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休克与胃肠缺血

2022-07-29
来源:求医网
随着复苏技术和监测水平的提高,人们对休克的认识也进一步加深。休克被定义为氧供(DO)不能满足组织代谢的需要,产生足够的ATP以维持组织功能和结构的完整性[1],其特征是氧债、乏氧代谢和组织酸中毒。以往根据病因将休克分型(如失血性休克、创伤性休克、脓毒性休克等)的方法已不能确切地反映休克的本质,因此Fiddian-Green[1]将休克分为失代偿性休克(Overt Uncompensated Shock)和隐性代偿性休克(Covert Compensated Shock)。失代偿性休克具有明显的临床表现,如心率增快、血压下降、面色苍白、尿量减少等,通常动脉血气有酸中毒的表现。而失代偿性休克没有以上低血容量的表现,但看似复苏“成功”的背后却隐藏着内脏器官缺血,尤其是胃肠缺血。由于不能用常规方法检测,在临床上常被忽视,而事实上,有50%的心脏手术病人[2]、50%的ICU病人[3]、80%的脓毒症评分大于10的病人[4]存在胃肠缺血。换句话说,目前在临床上被认为复苏成功的病人中,有很大一部分其实没有得到彻底的复苏。既然复苏的目标是纠正组织细胞缺氧,那么我们就不应该满足于体循环稳定,而应把纠正缺血缺氧的焦点聚向胃肠道这一对缺血敏感而又可能对全身产生重大危害的内脏缺血器官。

一、胃肠缺血损伤的发生机制

1.胃肠道对缺血的敏感性:肠道微循环的结构具有特殊性。在肠绒毛中央微动脉和微静脉及毛细血管之间存在氧的短路交换,因此导致绒毛顶部的PO大大低于动脉血中的水平。[5,6]这一现象在低灌流状态下得到放大,因为休克发生时绒毛的血流灌注时间明显延长,使动静脉短路交换增加,绒毛顶部的氧供更进一步减少[7]。胃肠粘膜的代谢较高,对氧的需求也较肌层多,因此粘膜缺血性损害总是从表浅粘膜开始。

2.血流再分布:休克状态下,作为应激反应,血流重新分布,优先供应心、脑、肾等重要器官。而作为代价,内脏器官血管床收缩,血流量下降。

低血容量性休克如失血性休克或心源性休克发生时,随着心排量的下降,肠道血流量显著下降,并且与心排量的下降不成比例[8,10]。肠道血流量不仅下降早,而且恢复慢,即使在心排量正常的情况下肠道仍处于缺血状态。这个现象提示肠道缺血除了血容量减少的因素外,还存在血管痉挛的机制。这种痉挛不能被a—肾上腺素阻断或肠系膜动脉去神经术所缓解,说明与神经或体液肾上腺素活力增强无关。烧伤休克早期也发现肠道血流量明显下降,即使经过复苏在血流动力学指标恢复正常后肠道血流量仍低于正常水平[11,12],但确切的机理尚不清楚。

肾素-血管紧张素对胃肠道血流量减少起重要作用,采用药物或外科方法阻断肾素-血管紧张素轴,会使肠系膜血管阻力降低[8,9,13,14]。用血管紧张素转换酶抑制剂(teprotide)预处理或双侧肾切除均能防止心源性休克造成的胃肠粘膜损伤。近来发现烧伤大鼠伤后血浆及肠道组织ET-1均明显升高,肠道ET-1含量于伤后8小时达到峰值,而与此相反血浆NO浓度及肠组织NO含量在伤后下降[15]。ET和NO是目前已知最强的调节血管收缩或舒张的细胞因子,ET/NO比值在烧伤后的变化提示它们可能是肠道血管痉挛的原因之一。

脓毒症或脓毒性休克中,肠道血流量的改变各家报道不一。在具有高动力循环特征的脓毒症病人[16]或动物实验[17,18]中肠道血流量非但不减少,反而有所增加。但肠道血流量正常时也可能存在组织缺氧,因为一方面胃肠道组织代谢率增高,对氧的需求量增大,另一方面组织细胞对氧的摄取率同时下降[19]。在内毒素休克的动物模型中,肠道血流量显著下降[20,24],其机理可能是:花生四烯酸代谢产物(前列腺素、TXA、白细胞素等)参与调节肠道血流量的变化。因为用环氧化酶抑制剂布洛芬或meclofenamate预处理,可防止内毒素诱发产生前列环素[23],不仅提高心排量及平均动脉压,而且显著改善肠道血流量。

除了骨骼肌中的氧肌球素外,细胞并不贮存氧,因此细胞的氧代谢依赖血流不间断的供氧。当肠道DO下降,可通过提高氧提取率进行代偿,维持VO不变;但当DO低于临界值(DOcrit),超出其代偿能力时,VO与DO呈依赖关系,这一现象是组织缺氧的标志,而在细胞水平,这时细胞内PO降到了不能维持线粒体呼吸的水平。细胞色素系统对氧的亲和力很强,但当PO低于某一水平(<0.13KPa),就会对线粒体呼吸造成不可逆的损伤,导致ATP的合成减少,造成Ca2内流和细胞酸中毒,最终导致细胞死亡。

3.再灌注损伤:胃肠道上皮细胞及内皮细胞含有大量的黄嘌呤氧化酶[25],正常情况下以黄嘌呤脱氢酶的形式存在。[26]经过不可逆的蛋白水解或可逆的氧化巯基等方式转化成黄嘌呤氧化酶,后者催化次黄嘌呤转化成黄嘌呤,黄嘌呤转化成尿酸。两个过程均产生过氧化氢和超氧离子。氧自由基通过一系列机制使组织或细胞受到损害:氧化蛋白中的巯基;使酶或膜转输蛋白失活;使膜膦脂中不饱和键过氧化;破坏DNA;使ATP的合成受阻。氧自由基还促进中性粒细胞粘附,引起更进一步的损伤[27,28]

胃肠粘膜损伤不仅发生在缺血阶段,更主要在恢复灌注之后[29]。在缺血阶段,大量细胞储存的ATP被逐步水解成5′-二磷酸腺苷、单磷酸腺苷、腺苷,而后者可被转化为次黄嘌呤,因此细胞内黄嘌呤氧化酶的底物浓度增加[30]。缺血也同时促进黄嘌呤脱氢酶通过蛋白水解或组织胺途径转化为黄嘌呤氧化酶。在再灌注过程中,随着缺氧条件的改善,通过上述两个反应过程产生大量的氧自由基。

大量实验支持这一学说:采用黄嘌呤氧化酶抑制剂(allopurinol, oxypurinol)不仅能减轻缺血再灌注动物模型的粘膜损伤[31-34],而且还有效地防止了细菌移位[35,36]。相反,将黄嘌呤氧化酶灌注肠系膜动脉,可造成肠道血管通透性增加等类似缺血再灌注损伤的改变[37]

脂类介质及Cytokines在休克,尤其是内毒素或脓毒性休克中,对胃肠道粘膜损伤起着重要的作用。血小板活化因子PAF是一种具有广泛生物学活性的磷脂类介质,由多种细胞产生。其不仅在内毒素休克[38]或创伤性休克[39]的动物模型中,而且在脓毒症病人中[40]也有升高。PAF引起胃肠粘膜损伤的证据有:a)静脉注射LPS引起小肠粘膜上皮坏死;b)用PAF受体拮抗剂预处理可阻止这一现象;c)LPS增加小肠释放PAF;d)静脉注射外源性PAF可造成肠道与LPS相同的坏死病变;e)LPS和PAF小剂量同时给予,对造成粘膜损害有协同作用。给大鼠注射外源性重组TNF也可造成肠道上皮坏死,但可通过用PAF拮抗剂预处理来防止。这提示TNF与LPS一样,也是通过PAF对肠道造成损害。

膦脂酶A(PLA)活化,细胞内Ca2浓度增高在休克所致肠道粘膜损伤中起重要作用。例如,在肠系膜动脉夹闭所致的肠道损伤[41]中PLA活性增加。在脓毒症病人中也发现血清PLA浓度升高,并且与循环衰竭的时间和程度相关[42]。PLA也是炎症反应的一部分,能被炎性介质、激素等[43,44]激活。应用PLA抑制剂或Ca2通道阻滞剂[41,44,45]可减轻休克所致的肠道损伤及细菌移位。

胃肠道的基本功能是消化和吸收,因而与此相适应有许多具有强烈腐蚀性的物质分泌入腔内,包括胆盐、盐酸、细菌毒素、蛋白酶、及其它消化酶等。一旦粘膜屏障受损,这些物质就会对胃肠粘膜造成损害。

二、胃肠缺血对全身的影响

以往对以胃肠粘膜坏死为特征的临床型胃肠损伤比较重视,但其在胃肠缺血中占的比例只占少数,而占绝大多数的亚临床型的胃肠损伤则被忽视。休克病人复苏后,如果有粘膜组织内酸中毒,那么即使其血流动力学稳定,也被视为隐性代偿性休克。如果不能得到及时的纠正,就会由亚临床型发展成临床型,如应激性溃疡或缺血性结肠炎。胃肠道粘膜的损伤会引起肠道通透性增加、肠道细菌和毒素移位、释放大量炎性介质等,其结果可能导致脓毒症、远隔器官损伤,最终导致MSOF。因此胃肠道被称为MSOF的始动部位[46]。Ivatury[47]等调查了21例创伤性休克病人,根据入院后24小时内pHi是否达到7.30以上分为两组,而两组之间具有相同的创伤评分、动脉血乳酸和碱缺失浓度。10例病人pHi达到7.30以上,其中死亡仅1例,而另外一组病人中有5例死亡,8例发生MODS的病人中有6例早期pHi低于7.30。

正常情况下,肠道粘膜有选择地阻止直径大于0.4nm的水溶性非极性化合物通过,因此这类物质常被用来评价肠道通透性。包括鼠李戊醛糖、菊糖、51CrEDTA、乳果糖、同位素标记的白蛋白等。在病理状态下,这些大分子物质主要通过细胞旁紧密相接,也可能通过异常的细胞膜或膜通道进入粘膜。

肠粘膜受损最早的表现就是通透性增加。Deitch EA[48]发现在15例平均TBSA仅20%的烧伤病人中,伤后24小时肠道通透性就显著增加,表现在对乳<