2008年中華醫(yī)學會全國麻醉學術年會論文集.知識更新(305頁).pdf
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2008年中華醫(yī)學會全國麻醉學術年會
- 365 -
·知識更新(征文部分)·
ICU相關的神經(jīng)功能監(jiān)測
第四軍醫(yī)大學西京醫(yī)院麻醉科(西安,710032) 陳紹洋
2008年中華醫(yī)學會全國麻醉學術年會
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PH值在移植器官再灌注損傷過程中的作用
上海市肺科醫(yī)院麻醉科(上海,200433) 段若望 李明星
摘要:器官移植是治療終末期疾病的主要方法。再灌注損傷(RI)已成為導致器官移植失敗的
主要原因之一。 研究表明, 適度降低細胞內(nèi)或細胞外 PH值對細胞的再灌注損傷具有一定防護作用。
本文就 PH值對再灌注損傷影響的可能機制作一綜述。
關鍵詞:PH值;再灌注損傷;器官移植
The role of PH during the process of reperfusion-injury in organ-transplantation
DUAN ruo-wang,LI ming-xing Department of Anesthesiology ,Shanghai Pulmonary Hospital, Shanghai
200433, China
Abstract Organ-transplantation is the main way for many terminal diseases. Reperfusion-injury has
been proved the critical cause leading to the failure of organ-transplantation. It shows that reducing the
PH of cell whether internal or external to some extent, may provide certain protection against
reperfusion-injury. Here is the possible theory of PH in reperfusion -injury.
Key words PH;Reperfusion-injury;Organ-transplantation
器官移植已成為治療終末期疾病的主要方法, 但器官捐獻的供不應求嚴重阻礙了器官移植的發(fā)
展,根據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計結果,器官供求比為 1 : 20,因此,圍術期移植器官的保護在臨床上顯
得尤為重要。術后移植器官的再灌注損傷(Reperfusion-injury.RI)是導致器官移植失敗的主要原因
之一。關于 RI的發(fā)生機制,已進行了不懈的研究,包括自由基的產(chǎn)生,鈣超載,微血管損傷及白
細胞的浸潤等等,各機制間相互影響。缺血缺氧所引起的代謝性酸中毒是細胞功能及代謝紊亂的重
要原因,但在再灌注時迅速糾正缺血組織的酸中毒,反而會加重缺血再灌注損傷,稱為 pH值反常
( PH paradox )[1]。近來,PH值與 RI的關系受到關注。研究表明,PH值對移植器官缺血再灌
注損傷機制發(fā)生重要影響,本文就此作一綜述。
1 PH值與自由基(OFR)
缺血-再灌注時 OFR 增多的機制:①黃嘌呤氧化酶形成↑;②中性粒細胞呼吸爆發(fā);③線粒體
的損傷。
1.1 PH值與黃嘌呤氧化酶
在生理條件下,人體所需氧的 90.0% 在線粒體經(jīng) 4 價還原成水。只有 1.0%~2.0% 氧單價還
原成氧自由基,參與體內(nèi)生理性代謝。當組織受到理化刺激、病原入侵或缺血-再灌注損傷時,血
管內(nèi)皮細胞產(chǎn)出大量次黃嘌呤。在黃嘌呤氧化酶作用下生成 O2
-
, H2O2, OH-
等氧自由基。黃嘌呤氧
化酶(X0)是一個廣泛和復雜的酶系統(tǒng),是肺缺血性再灌注損傷發(fā)病機制中的關鍵酶[2]。在局部缺氧
和缺血的情況下,其以脫氫酶形式轉(zhuǎn)化為氧化酶的形式速度加速,從而加速了它的促氧自由基作
用 。體外試驗表明,XO 的活性呈 PH值依賴性,酸中毒時其活性顯著下降,這說明酸中毒本身對
損傷有一定的保護作用[3]。高碳酸血癥通過多條途徑對肺起保護作用,其作用機制之一就是通過
抑制黃嘌呤氧化酶。Keizo Shibata 等 [4] 給離體兔肺灌注液加入黃嘌呤氧化酶和嘌呤造成肺損傷,分別通入 5%,12%,25%二氧化碳,并觀察肺毛細血管靜水壓和肺動脈壓,結果發(fā)現(xiàn)在高碳酸組
肺毛細血管的通透性、肺毛細血管靜水壓和肺動脈壓的增加受到明顯削弱,由此推測高碳酸血癥通2008年中華醫(yī)學會全國麻醉學術年會
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過抑制黃嘌呤氧化酶來削弱自由基介導的肺損傷, 而高碳酸血癥是在機體 PH值降到一定程度才
發(fā)揮其保護作用的[3]。
1.2 PH 值與中性粒細胞
中性粒細胞被激活時耗氧量顯著增加,其攝入 O2 的 70%~90% 在還原型輔酶 Ⅱ 氧化酶
( NADPH oxidase )和還原型輔酶 Ⅰ 氧化酶( NADH oxidase )的催化下,接受電子形成氧自
由基,以殺滅病原微生物。另外組織缺血可激活補體系統(tǒng),或經(jīng)細胞膜分解產(chǎn)生多種具有趨化活性
的物質(zhì), 如 C 3 片段、白三烯等,吸引、激活中性粒細胞。再灌注期間組織重新獲得氧供應,激
活的中性粒細胞耗氧顯著增加,產(chǎn)生大量氧自由基,稱為呼吸爆發(fā)(respiratory burst)或氧爆發(fā)
(oxygen burst),可損傷組織細胞。同時,在缺血-再灌注損傷中,中性粒細胞也是介導微血管損
傷的必要條件[5]。 缺血缺氧期, 由于細胞的無氧代謝增強使 H+生成增加, 組織間液和細胞內(nèi)液 PH
明顯降低。再灌注使組織間液 H+ 濃度迅速下降,而細胞內(nèi) H+ 濃度很高,形成跨膜 H+ 濃度梯
度。細胞膜兩側(cè) H+ 濃度差可激活細胞 Na+ H+ 交換蛋白,引起細胞內(nèi)外 Na+ H+交換,而該交
換是中心粒細胞活化的必要條件[6]。 降低再灌注時的 PH值或使用 Na+ H+ 交換抑制劑, 能抑制
中性粒細胞的活化,減輕再灌注損傷[5]。
1.3 PH 值與線粒體功能受損
因缺血、缺氧使 ATP 減少,鈣進入線粒體增多,使線粒體功能受損,細胞色素氧化酶系統(tǒng)功
能失調(diào),進入細胞的氧經(jīng) 4 電子還原成水減少,而經(jīng)單電子還原生成氧自由基增多。而鈣離子進
入線粒體可使錳 ~ 超氧化物歧化酶減少,對自由基的清除能力降低,使氧自由基生成進一步增
加.Jae-Sung Kim等[7]在心肌細胞缺血-再灌注模型中再灌注時用偏酸的再灌注液能明顯抑制線粒體
通透臨界孔(MPT)的開放,而 MPT 的開放能導致大量的線柆體的腫脹及其外膜的破壞,促進細
胞色素 C 及其它膜內(nèi)因子進入細胞漿,從而引起細胞凋亡。
2 PH值與鈣超載
再灌注時 ......
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PH值在移植器官再灌注損傷過程中的作用
上海市肺科醫(yī)院麻醉科(上海,200433) 段若望 李明星
摘要:器官移植是治療終末期疾病的主要方法。再灌注損傷(RI)已成為導致器官移植失敗的
主要原因之一。 研究表明, 適度降低細胞內(nèi)或細胞外 PH值對細胞的再灌注損傷具有一定防護作用。
本文就 PH值對再灌注損傷影響的可能機制作一綜述。
關鍵詞:PH值;再灌注損傷;器官移植
The role of PH during the process of reperfusion-injury in organ-transplantation
DUAN ruo-wang,LI ming-xing Department of Anesthesiology ,Shanghai Pulmonary Hospital, Shanghai
200433, China
Abstract Organ-transplantation is the main way for many terminal diseases. Reperfusion-injury has
been proved the critical cause leading to the failure of organ-transplantation. It shows that reducing the
PH of cell whether internal or external to some extent, may provide certain protection against
reperfusion-injury. Here is the possible theory of PH in reperfusion -injury.
Key words PH;Reperfusion-injury;Organ-transplantation
器官移植已成為治療終末期疾病的主要方法, 但器官捐獻的供不應求嚴重阻礙了器官移植的發(fā)
展,根據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計結果,器官供求比為 1 : 20,因此,圍術期移植器官的保護在臨床上顯
得尤為重要。術后移植器官的再灌注損傷(Reperfusion-injury.RI)是導致器官移植失敗的主要原因
之一。關于 RI的發(fā)生機制,已進行了不懈的研究,包括自由基的產(chǎn)生,鈣超載,微血管損傷及白
細胞的浸潤等等,各機制間相互影響。缺血缺氧所引起的代謝性酸中毒是細胞功能及代謝紊亂的重
要原因,但在再灌注時迅速糾正缺血組織的酸中毒,反而會加重缺血再灌注損傷,稱為 pH值反常
( PH paradox )[1]。近來,PH值與 RI的關系受到關注。研究表明,PH值對移植器官缺血再灌
注損傷機制發(fā)生重要影響,本文就此作一綜述。
1 PH值與自由基(OFR)
缺血-再灌注時 OFR 增多的機制:①黃嘌呤氧化酶形成↑;②中性粒細胞呼吸爆發(fā);③線粒體
的損傷。
1.1 PH值與黃嘌呤氧化酶
在生理條件下,人體所需氧的 90.0% 在線粒體經(jīng) 4 價還原成水。只有 1.0%~2.0% 氧單價還
原成氧自由基,參與體內(nèi)生理性代謝。當組織受到理化刺激、病原入侵或缺血-再灌注損傷時,血
管內(nèi)皮細胞產(chǎn)出大量次黃嘌呤。在黃嘌呤氧化酶作用下生成 O2
-
, H2O2, OH-
等氧自由基。黃嘌呤氧
化酶(X0)是一個廣泛和復雜的酶系統(tǒng),是肺缺血性再灌注損傷發(fā)病機制中的關鍵酶[2]。在局部缺氧
和缺血的情況下,其以脫氫酶形式轉(zhuǎn)化為氧化酶的形式速度加速,從而加速了它的促氧自由基作
用 。體外試驗表明,XO 的活性呈 PH值依賴性,酸中毒時其活性顯著下降,這說明酸中毒本身對
損傷有一定的保護作用[3]。高碳酸血癥通過多條途徑對肺起保護作用,其作用機制之一就是通過
抑制黃嘌呤氧化酶。Keizo Shibata 等 [4] 給離體兔肺灌注液加入黃嘌呤氧化酶和嘌呤造成肺損傷,分別通入 5%,12%,25%二氧化碳,并觀察肺毛細血管靜水壓和肺動脈壓,結果發(fā)現(xiàn)在高碳酸組
肺毛細血管的通透性、肺毛細血管靜水壓和肺動脈壓的增加受到明顯削弱,由此推測高碳酸血癥通2008年中華醫(yī)學會全國麻醉學術年會
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過抑制黃嘌呤氧化酶來削弱自由基介導的肺損傷, 而高碳酸血癥是在機體 PH值降到一定程度才
發(fā)揮其保護作用的[3]。
1.2 PH 值與中性粒細胞
中性粒細胞被激活時耗氧量顯著增加,其攝入 O2 的 70%~90% 在還原型輔酶 Ⅱ 氧化酶
( NADPH oxidase )和還原型輔酶 Ⅰ 氧化酶( NADH oxidase )的催化下,接受電子形成氧自
由基,以殺滅病原微生物。另外組織缺血可激活補體系統(tǒng),或經(jīng)細胞膜分解產(chǎn)生多種具有趨化活性
的物質(zhì), 如 C 3 片段、白三烯等,吸引、激活中性粒細胞。再灌注期間組織重新獲得氧供應,激
活的中性粒細胞耗氧顯著增加,產(chǎn)生大量氧自由基,稱為呼吸爆發(fā)(respiratory burst)或氧爆發(fā)
(oxygen burst),可損傷組織細胞。同時,在缺血-再灌注損傷中,中性粒細胞也是介導微血管損
傷的必要條件[5]。 缺血缺氧期, 由于細胞的無氧代謝增強使 H+生成增加, 組織間液和細胞內(nèi)液 PH
明顯降低。再灌注使組織間液 H+ 濃度迅速下降,而細胞內(nèi) H+ 濃度很高,形成跨膜 H+ 濃度梯
度。細胞膜兩側(cè) H+ 濃度差可激活細胞 Na+ H+ 交換蛋白,引起細胞內(nèi)外 Na+ H+交換,而該交
換是中心粒細胞活化的必要條件[6]。 降低再灌注時的 PH值或使用 Na+ H+ 交換抑制劑, 能抑制
中性粒細胞的活化,減輕再灌注損傷[5]。
1.3 PH 值與線粒體功能受損
因缺血、缺氧使 ATP 減少,鈣進入線粒體增多,使線粒體功能受損,細胞色素氧化酶系統(tǒng)功
能失調(diào),進入細胞的氧經(jīng) 4 電子還原成水減少,而經(jīng)單電子還原生成氧自由基增多。而鈣離子進
入線粒體可使錳 ~ 超氧化物歧化酶減少,對自由基的清除能力降低,使氧自由基生成進一步增
加.Jae-Sung Kim等[7]在心肌細胞缺血-再灌注模型中再灌注時用偏酸的再灌注液能明顯抑制線粒體
通透臨界孔(MPT)的開放,而 MPT 的開放能導致大量的線柆體的腫脹及其外膜的破壞,促進細
胞色素 C 及其它膜內(nèi)因子進入細胞漿,從而引起細胞凋亡。
2 PH值與鈣超載
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