再灌注损伤:机制及治疗策略

研究简介

再灌注损伤，有时也称为缺血-再灌注损伤(IRI)或再氧损伤，是在缺血或缺氧一段时间后，血液供应恢复到组织时引起的组织损伤。

缺血组织的再灌注经常导致微血管损伤，特别是由于毛细血管和小动脉渗透性增强，促进了液体在组织中的扩散和过滤。再灌注后，被激活的内皮细胞产生不平衡的活性氧和一氧化氮，导致炎症反应。再灌注损伤部分由炎症反应引起。对组织损伤的反应是，由新鲜返回的血液带来的白细胞释放各种炎症物质，如白介素和自由基。

重新建立的血液流动通过在细胞内重新引入氧气而对细胞蛋白质、DNA和质膜造成损害。由于细胞膜的损伤，更多的自由基会被释放出来。这些活性自由基也可能通过氧化还原信号间接激活细胞凋亡。白细胞粘附在微小毛细血管的内皮上并阻塞毛细血管，可能导致额外的缺血。

脑卒中后低氧性脑损伤的生物化学主要涉及再灌注损伤。心脏骤停恢复后的脑衰竭也存在类似的衰竭机制;对这些机制的调节的研究仍在继续。压疮和糖尿病足溃疡是慢性伤口的例子，由于反复发作的缺血和再灌注损伤而发展和不能愈合。持续的压力限制血液流动，造成缺血，再灌注引起炎症。重复这一过程最终会造成足够的组织损伤，导致伤口。

缺氧和随后线粒体氧化磷酸化的中断是缺血-再灌注损伤急性期的主要原因。缺血时损伤加剧，整体能量亏缺引起组织损伤后，发生再灌注(氧水平升高)。线粒体复合体I被认为是对组织缺血/再灌注最敏感的酶，但损伤机制因组织而异。例如，复合物I氧化还原依赖失活介导脑缺血/再灌注损伤。

研究发现，低氧水平会导致线粒体复合体I变得不活跃，并失去其天然辅助因子，黄素单核苷酸。当氧气存在时，酶催化泛醌氧化NADH的生理过程，在此过程中向呼吸链传递电子。琥珀酸水平急剧上升，缺血的结果。当琥珀酸存在时，线粒体催化反向电子转移，引导琥珀酸的一部分电子上游到复合体I的FMN，反向电子转移导致复合体I FMN减少，ROS产生增加，减少的辅因子消失，线粒体能量产生受损。使用FMN前体核黄素可减少FMN因复杂I和I/R损伤引起的损失。

然而，代谢和膜稳定性只是低温治疗作用的两个方面。另一个学派的思想集中在低体温阻止再灌注损伤的能力上，再灌注损伤是指当血液回流到大脑时发生的损伤。事实上，即使在血液循环恢复后，经历缺血损伤的个体仍会继续受到损害。许多人现在认为，在限制血液流向大脑后，低温症改善患者预后的原因是它降低了颅内压和自由基的产生。