細(xì)胞與疾病

1、1,細(xì) 胞 與 疾 病,周 愛(ài) 玲,2,成人機(jī)體約含有6×1013個(gè)細(xì)胞新生嬰兒機(jī)體含有2×1012個(gè)細(xì)胞 細(xì)胞 細(xì)胞膜：又稱(chēng)質(zhì)膜(plasmalemma)或漿膜 細(xì)胞漿：高爾基體、溶酶體、線粒體、 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等 細(xì)胞核：由雙層的核膜包著。,,3,第一部分 生物膜與疾病第二部分 細(xì)胞損傷與保護(hù),4,第一部分 生物膜與疾病,

2、細(xì)胞膜、細(xì)胞器膜及核被膜統(tǒng)稱(chēng)為生物膜。 生物膜在細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能中起關(guān)鍵作用，它不僅起分割膜內(nèi)、外兩部分和屏障的作用，而且參與所有生命過(guò)程。,5,第1節(jié) 生物膜的組成、結(jié)構(gòu)和功能,生物膜由膜蛋白、脂質(zhì)和糖組成。 蛋白質(zhì)約占30%～40%按照蛋白質(zhì)在膜內(nèi)的部位 內(nèi)在蛋白(整合蛋白integral protein) 外在蛋白(peripheral protein)。按膜蛋白的化學(xué)組成

3、 糖蛋白 非糖結(jié)合蛋白,,,一、生物膜的組成,6,一、生物膜的組成,脂質(zhì)約占40%～50%：磷脂Phospholipid) 糖脂(glycolipid) 類(lèi)固醇(steroid) 糖占1%～5%：糖蛋白 糖脂不同的細(xì)胞其組分差異很大。,,,7,二、生物膜的結(jié)構(gòu),①磷脂雙分子層和蛋白質(zhì)或其復(fù)合體排成相互交替的鑲嵌面；

4、②膜內(nèi)在蛋白質(zhì)與磷脂以疏水鏈結(jié)合在形成穩(wěn)定的膜結(jié)構(gòu)中起主要作用；③分布于膜兩側(cè)的蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和糖類(lèi)等組分和性質(zhì)是不同的，脂質(zhì)雙分子層可以彼此單獨(dú)運(yùn)動(dòng)；④膜結(jié)構(gòu)具有相對(duì)流動(dòng)性。隨著環(huán)境條件變化，脂質(zhì)分子的晶態(tài)和液晶態(tài)是互變的；⑤膜中各種組分在細(xì)胞中經(jīng)常處于不斷更新的狀態(tài)；⑥膜中各種組分的排列是不對(duì)稱(chēng)的。,8,膜的骨架蛋白,細(xì)胞膜上有蛋白質(zhì)組成的骨架網(wǎng)。 紅細(xì)胞骨架蛋白包括血影收縮蛋白、肌動(dòng)蛋白、內(nèi)收蛋白、原肌球蛋白、4.1

5、蛋白、錨蛋白。 由收縮蛋白和肌動(dòng)蛋白的協(xié)調(diào)作用，維持正常紅細(xì)胞的圓盤(pán)形。 由血影收縮蛋白與肌動(dòng)蛋白、錨蛋白間的相互作用，4.1蛋白與肌動(dòng)蛋白間的相互作用可使紅細(xì)胞具有高度的變形性。,9,三、生物膜的功能,1. 細(xì)胞膜能分割和維持細(xì)胞的形態(tài)；2. 物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)：物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)方式可分為：被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)（簡(jiǎn)單擴(kuò)散、易化擴(kuò)散）、主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)（鈉鉀泵、鈣泵、協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)）；3. 能量轉(zhuǎn)換：物質(zhì)代謝氧化過(guò)程在線粒體內(nèi)膜完成。呼吸鏈的組分分布在線粒

6、體內(nèi)膜上，包括NADH脫氫酶和鐵硫蛋白、輔酶Q以及細(xì)胞色素體系；4. 識(shí)別和信息傳遞：細(xì)胞對(duì)異物的識(shí)別及細(xì)胞與細(xì)胞之間的識(shí)別，起主要作用的是質(zhì)膜上的糖蛋白及糖脂。神經(jīng)遞質(zhì)、激素、各種體液因素、藥物等與細(xì)胞膜的受體、酶相互作用，通過(guò)細(xì)胞信號(hào)傳遞系統(tǒng)才能產(chǎn)生代謝變化和功能效應(yīng)；5. 與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、分化等有關(guān)。,10,第2節(jié) 生物膜與疾病的關(guān)系,許多疾病可出現(xiàn)膜的異常變化，以膜脂或膜蛋白的改變?yōu)橹?，包括結(jié)構(gòu)和功能的異常。這些變化可

7、能是某些疾病的發(fā)病環(huán)節(jié)或后果，因此，有人提出“膜病”的概念。其中研究最多的是紅細(xì)胞膜病。,11,一、紅細(xì)胞膜異常為主的疾病,（一）原發(fā)性紅細(xì)胞膜異常的疾病,1．遺傳性球形紅細(xì)胞癥：,12,一、紅細(xì)胞膜異常為主的疾病,1．遺傳性球形紅細(xì)胞癥： 是紅細(xì)胞膜骨架蛋白異常引起的遺傳性溶血病。特點(diǎn)：外周血中有較多的球形紅細(xì)胞和紅細(xì)胞滲透性增加，表現(xiàn)為貧血、黃疸和脾腫大。 紅細(xì)胞膜的穩(wěn)定性主要取決于膜骨架蛋白的結(jié)構(gòu)和功能； 發(fā)病機(jī)制

8、： 由于紅細(xì)胞膜蛋白基因異常引起的分子病變，主要涉及收縮蛋白、錨蛋白、4·2蛋白和帶3蛋白； 　①　膜蛋白異常導(dǎo)致膜骨架蛋白和膜脂質(zhì)雙層的垂直連接障礙，雙層脂質(zhì)不穩(wěn)定，使未被膜骨架蛋白支持的脂質(zhì)以出芽形式形成囊泡而丟失。膜脂質(zhì)的丟失使紅細(xì)胞表面積減少，表面積和體積降低，細(xì)胞變成球形，使變形性減退。,（一）原發(fā)性紅細(xì)胞膜異常的疾病,13,1．遺傳性球形紅細(xì)胞癥：發(fā)病機(jī)制： ②膜收縮蛋白由α鏈和β鏈組成，該病在膜收

9、縮蛋白β鏈的N末端有缺陷，使膜骨架蛋白各組分之間或骨架之間的結(jié)合障礙，膜的穩(wěn)定性降低、易碎裂； ③收縮蛋白α-亞單位量的減少和疾病的嚴(yán)重程度呈正相關(guān)； ④紅細(xì)胞膜骨架蛋白異常，通透性增加，使被動(dòng)性鈉鹽內(nèi)流增加；Na+-K+-ATP酶活性降低，使Na+、K+轉(zhuǎn)運(yùn)功能異常，使細(xì)胞內(nèi)Na+濃度增加； ⑤球形細(xì)胞內(nèi)ATP相對(duì)缺乏，膜上Ca2+-Mg2+-ATP酶受到抑制，鈣沉積在膜上，使膜的柔韌性降低。,（一）原發(fā)性紅細(xì)胞膜異

10、常的疾病,14,（一）原發(fā)性紅細(xì)胞膜異常的疾病,2．遺傳性橢圓形紅細(xì)胞癥：原發(fā)病變是膜骨架的異常,15,2．遺傳性橢圓形紅細(xì)胞癥：原發(fā)病變是膜骨架的異常特點(diǎn)：外周血中有大量的橢圓形成熟紅細(xì)胞。多數(shù)病人紅細(xì)胞膜穩(wěn)定性及可變形性減低、機(jī)械脆性增加，易于破裂；該病膜骨架蛋白各組分含量無(wú)異常，但紅細(xì)胞膜中的收縮蛋白結(jié)構(gòu)異常，主要涉及膜骨架水平方向連接的蛋白，即膜收縮蛋白、肌動(dòng)蛋白、4.1蛋白-膜收縮蛋白。這些蛋白不能相互連接形成四聚體

11、，使膜骨架的穩(wěn)定性降低；當(dāng)細(xì)胞經(jīng)過(guò)微循環(huán)時(shí)，隨著血液的流動(dòng)，膜骨架蛋白發(fā)生重新連接而變成橢圓形。當(dāng)外力去除后卻不能恢復(fù)正常，成為永久性的橢圓形細(xì)胞。另外，有些病人可能是由于膜骨架蛋白不同組分如區(qū)帶2.1蛋白和區(qū)帶3蛋白之間的聯(lián)接有缺陷。,（一）原發(fā)性紅細(xì)胞膜異常的疾病,16,（二）繼發(fā)性紅細(xì)胞膜異常所致溶血,1．紅細(xì)胞膜的氧化損傷 ①自由基等對(duì)紅細(xì)胞膜的氧化作用使膜脂質(zhì)和膜蛋白組分改變，一些膜酶活性下降，變形性減低，脆性增加，

12、易于破裂；②血紅素的氧化產(chǎn)物——高鐵原卟啉有破壞紅細(xì)胞膜造成溶血的作用；③凡能加速血紅蛋白氧化的化學(xué)物質(zhì)或藥物都可促使更多的超氧化物形成；④紅細(xì)胞有對(duì)抗氧自由基以防止被氧化的酶系統(tǒng)和物質(zhì)，如超氧化物歧化酶、過(guò)氧化氫酶、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶、谷胱甘肽、維生素E等。若這些自然保護(hù)機(jī)制有缺陷或活性氧的衍生物過(guò)多，對(duì)血紅蛋白和紅細(xì)胞都可造成不可逆性損傷。,17,1．紅細(xì)胞膜的氧化損傷,⑤其他：血紅蛋白異常、酶缺陷等，使紅細(xì)胞膜易遭受氧

13、化也可使紅細(xì)胞破裂、造成溶血； A.珠蛋白生成障礙性貧血病人的紅細(xì)胞膜內(nèi)不飽和脂肪酸減少、磷脂酰乙醇胺（PE）減少，膜脂質(zhì)過(guò)氧化作用增強(qiáng)、丙二醛生成增加； B.葡萄糖-6-磷酸脫氫酶缺乏病人的紅細(xì)胞膜脂質(zhì)中PE減少，膜蛋白分子間形成聚合體，使紅細(xì)胞可變形性減低、壽命縮短； C.某些肝豆?fàn)詈俗冃曰颊咄蝗挥筛闻K釋放大量銅，血銅急劇增高，銅可催化超氧及過(guò)氧化物的形成，也可發(fā)生嚴(yán)重的血管內(nèi)溶血。,18,（二）繼發(fā)性紅細(xì)胞膜異常

14、所致溶血 2．嚴(yán)重肝病患者有紅細(xì)胞膜病變,肝病患者的紅細(xì)胞膜的膽固醇/磷脂酰膽堿（PC）的比值增加，因此膜流動(dòng)性降低、細(xì)胞變形性減低。A.酒精中毒性肝硬化：紅細(xì)胞呈刺狀、壽命縮短，主要是膜膽固醇增加。由于肝產(chǎn)生了不正常的低密度脂蛋白可將較多的膽固醇運(yùn)載給紅細(xì)胞，使膜膽固醇增高，膜脂質(zhì)流動(dòng)性減低，同時(shí)影響膜脂質(zhì)和膜蛋白的關(guān)系、膜蛋白的排列組合和膜收縮蛋白的磷酸化。這種紅細(xì)胞變形性減低，易在脾內(nèi)破壞；B.家族性肝內(nèi)膽汁瘀積

15、癥：患者有刺狀紅細(xì)胞所致溶血，紅細(xì)胞膜膽固醇含量增高。有些膽道閉塞癥病人，血清中膽固醇酯減少，游離膽固醇及膽堿卵磷脂均增加。過(guò)多的脂質(zhì)可載入紅細(xì)胞膜。膽道阻塞解除后，此脂質(zhì)變化消失而恢復(fù)正常。,19,（二）繼發(fā)性紅細(xì)胞膜異常所致溶血,3．有些藥物、毒素(如含磷脂酶A2的蛇毒和蜂毒)、抗原抗體反應(yīng)均可引起膜損傷，甚至造成嚴(yán)重溶血。,20,二、補(bǔ)體與細(xì)胞膜損傷,補(bǔ)體攻膜復(fù)合體補(bǔ)體分子活化組裝成導(dǎo)致細(xì)胞溶破C5b～C9被稱(chēng)為攻膜復(fù)合體(m

16、embrane attack complex，MAC)，引起細(xì)胞膜的不可逆損傷。組成MAC的蛋白質(zhì)有五個(gè)：C5b、C6、C7、C8及C9，它們單獨(dú)均不能與磷脂結(jié)合，沒(méi)有溶血活性，組裝后獲得了嗜脂性，插入膜內(nèi)形成孔道，也可將膜拆散；MAC的大小及組成并不均一，若C9數(shù)目少，不出現(xiàn)膜性損傷，若C9數(shù)目多，膜損傷即可出現(xiàn)；MAC對(duì)膜磷脂的強(qiáng)烈疏水作用可以擾亂有序的脂質(zhì)分子間的協(xié)同作用，導(dǎo)致雙層脂重新取向，并采取相應(yīng)的構(gòu)型。這樣在各脂相

17、交界處出現(xiàn)結(jié)構(gòu)缺陷，允許離子跨膜穿行，失去通透屏障作用。,21,三、陣發(fā)性睡眠性血紅蛋白尿癥(PNH),PNH是一種獲得性慢性溶血性貧血。臨床表現(xiàn)以與睡眠有關(guān)的、間歇發(fā)作的血紅蛋白尿?yàn)樘卣?，伴有全血?xì)胞減少或反復(fù)血栓形成；是由于骨髓損傷，使造血干細(xì)胞基因突變，在紅細(xì)胞膜上缺乏抑制補(bǔ)體激活及膜反應(yīng)性溶解的蛋白質(zhì)。引起的紅細(xì)胞、粒細(xì)胞、血小板以及紅系和粒系的前體細(xì)胞都對(duì)補(bǔ)體敏感。特別是紅細(xì)胞對(duì)補(bǔ)體異常敏感；PNH細(xì)胞膜上有多種蛋白質(zhì)

18、的缺陷，其中有許多是補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白；,22,三、陣發(fā)性睡眠性血紅蛋白尿癥(PNH),1．衰變加速因子(DAF)：是存在于血細(xì)胞(紅細(xì)胞、白細(xì)胞、血小板)膜上的一種糖蛋白，可同C2競(jìng)爭(zhēng)與C4b的結(jié)合，抑制C3轉(zhuǎn)化酶形成，并促進(jìn)其分解，從而抑制MAC的形成，使細(xì)胞免受補(bǔ)體的損傷。 PNH除紅細(xì)胞外，粒細(xì)胞、血小板，甚至淋巴細(xì)胞上也有DAF的缺陷；致細(xì)胞對(duì)補(bǔ)體異常敏感；2．C8結(jié)合蛋白：存在于正常紅細(xì)胞、血小板膜上。其主要作用是與自身

19、或同種異型的C8分子結(jié)合，封閉C5b-8的C8結(jié)合位點(diǎn)，從而抑制MAC的形成。 PNH-Ⅲ型紅細(xì)胞膜上缺乏C8結(jié)合蛋白。,補(bǔ) 體 調(diào) 節(jié) 蛋 白 缺 陷,23,三、陣發(fā)性睡眠性血紅蛋白尿癥(PNH),3．膜反應(yīng)性溶解抑制因子(MIRL)：存在于正常紅細(xì)胞膜上，能抑制結(jié)合在細(xì)胞膜上的C5b-7再與C7結(jié)合，從而抑制MAC的形成。 PNH-Ⅲ型和Ⅱ型紅細(xì)胞膜皆存在MIRL的缺陷，導(dǎo)致紅細(xì)胞對(duì)補(bǔ)體介導(dǎo)的溶解敏感。 PNH異常

20、血小板缺乏MIRL，因此，有更多的含C9聚合物的復(fù)合體附著在膜上，引起血小板囊泡化，這種囊泡不能使酸性磷脂維持在內(nèi)層而暴露在外表面，增加了因子Ⅴa、Ⅹa的作用面，有較多的凝血酶原變?yōu)槟?，易發(fā)生血栓；4．血小板激活：在體內(nèi)自發(fā)激活的補(bǔ)體不足以引起PNH血小板的溶破，但能刺激PNH血小板釋放大量生物活性物質(zhì)如TXA2和5H-T，這是PNH常伴發(fā)血栓形成的原因之一；另外，補(bǔ)體激活的血小板表面形成C5b-9可進(jìn)一步激活血小板，導(dǎo)致PNH

21、形成血栓的正反饋； 5．紅細(xì)胞膜上其他蛋白的異常 如PNH紅細(xì)胞膜上乙酰膽堿酯酶活性降低；PNH紅細(xì)胞和血小板均有C3b／C4b受體(CR1)的缺陷，但與細(xì)胞補(bǔ)體敏感性無(wú)關(guān)。,補(bǔ) 體 調(diào) 節(jié) 蛋 白 缺 陷,24,四、高血壓病,高血壓病與細(xì)胞膜多種功能障礙有關(guān)：血管平滑肌鈉、鈣、磷脂酰肌醇代謝和pH值的變化，提高阻力血管反應(yīng)性或支配阻力血管的交感神經(jīng)興奮性升高而形成高血壓。①膜的缺陷：通過(guò)跨膜“滲漏”導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)高鈣、高鈉、低鉀

22、。②機(jī)械性損傷：高血壓本身機(jī)械性地?fù)p傷心肌膜、血小板和紅細(xì)胞膜，使細(xì)胞內(nèi)Ca2+升高。已證明血管平滑肌、心肌、脂肪細(xì)胞、紅細(xì)胞、白細(xì)胞和血小板出現(xiàn)異常的Ca2+變化。原發(fā)性高血壓病人血小板[Ca2+]i 升高，而且與收縮壓和舒張壓直接相關(guān)；③膜去極化，引起膜電位依賴(lài)性鈣通道開(kāi)放，Ca2+內(nèi)流增加，細(xì)胞興奮性增強(qiáng)；④Na+- Ca2+交換減慢，細(xì)胞內(nèi)Ca2+增加，影響血管平滑肌的興奮-收 縮耦聯(lián)，使血管緊張性增高，外周

23、阻力增大，血壓增高。,1．胞漿游離鈣升高,25,四、高血壓病,原發(fā)性高血壓細(xì)胞膜Na+-K+-ATP酶活性降低，細(xì)胞內(nèi)Na+濃度增高，引起高血壓：①細(xì)胞內(nèi)鈉增加，細(xì)胞水腫，動(dòng)脈壁鈉水潴留，導(dǎo)致動(dòng)脈管腔狹窄，阻力增加；②Na+／H+交換活性增高，細(xì)胞內(nèi)pH升高、導(dǎo)致細(xì)胞堿化和血管平滑肌過(guò)度生長(zhǎng)。,2．細(xì)胞內(nèi)鈉離子升高,26,四、高血壓病,3．膜脂質(zhì)的變化 原發(fā)性高血壓病人紅細(xì)胞和血小板膜非飽和脂肪酸成分減少，伴有紅細(xì)胞膜流動(dòng)性

24、下降。,27,五、動(dòng)脈粥樣硬化,動(dòng)脈粥樣斑塊中有泡沫細(xì)胞(foamcell)：是吞噬了大量膽固醇的巨噬細(xì)胞。血漿中70%的膽固醇由低密度脂蛋白(LDL)攜帶，脂蛋白apoB—100為L(zhǎng)DL的結(jié)構(gòu)成分，是許多細(xì)胞表面受體的配體。LDL經(jīng)修飾后，使apoB—100構(gòu)象及電荷性改變，被巨噬細(xì)胞表面的清道夫受體識(shí)別結(jié)合，得以無(wú)限制地進(jìn)入并蓄積于巨噬細(xì)胞中成為泡沫細(xì)胞； 在內(nèi)皮受損處聚積而被活化的血小板增加巨噬細(xì)胞對(duì)膽固醇吞噬，加速泡沫細(xì)

25、胞的形成； 高脂血癥患者血小板活性增高：其原因是血小板膜由血漿獲得了較多的膽固醇，改變了膜的生物物理性質(zhì)。使血小板膽固醇與磷脂含量的比值升高，膜流動(dòng)性降低，使血小板對(duì)凝血酶的親和力增加和凝血酶的受體數(shù)目增加。,28,六、惡性腫瘤,細(xì)胞癌變最顯著的特征是細(xì)胞表面結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)和功能發(fā)生改變，使膜流動(dòng)性異常、細(xì)胞連接和通信中斷、細(xì)胞識(shí)別和粘著能力降低，導(dǎo)致細(xì)胞增殖失控并發(fā)生浸潤(rùn)轉(zhuǎn)移。1．喪失接觸抑制：培養(yǎng)的癌細(xì)胞失去了正常細(xì)胞的

26、接觸抑制特性。細(xì)胞表面的粘著性降低、易于移動(dòng)，并出現(xiàn)癌細(xì)胞特異性抗原。膜的變化是因?yàn)橛刑厥獾牡鞍踪|(zhì)或糖蛋白或糖脂的糖鏈缺陷，即短縮； 腫瘤細(xì)胞表面糖脂改變：糖鏈短缺不全，出現(xiàn)一些簡(jiǎn)單的前體糖鞘脂，而高級(jí)的神經(jīng)節(jié)苷脂缺失；細(xì)胞表面的糖基轉(zhuǎn)移酶活性降低或糖基水解酶活性升高，使細(xì)胞表面的糖鏈不能延伸接觸，粘著力下降，失去接觸抑制，導(dǎo)致癌細(xì)胞浸潤(rùn)轉(zhuǎn)移。,29,六、惡性腫瘤,2．膜脂質(zhì)過(guò)氧化：脂質(zhì)過(guò)氧化物可與蛋白交叉連接，并可影響細(xì)胞膜和

27、有絲分裂； 活性氧主要影響促癌階段； 過(guò)量的活性氧引起脂質(zhì)過(guò)氧化，DNA氧化損傷，最終影響癌基因表達(dá)； 許多促癌物可引起脂質(zhì)過(guò)氧化，氧自由基損傷引起腫瘤細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能改變； 過(guò)量的氧自由基在促發(fā)和維持腫瘤的生長(zhǎng)中可能起作用。而抑制脂質(zhì)過(guò)氧化的抗氧化劑又表現(xiàn)出抗促癌活性。,30,六、惡性腫瘤,3．膜流動(dòng)性的改變：腫瘤細(xì)胞膜流動(dòng)性有如下規(guī)律： 實(shí)體瘤細(xì)胞膜流動(dòng)性較正常細(xì)胞的流動(dòng)性低； 腹水瘤、白血病

28、等細(xì)胞膜的流動(dòng)性較正常細(xì)胞的流動(dòng)性高？有人認(rèn)為腫瘤細(xì)胞膜保持了較多的不飽和脂肪酸水平，因此膜流動(dòng)性加強(qiáng)。也可能與瘤細(xì)胞膜成分的改變、特別是膽固醇的含量和比值有關(guān)； 某些藥物如維甲酸等可使細(xì)胞膜流動(dòng)性改變，影響細(xì)胞膜上蛋白的位置，導(dǎo)致細(xì)胞膜上抗原決定簇的暴露或掩蓋，從而引起細(xì)胞免疫原性的改變。腫瘤細(xì)胞免疫原性的增強(qiáng)可誘發(fā)機(jī)體的抗腫瘤免疫反應(yīng)，使腫瘤轉(zhuǎn)移能力降低。,31,六、惡性腫瘤,4．細(xì)胞外骨架的異常：與腫瘤細(xì)胞浸潤(rùn)和轉(zhuǎn)移有關(guān)

29、 腫瘤細(xì)胞表面纖維連接蛋白(Fn)減少或分布改變。 浸潤(rùn)性癌細(xì)胞表面、瘤塊周?chē)盎ぶ芯狈n。 這是由于合成減少、降解加速，導(dǎo)致與細(xì)胞結(jié)合發(fā)生缺陷。因此，細(xì)胞表面Fn或其受體的缺乏可能與腫瘤細(xì)胞間粘附能力降低而易脫落有關(guān)。,32,六、惡性腫瘤,5．內(nèi)源凝集素 腫瘤細(xì)胞表面有與半乳糖特異結(jié)合的凝集素，與細(xì)胞惡化、腫瘤轉(zhuǎn)移有密切關(guān)系； 細(xì)胞表面凝集素介導(dǎo)細(xì)胞間的粘附，使腫瘤細(xì)胞結(jié)合于鄰近細(xì)胞膜的含糖成分；

30、 自纖維肉瘤提取的兩種內(nèi)源凝集素L-14.5和L-34的總量隨著惡性程度增加而逐漸增高，說(shuō)明細(xì)胞表面凝集素在惡性表型表達(dá)中起作用 ； 凝集素單抗mAb5D7能抑制癌細(xì)胞表面凝集素活性，影響體外培養(yǎng)瘤細(xì)胞的集落形成，使機(jī)體肺部腫瘤細(xì)胞集落形成減少。,33,六、惡性腫瘤,6．癌瘤細(xì)胞表面糖蛋白的改變 無(wú)論體內(nèi)自發(fā)癌變或體外誘導(dǎo)轉(zhuǎn)化的惡性細(xì)胞，其表面糖鏈結(jié)構(gòu)均有顯著改變； 某些糖鏈唾液酸化程度較高，其生物學(xué)效應(yīng)： (

31、1)減低腫瘤特異的免疫原性，因此，能降低機(jī)體的抗腫瘤免疫反應(yīng)，使腫 瘤轉(zhuǎn)移能力增加； (2)遮蓋凝集素配體的識(shí)別位點(diǎn)，逃避宿主的天然免疫機(jī)制； (3)唾液酸基團(tuán)在生理pH下解離成負(fù)離子，腫瘤細(xì)胞間同種電荷的排 斥力使其易從腫瘤塊上脫落； (4)某些腫瘤細(xì)胞的侵襲、轉(zhuǎn)移潛能與糖鏈的唾液酸化程度相符合。,34,六、惡性腫瘤,7．腫瘤耐藥性與泵糖蛋白 化療失敗的重要原因之一是腫瘤產(chǎn)生耐藥性，常常是同一

32、腫瘤對(duì)若干在分子結(jié)構(gòu)及作用機(jī)制上不同的化療藥物同時(shí)產(chǎn)生抵抗，即多藥耐受性(MDR)。 泵糖蛋白(pumpglycoprotein，P-GP) ：P-GP是將藥物從細(xì)胞內(nèi)泵出的膜蛋白，由1280個(gè)氨基酸殘基組成的肽鏈。肽鏈的兩端游離于胞質(zhì)中，各有一個(gè)ATP結(jié)合部位及藥物結(jié)合部位，借以將藥物泵出胞外并消耗ATP。且本身具有ATP酶活性，它能利用ATP水解釋放的能量，將大量結(jié)構(gòu)不相關(guān)的藥物跨膜移到胞外，使胞內(nèi)藥物濃度減少； 另

33、外，泵糖蛋白還能特異地抑制半胱氨酸、天冬氨酸酶依賴(lài)的腫瘤細(xì)胞的凋亡。 已發(fā)現(xiàn)一些化合物可抑制P-GP的功能使產(chǎn)生MDR的腫瘤細(xì)胞重新對(duì)化療藥物敏感，即化學(xué)致敏劑(che—mosensitizer) 。,35,七、肌肉疾病,1．線粒體肌病： 是肌肉的特異病變，特點(diǎn)是張力低下、體力活動(dòng)失去耐力和肌無(wú)力；是直接原發(fā)于DNA缺陷或經(jīng)其它因素介導(dǎo)的生化缺陷，包括呼吸鏈缺陷、底物的轉(zhuǎn)運(yùn)、利用缺陷和能量貯存系統(tǒng)缺陷；已證明肌纖維膜

34、上細(xì)胞色素氧化酶是存在的，但處于無(wú)活性狀態(tài)。,36,七、肌肉疾病,2．肌營(yíng)養(yǎng)不良癥 細(xì)胞膜部分缺損，伴有該處向內(nèi)凹陷的圓形或三角形壞死病灶。細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)異?？赡苁荂a2+在細(xì)胞內(nèi)蓄積：患者肌漿網(wǎng)膜對(duì)Ca2+的攝取能力下降、速度減慢。而Ca2+在肌纖維內(nèi)的沉積顯著和K+外流增強(qiáng)，皆說(shuō)明細(xì)胞膜通透性的異常；電鏡觀察到膜蛋白顆粒顯著減少；肌漿網(wǎng)膜的Mg2+-ATP酶活性下降，但NADH(NADPH)-細(xì)胞色素C還原酶活性增高；

35、腺苷環(huán)化酶對(duì)腎上腺素或氟化鈉(NaF)的敏感性喪失，此酶的變化可見(jiàn)于病人的肌纖維膜，肝細(xì)胞膜和紅細(xì)胞膜。病人骨骼肌中磷脂含量下降和膽固醇含量增加，質(zhì)膜流動(dòng)性比正常低。,37,七、肌肉疾病,3．肌強(qiáng)直綜合征 病因是肌細(xì)胞膜的異常。肌細(xì)胞膜對(duì)K+通透性高、對(duì)Cl-通透性低。病人紅細(xì)胞膜Na+-K+交換反應(yīng)異常、膜蛋白激酶活性降低，膜流動(dòng)性增大；周期性四肢麻痹伴有低鉀血癥可能也是膜系統(tǒng)的異常。,38,八、特殊生物膜的障礙,1．腎炎時(shí)

36、基底膜的變化： 腎炎時(shí)：基底膜膠原蛋白的不溶部分發(fā)生改變，氨基葡萄糖及膽固醇含量增加，半乳糖及氨基半乳糖減少； 糖尿病性腎?。夯啄さ牧u脯氨酸增加、羥賴(lài)氨酸及二糖增加，伴有胱氨酸及唾液酸的減少； 人類(lèi)膜性增殖性腎炎：基底膜的脯氨酸、羥脯氨酸及甘氨酸增加； 當(dāng)基底膜有病變，篩選效應(yīng)失常，首先漏出的是白蛋白，病變發(fā)展則大分子也可漏出； 2．刷狀緣膜異常： 刷狀緣由一種特殊的柱狀上皮細(xì)胞構(gòu)成，它存在于小腸及腎

37、近曲小管，主要功能是吸收，當(dāng)其結(jié)構(gòu)及功能紊亂會(huì)造成吸收障礙；使二糖的消化吸收及單糖的轉(zhuǎn)運(yùn)障礙； 如蔗糖酶-異麥芽糖酶缺陷癥病人刷狀緣膜這兩種酶活性都低。,39,八、特殊生物膜的障礙,3．肺表面活性物質(zhì)（PS)異常：PS是Ⅱ型肺泡上皮細(xì)胞合成和分泌的脂蛋白。其中90%是脂質(zhì)，主要是磷脂；PS分布于肺的終末氣道表面，具有降低肺泡表面張力，防止呼氣末肺萎陷，維持小氣道通暢、降低氣道阻力作用； 急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)早期

38、致病因素直接或間接損傷Ⅱ型肺泡上皮細(xì)胞，干擾PS合成和代謝，導(dǎo)致PS缺乏和滅活，PS總量減少； ARDS時(shí)肺泡-毛細(xì)血管膜通透性增加，許多可溶性血漿蛋白進(jìn)入肺泡腔與PS競(jìng)爭(zhēng)肺泡表面、阻礙磷脂膜的形成。ARDS時(shí)PS缺乏或嬰兒因肺發(fā)育不成熟所致的原發(fā)性PS缺乏皆可促進(jìn)肺損傷的發(fā)生發(fā)展，而肺損傷又進(jìn)一步導(dǎo)致PS功能障礙，形成惡性循環(huán)； 正在研究應(yīng)用外源性PS治療ARDS，效果不一致。,40,第二部分 細(xì)胞損傷與保護(hù)

39、,細(xì)胞的狀態(tài) 正常活動(dòng) 適應(yīng)（adaptation） 損傷（injury） 死亡（death） 在復(fù)雜多變的環(huán)境中，體內(nèi)外有多種因素可以影響細(xì)胞的正?；顒?dòng)； 細(xì)胞與環(huán)境之間不斷地交換信息，隨時(shí)對(duì)環(huán)境的變化做出調(diào)整，以維持正常功能的穩(wěn)定，這一過(guò)程稱(chēng)為適

40、應(yīng)； 損傷意味著受到剌激的細(xì)胞在應(yīng)激環(huán)境中已不再能維持其正常的功能活動(dòng)，細(xì)胞本身由一個(gè)適應(yīng)性細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)損傷性細(xì)胞。,,41,細(xì)胞死亡,細(xì)胞死亡，是指細(xì)胞生命的結(jié)束，是細(xì)胞功能被破壞的不可逆狀態(tài)，細(xì)胞死亡有兩種不同的形式：細(xì)胞壞死和細(xì)胞凋亡；細(xì)胞在應(yīng)激環(huán)境中，是產(chǎn)生適應(yīng)性反應(yīng)，還是出現(xiàn)可逆性或不可逆性損傷，取決于應(yīng)激原的性質(zhì)和作用強(qiáng)度以及細(xì)胞的種類(lèi)；凡是能引起應(yīng)激反應(yīng)的各種因素都可成為應(yīng)激原（stressor）（如環(huán)境

41、因素、機(jī)體的內(nèi)在因素等）；例如，神經(jīng)細(xì)胞由于需氧量大而儲(chǔ)氧量小，對(duì)缺氧最為敏感。當(dāng)缺氧嚴(yán)重到一定的程度，會(huì)引起各種細(xì)胞相繼損傷和死亡；細(xì)胞具有自我修復(fù)和再生的能力，可以防止損傷進(jìn)一步加重和細(xì)胞死亡。,42,第一節(jié) 細(xì)胞損傷第二節(jié) 細(xì)胞保護(hù),43,細(xì)胞損傷(休克時(shí)細(xì)胞的損傷),44,第一節(jié) 細(xì)胞損傷,（一）缺氧 缺氧導(dǎo)致細(xì)胞代謝紊亂和功能異常，使細(xì)胞腫脹、破裂，甚至細(xì)胞死亡。由于膜通透性的改變，胞質(zhì)中的許多酶可彌散到

42、血液中，如心肌梗死時(shí)，血清磷酸肌酸激酶增加。缺氧對(duì)細(xì)胞的損傷取決于缺氧的時(shí)間和程度以及細(xì)胞對(duì)缺氧的耐受性。（二）物理性因素 如機(jī)械力、溫度、電離輻射等均可引起細(xì)胞損傷。電離幅射可使膜形成脂質(zhì)過(guò)氧化物而改變膜的脂類(lèi)成分，還能增加膜的通透性。溫度變化影響膜的結(jié)構(gòu)和功能。當(dāng)溫度超過(guò)49℃時(shí)，紅細(xì)胞膜蛋白質(zhì)變性，使膜彈性及變形降低，紅細(xì)胞易被破壞。,一、細(xì)胞損傷的原因,45,（三）化學(xué)性因素 包括化學(xué)物質(zhì)和化學(xué)藥物，

43、它們既可以直接損傷細(xì)胞膜，也可以被攝入細(xì)胞，干擾細(xì)胞的代謝過(guò)程； 如四氯化碳（CCl4）中毒是膜損傷的典型實(shí)例。CCl4進(jìn)入體內(nèi)后經(jīng)肝臟細(xì)胞色素P450代謝為三氯甲基自由基，造成膜廣泛過(guò)氧化，導(dǎo)致細(xì)胞功能異常?？梢怨舾闻K大分子，主要引起中央靜脈周?chē)渭?xì)胞壞死，長(zhǎng)期反復(fù)給予后，可導(dǎo)致肝臟內(nèi)纖維組織增生，最后產(chǎn)生小結(jié)節(jié)性肝硬化，少數(shù)也可出現(xiàn)大結(jié)節(jié)性肝硬化。用CCl4造成大鼠慢性肝損傷的病理過(guò)程與人類(lèi)慢性肝炎向肝纖維化、肝硬化

44、發(fā)展的病理過(guò)程相類(lèi)似。,一、細(xì)胞損傷的原因,46,（四）生物性因素 如細(xì)菌、病毒、霉菌、寄生蟲(chóng)等以多種方式損傷細(xì)胞，這取決于病原體的種類(lèi)和人體的防御功能； 如感染乙肝病毒后，可造成肝細(xì)胞膜的嚴(yán)重受損，使膜的穩(wěn)定性遭到破壞，并引起細(xì)胞內(nèi)某些酶的釋放，損傷細(xì)胞。 又如艾滋病病毒（HIV）包膜的糖蛋白插入細(xì)胞膜，可增加細(xì)胞膜的通透性，造成正常離子屏障的損傷； （五）遺傳性因素 如肌營(yíng)養(yǎng)不良、家族

45、性高膽固醇血癥、氨基酸尿癥等，這些遺傳病可引起細(xì)胞損傷，使膜的結(jié)構(gòu)和形狀及其受體等發(fā)生改變； （六）免疫性因素 免疫反應(yīng)異常，如對(duì)外源性抗原的超敏反應(yīng)、自身免疫反應(yīng)和免疫缺陷等都是導(dǎo)致細(xì)胞損傷的常見(jiàn)原因。,一、細(xì)胞損傷的原因,47,二、細(xì)胞損傷的機(jī)制,一般來(lái)說(shuō)，應(yīng)激原的剌激決定細(xì)胞產(chǎn)生適應(yīng)性反應(yīng)還是損傷性變化；損傷較輕時(shí)，細(xì)胞具有足夠的儲(chǔ)備能力完成其正常活動(dòng)而不表現(xiàn)出功能異常；損傷較重時(shí)，細(xì)胞可減弱或喪失其功能，甚至出

46、現(xiàn)水腫、脂肪變性等形態(tài)結(jié)構(gòu)的改變；應(yīng)激原的性質(zhì)和細(xì)胞種類(lèi)的不同，損傷引起的改變各異，但共同的改變是細(xì)胞能量代謝和細(xì)胞膜功能障礙。,48,（一）缺血/缺氧介導(dǎo)的細(xì)胞損傷,缺血、缺氧引起細(xì)胞能量代謝障礙的中心環(huán)節(jié)是干擾氧化磷酸化，減少ATP合成；缺氧有氧氧化受阻，ATP減少而ADP增加，導(dǎo)致磷酸果糖激酶激活，增加了糖酵解速率，但無(wú)氧酵解產(chǎn)生的ATP難以滿(mǎn)足細(xì)胞的需要，繼而對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生廣泛的影響；嚴(yán)重缺氧，線粒體調(diào)節(jié)能量代謝的主要位

47、點(diǎn)，如ATP合酶、無(wú)機(jī)磷（Pi）載體等功能異常，導(dǎo)致線粒體腫脹和溶解。ATP生成減少和不斷消耗，使AMP和Pi含量增加；糖酵解增加引起乳酸堆積；能量不足使離子轉(zhuǎn)運(yùn)失常；細(xì)胞內(nèi)溶質(zhì)積聚，膜兩側(cè)滲透壓失衡和細(xì)胞自溶是生物能量代謝障礙最普遍的嚴(yán)重后果。,1、能量生成障礙,49,（一）缺血/缺氧介導(dǎo)的細(xì)胞損傷,細(xì)胞膜功能障礙包括膜磷脂和膜蛋白的改變；① 缺血、缺氧，能量不足使細(xì)胞膜上的Na+-K+-ATP酶功能抑制，Na+主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)出細(xì)胞

48、減少，胞漿Na+濃度增加，細(xì)胞外水內(nèi)流，細(xì)胞腫脹。細(xì)胞器對(duì)水的吸收增加可引起線粒體腫脹、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)擴(kuò)張等變化，進(jìn)一步影響其功能；② 細(xì)胞水腫是對(duì)能量代謝異常的最初反應(yīng)，是一種可逆性損傷。如果供氧和ATP合成恢復(fù)，細(xì)胞可恢復(fù)正常。如果損傷性剌激持續(xù)存在，細(xì)胞膜損傷加重，膜完整性喪失、物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)障礙、跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)異常，進(jìn)而導(dǎo)致鈣超載、線粒體損傷和溶酶體破裂等，甚至細(xì)胞死亡。,2、細(xì)胞膜功能障礙,50,（一）缺血/缺氧介導(dǎo)的細(xì)胞損傷,③細(xì)胞內(nèi)鈣

49、聚積可激活磷脂酶催化膜磷脂降解。鈣可激活蛋白酶，破壞細(xì)胞骨架蛋白，而骨架蛋白異常又可加重膜損傷；ATP不足抑制細(xì)胞合成新的磷脂蛋白；④細(xì)胞內(nèi)堆積的代謝產(chǎn)物也可破壞已損傷的膜結(jié)構(gòu)。細(xì)胞內(nèi)pH降低和水腫導(dǎo)致溶酶體破裂，水解酶釋放入胞漿，細(xì)胞溶解； 因此，有學(xué)者提出細(xì)胞膜的嚴(yán)重?fù)p傷是不可逆細(xì)胞損傷的關(guān)鍵。,2、細(xì)胞膜功能障礙,51,（一）缺血/缺氧介導(dǎo)的細(xì)胞損傷,可逆性細(xì)胞損傷通常累及細(xì)胞膜和細(xì)胞漿，細(xì)胞核在形態(tài)上能維持完整性，

50、但對(duì)基因表達(dá)的調(diào)控已出現(xiàn)變化；缺氧可誘導(dǎo)調(diào)節(jié)糖酵解的酶，如磷酸丙糖脫氫酶表達(dá)增加；誘導(dǎo)熱休克蛋白的表達(dá)；促進(jìn)細(xì)胞因子、生長(zhǎng)因子和炎性蛋白等的表達(dá)。缺氧還可激活某些對(duì)氧化反應(yīng)敏感的轉(zhuǎn)錄因子，如NF-κB等。,3、基因表達(dá)的改變,52,（二）自由基介導(dǎo)的細(xì)胞損傷,1、概念與類(lèi)型 自由基（free radical）：是在外層電子軌道上含有單個(gè)不配對(duì)電子的原子、原子團(tuán)和分子的總稱(chēng)。,53,,1O2和H2O2,脂質(zhì)氧自由基：LO

51、3;、LOO·,NO,非脂質(zhì)氧自由基,,,氧自由基,非自由基物質(zhì),,,,活性氧,,,,,活性氧：是指一類(lèi)由氧形成的、化學(xué)性質(zhì)較 基態(tài)氧活潑的含氧代謝物質(zhì)。,54,2、自由基的代謝,,,,55,3、氧自由基生成增多的機(jī)制,,黃嘌呤氧化酶形成增多中性粒細(xì)胞:呼吸爆發(fā)線粒體功能受損,,56,XO形成增多,,,缺血期,再灌注期,57,中性粒細(xì)胞: 呼吸爆發(fā)（氧爆發(fā)）：再灌注期組織重新獲得O2供應(yīng)，激活的中性粒細(xì)胞耗氧量顯著

52、增加，產(chǎn)生大量氧自由基，稱(chēng)呼吸爆發(fā)。,3、氧自由基生成增多的機(jī)制,58,3、氧自由基生成增多的機(jī)制,線粒體功能受損: 缺血缺氧使ATP減少，Ca2+經(jīng)鈣泵攝入肌漿網(wǎng)減少，進(jìn)入線粒體增多，使線粒體功能受損，細(xì)胞色素氧化酶系統(tǒng)功能失調(diào)，以致進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的氧，經(jīng)4價(jià)還原形成水減少，經(jīng)單電子還原形成的氧自由基增多。,59,1. 生物膜脂質(zhì)過(guò)氧化增強(qiáng)（破壞細(xì)胞膜性結(jié)構(gòu)） ① 破壞膜的正常結(jié)構(gòu)：膜的液態(tài)性、流動(dòng)性降低，通透性增加，細(xì)胞

53、 外Ca2+內(nèi)流增加； ② 間接抑制膜蛋白功能：使膜脂質(zhì)之間形成交聯(lián)和聚合，使離子泵失靈 和細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)功能障礙； ③ 促進(jìn)自由基和其他生物活性物質(zhì)生成：激活磷脂酶C、磷脂酶D，分解膜磷脂，催化花生四烯酸代謝反應(yīng)，在增加自由基生成和脂質(zhì)過(guò)氧化的同時(shí)，形成多種生物活性物質(zhì)，如前列腺素、血栓素、白三烯等，促進(jìn)損傷； ④ 線粒體功能受損——ATP生成減少。,自由基的損傷作用,60,自由基的損傷作用

54、,2. 抑制蛋白質(zhì)的功能：自由基可引起蛋白質(zhì)分子肽鏈斷裂，使氨基酸殘基氧化。脂質(zhì)過(guò)氧化物可造成蛋白質(zhì)（包括酶）的變性和功能喪失。 例如，NO是一種氣體自由基，大量的NO和氧競(jìng)爭(zhēng)與線粒體內(nèi)膜的細(xì)胞色素氧化酶系統(tǒng)中的血紅素結(jié)合位點(diǎn)相結(jié)合，從而抑制酶活性，阻斷電子傳遞和氧化磷酸化。此時(shí)，線粒體損傷是可逆的。隨著損傷的加重，NO與因電子傳遞受阻產(chǎn)生的超氧陰離子形成更強(qiáng)的超氧亞硝酸鹽陰離子（ONOO-），

55、后者抑制NADH脫氫酶和細(xì)胞色素還原酶系統(tǒng)的功能，并造成線粒體膜脂質(zhì)過(guò)氧化，引起線粒體不可逆性損傷。3. 破壞核酸及染色體：自由基可以引起DNA氧化，造成堿基片段缺失、基因突變等。損傷的DNA不能修復(fù)或錯(cuò)誤修復(fù)是導(dǎo)致腫瘤發(fā)生的重要原因。自由基還可以通過(guò)激活轉(zhuǎn)錄因子NF-κB等，促進(jìn)細(xì)胞因子的表達(dá)，進(jìn)而加速細(xì)胞損傷，甚至引起細(xì)胞凋亡或死亡。,61,（三）鈣介導(dǎo)的細(xì)胞損傷,正常情況下，細(xì)胞外液游離鈣約1~2mmol/L；而胞漿游離鈣

56、約0.1~0.2μmol/L，兩者相差5千~1萬(wàn)倍；鈣超載（calcium overload）：各種原因引起的細(xì)胞內(nèi)鈣含量異常增多并導(dǎo)致細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能代謝障礙的現(xiàn)象稱(chēng)為鈣超載。,62,1、細(xì)胞內(nèi)鈣超載的機(jī)制,（1） Na+/Ca2+交換異常： 生理?xiàng)l件下，Na+/Ca2+交換蛋白以正向轉(zhuǎn)運(yùn)的方式使細(xì)胞外Na+進(jìn)入細(xì)胞，胞漿Ca2+運(yùn)出細(xì)胞，（交換比例為3 個(gè)Na+交換1個(gè)Ca2+）。 缺血-再灌注損傷時(shí)，Na+/

57、Ca2+交換蛋白激活后反向轉(zhuǎn)運(yùn)增強(qiáng)，加速Na+向細(xì)胞外轉(zhuǎn)運(yùn)，大量Ca2+進(jìn)入細(xì)胞。 Na+/Ca2+交換蛋白何時(shí)由正向轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)為反向轉(zhuǎn)運(yùn)？ 由于Na+/Ca2+交換蛋白的激活。,63,（1） Na+/Ca2+交換異常：,①　細(xì)胞內(nèi)高Na+對(duì)Na+/Ca2+交換蛋白的直接激活： 缺血，ATP含量減少和細(xì)胞內(nèi)酸中毒，可導(dǎo)致鈉泵活性降低，細(xì)胞內(nèi)Na+含量明顯增加； 再灌注時(shí)缺血細(xì)胞重新獲得氧及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供應(yīng)，細(xì)

58、胞內(nèi)高Na+除激活鈉泵外，還迅速激活Na+/Ca2+交換蛋白，以反向轉(zhuǎn)運(yùn)的方式加速Na+向細(xì)胞外轉(zhuǎn)運(yùn)，同時(shí)將大量Ca2+運(yùn)入胞漿，病理性細(xì)胞內(nèi)Ca2+增加引起細(xì)胞損傷。,64,（1）Na+/Ca2+交換異常：,②細(xì)胞內(nèi)高H+對(duì)Na+/Ca2+交換蛋白的間接激活：缺血期，由于無(wú)氧代謝使H+生成增多，組織間液和細(xì)胞內(nèi)H+明顯增多。再灌注，使組織間液H+濃度明顯下降，而細(xì)胞內(nèi)H+仍然很高，形成跨膜H+濃度梯度。細(xì)胞膜兩側(cè)H+濃度差可激

59、活Na+/H+交換蛋白，促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)H+排出，而使細(xì)胞外Na+內(nèi)流。細(xì)胞內(nèi)高Na+可繼發(fā)性激活Na+/Ca2+交換蛋白，促進(jìn)Ca2+內(nèi)流，加重細(xì)胞鈣超載。,65,（1）Na+/Ca2+交換異常：,③ 蛋白激酶C（PKC）活化對(duì)Na+/Ca2+交換蛋白的間接激活：,66,1、細(xì)胞內(nèi)鈣超載機(jī)制,（2）生物膜損傷：① 細(xì)胞膜損傷：缺血時(shí)，細(xì)胞膜損傷，Ca2+的通透性增加；Ca2+增加可激活磷脂酶，促進(jìn)膜磷脂降解，增加膜通透性。缺血再灌注

60、時(shí)生成大量的自由基，使細(xì)胞膜脂質(zhì)過(guò)氧化，加重膜結(jié)構(gòu)的破壞；②線粒體及肌漿網(wǎng)膜損傷： 缺血再灌注時(shí)，產(chǎn)生的自由基使線粒體腫脹，氧化磷酸化功能受損，ATP減少，鈣泵功能障礙，使細(xì)胞漿中游離鈣增加，促進(jìn)鈣超載。,67,2、鈣超載損傷細(xì)胞的機(jī)制,（1）激活磷脂酶：磷脂酶（phospholipase,PL）有多種亞型，如PLA、PLC和PLD等，廣泛分布于細(xì)胞膜上，其中PLA2是鈣依賴(lài)性的。Ca2+升高激活PLA2，后者大量分解膜磷脂，破壞

61、膜完整性；而產(chǎn)生的花生四烯酸等代謝產(chǎn)物又可進(jìn)一步損傷細(xì)胞；（2）激活蛋白酶：Ca2+升高可激活鈣依賴(lài)性蛋白酶，產(chǎn)生多種損傷作用。例如，促進(jìn)黃嘌呤脫氫酶轉(zhuǎn)化為黃嘌呤氧化酶，加速自由基生成；激活蛋白水解酶，促進(jìn)蛋白質(zhì)分解；（3）破壞細(xì)胞骨架：鈣在維持細(xì)胞骨架的完整性中起重要作用。胞漿鈣濃度升高可使肌動(dòng)蛋白絲與α-肌動(dòng)蛋白（α-actinin）分離，誘導(dǎo)細(xì)胞骨架改變，從而損傷細(xì)胞的形態(tài)與功能。,68,2、鈣超載損傷細(xì)胞的機(jī)制,（4）抑

62、制心肌收縮功能：胞漿鈣濃度升高可阻礙Ca2+與肌鈣蛋白解離，延緩心肌舒張，進(jìn)而抑制心肌收縮力。細(xì)胞內(nèi)外鈣分布異常還與其他電解質(zhì)紊亂一起干擾心肌膜電位，導(dǎo)致心律失常；（5）抑制線粒體功能：線粒體內(nèi)鈣升高，鈣離子可與磷酸根結(jié)合成不溶性磷酸鹽沉積于線粒體內(nèi)膜，干擾氧化磷酸化，進(jìn)一步減少ATP生成；（6）激活核酸內(nèi)切酶：鈣離子升高可以激活核酸內(nèi)切酶，水解DNA，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。,69,第二節(jié) 細(xì)胞保護(hù),20世紀(jì)70年代末發(fā)現(xiàn)，預(yù)先應(yīng)用前列

63、腺素可以明顯減輕或防止多種剌激造成的急性胃粘膜壞死，而且前列腺素的抗損傷作用不是通過(guò)抑制胃酸分泌，從而提出前列腺素具有細(xì)胞保護(hù)作用； 目前，細(xì)胞保護(hù)的概念主要用于描述一類(lèi)通過(guò)內(nèi)源性或外源性機(jī)制增加細(xì)胞抗損傷的能力，而不是通過(guò)改變有害刺激強(qiáng)度來(lái)減弱或消除細(xì)胞損傷的現(xiàn)象。,70,一、細(xì)胞保護(hù)的分類(lèi),（一）適應(yīng)性細(xì)胞保護(hù)（adaptive cytoprotection）（二）直接細(xì)胞保護(hù)（direct cytoprotection）

64、實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，采用弱刺激作用于細(xì)胞，減輕或消除隨后而來(lái)的強(qiáng)的有害刺激引起的細(xì)胞損傷的現(xiàn)象被稱(chēng)為適應(yīng)性細(xì)胞保護(hù)；適應(yīng)性細(xì)胞保護(hù)的機(jī)制：是采用弱刺激激活了細(xì)胞內(nèi)部的自我保護(hù)機(jī)制，產(chǎn)生內(nèi)源性細(xì)胞保護(hù)因子或調(diào)節(jié)物質(zhì)，從而使細(xì)胞對(duì)隨后而來(lái)的有害刺激具有更強(qiáng)的抵抗能力。受到一種弱刺激的細(xì)胞不但可以增強(qiáng)對(duì)同一因素的強(qiáng)刺激的抵抗力，產(chǎn)生同源細(xì)胞保護(hù)，而且對(duì)其他有害刺激的抵抗力也有不同程度的增強(qiáng)，產(chǎn)生交叉細(xì)胞保護(hù)；例如，20%乙醇不但可增強(qiáng)胃粘膜

65、細(xì)胞對(duì)無(wú)水乙醇的抵抗力，而且可以增強(qiáng)其對(duì)高濃度鹽酸的抵抗力。,71,（二）直接細(xì)胞保護(hù),主要指應(yīng)用外源性細(xì)胞保護(hù)劑直接增強(qiáng)細(xì)胞的抗損傷能力。例如，預(yù)先口服或注射前列腺素防止多種有害刺激對(duì)胃粘膜的損傷。,72,二、細(xì)胞保護(hù)的機(jī)制,細(xì)胞保護(hù)實(shí)質(zhì)上是通過(guò)動(dòng)員各種機(jī)制加強(qiáng)細(xì)胞的自我保護(hù)能力。 （一）心肌保護(hù)（cardioprotection）心肌缺血是造成心肌細(xì)胞代謝和功能紊亂甚至細(xì)胞壞死的最常見(jiàn)原因；1986年Murry等發(fā)現(xiàn)5分鐘

66、缺血/5分鐘再灌注，重復(fù)4次，能使持續(xù)缺血40分鐘引起的狗心肌梗死面積明顯減少，將這種短暫缺血使心肌對(duì)隨后較長(zhǎng)時(shí)間缺血的耐受力明顯增強(qiáng)的現(xiàn)象稱(chēng)為缺血預(yù)處理；研究表明，除短暫缺血外，短暫缺氧預(yù)處理、小劑量藥物（去甲腎上腺素等）或毒物（內(nèi)毒素等）預(yù)處理均能增強(qiáng)心肌抗損傷的能力。預(yù)處理的心肌保護(hù)作用，主要表現(xiàn)在縮小心肌梗死范圍、減輕心律失常和改善收縮功能。,73,心肌保護(hù)作用的兩個(gè)時(shí)相：,1、早期保護(hù)時(shí)相（early phase of p

67、rotection）又稱(chēng)經(jīng)典預(yù)處理，指細(xì)胞在預(yù)處理后其抗損傷的能力立即明顯增強(qiáng)，約可持續(xù)1~3小時(shí)。（1）早期保護(hù)作用的啟動(dòng)劑：多種神經(jīng)內(nèi)分泌、旁分泌和自分泌因子被認(rèn)為是預(yù)處理早期保護(hù)作用的啟動(dòng)劑。例如，腺苷、去甲腎上腺素、緩激肽、血管緊張素Ⅱ、內(nèi)皮素等。代謝性因素和自由基也可能參加細(xì)胞保護(hù)的調(diào)節(jié)；① 腺苷：腺苷是ATP分解的代謝產(chǎn)物，心肌缺血時(shí)腺苷生成增多并釋放入組織間隙。 實(shí)驗(yàn)表明：應(yīng)用外源性腺苷或腺苷受體激動(dòng)劑能

68、模擬或增強(qiáng)預(yù)處理的保護(hù)作用；預(yù)先應(yīng)用腺苷受體阻斷劑則能消除預(yù)處理對(duì)心肌的保護(hù)； 結(jié)果提示：預(yù)處理時(shí)腺苷含量升高是啟動(dòng)預(yù)處理保護(hù)機(jī)制的基本因素； 腺苷受體至少有4種亞型，參與預(yù)處理保護(hù)作用的是A1和A3受體亞型，它們均與Gi蛋白偶聯(lián)，進(jìn)一步激活細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)。應(yīng)用Gi抑制劑百日咳毒素可以消除預(yù)處理對(duì)家兔心肌的保護(hù)作用。,74,1、早期保護(hù)時(shí)相,② 自由基：大量自由基生成是造成缺血-再灌注損傷的重要介質(zhì)，但在短暫