经过近年的研究,认为VIDD的发生有以下一些机制(表26-1)。
1.肌萎缩 大多数研究显示,正压通气导致膈肌的失用性萎缩。膈肌萎缩的发生比周围骨骼肌要早。完全控制通气,加用PEEP均增加萎缩发生的速度。萎缩可以由蛋白合成的减少和(或)蛋白分解的增加所导致。
表26-1 VIDD的发病机制
2.氧化应激 控制性机械通气(controlled mechanical ventilation,CMV)是与膈肌内的氧化应激水平增高相关的,这是由蛋白氧化和脂肪的过氧化两者均升高所表明的。氧化损伤的开始是迅速的,在建立CMV的6h内即可发生。抗氧化酶的活性也是增加的。氧化应激能上调水解肌动蛋白和肌球蛋白的蛋白酶体的活性,并提高遭受活性氧攻击后膈肌蛋白对蛋白酶体的敏感性,是膈肌萎缩的另一重要原因。研究还显示,膈肌收缩蛋白是氧化应激损伤的主要靶点。
3.结构损伤 研究发现,CMV后膈肌纤维的不同亚细胞成分的结构异常。电镜下可见超微结构的异常有:肌原纤维的断裂,肌浆内脂质空泡数量增加,线粒体异常缩小并含有局灶性膜的破裂。肌原纤维的结构异常对膈肌肌力的产生有不利影响,导致呼吸功能下降,引起VIDD。
4.肌纤维重塑 在分子水平,肌球蛋白分子的重链成分构成了肌纤维传统分类的主要基础,即把肌纤维分为慢收缩纤维(Ⅰ型)和快收缩纤维(Ⅱ型)。一旦肌球蛋白重链(myosin heavy-chain,MHC)亚型改变,肌纤维将随之发生重塑,表现为控制通气后Ⅰ型、Ⅱ型膈肌纤维的横截面均缩小,Ⅱ型纤维的缩小幅度更大,并出现Ⅱ型纤维向Ⅰ型纤维的转变,由于Ⅰ型纤维产生的肌力比Ⅱ型纤维小,故这种转变使膈肌最大收缩肌力降低。
5.代谢酶 虽然肌纤维酶学(无论是成分或活性)的改变是影响代谢途径的,但还没有证明因代谢酶(枸橼酸盐合成酶、乳酸脱氢酶和琥珀酸脱氢酶)的改变导致VIDD。然而在相当早期(18h),就出现枸橼酸合成酶的增加,而且已发现在氧化磷酸化耦合只有很小的改变。综合考虑,这些结果提示,代谢的改变在VIDD的发展中没有起显著的作用。
6.药物 在临床上,为了避免机械通气患者严重的人-机对抗,有时需要应用麻醉药或肌肉松弛药,这可以减小膈肌的肌力,但神经肌肉阻滞药不能解释收缩力的减低,因为在没有应用这些药物的研究中,也获得了类似的研究结果。麻醉药的作用也可以排除。从应用适当对照的研究中得到的结论是:收缩力的降低继发于机械通气本身的影响,而不是麻醉药的作用。
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