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编号:10975972
休克淋巴机制的研究进展
http://www.100md.com 《创伤外科杂志》 2006年第2期
     摘要: 针对休克这一严重病理过程,从休克与淋巴的传统观念、休克早期与淋巴、重症休克与淋巴等方面,阐述休克淋巴机制的研究进展,并加以展望。

    关键词:;淋巴;病理学

    Progress of research in lymph mechanism of shock

    ZHANG Jing

    (Department of Pathophysiology,School of Medicine,Hebei North University,Zhangjiakou 075029,China)

    Abstract: Based on the shock,which is a serious pathological process,the author illustrates the progress of research on lymph and lymph mechanism of shock from the traditional conception of shock and lymph,the relation between primary stage of shock and lymph,and the relation between serious shock and lymph.Meanwhile the future research aim is directed.

    Key words:shock;lymph;pathology

    自法国医生Henri Francois Le Dran首先把shock一词应用于医学并描述休克以来,经过200多年对休克发病机制的研究,从全身和系统水平,深入到细胞和分子水平,为重症休克的诊治打下了良好的基础。应当看到,目前某些休克的病死率仍居高不下,为了有效地提高治愈率,必须广泛研究休克的发病机制,为防治寻找新的途径。淋巴学是生命科学的薄弱领域,长期以来,认为淋巴系统是被动管道,作为组织液回流的辅助系统而被忽略;随着人们对淋巴系统功能和地位的认识不断深入[1],淋巴在休克中的作用开始受到重视。笔者拟回顾总结休克淋巴机制的主要研究,并展望其发展前景。

     1 休克与淋巴传统观念

    传统观念认为,毛细淋巴管吸收组织液形成淋巴液,最后经胸导管和右淋巴导管流入静脉血液,其通透性比毛细血管大得多,故对细胞、蛋白及其他大分子物质的回吸收具有重要作用。正常成人安静状态下由胸导管和右淋巴导管注入血液中的淋巴总量约为120 ml/h,正常24小时的淋巴流量为2~4L,相当于全身血浆量,组织液中的蛋白经淋巴管回流入血液的量约占循环血浆蛋白总量的25%~50%。可见,淋巴系统作为循环系统的一部分,对维持血容量具有重要作用。

    休克是机体在各种强烈致病因素作用下发生的、以有效循环血量急剧降低、微循环障碍、重要器官低灌流、细胞和器官的功能结构损害为特征的全身性病理过程。推理对维持血容量和循环稳态起重要作用的淋巴系,很可能参与其发病机制。笔者发现,大鼠行肠淋巴管插管术自然引流肠淋巴液,自引流后150分钟起,血压显著低于假手术组,此时淋巴液累积丢失量仅占全血量的4%,且引流同时输入等量的白蛋白或脂肪乳,或输入相当于淋巴液蛋白浓度的白蛋白,均不能阻止血压下降,提示淋巴液丢失可能带来的容量和渗透压影响均不是引起血压下降的直接原因。而对大鼠行肠淋巴管颈静脉搭桥术,使肠淋巴液经人工短路自颈静脉回流入血,在观察4小时过程中,未见明显血压下降。在休克的发病机制中,淋巴系的未知作用有待进一步研究。

     2 休克早期与淋巴

    失血性休克时淋巴流量、淋巴管收缩频率及幅度的变化报道不一,可能与休克的不同程期有关。田牛等[2]报道,大鼠放血使血压降至40mmHg(5.32kPa)维持10分钟,荧光素钠在小肠绒毛固有层初始淋巴管内集中和排除时间加快,其弥散、集中和排除的荧光面积与对照组无统计学差异,认为淋巴生成增快是补充循环血量的一种代偿机制。本室复制大鼠失血性休克,血压降至80mmHg维持30分钟,作为休克早期,发现肠系膜微淋巴管的自主收缩频率、3个收缩性指数(即收缩分数IndexⅠ、总收缩活性指数IndexⅡ和淋巴管动力学指数LD-Index)以及淋巴液蛋白浓度均维持正常,肠淋巴管压力也未见降低[3]。王宝恒等[4]观察大鼠急性内毒素血症早期(静注LPS后1小时内),肠系膜淋巴管IndexⅠ和IndexⅡ均未发生变化。微淋巴管的自主节律性收缩,是淋巴液生成和转运的动力。当微淋巴管舒张时,管内静水压降低,组织液压相对较高,液体和蛋白等大分子物质通过内皮细胞的开放连接进入微淋巴管。休克早期微淋巴管自主收缩性及淋巴管中压力不降低,提示此期淋巴回流较好,结合机体自身输血、自身输液、血液重新分布等改变,共同构成了休克早期的代偿机制,有助于机体对抗休克。

    本室观察了不同转归的过敏性休克大鼠肠系膜微循环的变化[5],发现休克最初15分钟内两组低血压也无统计学差异,但不可逆休克大鼠肠系膜微淋巴管收缩性持续显著降低,内皮细胞超微结构严重受损;而可逆性休克大鼠微淋巴管收缩性显著高于不可逆休克者,虽偶有降低,但时间短暂,且其收缩性恢复出现在血压恢复之前。提示微淋巴管重吸收和运转功能增强,对增加回心血量、改善血液循环的恶化具有积极作用,有利于休克的逆转。提示良好的淋巴功能,是休克早期机体代偿反应的重要组成部分。

     3 重症休克与淋巴

    重症休克严重威胁生命,故成为目前休克研究的主攻目标之一。在导致休克不可逆的循环衰竭、细胞损伤和器官功能衰竭的多种机制中,淋巴的作用开始受到重视。

    本室发现重症失血性休克时,肠系膜微淋巴管的自主收缩性降低,肠淋巴流量减少,输血输液时各指标均增高,且显著高于正常。肖虎等[6]报道严重烧伤休克大鼠的肠系膜淋巴管收缩频率降低。在重症休克时,淋巴液生成和流体动力学障碍,与微血管血液淤滞、血浆渗出、血液浓缩及血液流变学异常,共同导致有效循环血量减少,促进循环衰竭的恶性循环。

    重症休克时,肠道屏障功能降低,导致细菌移位;同时内毒素的吸收也增多,以及肝脏对内毒素的清除能力降低,容易发生肠源性内毒素血症。这些常成为诱发全身炎症反应综合征(SIRS)和多器官功能障碍综合征(MODS)的重要因素,从而导致休克难以救治。应当看到,肠道有丰富的淋巴管和淋巴引流系统,小肠黏膜层、肌层及浆膜层内均有毛细淋巴管网,黏膜层者起始于肠绒毛的中央乳糜管,在绒毛底部注入黏膜层毛细淋巴管网,并与黏膜下层者相吻合,形成淋巴管丛。毛细淋巴管内皮细胞间有开放连接,不同器官的连接状态有所差别,平均开放连接约占1%~6%,中空的胃肠道者开放连接多。静止状态下开放连接的间隙一般为30~120nm,这是蛋白、示踪剂、大分子颗粒和细胞进入淋巴管的形态学基础。而毛细血管内皮细胞是连续的紧密连接,仅肝、脾的某些部位有开放连接。因此,毛细淋巴管对物质的通透性比毛细血管大得多,肠道的毛细淋巴管尤为突出,特别是对那些较大的分子。用放射自显影和铁蛋白等研究,均证实乳糜管中的浓度比组织液浓度高2~3倍。既然肠道淋巴管是回吸收肠管组织液的主要途径,在重症休克的发展锁链中,淋巴途径在毒素吸收和细菌移位中扮演什么角色,成为学者研究的热点。

    1998年,Louis等[7]首先报道,重症失血性休克大鼠回输血液,来自肠的肠系膜淋巴液可促进肺损伤和增加内皮细胞的通透性,但门静脉血无此作用。继之,Deith等[8]报道失血性休克复苏后,肠系膜淋巴液可活化在体和离体的中性粒细胞,促进急性肺损伤,如事先行淋巴转流,则可防止肺损伤。近年的研究表明,重症失血性休克的肠系膜淋巴液,虽无复苏再灌注,也会给机体带来不利影响。细胞培养表明,严重创伤失血性休克大鼠的肠系膜淋巴液,可损伤肺微血管内皮细胞和人脐静脉内皮细胞,使之通透性增高[9]。重症休克时,肠道低灌注、肠壁运动和分泌功能减弱,肠腔细菌容易在肠黏膜附着、以及肠壁屏障功能降低等因素,为细菌及其产物进入肠壁组织经淋巴液移送至远隔部位创造了条件。顾葆春等[10]报道创伤性休克大鼠肠淋巴液中内毒素含量显著高于休克前及血液中的含量,而外周血中休克前后内毒素浓度无明显变化,同时发现休克时肠淋巴液及外周血中的TNFα和IL6均升高,淋巴液中IL6升高的幅度显著高于血液,而TNFα浓度在两者间无统计学差异。

    诚然,肠源性内毒素血症和肠源性内毒素淋巴症对机体的影响,远不止内毒素的直接作用,还与内毒素激活相应细胞产生与释放的炎症介质和细胞因子有关。赵秀梅等[11]复制大鼠腹主动脉缺血再灌注模型,发现缺血再灌注后乳糜池淋巴液TNFα浓度显著高于血浆。严重烧伤休克大鼠伤后6小时乳糜池淋巴液中TNFα和IL6浓度显著增高,TNFα伤后24小时达高峰,两者在伤后48小时仍高于对照组;淋巴液中IL8水平伤后24小时显著升高,至48小时更明显[6]。Adams等[12]发现,重症失血性休克大鼠的肠系膜淋巴液中有一种分子量>100 kd的因子,对内皮细胞具有毒性和杀伤作用。Deitch等[13]以狒狒复制创伤失血性休克模型,发现其肠系膜淋巴液对人脐静脉内皮细胞具有细胞毒作用,并可抑制骨髓祖细胞的生长,经胸导管转流淋巴液的休克动物,肺湿重/干重比显著低于未转流者,但两组动物门静脉血浆中IL6、sTNFR55及乳酸盐升高的程度近似,故提出在创伤-失血性休克灵长类模型中,肠淋巴液中含有能导致肺损伤、内皮功能障碍和抑制骨髓祖细胞生长的淋巴毒性因子。除了已知的炎症介质和细胞因子外,淋巴液中是否存在未知的毒性物质促进休克的恶化,值得深入研究。

    我室用失血LPS二次打击的方法复制大鼠MODS模型,发现结扎肠系膜淋巴管可减轻大鼠肾、肝、肺、心等器官功能障碍的程度和形态学损伤;且结扎肠系膜淋巴管后,二次打击大鼠血清及肠匀浆的TNFα含量与假手术组近似,显著低于未结扎组,而两组二次打击大鼠的血清及肾、肝等组织匀浆的NO2-/NO3-、NOS及MDA虽均升高,但结扎组显著低于未结扎组,提示在失血-LPS二次打击所致MODS的发病机制中,有害物质经肠系膜淋巴流移位发挥着重要作用[14,15]。应当指出,从组织间隙进入毛细淋巴管中的大分子物质,一般不易逆流入组织,在毛细淋巴管的充盈期,管内压力增高,迫使内皮细胞开放连接处伸入到腔内的突起,向外侧挤压在另一内皮细胞的质膜片上,使开放连接关闭;毛细淋巴管排空后,管内压力下降,组织内静水压高于管内压,内皮细胞的突起又向管腔内翘起,组织间隙的液体和蛋白等大分子物质又经过开放连接处进入淋巴管。这种“活瓣”作用也导致重症休克时淋巴液内含有更多的有害物质。当然,烧伤、外伤等情况下,内皮细胞开放连接处的“活瓣”作用可能受到破坏,大分子物质也可直接通过毛细淋巴管逆流入组织间隙,但毕竟淋巴流动的传输作用值得重视,故Kuebler等[16]指出,淋巴系统被认为是最主要的移位途径。

    近年来,淋巴管内皮细胞的研究受到重视,重症休克时,内皮细胞损伤或激活导致的淋巴移位和产生的细胞因子对休克的发展具有重要意义。不同类型重症休克大鼠的淋巴管内皮细胞均有损伤[5,6],表现为内皮细胞高度空化,质膜断裂,核染色质固缩、边集,细胞间隙较大,内皮细胞间有纵横交错的纤维蛋白,细胞连接破坏。这一切,均有利于大分子物质进入淋巴管腔,电镜还发现管腔内有细胞碎片。Marchetti等[17]用免疫细胞化学方法研究牛肠系膜淋巴管和原代培养的内皮细胞,指出在体和离体的淋巴管内皮细胞都是产生内皮素和NO的一个主要来源。淋巴管内皮细胞能够生成因子Ⅷ相关抗原,其所含的von Willebrand因子是血小板黏附的重要辅助因子,参与凝血过程;而且,它还能合成并释放纤溶酶原激活物及其抑制因子,介导纤溶过程。组织间隙基质中透明质酸的排出途径主要通过淋巴回流,健康成人每天经胸导管输送的透明质酸总量至少为150mg,在肝脏和淋巴结分解;当毛细淋巴管回吸收改变时,又可通过透明质酸影响淋巴管内皮细胞的排列和增殖,造成不良后果[18]。各种有害因子使淋巴管内皮细胞间隙加大,导致多种血细胞出现于淋巴液中。Lemaire等[19]报道,SIRS病人胸导管出现较多的单核巨噬细胞和粒细胞,本室发现某些失血性休克大鼠和过敏性休克大鼠肠系膜淋巴管中可出现较多或大量的红细胞。单核巨噬细胞产生TNFα,中性粒细胞通过呼吸爆发产生氧自由基,淋巴液中的这些因子,又可促进休克进一步恶化。

    关于淋巴细胞在重症休克中的作用,几乎尚未研究。生理情况下,淋巴液中的淋巴细胞主要是再循环的淋巴细胞,含量远多于血液,在炎症情况下,淋巴液中的淋巴细胞显著增多。与血液相比,淋巴液中的淋巴细胞绝大部分是T细胞,B细胞很少,K和NK细胞极少。根据CD抗原可将T细胞分为CD4+ T细胞和CD8+ T细胞2个亚群,胸导管淋巴液CD8+ T细胞含量与血液相当,而CD4+ T细胞含量较血液多。CD8+ T细胞根据功能又分为抑制性T细胞和细胞毒性T细胞,后者在抗原的作用下活化,可产生多种淋巴因子。T淋巴细胞还可通过产生IL6和IFNγ作用于血管内皮细胞,促进白细胞渗出。但淋巴细胞在休克这一全身性病理过程中的作用有待阐明。

     4 研究展望

    近年来,休克淋巴机制的研究取得了一些进展,淋巴系统在休克的发病学中起着双刃剑作用。休克早期,淋巴功能的增强或维持,有助于机体代偿。重症休克时,肠道细菌、内毒素等毒性物质经淋巴回流,由于淋巴管回吸收大分子物质的微观特征,以及淋巴系本身细胞损害及产生的细胞因子、淋巴因子、毒性因子等,决定其在休克发展中的作用可能比肠源性内毒素血症危害更大,这些因素促进肺损伤等多器官功能障碍甚至衰竭,导致休克难以救治。但是,对多种休克时淋巴系的具体改变、作用机制、调控因素和病理生理学意义,在很大程度上还是未知的。

    尽管半个世纪以来,核素示踪、免疫电镜等新技术的应用,以及细胞生物学、分子生物学等新兴学科的发展,拓宽了淋巴学的研究领域[20],但淋巴学的研究仍主要集中在淋巴水肿、艾滋病和肿瘤的淋巴转移,以及通过促进和抑制淋巴管内皮细胞增殖及淋巴管生成,探讨其防治措施。因此,鉴于休克严重威胁着人类,面对容量复苏可能带来的再灌注损伤、无复流现象,以及众多拮抗休克因子制剂临床试用失败等难题,必须开拓休克研究的新领域和新思路,以淋巴为靶向探讨休克的发病机制及其防治措施,可能是新的策略之一。相信随着相关研究的深入,会为人类有效地防治休克提供科学的理论和实验依据。

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    (本文编辑:郭 卫)

    基金项目:国家自然科学基金(3037056)

    (河北北方学院医学院病理生理学教研室,河北 张家口 075029), 百拇医药