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第一节概述

时间:2023-06-30 百科知识 版权反馈
【摘要】:1793年LeDran第1次将休克应用于医学描述创伤后的一种机体状态。休克后2h左右血清中TNF-α活性最高,24h后基本消失。因为适量的而不是过量的TNF-α表达对机体的正常反应是至关重要的。缺血性脏器重新供血时产生一次性充血,这与缺血期形成的腺苷或再灌注时生成的前列腺素、细胞因子等有关。肠道细胞的凋亡导致肠壁的完整性受到严重破坏,使得细菌及内毒素转移至循环系统,淋巴细胞的凋亡削弱了人体的免疫防御能力从而容易发生感染。

休克(shock)一词源于希腊文,是打击、震荡的意思。1793年LeDran第1次将休克应用于医学描述创伤后的一种机体状态。19世纪,随着实验生理学的发展,Crile提出休克是由于血管运动中枢麻痹而引起的理论,至20世纪早期,人们认识到休克是循环系统急剧紊乱所致,动脉血压下降是休克发生发展的关键。在20世纪60年代,Lillehei经过大量实验提出了休克的微循环学说,认为休克的共同发病环节是交感-肾上腺髓质系统强烈兴奋,导致微循环障碍,血液淤积,回心血量相对不足,血压下降导致休克。20世纪90年代以来,随着分子医学的发展,细胞、亚细胞、基因水平的方法广泛引入休克的研究,1996年Bone提出致炎因子和抗炎因子平衡学说,引入了全身炎症反应综合征(SIRS)和代偿性抗炎症综合征(CARS)的概念,目前休克研究在细胞因子、炎性介质的改变及相互关系,细胞内基因的修饰、核转录表达调控等方面迅速发展。

一、休克本质的认识

(一)休克的病理生理特点

休克是因任何急重症打击而出现机体毛细血管网内广泛的灌注衰竭,组织氧合、营养底物供应降到细胞可以耐受的临界水平以下,发生代谢产物的积聚,是一种急性循环衰竭、生命脏器低灌注和伴随代谢障碍的状态。无论从生理学或临床角度,循环都可区分为大血管循环和微循环两部分,这两者相辅相成,前者是后者的前提,后者是前者的目的,共同完成循环功能。

大血管内循环三要素是:灌注压(P)、血流量(F)、血流阻力(R),这三者关系符合物理学欧姆定律(P=F×R)。它们在临床上分别是动脉血压(BP)、心排血量(CO)和外周血管阻力(SCR)。CO和SCR相互作用产生因变量BP。休克就是由于某种原因使CO和(或)SCR发生了剧烈变化,大血管内循环不再能支持微循环而造成的组织灌注衰竭。

微循环是指微动脉与微静脉之间的微血管血液循环,微血管直径<100μm,不同的组织器官有不同的微血管构成,组成各自的微循环单位。微循环主要通过神经体液进行调节,调节全身和局部的体液调节因素包括儿茶酚胺、激肽、组胺、内皮素、前列环素、舒血管素、血管紧张素等,常见微循环灌流障碍有低灌流状态、无复流现象、缺血-再灌注损伤等,有学者将微循环障碍病理过程概括为细小血管收缩期、血管床容积扩大期、弥漫性血管内凝血期,较好的说明了休克微循环的改变过程。但是,休克的发展过程实际上是渐进的、连续的、无法完全分割的,各期可以交叉存在。

(二)休克的介导因子

休克的始动因子,如出血、创伤、感染、缺氧等已为大家所熟悉,近年对于休克介导因子的研究、探讨又有新的突破,重点内容有以下几方面。

1.细胞因子 活性中性粒细胞在创伤性失血性休克的复苏损伤中起着非常关键的作用,使用抗CD-18的人重组单克隆抗体(rhuMAb CD18)可以阻断嗜中性粒细胞附壁从而减轻复苏损伤,但是否有可能增加感染的危险还有待于研究。研究还发现,使用2mg/kg体重的rhuMAb CD18单次给药,可以在创伤性失血性休克的复苏过程中阻断90%以上的嗜中性粒细胞受体,时间达48h以上,而感染的危险并没有加大。失血性休克后的免疫改变还与我们经常观察到的在休克和严重损伤后出现的人体对致病菌的抵抗力降低有密切关系。在非致死量的出血性休克模型,休克24h后在脂多糖(沙门菌的成分)的刺激下测定从脾脏、骨髓及血细胞中提取的免疫细胞中肿瘤坏死因子α(TNF-α)的含量。正常情况下当血液中脂多糖含量达到1ng/ml时,各个器官就可以产生TNF-α,达到10ng/ml时,TNF-α达高峰。休克后2h左右血清中TNF-α活性最高,24h后基本消失。其抑制作用不是由IL-10引起的,因为在所有标本中都没有发现这种物质。但是在对TNF-α有抑制作用的血清中发现了前列腺素2(PGE2)的代谢产物,这就说明前列腺素在创伤所致的免疫抑制中起着一定的作用。TNF-α表达的下降可部分解释为休克2h后在血清中开始存在的抑制TNF-α表达的物质。因为适量的而不是过量的TNF-α表达对机体的正常反应是至关重要的。

2.氧自由基 遭受一定时间缺血的组织细胞,恢复血流(再灌注)后,组织损伤程度迅速增剧的情况称为再灌注性损伤,又称缺血-再灌注损伤(Ishemic-reperfusion injury),可能引起再灌注综合征(Reperfusion syndrome)。缺血性脏器重新供血时产生一次性充血,这与缺血期形成的腺苷或再灌注时生成的前列腺素、细胞因子等有关。如果线粒体仍保持氧化磷酸化能力,则再灌注时细胞内ATP浓度经数小时可以恢复,离子的异常分布消失,但如果缺血时间较长,使得再灌注后有大量钙内流,引起组织中的线粒体产生大量氧自由基(Free radical),使生物膜脂质过氧化不停地进行,最终导致组织细胞的不可逆损伤,甚至死亡。此外脂质过氧化还可以损伤血管内皮细胞、刺激血小板活性,增加血管通透性,促进白细胞贴壁和外渗,造成毛细血管栓塞,加重缺血性损伤,甚至导致播散性血管内凝血(DIC)和多器官功能障碍(MODS)。

3.凋亡 细胞凋亡(apoptosis)又称程序性细胞死亡(PCD),是1972年Kerr、Wylle和Currie提出的一种不同于细胞坏死的自然死亡过程,是细胞维持其自稳平衡机制对内外环境中的诱导因素做出的由基因控制的细胞主动性的程序性死亡。那么是否凋亡是创伤、休克或缺血再灌注损伤患者肠道上皮细胞和淋巴细胞死亡的主要原因,临床研究发现大多数创伤患者的肠道中都存在广泛的上皮细胞及淋巴细胞凋亡,而且创伤评分越高凋亡越严重,肠道局灶性的上皮细胞及淋巴细胞凋亡在创伤后立即发生。肠道细胞的凋亡导致肠壁的完整性受到严重破坏,使得细菌及内毒素转移至循环系统,淋巴细胞的凋亡削弱了人体的免疫防御能力从而容易发生感染。其他研究同时证明在休克时,血管内皮细胞、嗜中性粒细胞、肝细胞、心肌细胞、肾小管细胞均存在凋亡现象,并发现休克对凋亡的诱导具有双向性,诱导细胞凋亡的机制可能与活性氧(ROC)、TNF-α、TNFR1、TGF-β、白三烯(LTS)、Fas、FasL、细胞毒性T细胞(CTL)、颗粒酶和穿孔素有关。

4.内阿片肽 大量研究表明,内阿片肽(endogenous opioid peptide,EOP)在各种休克病理生理中起着重要作用,它可通过突触前抑制、突触后抑制或抑制性调制抑制交感神经放电,抑制肾上腺髓质释放儿茶酚胺,同时可直接抑制肾上腺素能受体系统,从而抑制心血管功能。EOP的这些作用主要是通过其自身的阿片受体介导的,到目前为止,研究发现的阿片受体有μ、δ、κ、σ、ε、λ6种类型,现有的研究提示介导EOP心血管抑制作用的阿片受体主要是μ、δ、κ3种,参与休克心血管抑制作用的阿片受体主要是δ、κ,但各型休克间有一定差异。有学者报道与内毒素休克有关的阿片受体主要是δ受体,与失血性休克有关的阿片受体主要是μ受体和κ受体,δ、κ受体参与了创伤失血性休克的致病过程和心血管功能抑制过程。近年来有报道κ受体也可能参与了内毒素休克的发病过程,而δ受体可能参与了失血性休克的发病过程。

5.一氧化氮 NO是迄今所知最强的血管舒张物质,在患者血压及微循环调节中起着重要的作用,NO浓度升高是休克时血压持续降低的主要原因。研究显示创伤性休克时,NO显著升高,表明血压降低与NO增加有关。休克后30min和90min时发现NO逐渐降低,提示创伤性休克时NO浓度升高时限短暂,休克后期NO下降,其扩张血管及抑制血小板聚集作用减弱,提示创伤性休克晚期应该应用促进NO生成的药物,可能对创伤性休克的治疗有益。创伤性休克早期NO浓度增加而后期则降低,在应用一氧化氮合成酶(NOS)抑制剂方面,与失血性和感染性休克时的用法不同,创伤性休克早期应使用NOS抑制剂使NO合成减少,以拮抗NO降低血压等损伤作用,休克晚期则应当使用能够促进NO合成的药物以使血管扩张,组织灌流量增加。创伤性休克时TNF及内毒素水平并不升高,而失血和感染性休克时,内毒素和TNF的浓度增加,激活NOS使NO合成增加,因此,创伤性休克早期NO升高的原因还可能与其他的细胞因子有关。已知感染性休克患者由于产生大量炎性介质激活了诱导性一氧化氮合成酶(iNOS)而使NO浓度明显升高,造成难以控制的微循环紊乱,而出血性休克患者血浆NO浓度变化目前尚有争议。可能由于创伤和应激反应激活了人体巨噬细胞释放多种炎性介质,尤其是氧自由基,它可直接作用于内皮细胞膜造成脂质过氧化损伤,导致内皮细胞功能障碍,使NOS受抑制,NO合成下降。另外创伤时由于失血造成低血压,机体需保证重要器官的血流,而其他器官血管呈收缩状态,血流减少,组织处于缺血缺氧状态,此时血管内皮细胞产生氧自由基可使NO迅速灭活。

(三)休克时主要脏器功能改变

1.心脏 休克时心脏功能改变呈时相性。休克因素作用后,先由于代偿导致心率加快、心肌前负荷代偿性增加、心肌收缩力增加,使心排血量无减少,血压维持正常;后来由于心率增加、心肌耗氧量增加、冠状动脉血流量不足和分布异常,造成心肌缺氧、能量代谢障碍、酸中毒,进而影响心肌的舒缩功能。在感染性休克时血循环中抑制心肌物质(如心肌抑制因子、肿瘤坏死因子、白介素)增多、β-肾上腺受体-Camp信息传递障碍(包括β-受体下调、G蛋白改变)、以及心肌细胞内游离钙稳态调控失衡均使得心肌的舒缩功能出现障碍。

2.脑 休克早期由于代偿和血液重新分布,以及脑血流的自身调节作用,当平均动脉压介于60~140mmHg(8~18.7kPa)时,脑部供血尚能保持相对稳定。伴随休克发展,脑部血液供应由于全身动脉压的进一步降低而减少,同时由于脑的耗氧率很高,能量代谢主要依靠血液中葡萄糖,所以对缺氧、缺血极为敏感,深度缺氧后脑皮质由兴奋转为抑制,血脑屏障功能障碍,CO2分压增高,引起脑内细胞外液pH值下降,血管扩张,脑组织水肿,颅压增高,患者神志淡漠,甚至昏迷,完全缺血5min,部分缺血30~60min即可造成脑细胞的不可逆损伤。

3.肺脏 休克初期,由于呼吸中枢的兴奋、过度通气,患者可以出现低碳酸血症和呼吸性碱中毒,伴随休克发展,肺脏出现间质内充血、水肿,肺泡内渗出增多,甚至出血,肺毛细血管内血栓形成,微循环障碍,血液淤滞,毛细血管内渗出的蛋白在肺泡内形成透明膜,最终导致通气/血流比例失调,引发典型的休克肺表现。进行性呼吸困难,呼吸频率在20/min以上;进行性低氧血症及呼吸性碱中毒;肺顺应性降低;X线检查双肺呈弥漫性毛玻璃样改变。休克作为始动因素,在多种介导因子的参与下,会发生ARDS,甚至作为首发器官引发MODS。

4.肝脏 休克早期,由于交感神经-肾上腺髓质系统兴奋,肝动脉和门脉血管收缩,肝总血流量减低,将肝内血液投入有效血液循环中以维持血压,发挥代偿作用;休克晚期,血液流速减慢、黏度增加,血液淤滞在肝微循环之中,组织缺氧可以诱发肝损伤。造成肝脏能量代谢、解毒和合成功能障碍,无氧酵解增加,脂肪动员加速,乳酸、酮体堆积,清除毒素能力减弱,凝血-纤溶系统失衡,严重的最终发展为肝衰竭。

5.肾脏 肾脏是休克时最容易损伤的靶器官,因为肾是高血流量器官,约占心排血量的1/4,对缺血非常敏感,休克时肾衰发病机制的关键是早期肾小球滤过率降低和后期的肾小管坏死,休克早期肾灌注压下降,肾血管收缩,后期肾小管阻塞,肾小管原尿反流,弥散于间质,使间质水肿并压迫肾小管和肾小管周围的微血管,引发肾小管坏死。临床出现排钠过少,少尿或无尿,处理乳酸能力下降,代谢性酸中毒,代谢产物清除力下降,血中电解质紊乱,含氮代谢物蓄积,出现肾衰。

6.肠 正常小肠血流量500~1 000ml/min,各种原因发生休克时,由于血液的重新分布和血容量不足,肠血流量明显减少。失血15%,肠血流量可以减少40%,首先使肠绒毛顶部出现血氧供给障碍,黏膜细胞更新减慢,甚至坏死、脱落,随之出现黏膜通透性增加,肠吸收与分泌功能受影响,肠黏膜屏障破坏,易导致内毒素与肠道内细菌移位,造成机体感染,发生炎性反应综合征。

二、休克的预防与治疗原则

1.强调休克治疗的时间性原则 无论患者自身怎样代偿,休克一定会对机体造成损害。休克早期或程度轻微,组织细胞损伤或死亡的数量较少,如在50%以内,则脏器功能损害还可能限制在一定范围内,病程可以逆转;随着休克持续,细胞缺氧损伤程度加重,范围扩大,最终将不可避免地造成脏器功能的不可逆损害,不论是可逆还是不可逆损害临床表现都是MODS。因此,现代休克治疗要求争分夺秒尽快恢复组织细胞的供氧(亦即DO2),休克和可能休克的患者要立即大量吸氧,必要时还应积极选用气管内插管进行机械通气,目的是保持SaO2在一定水平。要立即建立大静脉通路。在采取这些措施的同时,要首先除外是否有张力性气胸、心包填塞、腹腔脏器出血、严重心律紊乱或过敏存在。

2.首先调整前负荷的原则 根据病理生理学知识,Frank-starling左心功能曲线呈“S”形,在其中斜率较大的上升段中,可能以较小的代价(心肌耗氧量的增加)换取较大的治疗效果(心排血量的增加)除分布性休克是以血流分布异常为主要发生机制外,其他几类休克都是以心排血量减少为特征,休克的共同结局是有效血容量减少。所以休克治疗的第1步应该是判断和调整前负荷,应用液体疗法或血管扩张剂、利尿剂等手段,使前负荷相对应于心肌收缩力处于最佳范围。左室前负荷的主要指标是PCWP,理想范围是1.99~2.39kPa(15~18mmHg)。为加快复苏,临床需要积极的液体疗法,由于时间性的要求,治疗强调力度,液体速度常很快,液体种类的选择也倾向于晶体液。快速大量的扩容治疗不仅要根据局部丢失的液体量,而且要考虑由于血管扩张导致的循环容量相对不足和毛细血管通透性增加而形成的循环容量向组织间的移动。应该指出,即使承担一定程度的组织水肿(如脑水肿、肺水肿等)也应坚决维持有效循环容量。此时,两害相较取其轻。

3.调整前负荷与药物疗法兼用的原则 单纯调整前负荷效果有限,休克救治中常需兼用心血管活性药物,如正性肌力药、血管扩张和血管收缩药。每种药物都有局限性和不良反应,为扬长避短,每种都尽量用小剂量,可同时联用几种(如2~4种),种类配伍根据需要选择。例如为达到更好的正性肌力作用常合并使用小剂量多巴胺[2~8μg/(kg·min)]和多巴酚丁胺[2~10μg/(kg·min)];对合并左室后向性衰竭、急性肺水肿和心源性休克患者还可再加血管扩张剂,如硝酸甘油(10~100μg/min,小剂量10~50μg/min)或硝普钠(15~200μg/min,小剂量50~75μg/min);对低外周阻力的患者(如感染性休克),常合并使用多巴酚丁胺和去甲肾上腺素(<8μg/min),为拮抗去甲肾上腺素所致的肾血管收缩作用加用1~3μg/(kg·min)的多巴胺;对前向性衰竭明显的心源性休克也可以合并使用去甲肾腺上腺素和硝普钠。

血管扩张剂在近年休克治疗中越来越受重视,因为它改善心肌顺应性和心肌做功,增加心排血量,有助于更好地输入液体和改善微循环,对合并心功能不全患者尤其适合。临床应用最多的是硝酸甘油和硝普钠,以小剂量硝酸甘油更受青睐。因为它主要扩张容量血管,也有扩张冠状血管的作用,并使液体疗法更加安全和使回心血量的调节更易进行。纯血管收缩药如甲氧明、间羟胺(阿拉明)等在抢救时临床已较少应用,但并不排斥,有时仍为必要,如去甲肾上腺素。休克复苏很重视动脉血压,因为维持一定的灌注压是必要的,但当代治疗中还更看重循环灌注的血流量,单纯α兴奋作用提高血压通常是以进一步牺牲脏器灌注血流量为代价的,因此需要在血压和血流量之间寻找适当平衡,休克治疗追求的是压力和血流量两者同时得到恢复。

4.重视再灌注损伤的处理 近年的休克研究证实,组织细胞灌注衰竭后再灌注确能造成再灌注区及全身一定程度的损害。从组织水平看,这主要是组织和细胞水肿加重。从分子水平看,目前发现主要是过氧化物,氧游离基等介质生成增加并使多种介质回灌入循环内,对此的研究和讨论一度为休克的积极治疗投上阴影,但问题是让它继续休克呢?还要救他?回答是肯定的,因为再灌注损伤毕竟是救治的问题,是必须付出的代价。今后的研究应针对如何拮抗再灌注损伤来进行。

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