缺血再灌注损伤是指在缺血基础上恢复血流后组织损伤反而加重，甚至发生不可逆性损伤的现象，其发生机制主要包括以下几个方面。

首先是自由基的作用。缺血期组织含氧量减少，作为电子受体的氧不足，再灌注恢复组织氧供，大量氧分子进入组织，黄嘌呤氧化酶等途径产生大量氧自由基。自由基具有高度的活性和极强的氧化能力，可攻击细胞膜上的不饱和脂肪酸，引发脂质过氧化反应，破坏细胞膜的结构和功能，使膜的流动性降低、通透性增加。还能损伤蛋白质，导致酶失活、膜受体功能障碍等。并且自由基可引起DNA断裂、染色体畸变，影响细胞的遗传信息传递和表达。

钙超载也是重要机制之一。缺血时细胞膜上的钙泵功能障碍，细胞内钙离子排出减少，同时细胞膜通透性增加，钙离子内流增多。再灌注时，细胞内钙进一步增加，形成钙超载。钙超载可激活多种酶，如磷脂酶、蛋白酶等，导致细胞膜和细胞器膜的损伤。还可引起线粒体功能障碍，使ATP生成减少。另外，大量钙离子进入细胞内可促进血管收缩，加重组织缺血。

白细胞的作用也不容忽视。缺血再灌注时，血管内皮细胞和白细胞被激活，白细胞黏附于血管内皮细胞表面，阻塞微血管，造成无复流现象，加重组织缺血。白细胞还可释放多种炎性介质，如白三烯、血小板活化因子等，进一步加重炎症反应和组织损伤。同时，白细胞可产生大量的氧自由基，加剧氧化应激损伤。

此外，能量代谢障碍在缺血再灌注损伤中也起到一定作用。缺血时，细胞的有氧氧化过程受阻，ATP生成减少，细胞内的代谢产物如乳酸等堆积。再灌注后，虽然氧供恢复，但由于线粒体功能受损，ATP的生成不能迅速恢复正常，导致细胞的功能和结构难以恢复，甚至进一步恶化。

综上所述，缺血再灌注损伤是由多种机制共同作用的结果，这些机制相互影响、相互促进，共同导致了组织和细胞的损伤加重。