病理生理學/高能磷酸化合物的缺乏

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病理生理學

缺血與再灌注損傷
- 缺血－再灌注損傷的機制
  - 無復流現象
  - 鈣超載
  - 白細胞的作用
  - 高能磷酸化合物的缺乏
  - 自由基的作用

心肌正常情況下以有氧代謝形式生成三磷酸腺苷（ATP）供作功需要。心肌缺血時則轉為無氧代謝為主，ATP合成減少，以致心舒縮功能障礙。在犬的實驗中證明，心肌嚴重缺血15分鐘（結扎冠狀動脈左旋支），心肌發生可逆性損傷。此時如果得到血液再灌注，則細胞并不死亡。但有很多報告指出，短時間缺血后，收縮功能長時間不能恢復。究其原因，多認為與ATP水平的低下有關。研究證明缺血15分鐘時不僅ATP減少60％。總腺苷酸池也減少50％。ADP也輕度減少（可能轉為ATP或AMP），AMP明顯升高，但其升高程度小于ATP減少輻度。再灌注20分鐘ATP明顯回升，但只接近正常的一半，再灌注24小時仍然維持在低水平上，只有在再灌注4天后ATP及總腺苷池才近于恢復，但仍低于非缺血區（圖11－2）。

心肌缺血/再灌注時ATP、Ca2+、K+的變化

圖11－2 心肌缺血/再灌注時ATP、Ca²⁺、K⁺的變化

以大鼠離體作功心臟為模型（Neely氏模型），先在20℃低溫下給心臟停跳液，再短時間全心缺血（夾住主動脈）后，再灌注生理溶液。結果是給停跳液30分鐘再缺血30分鐘后，ATP幾乎完全喪失，ADP明顯減少，AMP明顯增加，總腺苷酸量顯著降低。再灌注60分鐘可使ATP明顯回升，但不及正常對照的一半，而總腺苷酸量則明顯低于給停跳液后，比正常對照減少50％。上述研究提示缺血及再灌注損傷的心肌有氧代謝性發生嚴重損傷，影響能量代謝及心肌功能的恢復。

再灌注時高能磷酸化合物之所以恢復慢且總腺苷酸水平明顯下降，可能與下列因素有關。

（一）缺血心肌的代謝障礙主要表現為對氧的利用能力受限，有氧代謝嚴重受損。在缺血進入不可逆階段再灌注時，氧的利用并不增加，心肌只能利用運至心肌的氧的17％。氧的利用能力受限與缺血及再灌注所致線粒體受損有關。

（二）ATP合成的前身物質（腺苷、肌苷、次黃嘌呤等）在再灌時被沖洗出去，使心肌失去再合成高能磷酸化合物的物質基礎。實驗證明在再灌注液中補充肌苷或谷氨酸能促進ATP的合成及心功能的恢復。

3.線粒體膜發生氧自由基誘發的脂質過氧化反應使線體受損。線粒體膜富有磷脂，線粒體在缺氧時又是產生自由基的場所，因此極易引起膜脂過氧化使線粒體功能障礙。