在MODS 的發(fā)展過程中，常存在在多個(gè)器官的缺血及再灌注損傷。
    以往認(rèn)為在這種情況下，細(xì)胞常以壞死方式死亡。但近年研究顯示，細(xì)胞凋亡亦參與這一過程，而且占相當(dāng)大的比例。心、腦、肝、腎、腸、骨骼肌缺血及其后的再灌注均可引起這些器官組織的細(xì)胞凋亡。我們實(shí)驗(yàn)室曾研究大鼠腸缺血再灌注早期腸、肝、肺、腎內(nèi)實(shí)質(zhì)細(xì)胞凋亡增多的時(shí)間過程及分布特征。再灌注以后細(xì)胞凋亡率顯著上升。大鼠肝小葉中央靜脈周圍、腎髓質(zhì)外帶及對(duì)腸系膜緣的小腸絨毛等部位因血流較少易受缺氧損傷，細(xì)胞凋亡率較高；就在這些部位，缺血-再灌注后熱休克蛋白（HSP70）表達(dá)增多，高于其他部位；而且隨腸缺血-再灌注損傷加重，HSP70 表達(dá)進(jìn)行性增加。Bcl-2 的表達(dá)情況正好同HSP70 表達(dá)相反，易受缺氧損傷區(qū)Bcl-2 表達(dá)減弱直至不表達(dá)，而其他區(qū)域仍有表達(dá)。缺血-再灌注期間產(chǎn)生的活性氧等可引起細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)變性，凋亡細(xì)胞的胞漿固縮可能就是變性蛋白質(zhì)聚集的結(jié)果。HSP70 在蛋白質(zhì)合成、轉(zhuǎn)運(yùn)及折疊中發(fā)揮保護(hù)作用，被稱為蛋白質(zhì)的分子伴侶。HSP70 還可通過與變性蛋白質(zhì)結(jié)合，保障細(xì)胞在自身修復(fù)階段變性蛋白質(zhì)不致對(duì)細(xì)胞造成損害。但HSP70 過度表達(dá)會(huì)抑制Bcl-2 等基因表達(dá)，促進(jìn)細(xì)胞凋亡。
    缺血缺氧促使細(xì)胞凋亡有認(rèn)為是由于ATP 減少，AMP 增多。AMP 可激活A(yù)MP 激活蛋白激酶（AMPK），進(jìn)而引起一系列酶失活或磷酸化，抑制生物合成，這是細(xì)胞適應(yīng)缺血缺氧環(huán)境保存ATP的一種方式；但同時(shí)也引起B(yǎng)cl-2 合成抑制，從而誘發(fā)細(xì)胞凋亡。ATP 減少還可通過細(xì)胞內(nèi)Ca2+超載而激活caspase 相關(guān)的細(xì)胞凋亡。在缺血缺氧條件下，若仍能以糖酵解方式提供ATP 以合成細(xì)胞凋亡所需的蛋白質(zhì)，則細(xì)胞發(fā)生凋亡；如ATP 已趨耗竭則發(fā)生壞死。故凋亡不可能發(fā)生在缺血灶內(nèi)，缺血區(qū)發(fā)生的是細(xì)胞壞死，其外圍才發(fā)生細(xì)胞凋亡。