缺血-再灌注损伤是指在组织或器官经历了一段时间的血液供应不足（缺血）之后，当恢复血液流动时所引发的一系列有害反应。这种现象常见于心肌梗死、中风以及器官移植等情况下。其主要机制包括以下几个方面：
1. 氧自由基生成：再灌注期间，氧分子在细胞内被还原成各种活性氧（ROS），如超氧化物阴离子、过氧化氢和羟自由基等。这些活性氧具有高度的化学反应性，能够与脂质、蛋白质及DNA发生作用，导致细胞结构损伤甚至死亡。
2. 钙离子超载：缺血期由于ATP生成减少，钙泵功能受损，造成细胞内钙浓度升高；再灌注时又因大量钙离子进入细胞而进一步加重了这种状况。高浓度的胞浆游离Ca2 可激活多种水解酶（如磷脂酶、蛋白酶和核酸酶），引起膜结构破坏以及线粒体功能障碍。
3. 细胞凋亡与坏死：上述因素共同作用下，部分细胞会通过线粒体途径或死亡受体介导的方式启动凋亡程序；同时还有些细胞因能量耗竭而发生不可逆性损伤，最终导致坏死。
4. 炎症反应：缺血-再灌注过程中释放的炎症介质（如TNF-α、IL-1等）可吸引中性粒细胞聚集于受损区域。这些白细胞不仅不能有效清除损伤组织，反而会释放大量氧自由基及其他毒性物质，加剧局部损害。
5. 内皮功能障碍：血管内皮细胞在缺血-再灌注过程中受到严重打击，丧失了正常的舒张能力，并且促进了血小板聚集和白细胞粘附，从而形成了微循环障碍，影响组织修复过程。

总之，缺血-再灌注损伤是一个复杂的病理生理过程，涉及多个方面的相互作用。理解其具体机制有助于开发有效的防治策略。