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一、體內(nèi)各種主要臟器對無氧缺血的耐受力
正常體溫時，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）。心臟搏動的恢復(fù)性很大，腦功能也不會受到永久性損傷。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。如心臟搏動未恢復(fù)，組織灌流量亦未能增加，ATP就會耗竭，正常細(xì)胞的內(nèi)在環(huán)境穩(wěn)定性即被嚴(yán)重破壞。此時如再加大組織灌流，反而會促使組織細(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)者已在實驗動物中取得防止再灌流損傷的作用。這是當(dāng)前復(fù)蘇學(xué)的一項重點研究課題。
三、鈣離子在無氧缺血時細(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。它的兩個主要作用是：
（一）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)；同時因為在交界區(qū)的延緩，就有足夠時間讓心室充盈得較滿意。
（二）形成電和機械耦聯(lián) 結(jié)合肌動蛋白和肌凝蛋白，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)儲存庫（肌漿網(wǎng)）釋出儲存的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6-2 Ca2+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，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的破壞作用
氧是代謝作用必不可缺的因素。正常時，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價還原。在還原時，有1%～2%的氧分子逸出，進(jìn)行單價還原，它具有高度反應(yīng)作用的活性。因為單價還原的氧分子最外圈只含有一個離子，成為氧游離基，包括過氧化游離基（O）和氫氧游離基（）均屬極強的氧化或（和）還原物質(zhì)。如果過多地存在，就會威脅細(xì)胞的完整性。正常時，由過氧歧化酶（superoxide dismutases,SODs）阻止這些游離基的過強作用。無氧缺血時，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)。
五、鐵離子在組織無氧缺血時的破壞作用
上面提到缺血組織中，過氧化游離基含量過多，通過它的促發(fā)作用，引起鐵離子催化的Haber-Weiss反應(yīng)，產(chǎn)生反應(yīng)力極強的氫氧基。
線粒體中細(xì)胞色素，鐵蛋白（Ferritin）以及其他含鐵酶可以釋放足夠的游離的離子鐵進(jìn)行催化作用。結(jié)果摧毀了細(xì)胞膜。而鐵螯合劑——去鐵胺（deferoxamine）可以起到保護(hù)作用。在實驗動物中，證實用去鐵胺（50mg/kg體重，靜脈注射）于心臟驟停（用注射冷1%氯化鉀使之驟停）的大鼠進(jìn)行復(fù)蘇時5min內(nèi)使用，可以獲得100%的存活率。
六、腦復(fù)蘇的重要性
近來對於心臟驟停后，神經(jīng)系統(tǒng)受損的嚴(yán)重性和正確的治療方法已越來越引起臨床家的關(guān)注。一項臨床統(tǒng)計值得重視：經(jīng)“復(fù)蘇存活”而住院的病人，最終死亡，其中由于明顯的神經(jīng)系統(tǒng)損傷者占59%，因嚴(yán)重心力衰竭者占31%。這些病人的組織損傷可以認(rèn)為都是在再灌流以后加重的。有的學(xué)者稱之為“復(fù)蘇后綜合征”，大致可以分為三期：
（一）充血期 這是最初很短暫的時期，灌流可以超過正常時期，但是分布不均勻。目前尚不清楚這些增加了的血流是否確切灌注了微循環(huán)。
（二）低灌流期（或稱“無再灌流期”） 經(jīng)過充血15～30min后，開始發(fā)生細(xì)胞水腫，同時出現(xiàn)血凝塊，紅細(xì)胞凝集，血流成泥流狀，血小板聚集。此外，還可能存在顱壓增高、腦血管收縮、毛細(xì)血管周圍紅細(xì)胞腫脹等。最終發(fā)生腦血管痙攣，此時腦血流顯著淤滯。這一低灌流現(xiàn)象在腦組織各部的嚴(yán)重程度并不一致，一般可持續(xù)18～24h?，F(xiàn)在已經(jīng)引起了臨床家和研究人員的嚴(yán)重關(guān)注，試圖改善這些異?，F(xiàn)象，即在生命搶救方案中，增加適當(dāng)防護(hù)措施，或在復(fù)蘇術(shù)取得初步成功后，對這類病人加以特殊的強化監(jiān)護(hù)治療。但是到目前為止，還沒有肯定的有效治療方法。
（三）后期 低灌流期以后，經(jīng)過救治，腦組織可能部分恢復(fù)功能，并逐漸完全恢復(fù)（這與搶救時機及所采取的措施有密切關(guān)系）；或持續(xù)性低灌流，導(dǎo)致長時間或永久性昏迷；或發(fā)展至腦死亡。
腦復(fù)蘇后綜合征全過程中的病理生理變化到目前為止和其他臟器在復(fù)蘇過程中的病理生理變化一樣，所取得的都是零碎的、片斷的資料，還缺乏對它們的充分認(rèn)識，亦尚未形成成套完整的理論體系。很多未知數(shù)尚待深入研究以求得明確的答案。有些情況是明了的。腦組織在人體器官中是最易受缺血傷害的。這是由于它的高代謝率、高氧耗量和對高血流量的要求。整個腦組織重量只占體重的2%，但靜息時，它要求的氧占人體總攝取量的20%，要求的血流占心排出量的15%。心臟驟停后引起的無氧性缺血，腦組織中的ATP含量即減少90%。因此心搏停止后最早出現(xiàn)的癥狀之一是深昏迷?；A(chǔ)生命搶救的主要目的亦即提供腦組織最低的血流量。
雖經(jīng)實驗發(fā)現(xiàn)，心臟驟停后直至血供降至正常的30%～35%以下，大腦的神經(jīng)元突觸的傳導(dǎo)功能都可以維持。如果降至20%以下，神經(jīng)元的的生存力就受到損壞。但另有報道，如果大腦血供能維持在15%正常血供以上，并接受經(jīng)過處理的再灌流血液：加入Ca2+通道阻滯劑、Fe2+螯合劑和清除氧游離劑的SODs、抗壞血酸、維生素E等，是有可能恢復(fù)腦組織功能的，但是至今還都是實驗室的結(jié)果，還沒有肯定的臨床實踐報道。
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一、體內(nèi)各種主要臟器對無氧缺血的耐受力
正常體溫時，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）。心臟搏動的恢復(fù)性很大，腦功能也不會受到永久性損傷。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。如心臟搏動未恢復(fù)，組織灌流量亦未能增加，ATP就會耗竭，正常細(xì)胞的內(nèi)在環(huán)境穩(wěn)定性即被嚴(yán)重破壞。此時如再加大組織灌流，反而會促使組織細(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)者已在實驗動物中取得防止再灌流損傷的作用。這是當(dāng)前復(fù)蘇學(xué)的一項重點研究課題。
三、鈣離子在無氧缺血時細(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。它的兩個主要作用是：
（一）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)；同時因為在交界區(qū)的延緩，就有足夠時間讓心室充盈得較滿意。
（二）形成電和機械耦聯(lián) 結(jié)合肌動蛋白和肌凝蛋白，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)儲存庫（肌漿網(wǎng)）釋出儲存的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6-2 Ca2+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，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的破壞作用
氧是代謝作用必不可缺的因素。正常時，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價還原。在還原時，有1%～2%的氧分子逸出，進(jìn)行單價還原，它具有高度反應(yīng)作用的活性。因為單價還原的氧分子最外圈只含有一個離子，成為氧游離基，包括過氧化游離基（O
）和氫氧游離基（
）均屬極強的氧化或（和）還原物質(zhì)。如果過多地存在，就會威脅細(xì)胞的完整性。正常時，由過氧歧化酶（superoxide dismutases,SODs）阻止這些游離基的過強作用。無氧缺血時，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)。
五、鐵離子在組織無氧缺血時的破壞作用
上面提到缺血組織中，過氧化游離基含量過多，通過它的促發(fā)作用，引起鐵離子催化的Haber-Weiss反應(yīng)，產(chǎn)生反應(yīng)力極強的氫氧基。
線粒體中細(xì)胞色素，鐵蛋白（Ferritin）以及其他含鐵酶可以釋放足夠的游離的離子鐵進(jìn)行催化作用。結(jié)果摧毀了細(xì)胞膜。而鐵螯合劑——去鐵胺（deferoxamine）可以起到保護(hù)作用。在實驗動物中，證實用去鐵胺（50mg/kg體重，靜脈注射）于心臟驟停（用注射冷1%氯化鉀使之驟停）的大鼠進(jìn)行復(fù)蘇時5min內(nèi)使用，可以獲得100%的存活率。
六、腦復(fù)蘇的重要性
近來對於心臟驟停后，神經(jīng)系統(tǒng)受損的嚴(yán)重性和正確的治療方法已越來越引起臨床家的關(guān)注。一項臨床統(tǒng)計值得重視：經(jīng)“復(fù)蘇存活”而住院的病人，最終死亡，其中由于明顯的神經(jīng)系統(tǒng)損傷者占59%，因嚴(yán)重心力衰竭者占31%。這些病人的組織損傷可以認(rèn)為都是在再灌流以后加重的。有的學(xué)者稱之為“復(fù)蘇后綜合征”，大致可以分為三期：
（一）充血期 這是最初很短暫的時期，灌流可以超過正常時期，但是分布不均勻。目前尚不清楚這些增加了的血流是否確切灌注了微循環(huán)。
（二）低灌流期（或稱“無再灌流期”） 經(jīng)過充血15～30min后，開始發(fā)生細(xì)胞水腫，同時出現(xiàn)血凝塊，紅細(xì)胞凝集，血流成泥流狀，血小板聚集。此外，還可能存在顱壓增高、腦血管收縮、毛細(xì)血管周圍紅細(xì)胞腫脹等。最終發(fā)生腦血管痙攣，此時腦血流顯著淤滯。這一低灌流現(xiàn)象在腦組織各部的嚴(yán)重程度并不一致，一般可持續(xù)18～24h?，F(xiàn)在已經(jīng)引起了臨床家和研究人員的嚴(yán)重關(guān)注，試圖改善這些異?，F(xiàn)象，即在生命搶救方案中，增加適當(dāng)防護(hù)措施，或在復(fù)蘇術(shù)取得初步成功后，對這類病人加以特殊的強化監(jiān)護(hù)治療。但是到目前為止，還沒有肯定的有效治療方法。
（三）后期 低灌流期以后，經(jīng)過救治，腦組織可能部分恢復(fù)功能，并逐漸完全恢復(fù)（這與搶救時機及所采取的措施有密切關(guān)系）；或持續(xù)性低灌流，導(dǎo)致長時間或永久性昏迷；或發(fā)展至腦死亡。
腦復(fù)蘇后綜合征全過程中的病理生理變化到目前為止和其他臟器在復(fù)蘇過程中的病理生理變化一樣，所取得的都是零碎的、片斷的資料，還缺乏對它們的充分認(rèn)識，亦尚未形成成套完整的理論體系。很多未知數(shù)尚待深入研究以求得明確的答案。有些情況是明了的。腦組織在人體器官中是最易受缺血傷害的。這是由于它的高代謝率、高氧耗量和對高血流量的要求。整個腦組織重量只占體重的2%，但靜息時，它要求的氧占人體總攝取量的20%，要求的血流占心排出量的15%。心臟驟停后引起的無氧性缺血，腦組織中的ATP含量即減少90%。因此心搏停止后最早出現(xiàn)的癥狀之一是深昏迷?；A(chǔ)生命搶救的主要目的亦即提供腦組織最低的血流量。
雖經(jīng)實驗發(fā)現(xiàn)，心臟驟停后直至血供降至正常的30%～35%以下，大腦的神經(jīng)元突觸的傳導(dǎo)功能都可以維持。如果降至20%以下，神經(jīng)元的的生存力就受到損壞。但另有報道，如果大腦血供能維持在15%正常血供以上，并接受經(jīng)過處理的再灌流血液：加入Ca2+通道阻滯劑、Fe2+螯合劑和清除氧游離劑的SODs、抗壞血酸、維生素E等，是有可能恢復(fù)腦組織功能的，但是至今還都是實驗室的結(jié)果，還沒有肯定的臨床實踐報道。