脓毒症和心肌线粒体损伤

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1、脓毒症和心肌线粒体损伤脓毒症和心肌线粒体损伤脓毒症和心肌线粒体损伤脓毒症和心肌线粒体损伤脓毒症和心肌线粒体损伤脓毒症和心肌线粒体损伤脓毒症和心肌线粒体损伤脓毒症和心肌线粒体损伤脓毒症和心肌线粒体损伤脓毒症和心肌线粒体损伤脓毒症和心肌线粒体损伤脓毒症和心肌线粒体损伤?63O??综述?中国危重病急救医学2007年1O月第19卷第10期ChinCritCareMed,October2007,Vo1.19,No.10脓毒症和心肌线粒体损伤陈昌勤(综述)张召才严静(审校)【关键词】线粒体;脓毒症;心肌损害脓毒症为全身性的炎症反应,是重症加强治疗病房(IcU)患者

2、的主要死亡原因.大约有4O～5O的脓毒症患者会合并心脏功能不全,其中出现严重心功能衰竭(心衰)者约7”.迄今为止,其发生机制尚无定论.细菌毒素,细胞因子等通过不同途径造成心肌灌注不足,心肌能量代谢障碍以及心肌细胞凋亡等被认为是脓毒症导致心脏损伤的重要机制,心肌能量代谢障碍是其中的关键机制.心肌线粒体是心肌能量代谢的主要场所,脓毒症时心肌线粒体也发生了一系列变化,主要从以下几个方面导致心肌损伤.1线粒体膜脂类改变线粒体是心肌能量代谢的主要场所,其密度约占心肌细胞体积的3O左右.线粒体内膜是合成ATP的关键场所,主要由磷脂和多种功能蛋白构成,磷脂是主要的结

3、构成分,参与钠钾泵,钙镁泵,腺苷酸环化酶,葡萄糖一6一磷酸酶等酶类的激活,其中的心磷脂是多种酶活性所需的脂类物质,对维持线粒体的氧化磷酸化功能起重要作用.呼吸链存在于线粒体的内膜上,线粒体内膜的完整是氧化磷酸化和电子传递的前提,对合成ATP所需的质子电化学梯度的建立和维持至关重要.线粒体膜系统的损伤可导致线粒体氧化磷酸化功能的丧失;线粒体膜上的多种功能蛋白质参与心肌细胞内外信号传递,ca浓度调节等生基金项目:卫生部科研基金一浙江省医药卫生重大科研项目(WKJ2005—2—035)作者单位:310053杭州,浙江中医药大学第一临床医学系通讯作者:严静,硕

4、士生导师,主任医师,中华医学会重症医学分会常务委员,中国病理生理学会危重病专业委员会委员,浙江省医学会危重病分会主任委员(Email:zjicu@vip.163.corn)作者简介:陈昌勤(1982一),女(汉族),湖北省人,硕士研究生,主要从事心血管病,危重病学研究.理过程,心肌线粒体内膜上的磷脂和功能蛋白的变化可以造成心肌细胞内外信号转导异常,心肌能量代谢障碍,心肌兴奋收缩耦联障碍.脓毒症时,大量中性粒细胞和巨噬细胞激活,产生”呼吸爆发”,造成细胞内钙调节系统紊乱,钙依赖性蛋白激酶激活,黄嘌呤氧化酶形成,诱生型一氧化氮合酶(iN0S)产生增多,促使

5、循环和心肌局部的氧自由基和一氧化氮(NO)增多,形成所谓氧化应激和氮化应激.氧化应激和氮化应激均可以引起心肌线粒体膜脂类发生改变,造成心肌线粒体功能发生障碍.氧自由基可以直接攻击心肌线粒体膜脂,引起心肌线粒体膜的脂质过氧化损伤,使线粒体膜心磷脂显着减少,线粒体细胞色素氧化酶活性下降.;氧自由基和脂质过氧化物的增多又可使膜磷脂分解代谢增强,后者促进氧自由基和脂质过氧化物进一步增多,使心肌线粒体膜结构不断发生病理改变,形成恶性循环,导致心肌线粒体内膜完整性受到破坏,引起线粒体功能失调和能量代谢障碍.2线粒体内钙超载ca是体内重要的第二信使,参与心肌兴奋一收

6、缩耦联,心肌细胞膜内外Ca浓度的稳定是维持正常心肌细胞功能的基础.线粒体膜上存在多种钙转运系统,它是维持细胞内外Ca浓度的重要功能蛋白复合体.脓毒症时,氧自由基除了攻击心肌线粒体,破坏膜的完整性以外,还可以损害线粒体膜上存在的钙转运系统.在内毒素诱导感染性休克的豚鼠模型中,心肌细胞内钙水平在早期明显上升,这种变化在一定程度上可以增强心肌细胞收缩力;但是随着病程的进展,线粒体内积聚或摄取过量的ca超出线粒体的承受能力,形成”钙超载”,可以导致线粒体发生不可逆性损害,甚至引起整个细胞死亡㈣,心肌细胞内钙水平的过度上升被认为是心脏功能失调的重要因素.”钙超载

7、”致Ik,肌线粒体损害的机制主要包括:使心肌线粒体通透性转换孔(MPTP)呈高通透状态,MPTP广泛而持久的开放导致线粒体肿胀破坏”;同时大量的Ca从线粒体内释放引起胞浆ca过高,激活了钙依赖性磷脂酶,钙依赖性蛋白酶和钙依赖性核酸内切酶,引起心肌细胞膜通透性增大,细胞骨架降解,DNA水解,最终引起心肌收缩力下降以及心脏功能失调;钙超载可以导致自由基产生增多,一氧化氮合酶(NOS)激活,N0S能促使N0大量形成,并能升高环磷酸鸟苷(cGMP)水平,引起Ca内流减少,从而使心肌长时间处于抑制状态”.3线粒体呼吸功能障碍线粒体呼吸功能本质上是在线粒体中进行的

8、一系列由酶系所催化的氧化还原反应,是细胞内提供生物能源的主要途径.电子经呼吸链传递的同时,可将