内脏缺血缺氧代谢障碍在SIRS和MODS中的作用

1、内脏缺血缺氧代谢障碍在 SIRS和MODS中的作用中分类号：R725.9文献标识码：C文章编号：1007-9459(2000)-04-0180-03多脏器功能障碍综合征(MODS是儿科危重患儿的重要死亡原因之一。据樊 寻梅等调查统计，收入到PICU的危重患儿中，1、2、3及3个以上器官功能障 碍发生率分别为31.9%、19.6 %、10.6 %、3.5 %，相应的病死率分别为 4.8 %、7.4 %、26.5 %及53.8 %，脏器衰竭数目越多，病死率越高。国外报道 多脏器功能障碍的病死率根据累及脏器的多少不等可达30% 80%，尽管在脏器衰竭的治疗方面取得了一些进展，但 MODS勺病死率仍居

2、高不下，成为危重症 抢救当中很棘手的一个问题。现在许多学者认为MODS勺发生与全身炎症反应综合征(SIRS)密切相关，但由SIRS发展成为MODS勺机制尚未完全明确，各种假 说从不同角度探讨了 SIRS发展成为MODS勺机制，多数学者已接受该过程是各 方面因素综合作用的结果这一观点。其中生命器官的缺血缺氧、能量代谢障 碍、氧转运和氧消耗之间关系失调等在这一过程中起着重要作用，日益引起大 家的关注。1应激反应与内脏缺血缺氧其中将此过程分泌的激素称为应激激素(SH) 0 SH的作用是把血液从“次 的脏器如胃肠、肝脾、肾脏甚至皮肤等部位重新分布到“重要的脏器”如 脑、肺、肌肉等处，以有利于应付各种重

3、创打击损害等。在发生应激反应 胃肠、肝胆系统、肾脏甚至肺脏血管的收缩非常强烈。一方面是血管痉挛应激反应(SR)是交感-肾上腺髓质、下丘脑、腺垂体-肾上腺皮质系统和肾 素-血管紧张素等3个系统，在各种内外因素的刺激下过度分泌所引起的机体反 应， 要” 心、 时， 供血下降，另一方面是组织过度兴奋而氧需求增加，产生无氧酵解。因此，应 激反应的神经内分泌反应造成了高代谢、高动力循环及高消耗状态，也造成了 全身血流动力学紊乱和内脏应激性缺血、缺氧。持续的缺氧，长时间高浓度儿 茶酚胺的刺激，内源性阿片肽对肾上腺素能受体 (AR)的抑制等原因，使全身AR 敏感性逐步降低，出现所谓的 AR失敏状态。此时内脏

4、血管重新开放，造成内皮 细胞和内脏组织细胞的缺血-再灌注损伤(IR)，引起微循环血流淤滞，血小板粘 附，释放细胞介质等，使内脏进入瘀血缺氧期。内脏微循环缺血再灌注后，引 起细胞浊肿、破裂或凋亡，并释放数十种有害及有强烈血管活性作用的介质， 引起SIRS。其中内皮素是参与内源性损伤的重要因子，可加重内脏血管痉挛， 并可直接损伤内脏组织。肿瘤坏死因子(TNF)可与体内各种细胞的特异受体结 合，产生多种病理反应，众多细胞介质的综合作用和局部酸中毒，可造成微血 管淤血、栓塞、细胞破坏或凋亡、组织坏死，引起“瀑布样”的全身性损害。因此，缺血再灌注造成了部分内脏组织或细胞的淤血缺氧期-DIC期，并产生细胞

5、介质危害全身。Blow对31例严重创伤病人进行回顾性研究，其中所有 MODS呼吸系统并发症 及死亡的病例，均存在乳酸酸中毒和心功能低下，尽管这些患者血压均在正常 范围，但持续存在的高乳酸血症提示患儿可能存在组织器官的隐性低灌注，而 持续存在的隐性低灌注显然与MODS呼吸系统并发症及病死率的增加有关。1989年Adrian详细报道了内脏缺血的监测技术、监测结果与MOM关系，研究证明：内脏的缺血程度不能完全从心输出量和血气分析中反映出来，但内脏 缺血程度与患者的预后有明显的关系，认为内脏缺血与MOFS关。胃肠粘膜血管的解剖特点使它更易受到应激激素的损害。小肠绒毛的营养血管呈发夹状， 顶部营养较差，

6、小血管从母支呈直角分出而血流呈“跳跃现象”，使氧容量下 降。肠粘膜及绒毛的血流分别占全胃肠道的80和 60，如全身血容量下降10，可致全胃肠道的血流量下降 40，在应激情况下肠粘膜的氧分压下降、 乳酸明显升高、肝血流明显下降。动物实验及临床实验表明胃肠道系统对低灌 注和 IR 最敏感而易释放炎症介质及氧自由基，造成肠道及远端脏器的损害。出 现明显胃肠功能衰竭时患者的病死率将大幅升高。Kraman等报道1 500多例呼吸衰竭患者中，单纯呼吸衰竭病死率仅 14，伴消化道出血时为 62.5，而 ARD给并消化道出血时病死率达85%，动物实验及临床也证实了应激反应所致 的胃肠缺血可引发SIRS或MOD

7、S2 SIRS与内脏缺血缺氧、细胞代谢障碍2.1 氧输送和利用的变化2.1.1 氧输送(DO-2)的变化 SIRS时，DO-2减少，DO-2在各器官之间及其内部的分布异常均可导致组织缺氧。DO-2的减少常由于心输出量、血红蛋白浓度或 SaO-2 的降低所致。这些变化可导致转运至组织的氧减少。组织缺氧 是SIRS发展为MODS勺重要原因。致使组织获取氧减少。但也有实验表明组织获氧减少并不是这种原因所 另一方面，在SIRS早期，机体处于“高动力状态”，组织细胞需氧量应增 而实际上此时的氧获取量是减少的，这必然与细胞内耗氧途径的破坏有 如与有氧代谢受阻、高能磷酸化合物 ATP合成障碍、线粒体功能结构

8、受 呼吸链中的酶及其底物减少等有关。2.1.2 组织获氧减少 组织获氧减少的原因可以从氧自毛细血管扩散至组织的 能力障碍和组织利用氧的能力受限二方面考虑。一方面，氧自毛细血管扩散至 组织的能力障碍：由于微循环障碍，组织水肿可阻碍氧自毛细血管向组织扩散， 致； 多， 关。lannoli ED对内毒素所致SIRS模型损、的研究证实，发生器官功能障碍是由于 ATP的生成减少或存在细胞代谢的损 伤。2.1.3 DO和氧耗的关系的变化正常情况下，组织器官耗氧(VO-2)保持恒定，不依赖于DO-2，当DO-2降低时，机体通过增加组织摄取氧而使 VO-2 保持恒定，只在 DO-2 低于一定程度 (DO-2c

9、rit) 时， VO-2 生理性地随 DO-2 的降低而降低，呈线性相关。在发生 SIRS时，人们发现VO-2与DO-2之间呈 病理性氧供依赖，即当 DO-2 减少时，组织摄氧率有轻度升高，但不能维持组织正常的耗氧，VO-2随DO-2线性变化的范围更宽，即 DO-2crit水平更 高，这一变化使得SIRS时组织更易发生缺氧性损害。2.2 能量底物的运送和利用障碍在SIRS发生早期，创伤、炎症使局部血管扩张、微血管通透性增加，出现红、肿、热、痛等炎症的表现。全身的表现是 “高动力状态”，血液动力学为血压正常或偏低，心输出量增加，周围血管阻力降低，心肌收缩力下降。因机体早期处于高代谢状态，故而对能

10、量代谢底物 的需求量较高，包括对氧气、葡萄糖、蛋白质、脂肪等的需求，此期的SIRS 是可以逆转的。但随着 SIRS 进一步发展，败血症引起内皮细胞先收缩后损伤，组 织水肿，能量代谢底物发生分流，运送到组织器官的量减少。因为微循环障碍 能量运送不足又进一步影响和加重代谢紊乱，出现乳酸堆积和组织酸中毒，线 粒体功能障碍，细胞利用能量底物的能力受限，如此恶性循环，终末阶段，患 者则出现低代谢状态，表现为低血糖、低蛋白分解、糖异生减少和MODS勺发生。Hua ng等对烧伤狗MOD实验模型的研究证实，MOD时，肝肾线粒体功能严 重受损，线粒体和ATP亲和力下降，氧化磷酸化脱耦联，ATP减少。多数人认 为

11、微循环障碍是败血症能量底物利用障碍的直接原因。我们的动物实验结果也 表明SIRS时线粒体肿胀，ATP生成明显减少，心肌纤维之间的连接增宽，三羧 酸循环的重要酶发生变化，提示能量代谢障碍是SIRS发展到MODS勺重要原因。3 SIRS时组织缺氧的监测3.1 代谢性酸中毒血气pH下降及血乳酸增多是一个反映组织缺血缺氧的重 要指标，如在全身性缺氧情况下 （如心肺功能衰竭或感染性休克 ） 或局灶性缺氧 时 （ 如肠道的梗塞 ） 。当然也有非缺氧性原因致血乳酸增多如乳酸清除延迟，糖 降解加速，或丙酮酸脱氢酶功能障碍等，需加以区别。3.2 氧摄取比值 SIRS时存在病理性氧供依赖，氧摄取比值很低，提示组织

12、 摄取或/和用氧不足，DO-2及VO-2关系的变化可用来监测组织缺氧及判断预 后。感染性休克病人若有正常的氧摄取则抢救成功率较高，反之亦然。也有作 者通过测定混合静脉氧饱和度来间接预测组织氧摄取，若此值较高，反映组织 摄取氧下降。3.3 胃粘膜pH用置于胃腔内的充满盐水的球囊测定胃粘膜 CO-2张力（CO- 2张力剂），通过公式可计算出胃粘膜的pH（由动脉血气已知HCO+-3）。研究 发现胃粘膜pH值下降（或持续低值）提示危重病人预后不良。但是，胃粘膜 pH 值是否有其他干扰因素，是否能真正反映胃粘膜缺氧仍不能完全确定。 CO-2 张力剂现在已发展为半自动化并且由气体取代球囊内的盐水。另外，胃

13、粘膜 -动 脉CO-2张力差值的测定已被用来代替胃粘膜 pH测定。4改善内脏缺血缺氧在防治SIRS或MOD中的作用4.1 迅速控制原发疾病损伤减轻生理和心理性SR减少应激激素分泌，迅速准确地处理创伤、烧伤、出血或控制感染，积极控制疼痛等症状，进行心理安慰等对疾病控制和恢复非常重要。PICU的患者不论是否主诉疼痛，都应给予 常规镇痛或镇静剂，必要时还可使用肌肉松弛剂，以最大可能减轻SR减少SH分泌，并降低氧耗及代谢。4.2 药物改善内脏和全身微循环4.2.1 a -受体阻滞剂和血管扩张剂国外在80年代就根据危重患者内脏缺血的监测结果，建议使用低剂量多巴胺和前列环素扩张内脏血管，开搏通抑制血 管紧

14、张素转换酶等取得明显疗效。国内在综合抢救急性肺损伤（ALI）或ARDS肾功衰竭、改善内脏微循环并防治 SIRS或MOD等方面也有使用酚妥拉明、 654-2 的经验和报道。4.2.2 一氧化氮（NO）及其供体直接扩张血管和微循环临床抢救一般使用NO发生器直接吸入或用硝酸甘油静脉滴入，在改善全身血流动力学和内脏微循环，抢救心、肺、肾衰竭，特别是 ALI或ARDS多有报道。4.2.3 山莨菪碱等改善微循环并提高细胞对缺氧耐受性 山莨菪碱在抗休克治 疗中已被广泛应用，近来在实验研究中发现其在防治肠粘膜细胞缺血再灌注损 伤时，可保护线粒体，稳定溶酶体膜，提高缺血缺氧的耐受性。有人用山莨菪 碱、酚妥拉明和超大剂量 Vite共同改善微循环，防治ARDS也显示有效。此 外， 1,6- 二磷酸果糖、脂肪乳剂等，对提供细胞能量，提高缺血缺氧耐受性， 对抗细胞介质等方面也有一定的作用。4.3 早期Die