高渗溶液复苏对微循环的影响
休克常是危重病人的首要死亡原因。未经治疗的休克 有可能导致严重的肺损伤、急性呼吸衰竭综合征、多器官功 能衰竭甚至死亡。经典的休克的复苏方法主要依靠等渗晶 体液快速大量补充血容量来进行，常用的液体是生理盐水 (NS)和乳酸林格液(RL)等。但是大量应用等渗晶体液有 可能弊大于利，将会导致组织水肿，中性粒细胞激活和免疫 级联反应的发生。为了防止组织水肿同时增加血容量，临 床上常应用3%～10%的高分子物质，如羟乙基淀粉、右旋 糖酐、明胶或白蛋白等，溶于等渗晶体液中以代替单纯的等 渗晶体液复苏 [1～5] 。
从20世纪80年代开始，以高渗溶液进行的小容量复 苏被引入休克病人的治疗，7.5%的高渗盐水以4ml/kg的 剂量输入体内后可以改善血流动力学参数和组织灌注。相 比等渗液体复苏，这种复苏方式具有液体量少，便于输入的 特点。在最近几年的研究中发现高渗生理盐水(HTS)可以 通过增加毛细血管的渗透压而从间质、内皮细胞(EC)、红 细胞中置换出液体以增加血管内的容量，从而迅速增加平 均动脉压、外周组织灌注、心搏出量和尿量 [3] 。大型的双 盲随机研究表明以HTS或HTS-羟乙基淀粉混合物应用 于创伤性休克是安全和有效的，有许多报道认为HTS复苏 有很多优点，可以降低围复苏期的并发症(如肾衰竭、凝血 障碍和ARDS) [4，5] 。近几年来的研究表明，HTS能介导免 疫保护，有可能改善创伤的预后。本文就高渗溶液复苏对 微循环的影响进行综述如下。
1 对微循环血流动力学的影响
用HTS对休克进行复苏可以增加微循环血液，防止休 克中的毛细血管塌陷。在一个采用激光多普勒血流分析技 术的失血性休克的模型中以HTS(4ml/kg)和RL(3～4倍 于失血量)进行复苏，复苏后2h RL组肠系膜和肾皮质的血 流量较HTS组降低了40%～50% [6] 。在一个注射脂多糖 (LPS)复制脓毒血症的模型中以HTS复苏的模型的肠系膜 血流是等渗复苏的2倍;HTS组的动物存活率是对照组的 3倍 [7，8] 。Mazzoni等学者在兔子的肌肉上使用了在体可视 显微镜(intravital videomicroscopy，IVM)发现高渗液复苏的 失血性休克模型中毛细血管的血流完全的恢复至休克前水 平，而RL组则表现为毛细血管持久的收缩，与未复苏组的 结果一样 [9] 。他们用多普勒分析仪在肌肉表面的血流信 号中也证实了这个结果 [10] 。
还有一个量化比较微血管血流动力学转变的试验。在 失血性休克大鼠模型的回肠IVM中，高渗液复苏组或至少 2倍于失血量的RL复苏组可以将动脉直径维持在休克前 水平，而如果单独血液或右旋糖酐复苏组的血管直径则会 收缩75% [11] 。而且大多IVM实验都可以证明高渗液复苏 增加血管血流主要是依靠收缩容量血管。在失血性休克模 型中对比相等量的HTS和NS复苏组的IVM显示二者动脉 的直径相等，但HTS组的动脉血流是NS组的2倍，不过HTS治疗的动物的静脉明显收缩，复苏后静脉血流要1h才 恢复正常，而NS组只用了10min。这个结果说明了高渗溶 液是如何动员容量血管的大量液体来增加血管内血容量 的。另外，静脉持续的有节奏的收缩和舒张在80%的HTS 组中被发现，这种血管运动的增加也是HTS改善微循环的 一个可能的机制 [12] 。这可能说明HTS复苏引起的微循环 改变是由于静脉的暂时收缩而总体推动动脉血流的增加和 微循环改善的。
2 微循环中的细胞受体表达和相互作用
微循环是HTS影响循环中的细胞和细胞间相互作用 的重要场所。多形核中性粒细胞(PMN)沿着一个有序的 过程从血管转移到受伤或感染的地方发挥作用。PMN的 边缘接触到血管的周边，在血管内皮表面趋化并与内皮细 胞(EC)表面选择蛋白(L、E、P)结合，这个最初很弱的相互 作用被逐渐强化发生级联反应，最后通过表面抗原(CD18/ CD11)和内皮上的细胞黏附分子(ICAM-1、ICAM-2)把 PMN固定在血管壁上。再通过白细胞转移作用，PMN穿过 细胞间隙顺趋化剂浓度梯度转移到组织损伤或感染的地 方 [13] 。
打乱PMN这一过程的有序性和器官功能障碍的病理 生理有着密切的关系。推进了脓毒血症、烧伤、多发伤和失 血性休克向着全身炎性反应综合征、多器官功能衰竭和死 亡发展。不适当的PMC/EC相互作用还被认为促进了蛋 白酶、氧自由基的释放，从而引起更严重的微血管损伤和组 织水肿。有越来越多的证据表明HTS可以降低不同形式 的局部或全身性炎症反应的发生和死亡率。特别是在失血 性休克模型中以HTS复苏可以减少支气管肺泡洗出液中 的PMN的量，减少肺损伤，同时也减少肝脏损伤。甚至有 些动物模型显示HTS复苏组可以提高存活率。应用HTS 可以使PMN和EC的功能和相互作用发生关键性转变。 在体外试验中高渗液体减弱了PMN的激活和其细胞毒性， 而且减少了释放的氧化物和蛋白酶。高渗液还减少了人类 PMN的表面L选择蛋白和CD11b。人类自愿者在接受高 渗液输注后他们的PMN的CD11b表达比接受RL输注的 要少。同时，虽然HTS复苏在动物身上减少了L选择蛋白 但CD11b的改变仍不明显 [14～16] 。
EC表达的黏附分子也同样被HTS改变。在体外试验 中HTS减少了内皮细胞间黏附分子-1(ICAM-1)的数 量 [17] 。在体内的研究中发现，HTS复苏组的肺和肝脏中的 ICAM-1同样是比RL组减少的 [17，18] 。另外Sun等学者报 道HTS组在鼠的脾脏和肺脏的ICAM-1蛋白和基因表达 均少于RL组 [19] 。虽然有些报道中认为E和P选择蛋白 的变化在不同复苏组中没有差异，但Alam等学者报道在肺 和脾脏中这两种蛋白的受体数目在RL组比HTS组有所增 加 [13] 。
IVM技术可以更深入可信地研究HTS是如何使黏附 分子表达减少和PMN/EC相互作用减少，从而减轻组织器 官损伤的。烧伤的情况下，相比RL组HTS复苏的老鼠血管中白蛋白阻塞(黏附)明显减少[20] 。在局部创伤和局部 缺血再灌注模型中，预先输入HTS组的白细胞趋化和黏附 要明显少于等渗复苏组和未处理组 [21] 。
关于HTS对血小板和中性粒细胞之间相互作用影响 的研究非常少。在田鼠的皮肤IVM中Saetzle等学者发现 HTS组相比RL组可以减少25%～35%的血小板与白细胞 的聚合物，还报道了60min后HTS复苏组的白细胞趋化和 黏附数量远少于RL复苏组 [22] 。
3 微血管的完整性和渗透性
全身炎症反应常伴随严重的失血性休克、脓毒血症、创 伤和烧伤出现，并加重组织水肿，引起不适当的宿主防御反 应的产物释放使微血管损伤进而使血浆和蛋白渗漏到周围 间质中。最近不少学者研究后提出不适当的细胞激活(中 性粒细胞、巨噬细胞、内皮细胞)和它们过度的相互反应才 是毒素释放从而引起血管渗漏的重要原因 [23，24] 。高渗性 溶液复苏对微循环中的细胞受体表达和细胞相互作用的影 响有可能减少血管渗漏。 很多研究显示HTS复苏可以减少微血管的渗透性。 以潮湿和干燥比率对1个75%面积烧伤的绵羊模型进行 评估，接受高渗液复苏治疗的绵羊的结肠、肝脏、胰腺、骨骼 肌和没有烧伤的皮肤中的湿重/干重(W/D)比率要小于 RL组 [25] 。这说明局部损伤引起的全身炎症反应所导致的 组织水肿或微血管渗漏是全身性的。在胰腺炎的HTS治 疗中显示肺W/D比率比NS组下降1/2，而且肺泡中的蛋 白是NS组的1/10 [26] 。Jerome等学者用组织学方法来评 估组织水肿，他们发现在肌肉4h缺血再灌注模型中用HTS 复苏的组织水含量较RL组少 [27] 。同样，运用组织学方法 评估一个失血性休克伴随气管内炎症的模型中，HTS复苏 有助于减少肺水含量 [28] 。
血管周围的大分子渗漏可以直接用荧光标记(异硫氰 酸荧光素标记的右旋糖酐、白蛋白)后以IVM测出，在紫外 线(480nm)照射荧光标记的大分子后，IVM可以量化的测 出渗漏到间质的标记分子多少。在一个模拟的局部感染的 仓鼠模型中，以HTS预先输入后可以减少40%异硫氰酸荧 光素标记的右旋糖酐的渗漏 [29] 。类似的，在局部缺血再灌 注模型或严重烧伤模型中，不同的IVM都发现在RL复苏 组的异硫氰酸荧光素标记的大分子渗透大大超过HTS复 苏组。这种研究表明HTS复苏组使粒细胞黏附减少也同 时能够降低血管的渗漏 [29] 。
临床证明高渗溶液复苏是安全而有效的维持了大血管 的血流动力学稳定(如动脉压、心输出量)，虽然至今为止 还不能说明这些复苏方式明显优于等渗晶体液复苏，但是 大量的数据表明HTS复苏在改善微循环方面有非常多的 优点，HTS能够促进毛细血管开放和动脉血流稳定;可以减 少白细胞表面蛋白的表达和内皮黏附分子的表达;还可以 减少白细胞和内皮细胞的相互作用;减少微循环中血管的 渗漏。今后更多的研究方向应该是观察这些发现能否对临 床病人有利，并能否改善全身炎症反应综合征的病人的预 后。
【参考文献】
1 Shukla Alok，Hashiguchi.Osmotic regulation of cell function and possible clinical applications.Shock，2004，21(5):391-400.
2 Walsh JC，Kramer GC.Resuscitation of hypovolemic sheep with hy- pertonic saline/dextran:the role of dextran.Circ Shock，1991，34: 336-342.
3 Schmall LM，Muir WW，Robertson JT.Haemodynamic effects of small volume hypertonic saline in experimentally induced haemor- rhagic shock.Equine Vet J，1990，22:273-277.
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5 Pascual Jose L，MD Khwaja，Kosar A MD.Hypertonic Saline and the Microcirculation.The Journal of Trauma_Injury，Infection and Criti- cal Care，2003，54(5):S133-S140.
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11 Scalia SV，Taheri PA，Force S，et al.Mesenteric microcirculatory changes in nonlethal hemorrhagic shock:the role of resuscitation with balanced electrolyte or hypertonic saline/dextran.J Trauma， 1992，33:321-325.
12 Torres Filho IP，Contaifer Junior D，Garcia S，et al.Effects of hy- pertonic saline solution on mesenteric microcirculation.Shock， 2001，15:353-359.
13 Alam HB，Sun L，Ruff P，et al.E-and P-selectin expression de- pends on the resuscitation fluid used in hemorrhaged rats.J Surg Res，2000，94:145-152.
14 Junger WG，Liu FC，Loomis WH，et al.Hypertonic saline enhances cellular immune function.Circ Shock，1994，42:190-196.
15 Angle N，Hoyt DB，Coimbra R，et al.Hypertonic saline resuscitation diminishes lung injury by suppressing neutrophil activation follow- ing hemorrhagic shock.Shock，1998，9:164-170.
16 Gurfinkel V，Poggetti RS，Fontes B，et al.Hypertonic saline im- proves tissue oxygenation and reduces systemic and pulmonary in- flammatory response caused by hemorrhagic shock.J Trauma， 2003，54:1137-1145.
17 Oreopoulos GD，Hamilton J，Rizoli SB，et al.In vivo and in vitro modulation of intercellular adhesion molecule(ICAM)-1 expres- sion by hypertonicity.Shock，2000，14:409-415.
18 Rizoli SB，Kapus A，Fan J，et al.Immunomodulatory effects of hy- pertonic resuscitation on the development of lung inflammation fol- lowing hemorrhagic shock.J Immunol，1998，161:6288-6296.
19 Sun LL，Ruff P，Austion B，et al.Early up-regulation of intercel- lular adhesion molecule-1 and vascular cell adhesion molecule-1 expression in rats with hemorrhagic shock and resuscitation.Shock， 1999，11:416-422.
20 Barone M，Jimenez F，Huxley VH，et al.Morphologic analysis of the cerebral microcirculation after thermal injury and the response to fluid resuscitation.Acta Neurochir Suppl，1997，70:267-268.
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22 Saetzler RK，Buckman RF Jr，Eynon AC，et al.Hypertonic saline attenuates leukocyte/endothelium and leukocyte/platelet interac- tions following hemorrhagic shock.Surg Forum，1996，47:41-43.
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29 De Carvalho H，Matos JA，Bouskela E，et al.Vascular permeability increase and plasma volume loss induced by endotoxin was attenua- ted by hypertonic saline with or without dextran.Shock，1999，12: 75-80.
作者单位: 650032 云南昆明，成都军区昆明总医院麻醉科
(编辑:吴 莹), 百拇医药(黄章翔 李治贵 麻伟青)
从20世纪80年代开始，以高渗溶液进行的小容量复 苏被引入休克病人的治疗，7.5%的高渗盐水以4ml/kg的 剂量输入体内后可以改善血流动力学参数和组织灌注。相 比等渗液体复苏，这种复苏方式具有液体量少，便于输入的 特点。在最近几年的研究中发现高渗生理盐水(HTS)可以 通过增加毛细血管的渗透压而从间质、内皮细胞(EC)、红 细胞中置换出液体以增加血管内的容量，从而迅速增加平 均动脉压、外周组织灌注、心搏出量和尿量 [3] 。大型的双 盲随机研究表明以HTS或HTS-羟乙基淀粉混合物应用 于创伤性休克是安全和有效的，有许多报道认为HTS复苏 有很多优点，可以降低围复苏期的并发症(如肾衰竭、凝血 障碍和ARDS) [4，5] 。近几年来的研究表明，HTS能介导免 疫保护，有可能改善创伤的预后。本文就高渗溶液复苏对 微循环的影响进行综述如下。
1 对微循环血流动力学的影响
用HTS对休克进行复苏可以增加微循环血液，防止休 克中的毛细血管塌陷。在一个采用激光多普勒血流分析技 术的失血性休克的模型中以HTS(4ml/kg)和RL(3～4倍 于失血量)进行复苏，复苏后2h RL组肠系膜和肾皮质的血 流量较HTS组降低了40%～50% [6] 。在一个注射脂多糖 (LPS)复制脓毒血症的模型中以HTS复苏的模型的肠系膜 血流是等渗复苏的2倍;HTS组的动物存活率是对照组的 3倍 [7，8] 。Mazzoni等学者在兔子的肌肉上使用了在体可视 显微镜(intravital videomicroscopy，IVM)发现高渗液复苏的 失血性休克模型中毛细血管的血流完全的恢复至休克前水 平，而RL组则表现为毛细血管持久的收缩，与未复苏组的 结果一样 [9] 。他们用多普勒分析仪在肌肉表面的血流信 号中也证实了这个结果 [10] 。
还有一个量化比较微血管血流动力学转变的试验。在 失血性休克大鼠模型的回肠IVM中，高渗液复苏组或至少 2倍于失血量的RL复苏组可以将动脉直径维持在休克前 水平，而如果单独血液或右旋糖酐复苏组的血管直径则会 收缩75% [11] 。而且大多IVM实验都可以证明高渗液复苏 增加血管血流主要是依靠收缩容量血管。在失血性休克模 型中对比相等量的HTS和NS复苏组的IVM显示二者动脉 的直径相等，但HTS组的动脉血流是NS组的2倍，不过HTS治疗的动物的静脉明显收缩，复苏后静脉血流要1h才 恢复正常，而NS组只用了10min。这个结果说明了高渗溶 液是如何动员容量血管的大量液体来增加血管内血容量 的。另外，静脉持续的有节奏的收缩和舒张在80%的HTS 组中被发现，这种血管运动的增加也是HTS改善微循环的 一个可能的机制 [12] 。这可能说明HTS复苏引起的微循环 改变是由于静脉的暂时收缩而总体推动动脉血流的增加和 微循环改善的。
2 微循环中的细胞受体表达和相互作用
微循环是HTS影响循环中的细胞和细胞间相互作用 的重要场所。多形核中性粒细胞(PMN)沿着一个有序的 过程从血管转移到受伤或感染的地方发挥作用。PMN的 边缘接触到血管的周边，在血管内皮表面趋化并与内皮细 胞(EC)表面选择蛋白(L、E、P)结合，这个最初很弱的相互 作用被逐渐强化发生级联反应，最后通过表面抗原(CD18/ CD11)和内皮上的细胞黏附分子(ICAM-1、ICAM-2)把 PMN固定在血管壁上。再通过白细胞转移作用，PMN穿过 细胞间隙顺趋化剂浓度梯度转移到组织损伤或感染的地 方 [13] 。
打乱PMN这一过程的有序性和器官功能障碍的病理 生理有着密切的关系。推进了脓毒血症、烧伤、多发伤和失 血性休克向着全身炎性反应综合征、多器官功能衰竭和死 亡发展。不适当的PMC/EC相互作用还被认为促进了蛋 白酶、氧自由基的释放，从而引起更严重的微血管损伤和组 织水肿。有越来越多的证据表明HTS可以降低不同形式 的局部或全身性炎症反应的发生和死亡率。特别是在失血 性休克模型中以HTS复苏可以减少支气管肺泡洗出液中 的PMN的量，减少肺损伤，同时也减少肝脏损伤。甚至有 些动物模型显示HTS复苏组可以提高存活率。应用HTS 可以使PMN和EC的功能和相互作用发生关键性转变。 在体外试验中高渗液体减弱了PMN的激活和其细胞毒性， 而且减少了释放的氧化物和蛋白酶。高渗液还减少了人类 PMN的表面L选择蛋白和CD11b。人类自愿者在接受高 渗液输注后他们的PMN的CD11b表达比接受RL输注的 要少。同时，虽然HTS复苏在动物身上减少了L选择蛋白 但CD11b的改变仍不明显 [14～16] 。
EC表达的黏附分子也同样被HTS改变。在体外试验 中HTS减少了内皮细胞间黏附分子-1(ICAM-1)的数 量 [17] 。在体内的研究中发现，HTS复苏组的肺和肝脏中的 ICAM-1同样是比RL组减少的 [17，18] 。另外Sun等学者报 道HTS组在鼠的脾脏和肺脏的ICAM-1蛋白和基因表达 均少于RL组 [19] 。虽然有些报道中认为E和P选择蛋白 的变化在不同复苏组中没有差异，但Alam等学者报道在肺 和脾脏中这两种蛋白的受体数目在RL组比HTS组有所增 加 [13] 。
IVM技术可以更深入可信地研究HTS是如何使黏附 分子表达减少和PMN/EC相互作用减少，从而减轻组织器 官损伤的。烧伤的情况下，相比RL组HTS复苏的老鼠血管中白蛋白阻塞(黏附)明显减少[20] 。在局部创伤和局部 缺血再灌注模型中，预先输入HTS组的白细胞趋化和黏附 要明显少于等渗复苏组和未处理组 [21] 。
关于HTS对血小板和中性粒细胞之间相互作用影响 的研究非常少。在田鼠的皮肤IVM中Saetzle等学者发现 HTS组相比RL组可以减少25%～35%的血小板与白细胞 的聚合物，还报道了60min后HTS复苏组的白细胞趋化和 黏附数量远少于RL复苏组 [22] 。
3 微血管的完整性和渗透性
全身炎症反应常伴随严重的失血性休克、脓毒血症、创 伤和烧伤出现，并加重组织水肿，引起不适当的宿主防御反 应的产物释放使微血管损伤进而使血浆和蛋白渗漏到周围 间质中。最近不少学者研究后提出不适当的细胞激活(中 性粒细胞、巨噬细胞、内皮细胞)和它们过度的相互反应才 是毒素释放从而引起血管渗漏的重要原因 [23，24] 。高渗性 溶液复苏对微循环中的细胞受体表达和细胞相互作用的影 响有可能减少血管渗漏。 很多研究显示HTS复苏可以减少微血管的渗透性。 以潮湿和干燥比率对1个75%面积烧伤的绵羊模型进行 评估，接受高渗液复苏治疗的绵羊的结肠、肝脏、胰腺、骨骼 肌和没有烧伤的皮肤中的湿重/干重(W/D)比率要小于 RL组 [25] 。这说明局部损伤引起的全身炎症反应所导致的 组织水肿或微血管渗漏是全身性的。在胰腺炎的HTS治 疗中显示肺W/D比率比NS组下降1/2，而且肺泡中的蛋 白是NS组的1/10 [26] 。Jerome等学者用组织学方法来评 估组织水肿，他们发现在肌肉4h缺血再灌注模型中用HTS 复苏的组织水含量较RL组少 [27] 。同样，运用组织学方法 评估一个失血性休克伴随气管内炎症的模型中，HTS复苏 有助于减少肺水含量 [28] 。
血管周围的大分子渗漏可以直接用荧光标记(异硫氰 酸荧光素标记的右旋糖酐、白蛋白)后以IVM测出，在紫外 线(480nm)照射荧光标记的大分子后，IVM可以量化的测 出渗漏到间质的标记分子多少。在一个模拟的局部感染的 仓鼠模型中，以HTS预先输入后可以减少40%异硫氰酸荧 光素标记的右旋糖酐的渗漏 [29] 。类似的，在局部缺血再灌 注模型或严重烧伤模型中，不同的IVM都发现在RL复苏 组的异硫氰酸荧光素标记的大分子渗透大大超过HTS复 苏组。这种研究表明HTS复苏组使粒细胞黏附减少也同 时能够降低血管的渗漏 [29] 。
临床证明高渗溶液复苏是安全而有效的维持了大血管 的血流动力学稳定(如动脉压、心输出量)，虽然至今为止 还不能说明这些复苏方式明显优于等渗晶体液复苏，但是 大量的数据表明HTS复苏在改善微循环方面有非常多的 优点，HTS能够促进毛细血管开放和动脉血流稳定;可以减 少白细胞表面蛋白的表达和内皮黏附分子的表达;还可以 减少白细胞和内皮细胞的相互作用;减少微循环中血管的 渗漏。今后更多的研究方向应该是观察这些发现能否对临 床病人有利，并能否改善全身炎症反应综合征的病人的预 后。
【参考文献】
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10 Mazzoni MC，Warnke KC，Arfors KE，et al.Capillary hemodynamics in hemorrhagic shock and reperfusion:in vivo and model analysis. Am J Physiol，1994，267:H1928-H1935.
11 Scalia SV，Taheri PA，Force S，et al.Mesenteric microcirculatory changes in nonlethal hemorrhagic shock:the role of resuscitation with balanced electrolyte or hypertonic saline/dextran.J Trauma， 1992，33:321-325.
12 Torres Filho IP，Contaifer Junior D，Garcia S，et al.Effects of hy- pertonic saline solution on mesenteric microcirculation.Shock， 2001，15:353-359.
13 Alam HB，Sun L，Ruff P，et al.E-and P-selectin expression de- pends on the resuscitation fluid used in hemorrhaged rats.J Surg Res，2000，94:145-152.
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作者单位: 650032 云南昆明，成都军区昆明总医院麻醉科
(编辑:吴 莹), 百拇医药(黄章翔 李治贵 麻伟青)