一、體內(nèi)各種主要臟器對無氧缺血的耐受力
正常體溫時(shí)，心肌和腎小管細(xì)胞的不可逆的無氧缺血損傷閾值約30min。肝細(xì)胞可支持無氧缺血狀態(tài)約1～2h。肺組織由于氧可以從肺泡彌散至肺循環(huán)血液中，所以肺能維持較長一些時(shí)間的代謝。
腦組織各部分的無氧缺血耐受力不同，大腦為4～6min，小腦0～15min，延髓20-30min，脊髓45min，交感神經(jīng)節(jié)60min。
促使細(xì)胞發(fā)生不可逆的死亡機(jī)制，目前還只是些概念和假說，尚未形成一整套的理論。
二、無氧缺血時(shí)細(xì)胞損傷的進(jìn)程
心臟驟停后，循環(huán)停止，如立即采取搶救措施，使組織灌流量能維持在正常血供的25%～30%。大多數(shù)組織細(xì)胞和器官，包括神經(jīng)細(xì)胞均能通過低氧葡萄糖分解，獲得最低需要量的三磷酸腺甙（ATP)。心臟搏動(dòng)的恢復(fù)性很大，腦功能也不會(huì)受到永久性損傷。如血供量只達(dá)15%～25%之間，組織細(xì)胞的葡萄糖供應(yīng)受到限制，氧亦缺乏，ATP的合成受到嚴(yán)重影響，含量降低。如心臟搏動(dòng)未恢復(fù)，組織灌流量亦未能增加，ATP就會(huì)耗竭，正常細(xì)胞的內(nèi)在環(huán)境穩(wěn)定性即被嚴(yán)重破壞。此時(shí)如再加大組織灌流，反而會(huì)促使組織細(xì)胞的損傷達(dá)到不可逆的程度，即所謂“再灌流所致的損傷”。
如組織灌流量在心臟驟停后，只維持在正常血供的10%以下，即所謂的“涓細(xì)血流”，ATP迅速耗竭，合成和分解代謝全部停頓，稱為“缺血性凍結(jié)”。此時(shí)蛋白質(zhì)和細(xì)胞膜變性，線粒體和細(xì)胞核破裂，胞漿空泡化，最后溶酶體大量釋出，細(xì)胞發(fā)生壞死。這是一幅細(xì)胞不可逆變化的景象。
70年代末，Hearse和Nayler等提出缺血性心肌在某種條件，再灌流反而損壞了有可能恢復(fù)的心肌細(xì)胞。這被認(rèn)為是再灌流損傷造成的細(xì)胞死亡，應(yīng)該與缺血所致細(xì)胞死亡的概念區(qū)分開來。心臟驟停后，組織灌流立即停止，并不立即死亡。前面已提到，不同組織細(xì)胞的無氧缺血耐受閾值不同。那么究竟是心肌細(xì)胞本身由于長時(shí)間缺氧缺血，已經(jīng)發(fā)生了嚴(yán)重?fù)p傷，而再灌流帶來了多種有害物質(zhì)，于是加速細(xì)胞死亡；抑或再灌流所帶來的有害物質(zhì)，如大量的鈣離子、氧游離基、雙價(jià)鐵游離子等等。使本有可能恢復(fù)的缺氧缺血細(xì)胞完全失去恢復(fù)的能力。這似乎是一個(gè)矛盾現(xiàn)象：心臟驟停，組織灌流停，必須使之立即恢復(fù)，重新給細(xì)胞帶來所需的氧，恢復(fù)合成ATP，提供能量，使細(xì)胞恢復(fù)功能。組織細(xì)胞如在無氧缺血耐受時(shí)限內(nèi)，能獲得正常血供的25%～30%，就有希望使復(fù)蘇成功�；蚴褂免}離子通道阻滯劑、氧游離基清除劑、鐵離子螯合劑于再灌流的血液中，有的學(xué)者已在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中取得防止再灌流損傷的作用。這是當(dāng)前復(fù)蘇學(xué)的一項(xiàng)重點(diǎn)研究課題。
三、鈣離子在無氧缺血時(shí)細(xì)胞損傷中的作用
正常情況下，細(xì)胞外和細(xì)胞內(nèi)的Ca2+梯級差為10000：1。它的兩個(gè)主要作用是：
�。ㄒ�)延緩房室交界區(qū)的傳導(dǎo)和延長該區(qū)細(xì)胞的不應(yīng)期 這可使左、右束支和心室肌纖維恢復(fù)極化，使下傳的脈沖可以順利地進(jìn)行心室肌細(xì)胞除極，不致因遇到尚處于不應(yīng)期的束支而影響傳導(dǎo)；同時(shí)因?yàn)樵诮唤鐓^(qū)的延緩，就有足夠時(shí)間讓心室充盈得較滿意。
�。ǘ�)形成電和機(jī)械耦聯(lián) 結(jié)合肌動(dòng)蛋白和肌凝蛋白，心肌和血管平滑肌方能收縮。
鈣離子進(jìn)入細(xì)胞后，促發(fā)細(xì)胞內(nèi)儲(chǔ)存庫（肌漿網(wǎng))釋出儲(chǔ)存的Ca2+（圖6-1)。兩者的總量足夠提供細(xì)胞蛋白質(zhì)收縮所需。多余的Ca2+由ATP泵出細(xì)胞外。如ATP合成受阻，不能泵出多余Ca2+至細(xì)胞外；同時(shí)由于細(xì)胞膜因無氧性缺血的影響，Ca2+同慢通道離子變成快通道離子，大量進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。細(xì)胞內(nèi)的Ca2+濃度可以從0.1μmol的基數(shù)增高到接近細(xì)胞外的濃度1.0mmol。
細(xì)胞內(nèi)增多的Ca2+儲(chǔ)存在線粒體內(nèi)。Ca2+激活磷酯A2（一種破壞細(xì)胞膜完整性的酶)。細(xì)胞膜被破壞后，釋出花生四烯酸，是一種游離脂肪酸。再灌流時(shí)提供的氧，在環(huán)氧化酶催化下，生成大量血栓素（圖6-2)，是強(qiáng)力的可使心肌纖維和血管壁平滑肌纖維攣縮物質(zhì)，此外血栓素并破壞線粒體的膜。ATP主要在線粒體內(nèi)合成，線粒體被破壞后，ATP不能合成，體內(nèi)的能量就更易耗竭，到了不可逆的階段。
圖6-1鈣離子在心肌收縮的作用
圖6-2Ca2+激活磷酯A2示意圖
磷酯A2被激活后，釋放出游離脂肪酸（FFA)，細(xì)胞質(zhì)中花生四烯酸
含量增高。超過組織器官無氧缺血的耐受閾值之后，組織
再灌流時(shí)，即產(chǎn)生一系列有害過程。
（引自Ann Emerg Med 12:471,1983)
四、氧游離基在組織無氧缺血時(shí)的破壞作用
氧是代謝作用必不可缺的因素。正常時(shí)，它在組織系統(tǒng)中經(jīng)細(xì)胞內(nèi)的色素系統(tǒng)作用，進(jìn)行4價(jià)還原。在還原時(shí)，有1%～2%的氧分子逸出，進(jìn)行單價(jià)還原，它具有高度反應(yīng)作用的活性。因?yàn)閱蝺r(jià)還原的氧分子最外圈只含有一個(gè)離子，成為氧游離基，包括過氧化游離基（O
)和氫氧游離基（
)均屬極強(qiáng)的氧化或（和)還原物質(zhì)。如果過多地存在，就會(huì)威脅細(xì)胞的完整性。正常時(shí)，由過氧歧化酶（superoxide dismutases,SODs)阻止這些游離基的過強(qiáng)作用。無氧缺血時(shí)，氧游離基含量在細(xì)胞內(nèi)大量增加，超過氧歧化酶的清除作用，嚴(yán)重地破壞蛋白質(zhì)和脂肪的成分，引起了廣泛的脂肪過氧化酶的連鎖反應(yīng)，從而嚴(yán)重地破壞了細(xì)胞的正常結(jié)構(gòu)。
