缺血预适应课件

缺血预适应缺血预适应1缺血缺血预适适应第一第一节缺血缺血预适适应的概述的概述一一概念概念 ischemia preconditioning,IPC 同同义词：缺血：缺血预处置，缺血置，缺血预处理，缺血理，缺血预适适应是是短期缺血短期缺血应激使机体激使机体对随后随后长时间的缺血再灌注的缺血再灌注损伤产生明生明显保保护作用的一种作用的一种适适应性机制性机制缺血预适应第一节 缺血预适应的概述2二特点二特点有限有限记忆性性 10min110min12 2个小个小时双双时相性相性早期保早期保护作用（作用（EPEP）（1 1）起效快，作用明）起效快，作用明显 （2 2）持）持续时间短，短，约1 13 3个小个小时 延延迟保保护作用（作用（DPDP）（1 1）起效慢，作用）起效慢，作用较明明显 （2 2）持）持续时间长，数天或更，数天或更长时间 二特点 有限记忆性 3非特异性预处理方法各不相同，但产生的保护作用十分相似（1）缩少心肌梗死面积（2）减轻心肌顿抑发生（3）减少心律失常发生普遍性（1）对象（2）器官（3）方法非特异性 预处理方法各不相同，但产生的保护作用4时间特性特性（1 1）一次性缺血）一次性缺血时间为2 25min 5min（2 2）一次性再灌注）一次性再灌注时间为5 510min 10min（3 3）以重复）以重复2 24 4次次较为适宜适宜时间特性（1）一次性缺血时间为25min 5第二第二节 IPCIPC的保的保护机制机制“触触发剂-调节介介质-终末效末效应器器”理理论体系体系（一）（一）触触发剂（触（触发因子）因子）概念：是概念：是预缺血缺血处理在局部理在局部释放的代放的代谢物和受体激活物物和受体激活物内容：内容：腺苷、腺苷、缓激激肽、一氧化氮、一氧化氮、反反应性氧族（活性氧）性氧族（活性氧）第二节 IPC的保护机制“触发剂-调节介质-终末效应器”理6 内皮素、血管内皮素、血管紧张素素、去甲、去甲肾上腺素、上腺素、乙乙酰胆碱、阿片碱等胆碱、阿片碱等作用：激活受体后作用：激活受体后驱动一个信号瀑布，最一个信号瀑布，最终激活激活调节介介质（二）（二）调节介介质内容：内容：PKCPKC（最重要）（最重要）TPKS MAPKS TPKS MAPKS NF-kB NF-kB HSPs Mn-SOD COX-2 AR NOS HSPs Mn-SOD COX-2 AR NOS 内皮素、血管紧张素、去甲7 作用：作用：活化活化促使促使等保等保护蛋白合成及蛋白合成及NONO合成合成保保护效效应（三）（三）终末效末效应器器 K KATPATP通道，尤其是通道，尤其是mitoKmitoKATPATP通道通道 作用：活化促使等保护蛋白合成及NO合成8触触发因子因子腺苷腺苷adenosine 研究表明，腺苷及其受体参与了兔、狗、猪的研究表明，腺苷及其受体参与了兔、狗、猪的IPCIPC保保护心肌心肌的作用，与鼠的的作用，与鼠的PCPC作用无关作用无关 短短暂缺血可使腺苷水平缺血可使腺苷水平较正常增加几倍，通正常增加几倍，通过A1A1、A2A2、A3A3受体受体诱导PCPC的保的保护作用作用A3A3受体受体：启：启动PCPC作用，与作用，与A1A1受体受体发挥协同作用同作用 触发因子 腺苷 adenosine 9 A2 A2受体：受体：扩张冠脉冠脉改善冠脉血流改善冠脉血流 A1A1受体：受体：强化化PCPC作用，与作用，与A3A3受体受体发挥协同作同作用，用，A1A1受体既参与早期保受体既参与早期保护效效应，又参与了延，又参与了延迟保保护效效应 目前目前证实，腺苷是通，腺苷是通过Gipro-PLCGipro-PLC（D D）PKCPKC而而发挥作用作用腺苷腺苷发挥心肌保心肌保护作用的可能机制作用的可能机制 A2受体：扩张冠脉改善冠脉血流 10 减减轻钙超超载 降低氧自由基降低氧自由基 减减轻“无复流无复流现象象”发生（抑制生（抑制PLTPLT、PMNPMN聚）聚）抑制抑制ETET释放放扩张冠脉冠脉心肌氧供心肌氧供 负性性变时、变力效力效应心肌氧耗心肌氧耗 下下调心肌心肌TNF-mRNATNF-mRNA、ICAM-1mRNAICAM-1mRNA的表达的表达减减轻炎症反炎症反应 减轻钙超载 降低氧自由基 减轻“无复流现象11缓激激肽bradykinin 缺血缺血组织PHPH激激肽释放放酶血管内皮血管内皮细胞胞释放放缓激激肽作用于作用于 缓激激肽22受体受体（内皮内皮细胞胞）HOE140HOE140 触触发内皮内皮细胞胞释放放NONO、PGIPGI2 2产生保生保护效效应 缓激激肽11受体受体HOE140HOE140 通通过11受体受体-Gipro-PKC-Gipro-PKC发挥保保护效效应缓激肽 bradykinin 缺血组织PH12一氧化氮一氧化氮nitric oxide(NO)心肌耗氧心肌耗氧EPEP相相：eNOSNOGCcGMP eNOSNOGCcGMP 心肌供能心肌供能 钙超超载 保保护机制：机制：cGMPcGMP信号通路信号通路 O O2 2-DPDP相相：iNOSNOONOOiNOSNOONOO-降解降解 PKCPKC OH(ROS)OH(ROS)保保护机制：机制：ROSROS（ONOO-ONOO-）-PKC-PKC信号通路信号通路一氧化氮 nitric oxide(NO)13活性氧活性氧reactive oxygen species(ROS)在在IPCIPC期期间，短，短暂的缺血、缺氧可的缺血、缺氧可诱导产生低水生低水平的平的ROSROS，这不不仅无害反可无害反可驱动IPCIPC的保的保护效效应 低水平低水平ROSPKCKROSPKCKATPATP通道开放通道开放 诱导 保保护心肌心肌 内源性抗氧化内源性抗氧化剂（EMPGEMPG）合成）合成活性氧 reactive oxygen species(14其他其他作用作用-肾上腺素受体：内皮素、上腺素受体：内皮素、AT-AT-、NENE作用作用-阿片阿片肽受体：阿片碱受体：阿片碱 以上内源性因子均通以上内源性因子均通过 GiPro-PLCGiPro-PLC（D D）-PKC-PKC 途径途径其他 作用-肾上腺素受体：内皮素、AT-、NE15调节介介质 蛋白激蛋白激酶C C Protein Kinase C (PKC)概念概念是是一一类磷磷脂脂依依赖性性蛋蛋白白激激酶,可可催催化化细胞胞内内蛋蛋白白质丝/苏氨氨酸酸残残基基磷磷酸酸化化,是是肌肌醇醇磷磷脂脂信信号号转导通通路路中中的的重重要要信信号号分分子子。可可被被许多多因因素素激激活，包括生活，包括生长因子、激素、神因子、激素、神经递质等等调节介质 蛋白激酶C Protein Kinase 16 分分类 按生化性按生化性质及及结构构传统型型PKC（cPKCs）、1、2、四种四种亚型型 均在多种均在多种组织表达表达新型新型PKC（nPKCs）、四种四种亚型型不典型不典型PKC（aPKCs）、二种二种亚型型PKC-分类 按生化性质及结构17 激活激活转位位-激活学激活学说（1995）磷酸化磷酸化转位学位学说（1997）短短暂缺血缺血内源性保内源性保护介介质释放（腺苷、放（腺苷、NENE等）等）G G蛋白偶蛋白偶联受体受体PLCDGPLCDG、IPIP3 3诱导PKCPKC构型改构型改变PKCPKC与膜酸性脂与膜酸性脂质的的亲合力合力PKCPKC转位（胞位（胞质PKCPKC向向胞膜或胞膜或胞核胞核转移）移）PKCPKC活化活化 激活 转位-激活学说 （1995）18保保护机制机制促促进靶蛋白磷酸化靶蛋白磷酸化激活胞外激活胞外5-5-核苷酸（核苷酸（5-NT5-NT）胞胞质、胞外、胞外5-NT5-NT促促进AMPAMP去磷酸化去磷酸化腺苷腺苷调节基因基因转录，刺激，刺激应激蛋白的生成激蛋白的生成 短短暂缺血缺血某些某些PKCPKC亚型向型向细胞核胞核转位位调控内源性控内源性应激蛋白的基因激蛋白的基因转录应激蛋白激蛋白（HSPsHSPs等）等）介介导心肌的延心肌的延迟保保护作用作用 保护机制促进靶蛋白磷酸化19研究表明研究表明PKCPKC的激活和的激活和转位位在介在介导EPEP、DPDP中起着重要作用中起着重要作用IPCIPC的心肌保的心肌保护作用只与作用只与PKCPKC某些异构体的激活、某些异构体的激活、转位有关，位有关，不影响不影响PKCPKC总活性活性PKC-PKC-异构体、异构体、PKC-PKC-异构体、异构体、PKC-PKC-异构体参异构体参与与IPCIPC过程程研究表明 PKC的激活和转位在介导EP、DP中起着重要作用20 酪氨酸蛋白激酪氨酸蛋白激酶tyrosine protern kinase(TPKs)最近最近发现，IPCIPC过程主要激活了程主要激活了TPKsTPKs亚家族中家族中SacSac和和LckLck两个成两个成员预缺血前使用缺血前使用TPKTPK抑制抑制剂genisteingenistein能有效抑能有效抑制制IPCIPC效效应 酪氨酸蛋白激酶 21 丝裂原活化蛋白激裂原活化蛋白激酶 mitogen activated protein kinase(MAPKS)参与参与IPCIPC过程的程的MAPKsMAPKs主要有主要有3 3个个亚家族家族:a.a.p44/p42p44/p42 MAPKs MAPKs 即即ERK(ERK(细胞外信号胞外信号调节激激酶)b.b.p38p38 MAPK MAPK c.c.p46/p54p46/p54 MAPKs MAPKs 即即JNKJNK（C-junN-C-junN-末端激末端激酶）MAPKsMAPKs是是PKCPKC的下游，并且依的下游，并且依赖于于PKCPKC的活化的活化 丝裂原活化蛋白激酶 mitogen activat22核核转录因子因子-B-B NF-B NF-BNF-BNF-B是是iNOSiNOS、COX-2COX-2、ARAR、HSPHSP、Mn-SODMn-SOD等等基因表达的一个重要基因表达的一个重要调节因子。因子。NF-BNF-B的激活在的激活在IPCIPC的的DPDP相的信号相的信号转导通路中通路中是至关重要的。是至关重要的。AP-1AP-1可能亦是可能亦是DPDP相的一个重要相的一个重要转录因子因子核转录因子-B NF-BNF-B是iNOS23 热休克蛋白休克蛋白 heat-shock protein（HSP）研研究究表表明明，在在IPCIPC早早期期HSP70iHSP70i合合成成并并无无增增加加的的趋势，再灌注再灌注2 2小小时开始上升，在开始上升，在2424小小时明明显上升上升在在DPDP相已相已证实HSP70iHSP70i、HSP27iHSP27i等蛋白的表达增加等蛋白的表达增加 HSP70iHSP70i功能功能：保保护心肌心肌 （1 1）修复因缺血）修复因缺血/缺氧所致胞内缺氧所致胞内受受损伤蛋白蛋白质 （2 2）修复因）修复因应激所致的激所致的蛋白合成和蛋白合成和mRNAmRNA拼接拼接迟钝 （3 3）调节胞内胞内其他蛋白其他蛋白质的合成的合成 （4 4）增）增强心肌抗氧化能力心肌抗氧化能力 热休克蛋白 heat-shock24 抗氧化抗氧化酶 antioxidant enzyme(AE)研究研究证实，DPDP相相线粒体抗氧化粒体抗氧化剂如如Mn-SODMn-SOD等蛋白等蛋白表达增加。表达增加。GSH-PXGSH-PX、CATCAT、SODSOD均参与。均参与。低水平低水平ROSROS介介导内源性抗氧化内源性抗氧化剂合成合成参与参与介介导DPDP保保护作用作用 抗氧化酶 antioxid25 一氧化氮合一氧化氮合酶 NOS 在在IPCIPC过程中主要涉及的是程中主要涉及的是eNOSeNOS和和iNOSiNOS。IPCIPC早期，早期，CaCa2+2+依依赖性的性的eNOSeNOS活性活性NONO驱动EPEP相。相。IPCIPC晚期，非晚期，非CaCa2+2+依依赖性的性的iNOSiNOS诱导、激、激NONO驱动DPDP相相 一氧化氮合酶 NOS 在IPC过程中主要涉及的是eN26环氧化氧化酶-2-2 COX-2 COX-2COX-2是一种是一种心肌保心肌保护蛋白蛋白。IPCIPC晚期晚期COX-2COX-2蛋白表达水平上蛋白表达水平上调PGIPGI2 2驱动DPDP相相 COX-2COX-2可能是可能是iNOSiNOS的下游的下游醛糖糖还原原酶 aldose reductase(AR)在在IPCIPC晚期晚期(24(24小小时)AR)AR蛋白表达增蛋白表达增强驱动DPDP相相环氧化酶-2 COX-2 COX-2是一种心肌保护蛋27终末效末效应器器许多研究多研究发现，ATPATP敏感性敏感性钾离子通道（离子通道（K KATPATP）很可能是）很可能是IPCIPC的的终末效末效应器。器。心肌心肌K KATPATP通道通道 分分类：肌膜肌膜K KATPATP通道通道 （sarcKsarcKATPATP）线粒体膜粒体膜K KATPATP通道（通道（mitoKmitoKATPATP）在在IPCIPC中中mitoKmitoKATPATP可能比可能比sarcKsarcKATPATP起更重要的起更重要的作用作用终末效应器 许多研究发现，ATP敏感性钾离子通道（KATP28 影响因素影响因素：心肌心肌细胞内胞内ATPATP（ATPiATPi）浓度度 结合型合型Mg-ATPMg-ATP含量含量 ATPiKATPATPiKATP通道开放通道开放 胞内胞内Mg2+Mg2+结合型合型Mg-ATPKATPMg-ATPKATP通通道开放道开放ADPADP 直接作用于相直接作用于相应的的亚单位位KATPKATP通道通道 影响因素：心肌细胞内ATP（ATPi）浓度29抑制性抑制性GiGi蛋白蛋白 腺苷（腺苷（A A1 1受体）受体）与膜受体与膜受体结合合 乙乙酰胆碱（胆碱（M M2 2）受体）受体 配体配体-受体受体-Gipro-Gipro途径途径GiGi蛋白蛋白拮抗拮抗ATPiATPi对K KATPATP通道的抑制通道的抑制K KATPATP通道通道 PKC PKC PKC PKC活化活化通通过改改变ATPATP结合的化学合的化学计量量KATPKATP通道通道抑制性Gi蛋白 腺苷（A1受体）30GsGs蛋白蛋白 受体受体GsGs蛋白蛋白PKA PKA 降低降低ATPiKATPiKATPATP通道通道 直接开放直接开放K KATPATP通道通道K KATPATP通道激活通道激活剂、抑制、抑制剂 K KATPATP抑制抑制剂优降糖降糖 可阻断可阻断IPCIPC效效应 K KATPATP激活激活剂pinacidil 可模可模拟IPCIPC效效应其他其他 NONO、PIPPIP2 2及其脂及其脂质代代谢物也参与物也参与调节K KATPATP通道通道Gs蛋白 受体Gs蛋白PKA31 保保护机制机制:K KATPATP开放开放动作作电位位T T缩短短钙内流内流钙超超载 保存高能磷酸物保存高能磷酸物质-保保护心肌心肌 保护机制:KATP开放动作电位T缩短钙32