围手术期低体温的危害和发生机制研究进展总结2026

围手术期低体温的危害和发生机制研究进展总结2026围手术期低体温是手术麻醉过程中常见的并发症，是指手术期间或麻醉过程中患者核心体温低于36℃，7%~90%的手术患者会出现不同程度的体温下降[1]。麻醉的影响是低体温发生的一个重要因素，麻醉药物可能通过作用于体温调节中枢或改变外周血管张力等方式对围手术期的体温调节产生影响[23]。围手术期低体温会引发很多不良后果，因此，国家卫生健康委员会分别于2024年和2025年，将降低手术患者麻醉期间低体温发生率和提高手术时间>2h全身麻醉患者术中持续体温监测率作为麻醉专业质控工作的改进目标。本文将围绕围手术期低体温的危害、发生机制、病理生理学研究进展以及所面临的挑战与未来发展方向等方面进行综述。1围手术期低体温的危害及其病理生理研究进展围手术期低体温并非单纯的温度降低，还会引发一系列复杂的病理生理改变，对机体多个系统产生多方面的不利影响，显著增加围手术期并发症风险，影响患者预后。深入理解围手术期低体温的病理生理机制，对于认识其危害并采取有效预防措施有着极其重要的意义。1.1低体温对神经系统功能的影响在神经系统中，低体温可引起海马体活性氧积累，导致海马体氧化损伤。有大鼠模型研究显示，低体温显著抑制了海马体血管内皮生长因子和内皮一氧化氮合酶的表达，而内皮一氧化氮合酶的低表达会导致活性氧积累，这表明低体温可导致海马体氧化损伤[4]。另外，围手术期低体温可增加海马区神经细胞凋亡率。一项大鼠模型研究通过设立低体温组和对照组，采用流式细胞术检测分析海马细胞凋亡率发现，低体温组海马组织凋亡率升高，同时磷酸化胞外信号调节激酶和磷酸化环磷腺苷反应元件结合蛋白表达水平显著降低，由此得出低体温可通过下调磷酸化胞外信号调节激酶和磷酸化环磷腺苷反应元件结合蛋白促进凋亡[5]。研究表明，海马体的结构损伤与认知功能障碍密切相关，围手术期低体温导致其氧化损伤和结构破坏则可能引起围手术期神经认知障碍，表现为学习能力下降、记忆力减退等[6]。另外，多项小鼠模型研究显示，海马神经网络异常与术后谵妄存在密切关联，因此围手术期低体温可能通过海马体的氧化损伤导致术后谵妄风险增加[78]。在一项老年患者非心脏手术术中体温与术后谵妄关系的研究中显示，绝对体温过低（最低值<35.5℃）和相对体温过低（从基线下降>1.0℃）及其累积持续时间分别与术后谵妄风险增加相关[9]。围手术期低体温还可通过影响重组高密度脂蛋白引起神经细胞凋亡。重组高密度脂蛋白具有较高的血脑屏障通透性，是一种能够进入中枢神经系统发挥抗炎、抗氧化活性的神经保护药物。轻度低体温可阻碍内皮细胞、神经元、小胶质细胞和星形胶质细胞对其的摄取，从而阻碍重组高密度脂蛋白的脑转运和向病变部位靶向运输，加重神经损伤，诱发神经细胞凋亡[10]。神经细胞凋亡是神经元死亡的重要形式，因此，围手术期低体温可能会通过诱发神经细胞凋亡引起神经损伤。1.2低体温对免疫系统功能的影响在免疫功能方面，低体温会降低中性粒细胞的趋化迁移能力，使其难以到达感染部位，从而使机体免疫功能受到抑制[11]。低体温还会间接影响免疫细胞，在冷暴露下，棕色脂肪组织中单核细胞、幼稚细胞和记忆T细胞的比例增加，而自然杀伤细胞的比例降低，从而使免疫功能受抑制[12]。Sandbank等[13]通过建立低温湿笼小鼠模型，探究了低体温对机体免疫抑制的影响，发现低体温能显著阻断胞嘧啶磷酸鸟嘌呤寡脱氧核苷酸C类诱导的白细胞介素12水平升高，使自然杀伤细胞数量减少，从而促进免疫抑制。围手术期低体温通过介导中性粒细胞功能受损、自然杀伤细胞受抑制，严重削弱了机体抵抗病原体的能力，显著增加患者术后手术部位感染、肺炎、尿路感染等院内感染的发生率，延长住院时间，增加抗生素使用需求。一项腹部手术的前瞻性队列研究探讨了围手术期低体温对手术部位感染的影响，发现围手术期体温<36.0℃超过5次或超过75min的患者，发生手术部位感染的可能性更大（相对风险为1.89），证明了围手术期体温过低是手术部位感染的独立危险因素[14]。1.3低体温对循环系统功能的影响围手术期低体温对循环系统有着一定的影响。低体温显著抑制了血管内皮生长因子和内皮一氧化氮合酶的表达，导致血管平滑肌细胞表型转变，其中收缩表型标志物平滑肌肌球蛋白重链的表达降低，合成表型标志物骨桥蛋白增加[4]。而血管内皮细胞的功能障碍和血管平滑肌细胞的表型转化则可诱导动脉粥样硬化，增加了围手术期心血管事件（如心肌缺血、心律失常）的发生风险[15]。围手术期低体温对循环系统的影响可引起容量管理的改变。一项关于低体温对猫静脉晶体液液体动力学的研究发现，与正常体温相比，低体温显著改变了静脉输注晶体液的容量动力学参数，使液体分布和消除半衰期延长，液体从中央室向外周室的再分布速度减慢、清除速率下降，且平均动脉压和心率显著降低。因此，在低温麻醉患者中，须谨慎控制输液速度和总量，以防增加麻醉期间肺水肿等液体治疗风险[16]。1.4低体温对代谢功能的影响围手术期低体温可能会导致机体代谢紊乱，代谢产物堆积，从而产生一系列不利影响。Horioka等[17]通过采集相关病例血液和肾组织样本发现，低体温组肾组织中脂肪酸转运蛋白1的表达显著高于对照组，尤其在近端小管上皮细胞中，而脂肪酸转运蛋白1的信使RNA水平和蛋白水平均明显升高，肾小管细胞内可见明显的脂滴沉积，血清中游离脂肪酸和甘油三酯水平升高，这说明低体温导致了全身性脂质代谢障碍。而动脉粥样硬化斑块便是由于脂质积累驱动的慢性炎症反应而在动脉壁中形成的，因此低体温可能会通过脂质堆积引起动脉粥样硬化斑块形成，从而导致心脑血管意外风险增加[18]。在建立的淡水石首鱼模型中发现，低体温通过激活过氧化物酶体增殖物激活受体信号通路，甲氨基转移酶环脱氨酶、芳基甲酰胺酶、线粒体酶戊二酰辅酶A脱氢酶、犬尿氨酸3单加氧酶的转录表达显著下调，从而导致氨基酸代谢受抑制[19]。而氨基酸代谢受到抑制则会引起毒性代谢产物积累，从而导致如苯丙酮尿症等诸多疾病[20]。围手术期低体温通过复杂的病理生理机制对神经系统、免疫系统、循环系统及代谢功能产生广泛危害，显著增加围手术期神经认知障碍、感染风险、心血管事件及代谢紊乱等并发症的发生率。深入理解其机制有助于优化术中体温管理策略，如采取主动保温措施、精准调控液体治疗等，从而改善患者预后。2围手术期低体温调节机制的研究进展2.1下丘脑视前区（preopticanteriorhypothalamus,POAH）与体温调节围手术期低体温发生的神经调控机制较为复杂，主要与POAH的调控失衡有关[21]。POAH是下丘脑前部的一个关键功能区，可以通过控制棕色脂肪组织产热来维持体温稳态，以适应环境温度变化。当其被激活时，可诱发机体体温下降[2223]。为验证POAH在体温调节中的作用，Zhang等[24]将携带人毒蕈碱受体亚型3Gq耦联设计受体（是一种基于人毒蕈碱型乙酰胆碱受体M3亚型、经基因工程改造的G蛋白耦联受体，属于仅由设计药物激活的设计受体技术体系中的特异性受体）的腺病毒分别注入两只恒河猴的双侧POAH中，然后将其中一只恒河猴作为实验组肌内注射特异性配体氯氮平N氧化物，选择性激活POAH中表达携带人毒蕈碱受体亚型3Gq耦联设计受体的兴奋性神经元，另一只恒河猴予以等量生理盐水肌内注射作为对照组。结果显示，与对照组相比，实验组恒河猴体温明显下降，最大下降幅度达1.73℃，由此可见POAH在体温调节中的重要作用。而全身麻醉诱导的低体温的发生则有可能通过这一机制实现：在一项异氟烷诱导全身麻醉的小鼠模型中发现，吸入异氟烷全身麻醉的小鼠，其POAH被激活，从而诱导体温下降[25]。而POAH作为控制睡眠起始和睡眠稳态的关键，其神经环路与麻醉机制存在重叠。有研究显示，特异性激活POAH的大鼠睡眠增加，通过检测POAH中睡眠相关Fos的表达，发现POAH中γ氨基丁酸（γaminobutyricacid,GABA）能神经元构成下丘脑睡眠觉醒调节回路的关键组成部分，并通过抑制觉醒活跃的下丘脑周围区神经元来促进睡眠[26]。这提示在麻醉状态下，机体通过激活POAH促进睡眠，但也正因为POAH的激活诱发了机体体温的下降。POAH通过温敏神经元感知体温变化，调控散热或产热效应以维持体温稳态[27]。温敏神经元通过离子通道感知温度变化，如瞬时受体电位（transientreceptorpotential,TRP）通道是哺乳动物中重要的温度传感器，在感知温度变化时其构象变化会引发阳离子内流，产生电信号[2829]。AbdElHay等[30]通过对缺乏瞬时受体电位香草酸亚型1（transientreceptorpotentialvanilloid1,TRPV1）和瞬时受体电位褪黑素亚型2（transientreceptorpotentialmelastatin2,TRPM2）的小鼠应用与野生型小鼠相同的刺激方案，发现缺乏TRPV1或TRPM2会导致温敏神经元的比例显著降低，证实了温敏神经元的功能与TRP通道有着密切的关联。在围手术期特别是全身麻醉期间，低体温的发生与TRP有着密不可分的关系。Garami等[31]采用异氟烷或氯胺酮在大鼠和小鼠中诱导全身麻醉，发现使用TRPV1拮抗剂的治疗组可呈剂量依赖性地预防全身麻醉诱导的低体温，这表明异氟烷或氯胺酮可能通过TRP诱导低体温的发生。POAH接收温敏神经元传递的信号后，可促进血管舒张、减少脂肪组织产热，这与其抑制信号投射到下丘脑背内侧（dorsomedialhypothalamus,DMH）和苍白中缝核（raphepallidusnucleus,RPa）有关[32]。在小鼠模型中，从DMH进行逆行神经追踪，将逆行示踪剂注射到双侧下丘脑中以填充大部分DMH，并通过双重免疫荧光组织化学检测POAH神经元激活标志物Fos的表达，发现POAH通过转导抑制信号支配DMH的交感兴奋性神经元，增加Fos的表达，使皮肤血流量显著增加，从而引起机体散热并使体温降低[33]。为了确定POAH向DMH传导所释放的神经递质，特异性对POAH神经元进行顺行神经追踪，质粒定位的绿色荧光蛋白（plasmid-localizedgreenfluorescentprotein,palGFP）标记细胞的分布与POAH神经元高度重合，DMH区的palGFP阳性轴突形成篮状结构与轴突膨体，通过显微镜检测发现，这些轴突富含囊泡GABA转运体阳性点状信号，证实POAH向DMH投射神经元主要通过GABA能突触输入[33]。确定DMH下游靶标时，光激活RPa中DMH神经元轴突末端，可使小鼠核心体温增加；而阻断向RPa投射的DMH神经元时，自主神经冷防御反应被消除[34]，这证实了POAH通过抑制DMH交感兴奋性神经元并进一步调控其下游RPa的神经活动，在体温调控中发挥关键作用。在全身麻醉过程中，麻醉药物正是通过选择性激活DMH谷氨酸能突触的内源性大麻素信号转导，导致谷氨酸能DMH和GABA能DMH投射的抑制，从而诱导低体温的发生[35]。POAH作为体温调节的关键中枢，不仅为相关研究提供了重要基础，更在具体物质的体温调控研究中展现出关键价值。例如，天然产物P57诱导低体温的作用机制，即通过POAH的神经活动调控得以揭示，从而发现吡哆醛激酶（pyridoxalkinase,PDXK）可能是诱发低体温的靶点。P57是一种氧孕烷类固醇苷，是从戈登仙人掌中分离出来的天然产物，在研究其潜在功能时观察到，注射P57的动物模型核心体温显著降低。Wang等[36]为研究P57导致低体温的机制，合成了P57的生物素化探针，发现P57以剂量依赖性方式抑制PDXK活性，导致POAH中的吡哆醛（pyridoxal,PL）急剧增加。后续研究又通过直接测试PL在低温中的作用观察到，腹膜给予PL可显著降低小鼠核心体温，证实P57通过特异性抑制POAH中PDXK酶活性，增加PL水平，进而诱导体温过低。围手术期部分麻醉药物可抑制能量代谢，降低三磷酸腺苷能量水平。由于PDXK为三磷酸腺苷依赖性酶，提示麻醉药物可能通过降低三磷酸腺苷能量水平导致PDXK酶活性下降，从而诱发低体温[37]。2.2神经降压素（neurotensin,Nts）与低体温Nts亦可通过POAH发挥作用。POAH富含Nts能神经元和受体，化学遗传学激活这些神经元可导致体温下降4℃~5℃，而POAH的Nts受体拮抗剂可阻断此效应[38]。在小鼠模型研究中，Nts通过激活由神经元表达的神经降压素受体1和星形胶质细胞表达的神经降压素受体2，激活了向内电流，使细胞内储存的钙释放；同时增加突触后抑制性突触事件的频率和振幅，以提高POAH的GABA能神经元放电率，从而诱导低体温发生[39]。小鼠脑内给予Nts会引起其体温下降，而外周给予则不会出现这种现象，这是因为Nts降解快且难以通过血脑屏障[40]。麻醉药物中的阿片类药物则可能通过此途径引发低体温：一项小鼠模型研究显示，通过双光子钙成像和离体电生理学发现，使用阿片类药物的小鼠中，表达Nts的神经元被过度激活，这表明阿片类药物可通过激活表达Nts的神经元诱导低体温的发生[41]。2.3甲状腺激素受体α1（thyroidhormonereceptorα1,TRα1）对体温的影响通过下丘脑影响体温调节的生物分子除Nts外，甲状腺激素对外周体温调节的重要性也早已得到认可。研究表明，甲状腺激素可通过调节棕色脂肪组织的产热能力影响体温[42]。而其协调体温调节的受体亚型也已初步得到揭示，一项针对甲状腺激素在下丘脑核受体的研究发现，在下丘脑神经元中特异性敲除TRα1的小鼠模型，其基础体温显著降低，对环境温度变化的适应能力受损，基础代谢率降低；通过神经通路追踪实验证实，特异性敲除TRα1的小鼠中，从POA到DMH再到RPa的体温调节通路活性降低，这表明TRα1与体温调节有着密切联系[43]。另一项小鼠模型研究发现，特异性敲除非下丘脑部位TRα1的小鼠，其体温调节不受影响，仅基础代谢和应激反应受到了影响，这提示甲状腺激素通过下丘脑中TRα1进行体温调节，而对于其他部位的TRα1不影响体温调节[44]。2.4前庭神经元对体温的影响近年研究发现，前庭神经核中表达囊泡型谷氨酸转运体2（vesicularglutamatetransporter2,Vglut2）的神经元被激活后，其轴突投射至臂旁核，进而通过臂旁核向下游的外侧下丘脑传递信号，从而诱导核心体温下降[45]。在小鼠模型中，向双侧前庭神经核复合体（vestibularnuclearcomplex,VNC）区注射病毒载体，可实现对目标神经元的特异性操控。双侧激活VNC区中表达Vglut2的神经元，可抑制交感神经活性，导致肩胛间棕色脂肪组织活性下降，从而诱发低体温；而通过病毒载体去除这些神经元，则可抑制低体温的发生[46]。麻醉药丙泊酚可通过增强谷氨酸能神经元的兴奋性引起低体温。在小鼠模型中，通过免疫荧光技术检测小鼠Fos与Vglut2的共表达发现，应用丙泊酚的小鼠Vglut2+细胞的比例显著增加，谷氨酸能神经元阈值电流降低，放电速率和静息电位显著升高，这表明丙泊酚麻醉可以增加谷氨酸能神经元的兴奋性，从而诱发低体温[47]。围手术期低体温的神经调控机制呈现出高度复杂性与多维性。从POAH通过温敏神经元感知温度变化、借助TRP离子通道实现信号转导、抑制DMH交感兴奋性神经元，到VNC谷氨酸能神经元活性干预，均有望成为未来精准调控体温的潜在策略。2.5区域麻醉的特殊机制前述机制主要集中于全身麻醉药物对中枢体温调节的影响。而椎管内麻醉和区域神经阻滞引起的低体温，其核心机制在于阻断外周交感神经和运动神经。椎管内麻醉通过局部麻醉药作用于脊髓神经根，同时阻断感觉和运动神经传导，直接消除了寒战这一重要的产热反应能力，即使在未阻滞区域，寒战也可能因感觉传入阻滞而减弱。在一项大鼠实验中，蛛网膜下腔注射局部麻醉药后，腰交感神经被显著抑制，导致阻滞平面以下区域血管扩张，增加了皮肤血流和热量散失[48]。即使体温调节中枢（如POAH）感知到体温下降并发出保温指令，但由于交感神经传导被阻断，这些指令无法有效传达到阻滞区域，导致热量持续丢失，核心体温下降。支配棕色脂肪组织的交感神经活动在机体产热中起着重要作用，这说明椎管内麻醉可能通过抑制交感神经从而减少产热，增加围手术期低体温的发生风险[49]。研究显示，对小鼠分别采用局部麻醉、常规射频热凝和脉冲射频达到神经阻滞的效果，与假手术组相比，所有神经