Pathology · A/02
再灌流障害(再灌流傷害)
Reperfusion injury
- タグ
- Mechanism / 機序High-yield / ポイント
- 応用トピック
- 急性冠症候群下肢コンパートメント症候群の診断と治療
🧠 全体像:再灌流障害Reperfusion injury再灌流障害(Reperfusion injury)Reperfusion injury(再灌流障害)は「血流を戻せば助かる」という直感に反する現象で、虚血で抗酸化酵素antioxidant enzymes抗酸化酵素(antioxidant enzymes)antioxidant enzymes(抗酸化酵素)そのものが傷んでいるためにO₂が戻ると中和されないフリーラジカルfree radicalsフリーラジカル(free radicals)free radicals(フリーラジカル)が一気に発生し、かえって傷害を上乗せadd-on (incremental benefit)上乗せ(add-on (incremental benefit))add-on (incremental benefit)(上乗せ)してしまう——だから治療のタイミング(早期再灌流)が結果を分ける。
定義
- 再灌流障害Reperfusion injury再灌流障害(Reperfusion injury)Reperfusion injury(再灌流障害) = 以前に虚血だった組織へO₂(血流)を再び供給すると、救済されるどころか逆に壊死が促進されるという逆説的paradoxically逆説的(paradoxically)paradoxically(逆説的)な現象。
- 虚血後には血流を再開させる治療を日常的routine日常的(routine)routine(日常的)に行うため、臨床的に重要。
メカニズム
- 虚血性壊死ischemic necrosis虚血性壊死(ischemic necrosis)ischemic necrosis(虚血性壊死)により抗酸化酵素antioxidant enzymes抗酸化酵素(antioxidant enzymes)antioxidant enzymes(抗酸化酵素)(カタラーゼ、スーパーオキシドジスムターゼsuperoxide dismutaseスーパーオキシドジスムターゼ(superoxide dismutase)superoxide dismutase(スーパーオキシドジスムターゼ)、グルタチオンペルオキシダーゼglutathione peroxidaseグルタチオンペルオキシダーゼ(glutathione peroxidase)glutathione peroxidase(グルタチオンペルオキシダーゼ))が障害される。
- O₂が戻っても、傷んだこれらの酵素はフリーラジカルfree radicalsフリーラジカル(free radicals)free radicals(フリーラジカル)を中和できない。
- 不完全なO₂還元を伴う再灌流 → ROS(活性酸素種reactive oxygen species (ROS)活性酸素種(reactive oxygen species (ROS))reactive oxygen species (ROS)(活性酸素種))の大量発生:
- スーパーオキシドsuperoxideスーパーオキシド(superoxide)superoxide(スーパーオキシド)(O₂⁻)、過酸化水素hydrogen peroxide過酸化水素(hydrogen peroxide)hydrogen peroxide(過酸化水素)(H₂O₂)、ヒドロキシルラジカルhydroxyl radicalヒドロキシルラジカル(hydroxyl radical)hydroxyl radical(ヒドロキシルラジカル)(OH•)
- ROS → 脂質過酸化lipid peroxidation脂質過酸化(lipid peroxidation)lipid peroxidation(脂質過酸化)、タンパク質の架橋、DNAの断片化fragmentation断片化(fragmentation)fragmentation(断片化) → さらなる細胞傷害。
- 再灌流した血漿タンパク質plasma proteins血漿タンパク質(plasma proteins)plasma proteins(血漿タンパク質)が補体系complement system補体系(complement system)complement system(補体系)を活性化 → 細胞融解cell lysis (cytolysis)細胞融解(cell lysis (cytolysis))cell lysis (cytolysis)(細胞融解)。
- Ca²⁺過負荷overload過負荷(overload)overload(過負荷)とミトコンドリア障害mitochondrial damageミトコンドリア障害(mitochondrial damage)mitochondrial damage(ミトコンドリア障害)が細胞死を増幅する。
flowchart TD
A["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='ischemic necrosis'>虚血性壊死</span>"] --> B["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='antioxidant enzymes'>抗酸化酵素</span>の傷害<br>(カタラーゼ・SOD・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='glutathione peroxidase'>グルタチオンペルオキシダーゼ</span>)"]
B --> C["再灌流でO2が戻る<br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='free radicals'>フリーラジカル</span>を中和できない"]
C --> D["不完全なO2還元<br>ROSの大量発生"]
D --> E["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='lipid peroxidation'>脂質過酸化</span>・タンパク質架橋・DNA<span class='jp-term jp-term-diagram' title='fragmentation'>断片化</span>"]
C --> F["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='complement system'>補体系</span>の活性化・Ca2+<span class='jp-term jp-term-diagram' title='overload'>過負荷</span>"]
E --> G["細胞傷害の増幅"]
F --> G
再灌流の方法
- バルーン血管形成術balloon angioplastyバルーン血管形成術(balloon angioplasty)balloon angioplasty(バルーン血管形成術) ± ステントstentステント(stent)stent(ステント)
- 血栓溶解療法thrombolytic therapy血栓溶解療法(thrombolytic therapy)thrombolytic therapy(血栓溶解療法)(ストレプトキナーゼstreptokinaseストレプトキナーゼ(streptokinase)streptokinase(ストレプトキナーゼ)、tPA)
- 動脈バイパスarterial bypass動脈バイパス(arterial bypass)arterial bypass(動脈バイパス)
適切な時間内に行えば予後は良好。遅れると再灌流障害Reperfusion injury再灌流障害(Reperfusion injury)Reperfusion injury(再灌流障害)が生じる。
再灌流障害の結果
- ROSの供給(酸化的傷害)
- 出血 — 虚血後の血管は損傷し、透過性が亢進している
- 毛細血管の腫大 → 血流の閉塞(無再流現象no-reflow無再流現象(no-reflow)no-reflow(無再流現象)・no-reflow)
- 収縮帯壊死contraction band necrosis収縮帯壊死(contraction band necrosis)contraction band necrosis(収縮帯壊死) — 筋節が過収縮hypercontractility過収縮(hypercontractility)hypercontractility(過収縮)する。理由:
- Ca²⁺流入がアクチン–ミオシン相互作用を駆動する
- 弛緩に必要なATPがない
💡 ポイント: 再灌流障害Reperfusion injury再灌流障害(Reperfusion injury)Reperfusion injury(再灌流障害)は、心筋梗塞での血栓溶解/PCI後や、脳卒中での再開通recanalization再開通(recanalization)recanalization(再開通)後に最も問題となる。収縮帯壊死contraction band necrosis収縮帯壊死(contraction band necrosis)contraction band necrosis(収縮帯壊死)はその心筋における古典的な特徴。
まとめ
- 再灌流障害Reperfusion injury再灌流障害(Reperfusion injury)Reperfusion injury(再灌流障害)は、虚血で傷んだ抗酸化酵素antioxidant enzymes抗酸化酵素(antioxidant enzymes)antioxidant enzymes(抗酸化酵素)がROSを中和できないまま血流が再開することで、救済どころか壊死が促進される逆説的paradoxically逆説的(paradoxically)paradoxically(逆説的)な現象。
- 主な機序はROSの大量発生(脂質過酸化lipid peroxidation脂質過酸化(lipid peroxidation)lipid peroxidation(脂質過酸化)・タンパク質架橋・DNA断片化fragmentation断片化(fragmentation)fragmentation(断片化))、補体系complement system補体系(complement system)complement system(補体系)の活性化、Ca²⁺過負荷overload過負荷(overload)overload(過負荷)。
- 再灌流の方法はバルーン血管形成術balloon angioplastyバルーン血管形成術(balloon angioplasty)balloon angioplasty(バルーン血管形成術)・血栓溶解療法thrombolytic therapy血栓溶解療法(thrombolytic therapy)thrombolytic therapy(血栓溶解療法)・動脈バイパスarterial bypass動脈バイパス(arterial bypass)arterial bypass(動脈バイパス)で、適切な時間内なら予後は良好、遅れると再灌流障害Reperfusion injury再灌流障害(Reperfusion injury)Reperfusion injury(再灌流障害)を来す。
- 結果として出血、無再流現象no-reflow無再流現象(no-reflow)no-reflow(無再流現象)(毛細血管の腫大による血流閉塞)、収縮帯壊死contraction band necrosis収縮帯壊死(contraction band necrosis)contraction band necrosis(収縮帯壊死)(Ca²⁺流入によるアクチン–ミオシンの過収縮hypercontractility過収縮(hypercontractility)hypercontractility(過収縮))が生じる。
- 心筋梗塞の血栓溶解/PCI後や脳卒中の再開通recanalization再開通(recanalization)recanalization(再開通)後で臨床的に重要。