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1、脑缺血缺氧的病理生理 及研究进展 脑脑的重量： 占全身体重的2%-3% 脑脑的血流量： 占全身血流量15-20% 脑脑的氧糖耗量：占全身的20-25，且几乎无氧糖储备储备脑缺血brain ischemia 是指脑循环血流量减少为特征的中枢神经系统 疾病。临床较为常见，因其发病率、致残率和致死率 均较高，严重影响生存质量。脑脑缺血及研究意义义脑血管的入颅路径颈内动脉系统 internal carotid artery system眼动动脉 optic artery大脑脑前动动脉 anterior cerebral artery前交通动动脉 anterior communication arter
2、y大脑脑中动动脉 middle cerebral artery后交通动动脉 posterior communication artery脉络络膜前动动脉 anterior choroidal artery主要供应应: 眼及以下组织组织额额叶 frontal lobe 顶顶叶 parietal lobe颞颞叶 temporal lobe 基底节节 basal ganglion椎-基底动脉系统 vertebral-basilar artery小脑脑后下动动脉 posterior inferior cerebellar artery 小脑脑前下动动脉 anterior inferior cerebe
3、llar artery 桥脑桥脑 支 pons artery内听动动脉 internal auditory artery小脑脑上动动脉 superior cerebellar artery 大脑脑后动动脉 posterior cerebral artery主要供应应：枕叶 occipital lobe脑脑干 brain stem小脑脑 cerebellum急性脑血管病的分类概念: 血液由脑血管内逸出，称为脑出血。内出血血液进入器官、组织或体腔。外出血血液流出体外。 概念： 颈动颈动 脉或椎动动脉系统统-过过性供血不足， 导导致供血区的局灶性神经经功能障碍，出 现现相应应的症状及体征。特点：一般
4、症状在5分钟钟内即达高峰，一次发发作 常持续续5-20分钟钟，最长长不超过过24小时时， 但可反复发发作。transient ischemic attack ,TIA在脑血管腔内，血液发生凝固或血液中某些成分凝集形成的固体质块称为脑血栓。概念:由各种原因导致脑动脉血流中断，局部脑组织发生缺血缺氧性坏死或脑软化而出现相应神经功能缺损。概念:“半暗带” 缺血区梗死灶梗死灶中心坏死区周围可恢复的部分血流灌注区。脑梗脑水肿各种病因使脑脑血管（主要指脑动脑动 脉）发发生病变导变导 致脑脑的急性损损害,称为为中风风 stroke或卒中apoplexy脑缺血性病变的病理分期 超早期（16小时）：病变脑组织变
5、化不明 显，可见部分血管内皮细胞、神经细胞及星 形胶质细胞肿胀，线粒体肿胀空化； 急性期（624小时）：缺血区脑组织苍白 和轻度肿胀，神经细胞、胶质细胞及内皮细 胞呈明显缺血改变； 坏死期（2448小时）：大量神经细胞消失，胶质细胞 坏变，中性粒细胞、淋巴细胞及巨噬细胞浸润，脑组织明 显水肿；软化期（3天3周）：病变区液化变软；恢复期（34周后）：液化坏死脑组织被格子细胞清除 ，脑组织萎缩，小病灶形成胶质瘢痕，大病灶形成中风囊 ，此期持续数月至2年。脑缺血性病变的病理分期 脑缺血时间 脑组织对缺血缺氧非常敏感，阻断血流 30秒钟脑代谢即发生改变，1分钟后神经元功能活动停 止，脑动脉闭塞导致缺血
6、超过5分钟可发生脑梗死。 脑缺血程度 缺血后神经元损伤具有选择性，轻度缺 血时仅有某些神经元丧失，完全持久缺血时缺血区各 种神经元、胶质细胞及内皮细胞均坏死。脑缺血/缺氧的病理生理 急性脑梗死病灶由中心坏死区及周围的缺血半暗带组成。坏死区 由于完全性缺血导致脑细胞死亡，但缺血半暗带仍存在侧枝循环 ，可获得部分血液供应，尚有大量可存活的神经元，如果血流迅 速恢复使脑代谢改善，损伤仍然可逆，神经细胞仍可存活并恢复 功能。因此，保护这些可逆性损伤神经元是急性脑梗死治疗的关 键。 脑缺血/缺氧的病理生理“半暗带” 缺血区梗死灶 脑梗死区血流再通后氧与葡萄糖供应及脑代谢恢 复，脑组织损伤理应得到恢复。然
7、而，实际上并非 如此，这是因为存在有效时间即再灌注时间窗。如 果脑血流再通超过此时间窗时限，脑损伤可继续加 剧，产生再灌注损伤。 研究证实，脑缺血超早期治疗时间窗为6小时之内 。缺血半暗带和再灌注损伤概念的提出，更新了急 性脑梗死的临床治疗观念，抢救缺血半暗带的关键 是超早期溶栓治疗，减轻再灌注损伤核心是积极采 取脑保护措施。 脑缺血/缺氧的病理生理缺血缺血- -再灌注损伤再灌注损伤（Ischemia-reperfusion injury, IRI Ischemia-reperfusion injury, IRI ）缺血缺血休克、血栓形成、动脉休克、血栓形成、动脉 硬化、血管收缩、血管硬化、血
8、管收缩、血管 受压等。受压等。组织缺氧组织缺氧 再灌注损伤再灌注损伤在恢复供血的过程中，在恢复供血的过程中， 出现缺血组织的功能、出现缺血组织的功能、 结构损伤加重。结构损伤加重。病情恶化病情恶化19601960年年 JenningsJennings等等 提出心肌提出心肌IRIIRI的概念。的概念。到到2020世纪世纪8080年代年代 溶栓疗法、搭桥术、断肢再植、器官溶栓疗法、搭桥术、断肢再植、器官 移植开展，移植开展，IRIIRI成手术成败的关键之一成手术成败的关键之一 。19551955年年 SewellSewell等等 在结扎狗冠状动脉后，如突然解除结在结扎狗冠状动脉后，如突然解除结扎，
9、恢复血流，部分动物立即发生心扎，恢复血流，部分动物立即发生心室纤颤而死亡。室纤颤而死亡。缺血缺血- -再灌注损伤的发现再灌注损伤的发现概念：缺血的脑组织经恢复血液灌注后不但缺血的脑组织经恢复血液灌注后不但不能使其功能和结构恢复，反而加重不能使其功能和结构恢复，反而加重其功能障碍和结构损伤的现象。其功能障碍和结构损伤的现象。炎症反应加剧 细胞内钙超载【发病机制发病机制】（PathogenesisPathogenesis）自由基生成增多自由基生成增多高能磷酸化合物缺乏低氧诱导因子的作用自由基生成增多自由基生成增多（radicals production increaseradicals produ
10、ction increase）概念与分类（概念与分类（conception and classificationconception and classification）概念：概念：分布在外层轨道上的带有不配对电子的原子、分子或原子团。分布在外层轨道上的带有不配对电子的原子、分子或原子团。（Free radical are a highly reactive group of atoms, moleculesFree radical are a highly reactive group of atoms, moleculesor radicals, which carry unpaired
11、 electron in outer orbital. or radicals, which carry unpaired electron in outer orbital. ）n n 存在时间短；存在时间短；n n 高度化学活泼性；高度化学活泼性；n n 氧化性强。氧化性强。自由基的特性自由基的特性 （property of free radicalsproperty of free radicals）自由基分类自由基分类氧自由基氧自由基 oxygen free radicalxygen free radical脂性自由基脂性自由基 lipid radicals lipid radical
12、s 氮中心自由基氮中心自由基 reactive nitrogen speciesreactive nitrogen species 氧自由基（氧自由基（oxygen free radicaloxygen free radical，OFROFR）以氧为中心的自由基称为氧自由基。以氧为中心的自由基称为氧自由基。由氧诱发的自由基称为由氧诱发的自由基称为氧自由基氧自由基 oxygen-derived free radical oxygen-derived free radical 超氧阴离子自由基（超氧阴离子自由基（superoxide anion, superoxide anion, ）羟自由基（羟
13、自由基（hydroxyl radical, OHhydroxyl radical, OH）O2 氧自由基氧自由基O2 脂性自由基（脂性自由基（lipid radicalslipid radicals）氧自由基与多聚不饱和脂肪酸发生脂质过氧化氧自由基与多聚不饱和脂肪酸发生脂质过氧化的链式反应后生成的中间代谢产物。的链式反应后生成的中间代谢产物。 烷自由基（烷自由基（LL）烷氧自由（烷氧自由（LOLO）烷过氧自由基（烷过氧自由基（LOOLOO）脂性自由基脂性自由基L-精氨酸iNOSNADPHNADP+L-胍氨酸 + NOO2NO + O2 ONOO-ONOO- NO2 + OH + H+ H2O
14、氮中心自由基氮中心自由基（reactive nitrogen species, RNSreactive nitrogen species, RNS）由氮形成，并在分子组成上含有氮的一类化学性质非常由氮形成，并在分子组成上含有氮的一类化学性质非常活泼的物质。也称活泼的物质。也称活性氮活性氮。 一氧化氮（一氧化氮（NONO）过氧亚硝基阴离子（过氧亚硝基阴离子（ONOOONOO- -）RNSRNS细胞色素细胞色素C C氧化酶氧化酶 O O2 2H H2 2O O 【正常正常】4e4e- -OO2 2 OFR OFR 【缺血缺血】电子受体和传递电子电子受体和传递电子 4e4e- -呼吸链酶活性呼吸链酶活性 OO2 2 H H2 2O O 【再灌注再灌注】e e- -OFROFRCa2+超载自由基增多机制自由基增多机制（mechanism of free radical increasemechanism of free radical increase）缺血缺血 ATP CaATP Ca2+2+超载超载 CaCa2+2+依赖性蛋白酶依赖性蛋白酶 白
