一、體內各種主要臟器對無氧缺血的耐受力
正常體溫時，心肌和腎小管細胞的不可逆的無氧缺血損傷閾值約30min。肝細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，交感神經節(jié)60min。
促使細胞發(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、無氧缺血時細胞損傷的進程
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)組織細胞和器官，包括神經細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)。心臟搏動的恢復性很大，腦功能也不會受到永久性損傷。如血供量只達15%～25%之間，組織細胞的葡萄糖供應受到限制，氧亦缺乏，ATP的合成受到嚴重影響，含量降低。如心臟搏動未恢復，組織灌流量亦未能增加，ATP就會耗竭，正常細胞的內在環(huán)境穩(wěn)定性即被嚴重破壞。此時如再加大組織灌流，反而會促使組織細胞的損傷達到不可逆的程度，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”。此時蛋白質和細胞膜變性，線粒體和細胞核破裂，胞漿空泡化，最后溶酶體大量釋出，細胞發(fā)生壞死。這是一幅細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的心肌細胞。這被認為是再灌流損傷造成的細胞死亡，應該與缺血所致細胞死亡的概念區(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，不同組織細胞的無氧缺血耐受閾值不同。那么究竟是心肌細胞本身由于長時間缺氧缺血，已經發(fā)生了嚴重損傷，而再灌流帶來了多種有害物質，于是加速細胞死亡；抑或再灌流所帶來的有害物質，如大量的鈣離子、氧游離基、雙價鐵游離子等等。使本有可能恢復的缺氧缺血細胞完全失去恢復的能力。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，重新給細胞帶來所需的氧，恢復合成ATP，提供能量，使細胞恢復功能。組織細胞如在無氧缺血耐受時限內，能獲得正常血供的25%～30%，就有希望使復蘇成功�；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，有的學者已在實驗動物中取得防止再灌流損傷的作用。這是當前復蘇學的一項重點研究課題。
三、鈣離子在無氧缺血時細胞損傷中的作用
正常情況下，細胞外和細胞內的Ca2+梯級差為10000：1。它的兩個主要作用是：
�。ㄒ�)延緩房室交界區(qū)的傳導和延長該區(qū)細胞的不應期 這可使左、右束支和心室肌纖維恢復極化，使下傳的脈沖可以順利地進行心室肌細胞除極，不致因遇到尚處于不應期的束支而影響傳導；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。
�。ǘ�)形成電和機械耦聯(lián) 結合肌動蛋白和肌凝蛋白，心肌和血管平滑肌方能收縮。
鈣離子進入細胞后，促發(fā)細胞內儲存庫（肌漿網(wǎng))釋出儲存的Ca2+（圖6-1)。兩者的總量足夠提供細胞蛋白質收縮所需。多余的Ca2+由ATP泵出細胞外。如ATP合成受阻，不能泵出多余Ca2+至細胞外；同時由于細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，大量進入細胞內。細胞內的Ca2+濃度可以從0.1μmol的基數(shù)增高到接近細胞外的濃度1.0mmol。
細胞內增多的Ca2+儲存在線粒體內。Ca2+激活磷酯A2（一種破壞細胞膜完整性的酶)。細胞膜被破壞后，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，此外血栓素并破壞線粒體的膜。ATP主要在線粒體內合成，線粒體被破壞后，ATP不能合成，體內的能量就更易耗竭，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)，細胞質中花生四烯酸
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)中經細胞內的色素系統(tǒng)作用，進行4價還原。在還原時，有1%～2%的氧分子逸出，進行單價還原，它具有高度反應作用的活性。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。如果過多地存在，就會威脅細胞的完整性。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，氧游離基含量在細胞內大量增加，超過氧歧化酶的清除作用，嚴重地破壞蛋白質和脂肪的成分，引起了廣泛的脂肪過氧化酶的連鎖反應，從而嚴重地破壞了細胞的正常結構。
