（4）再灌注可使纤颤阈降低，易致严重心律失常。
（5）近年来研究证明，再灌注性心律失常的发生与体内一氧化氮水平下降有关系，因为L‐精氨酸可明显减少再灌注性心律失常的发生。
（二）心肌能量代谢变化
缺血时，心肌ATP、磷酸肌酸含量迅速降低，尤以磷酸肌酸明显。由于ATP 降解，使ADP、AMP 含量升高。由于腺苷酸进一步降解为核苷类（腺苷、肌苷）及碱基（次黄嘌呤等），心肌中这些物质可增加百倍，这些非磷酸化嘌呤可进入血管，因而ADP、AMP 迅速下降。再灌注时，由于血流的冲洗，核苷类物质明显下降。
缺血时，肌浆网对钙摄取下降，再灌注时进一步下降，因而细胞内钙浓度升高，线粒体内钙积聚。
（三）心肌超微结构变化
再灌注损伤心肌的超微结构变化与单纯缺血心肌的变化性质基本相同，但前者程度更为严重。基底膜部分缺失，质膜破坏，损伤迅速扩展到整个细胞使肌原纤维结构破坏（出现严重收缩带、肌丝断裂、溶解），线粒体损伤（极度肿胀、嵴断裂、溶解、空泡形成、基质内致密物增多）。这说明再灌注引起了快速的结构破坏过程，既破坏膜磷脂，也破坏蛋白质大分子及肌原纤维。再灌注损伤与缺血时间的依赖关系，提示在缺血过程中已经奠定了再灌注损伤的细胞及生化学的变化基础。
二、脑缺血-再灌注损伤的变化
脑是对缺氧最敏感的器官，它的活动主要依靠葡萄糖有氧氧化提供能量，因此一旦缺血时间较长，即可引起严重的不可逆性损伤。脑缺血时生物电发生改变，出现病理性慢波，缺血一定时间后再灌注，慢波持续并加重。
（一）脑能量代谢变化
脑缺血后，ATP、磷酸肌酸、葡萄糖、糖原等均在短时间内减少，乳酸在短时间内明显增加；再灌注后，缺血时脑组织中含量已升高的cAMP 含量进-步增加，而cGMP 含量则进一步下降。这提示了缺血-再灌注时脑发生了较强的过氧化反应。因cAMP 含量上升可激活磷脂酶，使膜结构中磷脂降解，游离脂肪酸生成增多。这样，再灌注生成的大量氧自由基一方面可直接同膜中不饱和脂肪酸发生反应；另一方面还可同游离脂肪酸反应，生成大量的脂质过氧化物。
（二）脑氨基酸代谢变化
实验研究证明，家兔脑缺血再灌注损伤时，脑组织内递质性氨基酸代谢发生明显的变化，即兴奋性氨基酸谷氨酸和天门冬氨酸随缺血再灌注时间延长而逐渐降低，抑制性氨基酸丙氨酸、γ‐氨基丁酸、牛磺酸和甘氨酸在缺血再灌注早期明显升高。缺血再灌注时间越长，兴奋性氨基酸递质越低，脑组织超微结构改变也越严重。
（三）脑组织学变化
再灌注时大量脂质过氧化物在脑组织中生成，使脑细胞膜损伤加重，发生较缺血时更为严重的脑水肿和脑细胞坏死。
三、肺缺血-再灌注损伤的变化
肺缺血-再灌注期间，肺湿干重比及肺泡损伤数比值增大，肺通气和换气功能不同程度减退，肺组织细胞形态学发生异常改变。光镜下可见：肺不张伴不同程度肺气肿，肺间质增宽、水肿，炎症细胞浸润，肺泡内较多红细胞渗出。电镜下观察到：肺内毛细血管内皮细胞肿胀，核染色质聚集并靠核膜周边分布，胞核固缩倾向，核间隙增大；Ⅰ型肺泡上皮细胞内吞饮小泡较少；Ⅱ型肺泡上皮细胞表面微绒毛减少，线粒体肿胀，板层小体稀少，出现较多空泡；肺泡隔水肿，肺泡隔及毛细血管内炎症细胞附壁，以中性粒细胞为主。
四、肠缺血-再灌注损伤的变化
肠缺血时，液体通过毛细血管滤出而形成间质水肿；缺血后再灌注时，肠壁毛细血管通透性更加升高，肠黏膜损伤加重，并出现广泛上皮和绒毛分离，上皮坏死，固有层破损，肠壁出血及溃疡形成。同时，肠腔大量有毒物质，如内毒素、氨、硫醇等，经肠壁吸收增多。
五、肾缺血-再灌注损伤的变化
肾缺血-再灌注时，血清肌酐明显增高，表明肾功能严重受损。再灌注时肾组织损伤较单纯缺血明显加重，线粒体高度肿胀、变形、嵴减少，排列紊乱，甚至崩解，空泡形成等。
六、肝缺血-再灌注损伤的变化
肝缺血-再灌注时，血清谷丙转氨酶、谷草转氨酶及乳酸脱氢酶活性明显增高，表明肝功能严重受损。再灌注时肝组织损伤较单纯缺血明显加重，主要表现为肝细胞能量代谢障碍及形态学异常改变。光镜下可见肝细胞肿胀、脂肪变性、空泡变性及点状坏死。电镜下可见线粒体高度肿胀、变形、嵴减少，排列紊乱，甚至崩解，空泡形成等；内质网明显扩张；毛细胆管内微绒毛稀少等。
七、其他
骨骼肌缺血-再灌注可导致肌肉微血管和细胞损伤，自由基生成增多，脂质过氧化增强。广泛的缺血-再灌注损伤还可引起多器官功能障碍综合征。
第五节 缺血-再灌注损伤的防治原则
缺血-再灌注损伤的发生机制目前尚不十分清楚，故再灌注损伤的防治尚处在实验研究和临床实验观察阶段。目前认为，缺血-再灌注损伤的防治应从以下几个方面着手。
一、消除缺血原因，尽早恢复血流
这是预防再灌注损伤的首要环节。针对缺血原因，采取有效措施，尽可能在再灌注损伤发生的缺血时间以前恢复血流，避免严重的再灌注损伤。
二、控制再灌注条件
再灌注时采用适当低温、低压和低流量灌注，则能避免原缺血组织中氧急剧增高而产生大量氧自由基，还能降低缺血器官代谢率，减少原缺血脏器能量代谢矛盾，并相应减少了代谢产物的堆积。
用低钙、高钾的灌注液灌注，可明显减轻钙超载的发生和再灌注引起的原缺血组织大量钾丢失。
三、改善缺血组织代谢
缺血组织有氧代谢低下，酵解过程增强，因而补充糖酵解底物如磷酸己糖有保护缺血组织的作用；外源性ATP 作用于细胞表面与ATP 受体结合，或使细胞膜蛋白磷酸化，有利于细胞膜功能恢复，并可穿过细胞膜进入细胞直接供能；针对缺血时线粒体损伤所致的氧化磷酸化受阻，可以应用氢醌、细胞色素等进行治疗，延长缺血组织的可逆性改变期限。实验证明，细胞色素C 能增加线粒体的ADP 磷酸化；醌类化合物则能加速电子传递或将电子直接传递给氢。当然，纠正酸中毒也是改善缺血组织代谢，减轻再灌注损伤的重要措施之一。
四、清除自由基
自由基的产生既然是有机体在正常或病理条件下的常见现象，因此，在进化过程中也就形成了一系列对抗自由基、防止其损伤的系统。这一生化防护系统主要有两大类：低分子自由基清除剂和酶性自由基清除剂。
（一）低分子清除剂
1．存在于细胞脂质部分的自由基清除剂
如维生素E、维生素A 等。
2．存在于细胞内外水相中的自由基清除剂
如半胱氨酸、维生素C 和谷胱甘肽等。
（二）酶性清除剂
主要有超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH‐PX）及铜蓝蛋白（ceruloplasmin）等。
实验证明，外源性SOD、黄嘌呤氧化酶抑制剂别嘌呤醇、CAT、维生素E、维生素C、二甲基亚砜（DMSO）等自由基清除剂和抗氧化剂，能显着地降低缺血再灌注中的组织损伤。
最近关于中药制剂在缺血-再灌注损伤中的作用研究报道较多，认为中药制剂对缺血再灌注损伤有较好的防治作用，如粉防己碱、丹参、川芎嗪、三七、虎仗甙、葛根素等。
五、减轻钙超载
许多实验证明，在再灌注前使用钙通道阻滞剂可减轻损伤时细胞内钙超载和维持细胞的钙稳态，如维拉帕米等，可根据病情适当选用。近年来研究表明，应用Na＋‐H＋交换蛋白及Na＋‐Ca2＋交换蛋白抑制剂可以更有效地防止钙超载的发生。
六、中性粒细胞抑制剂的应用
采用中性粒细胞抗血清或抗中性粒细胞代谢药羟基脲可明显缩小缺血再灌注后心肌的梗塞面积。进一步研究表明，非甾体抗炎药物、脂氧化酶和环氧化酶抑制剂、前列环素及抑制中性粒细胞黏附的单克隆抗体均有减轻缺血-再灌注损伤的作用。
七、细胞保护剂的应用
近年来，提出了细胞保护的概念，即某些因素或药再灌注物，不是通过改变器官组织的血流量，而是直接增强组织、细胞对内环境紊乱的耐受力而起细胞保护作用。许多内、外源性细胞保护剂应用于缺血-再灌注损伤，收到了良好的效果，如牛磺酸、金属硫蛋白等，具有抗脂质过氧化、调节Ca2＋及溶酶体膜的作用。
八、其他
近年来研究表明，缺血预处理（ischemic preconditioning，IPR）对缺血-再灌注损伤有一定的防治作用，且它的保护作用具有器官普遍性。其保护机制尚不清楚，可能与其对“触发因子-调节介质-终末效应器”通路的影响有关。近年来，动物实验结果显示，缺血后处理（ischemic postconditioning，IPO）对心肌及其他脏器缺血-再灌注损伤也有较好的防治作用，其作用机制尚不清楚。另外，细胞间黏附分子单克隆抗体、肿瘤坏死因子单克隆抗体、甘露醇、前列腺素E1及左旋精氨酸等均有一定的抗缺血-再灌注损伤作用。
（王万铁）
主要参考文献
1．金惠铭，王建枝主编．病理生理学（第七版）.北京：人民卫生出版社，2008.141－155
2．王万铁主编．病理生理学．杭州：浙江大学出版社，2006.150－163
3．Carden DL，et al.Pathophysiology of ischemia‐reperfusion injury.J Pathol，2000，190：255－266
4．Van Wagoner DR，et al.Reperfusion arrhythmias：new insights into the role of theNa＋／Ca2＋exchanger.J Mol Cell Cardiol，2001，33：2071－2074
5．Carlucci F，et al.Cardiac suegery：myocardial energy balance，antioxidant status andendothelia function after ischemia‐reperfusion.Biomed Pharmacother，2002，56：483－491
