel，ROCC）：

即由受体介导的钙离子内流，其机制可能是配体与受体结合后直接调节钙离子通道开放；或配体与受体结合后通过G蛋白调节钙通道开放；也可能是配体与受体结合后通过G蛋白偶联激活某些酶，产生第二信使，来修饰电压依赖性钙通道来调节其对钙离子的通透性，或通过细胞内贮存钙调节钙离子内流。

（2）Na+-Ca2+交换体：

Na+-Ca2+交换体催化Na+从膜的一侧转移到另一侧，并交换Ca2+向相反的方向运动，不直接利用ATP，膜内外Na+浓度梯度是钙离子内流的必要条件，通过Na+-Ca2+交换将Ca2+排出细胞外。

（3）H+-Na+交换器：

Na+是细胞外液浓度最高的阳离子。

正常情况下Na+内流与外运保持动态平衡，使细胞内的Na+远远低于细胞外。

Na+进入细胞的量显著地受细胞内外pH值的影响，升高细胞外的pH值或使细胞内的pH值降低，均可增加Na+内流量；反之则使Na+内流量减少，H+-Na+交换是生理条件下Na+内流的主要途径。

细胞内H+与细胞外Na+交换的能量来自细胞内外Na+的浓度梯度，H+-Na+交换的方向取决于细胞内Na+梯度的方向，细胞内H+对H+-Na+交换器有变构激活剂的作用。

在交换器的胞浆面有两个分离的H+结合位点，当一个位点被H+占据时，交换器被激活，然后另一个特异性的转运位点开始排H+，并与细胞外Na+进行交换。

（4）钙泵：

钙泵为特异性的Ca2+-Mg2+-ATP酶，是位于细胞膜上的跨膜蛋白，通过耗能过程逆浓度差将钙离子排出细胞外。

（5）细胞内贮存钙池对胞浆游离钙浓度的调节：

钙在细胞内有三个贮池，即与膜蛋白或非膜蛋白结合，内质网或肌浆网以及线粒体。

钙结合蛋白有特殊的钙结合位点，与钙有高亲和力，能可逆地与钙离子结合，调节胞浆内钙离子浓度；肌浆网和内质网通过特异的ATP酶摄取钙，平均每水解1个ATP使2个Ca2+集聚；肌醇磷脂分解产物三磷酸肌醇与内质网膜受体结合，使Ca2+释放进入胞浆中；线粒体基质中非溶解的钙磷酸盐沉淀含有沉积的钙，当胞浆Ca2+过高时激活其低亲和摄取系统，使胞浆Ca2+浓度降低。

2.2细胞内钙超载的机制

A胞外钙内流加大：

（1）细胞膜通透性增高：

正常时细胞外板与糖被表面由Ca2+结合在一起，以维持正常的通透性，当离体心肌用无钙生理盐溶液灌流时出现二者分离，使细胞膜通透性增高，由于这种损伤导致再灌注时钙离子大量内流。

（2）钙通道开放：

在组织缺血时，能量产生不足，依赖ATP的Na+-K+泵不能正常运转，细胞膜内外的钠钾离子梯度不能维持，引起钠离子内流，细胞膜去极化，电压依赖性钙通道开放；同时缺血时心肌组织释放的一些化学物质可以和相应受体相结合，使受体依赖性钙通道开放，促进大量钙离子内流，使细胞内钙离子浓度增高。

（3）H+-Na+交换机制激活：

组织缺血时，无氧代谢增强，细胞代谢产物乳酸及H＋积聚，细胞间隙内pH降低，Na+-H+交换处于抑制状态；再灌注时细胞内仍处于酸化状态，细胞外的代谢产物因血液灌流恢复而受到冲洗，使pH明显上升，这样就形成一个新的pH跨膜梯度，激活Na+-H+交换，引起细胞内Na+增多，再进一步激活Na+-Ca2+交换，使细胞内钙离子内流增加；又由于Ca2+-H+间的相互作用，导致细胞内H+浓度升高，更进一步激活Na+-H+交换，如此形成恶性循环。

在低血流期给予高糖及胰岛素，再灌注损伤加重，这可能由于在缺血期糖利用加强，细胞内酸性代谢产物及乳酸堆积引起细胞内pH显著降低有关；而耗竭糖元由于减少H＋堆积表现出细胞保护作用。

在钙反常模型实验中发现，无钙灌注再复钙可导致心肌挛缩并伴有大量磷酸肌酸激酶和乳酸脱氢酶漏出，给予Na+-H+交换抑制剂amiloride或benzami1可减轻复钙后的损伤，表明Na+-H+交换机制在缺血再灌注损伤中起重要作用。

（4）Na+-Ca2+交换机制激活：

Na+-Ca2+交换机制对维持细胞内钙浓度有重要意义。

使用Na+携带剂提高缺血时细胞内Na+浓度，再灌注时细胞内钙浓度增加；在缺血前应用Na+-Ca2+交换阻滞剂DCB不能抑制缺血时Na+浓度升高，但可减少再灌时细胞内Ca2+浓度升高约50%，这表明缺血再灌注时细胞内Ca2+浓度的升高主要来自Na+-Ca2+交换机制。

70年代以来，Na+对细胞内Ca2+的调节作用越来越受到重视，Renlund等认为细胞内外的Na+比值对Ca2+的转动运及超载有密切关系。

（5）Ca2+-Mg2+-ATP酶活性降低：

由于缺血期血液供应严重减少，能量产生不足，使肌膜上的钙泵功能障碍，不能将胞浆中的Ca2+排出细胞外；

B肌质网（SR）释放钙增多、摄取和外移障碍：

心肌缺血再灌时，因SR膜的受损，使SR内浓度远高于胞质内的钙释放入胞质中；加之，因ATP的不足，使SR和胞膜钙泵运转障碍，不能把胞质中的Ca2+及时完全的摄回SR或移至胞外，结果导致钙超载。

2.3钙的超载可通过以下机制参与再灌注损伤：

（1）钙超载可导致心室舒张不全，严重者可因心室充盈不足引起舒张性心力衰竭。

再灌注时心肌出现的强烈收缩带、肌纤维断裂和坏死，都是胞质钙超载的结果。

（2）激活蛋白酶和钙依赖性磷脂酶，破坏生物膜的结构完整性，并在膜磷脂分解过程中产生溶血磷脂进入线粒体抑制ATP的合成；加之大量Ca2+进入线粒体以磷酸钙的形式沉积于线粒体中，从而破坏了线粒体的氧化磷酸化功能。

线粒体结构和功能的破坏是再灌注不可逆损伤的重要标志。

（3）加重酸中毒：

钙超载所致的Ca2+在线粒体与磷酸根结合过程中，可释放H+，每结合3个Ca2+可释放2个H+；同时钙超载也可激活ATP酶分解ATP，在ATP分解过程中释放H+。

由于H+的增多可促进酸中毒，从而加重再灌注损害。

（4）促发再灌注性心律失常：

再灌注性心律失常的机制虽尚未完全清楚，目前认为主要与钙超载有关。

细胞内游离Ca2+主要贮存于内质网（ER）和肌浆网（SR）中，它是受ryanodine受体（RyR）系统和1，4，5三磷酸肌醇（IP3）受体（IP3-R）系统调控。

IP3R有低亲和（RL）和高亲和（RH）两种状态。

在正常情况下，当胞内Ca2+较低时，RH转为RL从而促使Ca2+的释放；当胞内Ca2+增加到一定水平时，RL又转为RH状态，使Ca2+释放停止。

这种周期性反复就形成了胞内小的比较恒定的生理性钙振荡和钙波动。

当心肌缺血时，因能量不足，使SR对Ca2+的摄取受阻，Ca2+在胞质中聚集，当再灌注时由于补充了能量，又启动并促进SR泵对Ca2+的摄取，从而也增加了下次收缩时对钙的释放。

这样，就造成了胞钙内浓度节律性较大的波动，超过了胞内正常钙振荡的范围，结果因心肌自律性增高而导致异位心律失常，又称为钙依赖性心律失常。

Thandroyen等应用阻滞RyR剂，抑制SR对Ca2+摄取和释放所致的胞内钙的大振荡，即可减少或制止这种再灌注性心律失常的发生。

2.3钙超载的损伤作用

（1）激活钙依赖蛋白酶：

细胞内钙超载激活钙依赖蛋白酶，促使黄嘌呤脱氢酶转变为黄嘌呤氧化酶，大量产生自由基，造成脂质过氧化。

（2）激活蛋白水解酶：

引起蛋白质水解，细胞结构破坏。

（3）激活磷脂酶：

促使膜磷脂水解为游离脂肪酸，造成细胞膜及细胞器膜受损，使细胞膜通透性增高；同时在环氧化酶与脂氧化酶的作用下，生成前列腺素、白三烯和自由基等活性物质引起微血管收缩、通透性增高。

（4）钙沉积于线粒体：

缺血时线粒体结构和功能障碍出现最早，表现为线粒体肿胀、嵴断裂，线粒体膜流动性降低，氧化磷酸化功能受损，ATP生成不足，细胞膜及肌浆网/内质网的钙泵功能障碍。

这样在胞浆内Ca2+浓度升高，引起钙超载时，不能把胞浆中过多的Ca2+排出细胞外和摄入钙池，致使胞浆内Ca2+浓度进一步升高，胞浆中过多的钙最终形成磷酸盐沉积于线粒体，使线粒体的结构和功能障碍进一步加重。

四、影响再灌注损伤的因素

实验和临床研究证明，心肌再灌注损伤是否发生、发生早晚和严重程度主要决定于以下几个因素：

1.缺血时间缺血时间过短后，在恢复再灌注后，一般无明显再灌注损害；如缺血时间过长，由于缺血组织已经坏死，也难以发生再灌注性损害。

至于再灌注损伤易发时间因组织器官不同而异。

大鼠在体结扎冠脉左心室支解除结扎后，再灌性心律失常多发生在再灌后2~15分钟之后，如小于2分钟或超过15分钟则难以发生。

人发生急性心肌梗死后，在2小时内经溶栓恢复冠脉血流，除常出现一时性再灌性心律失常外，别无其他明显的再灌注损伤，但如缺血超过2小时，则可出现严重再灌注性损伤，且缺血时间愈长，损伤也愈明显。

2.再灌注的速度和条件实验证明再灌注压力愈高，造成的再灌注损伤愈严重。

临床也证明缺血器官恢复血运速度愈快，出现再灌注损伤的可能性愈大，表现也多严重。

另外，与灌流液的温度和成分也有关，一般用低温（25℃）、低钙及适当增加K+的灌流液，则可减少再灌注损伤的发生率和损伤程度。

3.再灌注时的机体和器官状态在再灌注时，如缺血器官如心肌中储存能量较多、储Ca2＋较少，且处于低耗氧量、低温状态下，或有较丰富的侧支循环建立时，则不易发生，即便发生也较轻。

以上影响再灌注损伤的因素，多是来自实验材料。

至于休克时影响再灌性损伤的因素可能更复杂。

五、再灌注损伤的防治

由于再灌注损伤的发病机制和条件多来自动物实验或初步的临床观察，故目前尚缺乏成熟的规范措施和特殊的防治方案，一般多从以下几方面着手。

1.自由基清除剂和抗氧化剂的应用体内氧自由基的产生，对机体既起着重要生理信号和生命攸关的保护作用，又能给组织造成严重损害。

这种双重作用表现在多方面。

例如，氧自由基不但可通过脂质过氧化破坏生物膜，同时O2•‾还可终止脂质过氧化；它既是细胞杀菌的“卫士”，但杀菌的同时又因炎症造成组织损