危重病医学-第2章-创伤后机体反应.ppt

第二章 创伤后机体反应 (general body ersponse to trauma) 主讲 唐显玲 当机体受到任何内、外环境因素的刺激，只要刺 激达到一定的强度，除了引起与刺激因素直接相关 的特异性变化外，都可引起一组与刺激因素性质无 关的非特异性适应反应。医学上把刺激因素称为应 激原（stressor），把对刺激因素发生非特异性反应 称为应激反应（stress response） 概 述 创伤后机体反应： 指机体受到创伤创伤 性刺激时时,出现现以神经经内分泌系 统统反应为应为 主，多个系统统参予的一系列全身性非特 异性适应应反应应。 双重性 与创伤因素无关的非 特异性全身反应 与创伤因素直接相关的 特异性变化 例一：1976年7月28日，唐山大地震，最 后一个被救出者埋在废墟里 他得到了营救 强烈的求生愿望使他 8天8夜不敢合眼 高度应激 脸色苍白 心跳加快 血压升高 立即逃跑 例二 非特异性全身反应 特异性反应 被恶狗追击 血管收缩 血压升高 例三 寒颤、皮肤鸡皮疙瘩 特异性反应非特异性全身反应 寒 冷 例四 麻醉手术前夕 特异性反应 非特异性全身反应 紧张、恐惧、失眠 心跳加快、血压升高 特异性反应 非特异性全身反应 根据对机体影响的性质与程度，应激可分为生理 性应激和病理性应激。 生理性应激：指应激原不持久或不强烈，只要这 些应激原的刺激强度不是太大，持续时间不是太长 ，是机体适应这些状态的一种重要的适应性反应， 有利于目标的实现。 病理性应激：指应激原持久或强烈，将引起机体 的非特异性损伤，甚至导致应激性疾病。 根据应激对机体影响的性质与程度 生理性应激 病理性应激 指不持久或不强烈的应激原 是机体适应性反应 指持久或强烈的应激原 引起应激性损伤，甚至 应激性疾病 适度的应激反应将提高机体对刺激 的适应能力，维持内环境稳定，保证 机体重要器官功能正常。 过度的应激反应将会引起机体的应应 激性损伤损伤 ，甚至导导致应应激性疾病。 概述小结应激反应是一把双刃剑！ 第一节 病理生理学改变 高等生物对应激的反应是通过神经-内分泌系统的协 调作用对应激作出的整体反应。 在围麻醉手术期间，许多因素都可以诱发病人产生应 激反应，如饥饿、恐惧、焦虑、创伤、休克、疼痛、缺 氧、大失血等。不同的应激原通过不同的途径传入发生 应激反应的靶器官下丘脑，通过垂体和肾上腺能介 导，激活植物神经系统，影响机体代谢和脏器的生理功 能。 (一)蓝斑-交感肾上腺髓质系统 一、神经内分泌系统反应 蓝斑 大脑边缘系统 脊髓侧角和肾上腺髓质 血浆中儿茶酚胺浓度迅速升高 （肾上腺素、去甲肾上腺素、多巴胺） 情绪反应 血中去甲肾上腺素、肾上腺素及多巴胺浓度 大幅度上升， 交感-神经肾上腺髓质系统兴奋 引发血压升高、心率加快、呼吸加快、 血糖升高等一系列生理效应 ACTH作用于靶器官-肾上腺皮质 （二）下丘脑腺垂体肾上腺皮质系统 （hypothalamic pituitary adrenal axis，HPA） 下丘脑促肾上腺皮 质激素释放因子（ CRH）释放增加 边缘系统 情绪反应 合成、释放ACTH增加 糖皮质激素（GC）大量分泌并释放入血 垂体 （1）促进蛋白质、脂肪分解，增强糖异生，并降低肌肉组织对胰 岛素的敏感性而减少组织对糖的利用，提高血糖水平，保证重要 生命器官能量供应； （2）维持循环系统对儿茶酚胺的反应性，增强心血管系统的功能 ； （3）稳定溶酶体膜，对细胞发挥保护作用，防止组织损伤； （4）抑制多种炎症介质的合成，并诱导多种抗炎介质的产生，减 轻其对机体的损伤等。 GC是提高机体在恶劣条件下生存能力的重要因素 是应激反应中最为重要的环节： ADH -内啡肽 （三）其他激素 1、抑制ACTH与GC 的分泌，避免应激时 HPA的过度兴奋。 2、抑制交感肾上腺 髓质系统的过度兴奋 ，使血压降低，心率 减慢及心输出量减少 。 在下丘脑CRH 刺激下 下丘脑视上核在 低渗透压、低血 容量刺激下 水的重吸收 增加 交感肾上腺髓质 系统兴奋 血糖升高 胰高血糖素分泌 胰岛素的分泌 加速了蛋白质合成和脂 肪的分解代谢，有利于 受伤组织的愈合和能量 的供应。 交感N兴奋和 ACTH分泌 生长激素（GH） 释放增加 垂体TSH释放增加 在CRH分泌増加时 TSH作用于靶器官甲 状腺，使甲状腺激素 分泌增加，机体分解 代谢超过合成代谢。 交感一肾上腺髓质系统兴奋 外周血管收缩，血压升高 刺激肾上腺皮质球状带细胞，醛固酮分泌增加， 产生保Na+、排K，扩张血容量效应。 肾血管收缩、肾素分泌增加 血管紧张素原被激活 血管紧张素I、增加 肾素-血管紧张素-醛固酮系统 当机体组织细胞受到损伤为了保护机体，减轻损伤局部 特异性炎症反应局部组织修复。 特异性炎症反应过度释放大量炎症介质全身性非特异性炎 症反应（称全身性炎症反应综合征，SIRS） SIRS多器官功能障碍综合征 二、免疫系统反应与炎症 适度的免疫反应 增强机体的抵抗力和促进组织修复 过度或失控的免疫反应 使机体产生大量炎症介质，引 起强烈的全身性炎症反应。 抑制免疫功能，降低机体的抵抗 力，诱发自身免疫性疾病 1、机体受到急性创伤后，中心粒细胞、单核吞噬细胞数目增多 ，吞噬细菌和清除坏死组织的能力大大增强。补体系统激活，血 管活性物质释放入血，引起血管扩张，毛细血管通透性增加。 2、创伤后组织缺血和缺血再灌注释放的自由基，可激活细胞膜 上的磷脂酶A2，生成大量的炎症介质，破坏毛细血管内皮细胞， 引起微血栓形成、血管通透性增加和水肿。 3、创伤后单核-吞噬细胞被激活，产生大量的细胞因子。这些 因子既有抗炎作用，又有致炎作用。 （一）非特异性免疫反应 适量的细胞因子具有较强的抗炎作用，有利于组织修复，过度 的细胞因子可引起SIRS。 促进白细胞与与血管内皮 细胞的激活并相互作用。 中性白细胞激活粘附于血 管壁时，释放氧自由基、 溶酶体酶、血栓素等体液 性物质，进一步损害血管 壁并释放大量促炎因子， 形成恶性循环。 发生机制 当机体受到严重创伤、感染时产生、激活单核细胞 ，产生TNFa、 IL-1 、IL-6 、IL-8、血小板激活因 子（PAF）等促炎因子； 促炎因子大量释放入血，损伤血 管内皮细胞，造成血管通透性升 高、血栓形成，呈“级联”样激活 全身性炎症反应，造成组织严重 创伤。 SIRS进一步发展，导致MODF 促炎因子增多，使机体产生抗炎因子IL-4、 IL- 10、 IL- 11、TNFa受体等增多，控制炎症。 当机体抗炎反应占优势时，则产生免疫功能抑制 ，患者对细菌的易感性增加。 （二）代偿性抗炎症反应综合征（compensatory anti-inflammatory response syndrome，CARS） 外周血中白细胞、血小板数增多，粘附力增强，纤维蛋白原 浓度升高，凝血因子、血浆纤溶酶原、抗凝血酶等 的浓度也升高 三、凝血系统改变 非特异性抗感染能力和凝血能力增强，全血和血浆粘 度升高，红细胞沉降率增快 不利方面：促进血栓形成 DIC发生 急性应激时 有利方面：抗感染能力增 强、防止损伤性出血 （1）心肌做功加重，耗氧增加，致心肌供氧耗氧失常，导致心肌损 害和心律失常，甚至心室纤颤。 （2）在已有冠状动脉病变的基础上，可引起冠状动脉痉挛， 导致心肌 缺血，严重时发生心肌梗塞。 （3）高血压患者易发生脑血管意外，急性左心衰和急性肾功能衰竭。 四、循环系统改变 应激时循环系统的基本生理变化为心率增快、心肌收缩力增 强、心输出量增多，外周血管、中心静脉和内脏血管收缩， 血压升高、血液重新分布维持重要器官的血液供应。 应激反应过于持久或强烈时，血浆持续高浓度的儿茶酚胺可使 全身性炎症反应综合征急性肺损伤 五、呼吸系统改变 适度应激 支气管扩张，潮气 量增加，以保证机 体高需氧量。 过度应激 血中高浓度的儿茶酚胺作用于肺动脉， 致肺动脉高压，肺毛细血管通透性增高 ，血液凝固性增高，形成肺微血栓，导 致ARDS。 胃肠道粘膜屏障功能降 低，细菌入血，引发多 脏器功能衰竭 六、消化系统改变 交感-肾上腺髓质系统兴奋 胃肠血管收缩，胃肠粘膜缺血 应激性溃疡 尿量是泌尿系统的主要监测指标。 血容量的变化、血浆渗透浓度的变化以及低温等因 素均可使病人尿量发生变化。因此，创伤病人的尿量 不是反应血容量的唯一指标。 持续的应激反应可使肾血管收缩，造成肾小球与肾 小管缺血性坏死，导致急性肾功能衰竭。 七、泌尿系统改变 八、中枢神经系统改变 应激反应的调控中心 下丘脑 大脑皮层、边缘系统 脑桥蓝斑 去甲肾上腺素（NE）神经元激活 CRH分泌 脊髓侧角交感神经和肾上腺髓质 系统儿茶酚胺分泌、释放增加， 表现为循环系统的改变。 进入腺垂体，激活HPA轴， 使GC分泌增多。 （1）糖代谢：糖原分解、糖异生增强，外周组织对葡萄糖的利用率下降 ，血糖升高。 （2）脂代谢：脂肪分解增强，血浆游离脂肪酸成为体内主要能源。 （3）蛋白质代谢：蛋白质分解增加，尿氮排出量增多，机体呈负氮平衡 消瘦。 九、代谢的改变 应激时代谢改变的特点是：高分解代谢、合成减少、代谢率明显 升高。 因应激时产生的高儿茶酚胺血症、高浓度GC、胰高血糖素 及胰岛素分泌减少所引起。 1、高分解代谢 机体水、钠储留 2、物质代谢 3、体液 创伤后机体反应是机体对创伤所作出的保护性或适应性反应 ，有利于机体在变动的环境中维持机体的自稳态，增强机体的 适应能力。一般情况下，创伤后机体反应与创伤的程度和创伤 持续的时间呈正比。 如果刺激因素过于严重，机体往往不能作出适应性反应，可 出现应激低下或应激过度，称为“应激紊乱”，导致严重的并发 症。因此，适当调控机体反应，对减少严重创伤或大手术后的 并发症，提高其生存率，具有重要意义。 第二节 创伤后机体反应的调控 当HPA兴奋，可引起肾上腺皮质分泌大量GC。GC一方面 可提高机体自我保护能力，防止过度的炎症反应引发的继发性 伤害，另一方面则通过下调中枢糖皮质激素受体（GR）而抑 制HPA的兴奋，防止其过度兴奋削弱机体的抗炎反应。 严重创伤时，创伤组织产生大量细胞因子TNF-a、IL-1、IL -6，产生（1）兴奋HPA，使GC分泌增加；（2）直接引起糖 皮质激素受体表达下调，从而抑制HPA的兴奋。同时，单核 细胞在细胞因子刺激下被激活，继而释放大量炎症介质，使炎 症呈级联样放大。失控的炎症反应可引发SIRS，进而发生 MODS。 （一）HPA的调控作用 一、机体对创伤后反应的调控 全身性炎症反应综合征（SIRS） “级联”样激活 当局部组织严重创伤、感染时，单核细胞被激活，产生TNFa、 IL-1 、IL-6 、IL-8、血小板激活因子（PAF）等促炎因子。大量 的促炎因子进入血液循环，作用于毛细血管内皮细胞，造成毛细血 管内皮细胞损伤，通透性升高和微血栓形成。 促炎因子促进白细胞与毛细血管内皮细胞粘附，粘附同时被激 活并相互作用。 中性白细胞粘附于毛细血管壁时，释放氧自由基、溶酶体酶、血 栓素等体液性物质，进一步损害血管壁并释放促炎因子，形成“级 联”样激活全身性炎症反应，造成远隔组织器官的严重损伤，发生 SIRS。 创伤后 （二）交感神经系统的调控作用 交感-肾上腺髓质系统兴奋 血中儿茶酚胺浓度显著升高 心率增快、心肌收缩力增强、血压 升高、血液重新分布 合并微循环障碍时，机体对儿茶酚胺的敏感性降低，从而导致 严重的微循环衰竭。 热休克蛋白（heat shock protein，HSP）是广泛存 在于生物细胞中的一组高度保守的蛋白质分子家 族。许多因素都能诱导其产生。HSP具有抗炎、 抗氧化、抗细胞凋亡作用，从而能够保护细胞并 促进损伤细胞的自身修复。 （三）急性期蛋白和热休克蛋白的调控作用 应激反应既不可全无也不可过度。调控应激反应， 是对反应过度者加以降低，对反应低下者予以增强。 掌握调控应激反应的方法，可充分发挥应激反应的积 极作用，最大限度减小应激反应对机体的有害作用， 使病人顺利康复。 二、创伤后机体反应的人工调控 1、确定应激反应最适强度的界限； 2、准确判断应激反应的强度； 3、调控应激反应的措施。 要有效地调控创伤后应激反应，必须清 楚三个重要问题： 应激反应机制复杂，涉及系统广泛，最适强度并 非简单语言所能概括。大量实践和研究认为，最适 强度与其生命重要器官代偿潜能有关，且随其病理 生理改变和病情变化而不同。即：应激反应最适强 度应能维持循环功能状态，稳定血流动力学，保障 脏器的灌流量，达到供氧与耗氧平衡，以保护机体 ，保证生存的目的。 （1）应激反应的最适强度： 应激反应是神经、内分泌、免疫等多系统参与的一 种合并了许多生理机制的生理效应，目前尚无准确判 断应激反应强度的金标准。 已有资料和临床实践可以认为，判断应激反应强度 主要着眼于神经、内分泌、免疫三大系统间的相互影 响，立足于从细胞、分子水平监测整体应激水平的观 点。在研究方法上联合应用生物化学、生理学、心理 学等多种手段，以内分泌、代谢改变为依据，科学地 测量应激状态，客观地评价整体应激水平。 （2）应激反应强度的判断： 应激反应的本质是对机体有利的防御机制。因此， 对反应代偿功能低下者应予提高应激反应并维持于最 适反应强度，对应激反应过度者应加以控制，防止其 对机体的有害作用。 （3）应激反应的调节与控制： 第二节 代谢和脏器功能的改变及其临床意义 应激原 下丘脑-垂体-肾上腺皮质蓝斑-交感-肾上腺髓质 糖皮质激素儿茶酚胺 胰岛素分泌胰高血糖素生长激素分泌 葡萄糖利用糖原分解 脂肪分解 负氮 平衡 应激性高血糖 、应激性糖尿！ 血浆脂肪酸及 酮体 促蛋 白质 分解 促 糖 异 生 创伤后体液变化 早期：神经内分泌变化 体液转移至第三间隙 血容量增加血容量减少 水肿，血容量减少 消除水肿，维持血容量要注意血浆白蛋白的含量 高代谢是危重病早期因应激所引起的能量代谢变化。 通过高代谢，可保证机体在应激时需要的高能量。 长期的高分解代谢会继发肌肉组织的严重消耗，器 官功能降低，导致呼吸功能衰竭，机体康复延迟和免 疫功能降低。 糖尿病人可因糖代谢异常发生高渗性昏迷或多尿， 需高度重视。 CNS是应激反应的调控中心， CNS与应激关系 最为密切的部位主要有边缘系统扣带皮质、杏仁复 合体、海马、丘脑下部及脑桥蓝斑。 应激时CNS改变 神经-内分泌改变 心理障碍 目前认为，许多功能性精神疾患的发病与应 激有关。特别是社会心理应激原能直接导致精 神疾患，或加重病情。因此，对创伤所致心理 反应需高度重视。 维持血压,保证心脑重要器官的血供给 SAS 血管加压素 心跳加快 收缩力 应激原 小动脉收缩 外周阻力高血压 微循灌注压力组织液入血维持血量 HPA 血管反应性GC 血管紧张素醛固酮ADH 肾小A内压肾素 血管紧张素原水钠重吸收 水钠潴留 （二）循环系统改变 高血压患者易发生高血压脑病、脑血管意外、急性 左心衰和急性肾功能衰竭等。 当应激反应过于持久或强烈，血浆中持续高浓度的 儿茶酚胺可造成以下危害： 心肌耗氧增加，供氧与耗氧失平衡，导致心肌损害 和心律失常，甚至心室纤颤。 冠状动脉痉挛，导致心肌缺血，严重时发生心肌梗塞。 非高血压患者血压可升高，称应激性高血压。 儿茶酚胺损害心肌的机制 心肌耗氧量，心肌功能性缺氧； 受体兴奋，钙内流，细胞内钙超载，心肌挛 缩； 氧自由基，膜脂质过氧化，功能障碍； 儿茶酚胺氧化产物对心肌的损害； 血小板聚积，激发凝血，导致心肌微循环障碍。 （三）呼吸系统改变 儿茶酚胺通过扩张支气管，提高潮气量，增加呼 吸频率，改善了肺泡通气，以满足机体在有害刺激 下对氧的高需求量。 过于持久的高儿茶酚胺可致肺动脉高压，肺毛细 血管通透性增高，血液凝固性增高，易形成肺微血 栓，导致ARDS。 （四）消化系统改变 创伤后由于交感肾上腺髓质系统的强烈兴奋，胃肠 血管收缩，血流量减少，可导致胃肠粘膜受损。表现为 胃粘膜糜烂、潰疡、出血，称“应激性溃疡”。 长时间胃肠供血不足，损害了肠粘膜屏障，可引起肠 道细菌移位或肠源性感染，引发MODS。 （五）泌尿系统改变 肾血管持续收缩可造成肾小球与肾小管坏死，导致 急性肾功能衰竭。多数情况下，尿量是监测血容量、 肾血流灌注和肾功能的主要指标。 但是，创伤后病人尿量变化较为复杂。血浆渗透浓 度的变化可使病人的尿量与血压、血容量不成正比。 因此，创伤病人的尿量不能准确反应血压、血容量和 肾功能。 例： 交感N兴奋 急性失血 高钠血症等 血中儿茶酚胺浓度升高 肾素血管紧张素系统活性增强 ADH浓度升高 肾血流量下降，肾小球滤过率降低 醛固酮分泌增多，尿钠重吸收增加 少尿、尿比重高 高血糖 低钠血症 原尿生成增加 尿量增加 例： （六）生命体征改变 创伤和大手术后，病人会出现发热、心跳加快、血 压升高和呼吸加快等。多在术后23天后恢复正常。 第三节 创伤后机体反应的调控 适度的应 激反应可提 高机体对环 境的适应能 力，对机体 有利。 过度的应 激反应将对 机体造成损 伤，产生应 激性疾病。 应激反应 双刃剑 应激反应需要调控 欲求有效地调控创伤后应激反应，必须弄清楚三个 重要问题：1、确定应激反应最适强度的界限；2、准 确判断应激反应的强度；3、调控应激反应的措施。 （1）应激反应的最适强度：由于应激反应机制复杂， 涉及系统广泛，最适强度并非简单语言所能概括。大 量实践和研究认为，最适强度与其生命重要器官代偿 潜能有关，且随其病理生理改变和病情变化而不同。 即：应激反应最适强度应能维持循环功能状态，稳定 血流动力学，保障脏器的灌流量，达到供氧与耗氧平 衡，以保护机体，保证生存的目的。 （2）应激反应强度的判断：应激反应是神经、内分泌、免疫 和凝血等多系统参与的一种合并了许多生理机制的非特异性全 身反应综合征。目前尚无准确判断应激反应强度的标准。 从已有资料和临床实践可以认为，判断应激反应强度主要 着眼于神经、内分泌、免疫三大系统间的相互影响，立足于从 细胞、分子的水平监测整体应激水平的观点。在研究方法上联 合应用生物化学、生理学、心理学等多种手段，以内分泌、代 谢改变为依据，科学地测量应激状态，客观地评价整体应激水 平。 3.应激反应的调节与控制：应激反应的本质是对 机体有利的防御机制。因此，对反应代偿功能低下 者应予提高应激反应并维持于最适反应强度，对应 激反应过度者应加以控制，防止其对机体的有害作 用。 一、降低应激反应的措施 预防和消除应激原 1、对危重病人，消除引起应激反应的原因 （1）感染病人：抗感染处理； （2）创伤病人：处理骨折、给予镇痛、纠正低血压； （3）休克病人：抗休克处理等。 （1）对术前病人：适当应用麻醉前用药，稳定病人情绪，控制 术前心理应激。麻醉手术前详细向病人介绍麻醉实施及保证安全预 案，做好麻醉前病人思想工作，消除病人对麻醉手术的恐惧或顾虑 。 （2）对术中病人：用一定的药物或麻醉技术控制有害的应激反 应。以良好的麻醉效果消除手术所产生的不良刺激。如维持一定深 度的全麻；部位麻醉时复合应用镇痛药物消除内脏的牵拉痛；密切 观察、处理病情变化。如心律失常、大失血、低血压、高血压等处 理，保证病人生命体征稳定。 （3）对术后病人：采用PCA技术消除病人术后伤口疼痛，消除 术后早期伤口疼痛带给病人的有害刺激。 2、对手术病人 二、提高应激反应的措施 对部分内分泌肿瘤、全身衰竭等病人，由于其体内某些内分 泌功能减退(如肾上腺皮质、垂体、甲状腺等功能不全)，代偿功 能降低，因此，对麻醉手术的耐受性差。术前给予相应激素替 代治疗，并控制病情，改善全身情况，可提高对手术、麻醉的 耐受力，降低麻醉手术危险性。 围手术期常用药物如成瘾性镇痛药、镇静催眠药、-肾上腺 素能受体阻滞剂等有抑制应激反应的作用，对这些病人不宜使 用。此外，应尽量避免大剂量应用抑制中枢神经及其他系统的 药物，以策安全。 三、预防应激性疾病 （一）预防应激性高血糖； （二）预防应激性高血压； （三）预防应激性溃疡； （四）预防多器官功能不全等。 创伤性机体反应受多种因素影响，其病理生 理变化机制复杂，因人而异，应酌情采用调控 措施，把应激反应调控于最适强度。 小结 本章重点复习内容 1、创伤后机体神经-内分泌反应的主要途径； 2、神经-内分泌反应对机体产生的生理意义和病理 意义； 3、应激反应对代谢和器官功能的影响； 4、调控应激反应的基本方法。 END （一） 应激性溃疡 应激性溃疡是应激时出现的一种胃十二脂肠粘膜 的急性损伤，主要由于应激时粘膜缺血、糖皮质激 素增多以及酸中毒等的作用，引起粘膜屏障的结构 与功能破坏损害，出现胃、十二指肠粘膜糜烂、溃 疡、出血等临床表现。 发病率：在重伤、重病时