目前，缺血再灌注损伤发生的机制尚未完全阐明，研究表明自由基、钙超载、心肌纤维能量代谢障碍、中性粒细胞、血管内皮细胞、细胞黏附分子与细胞凋亡等均可能参与缺血再灌注损伤（如下图所示）。1）氧自由基（FR）生成：再灌注时产生的大量氧自由基不能被清除，它可与各种细胞成分，如膜磷脂、蛋白质、核酸等发生反应，造成细胞结构损伤和功能代谢障碍。冉擘力等从细胞水平证明早期产生的氧自由基能诱导延迟保护作用产生，其机制可能是通过早期氧化反应一方面改变SOD形态结构而提高酶的活性，诱导延迟相SOD合成增加，另一方面诱导热休克蛋白信使核糖核酸转录和持续合成，保护心肌细胞对抗细胞外氧自由基的损伤；一氧化氮合酶(NOS)产生的一氧化氮能有效对抗氧自由基的损害，延迟期心肌NOS活性增加。2）钙超载：生理状态下，胞浆内钙浓度约为10-7mol/L，而细胞外及胞浆内的钙储存系统（如内质网和线粒体）中钙浓度为10-3mol/L。但是再灌注后，钙离子向线粒体转移，导致线粒体功能障碍；钙离子浓度升高，可激活多种酶（如激活膜磷脂酶A2），同时促使心肌纤维过度收缩；通过Na+ /Ca2 +交换形成一过性内向电流，在心肌动作电位后形成延迟后除极，这是引起心律失常的原因之一。另外，它还促进ATP分解，使能量急剧减少等。3）微血管损伤和白细胞激活：正常情况下，中性粒细胞与血管内皮细胞的相互作用受内皮细胞上的阴性糖苷及内皮细胞产生的众多抗炎因子的抑制，中性粒细胞处于静止状态。缺血时，激活的中性粒细胞与血管内皮细胞发生固定粘附，导致微血管机械阻塞，并可释放出大量的炎性介质，不但可改变自身的结构和功能，而且使周围组织细胞受到损伤，发生无复流现象，致使细胞发生不可逆性损伤和坏死，即再灌流性心肌损伤。

我们已经建立了心肌细胞缺氧复氧损伤模型，根据造成缺氧的原理可分为物理方法和化学方法。物理性缺氧法，即是将培养的心肌细胞，洗净旧培养基，给予预先排除氧气的无糖培养基，置密闭盒中持续通以95%N2+5%CO2混合气，通气15分钟后，密闭缺氧盒；4小时后打开缺氧盒，取出培养板，换为DMEM培养基继续培养。化学性缺氧法，即是在培养基质中加入化学物质，导致培养细胞缺氧的方法。常用的化学物质主要有氯化钴和连二亚硫酸钠。同时，我们选择合适的检测指标来评估和调整相关参数（如细胞密度、药物浓度、药物处理时间等）。根据目的不同，所选择的指标也不同，如反映细胞状态可直接在显微镜下观察，反映细胞活力可以用MTT法直接检测，反映细胞破损可用试剂盒检测细胞上清中的LDH或细胞内的MDA，反映细胞凋亡可用荧光染料检测。下图显示的是，利用JC-1染料评价心肌细胞线粒体膜电势在缺氧复氧损伤时的变化（LC代表某种药物）。