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编号:10223094
创伤后多器官衰竭的诱因和发病机理
http://www.100md.com 《医学文选》 1999年第1期
     作者:龚 坚

    单位:广西医科大学一附院(龚 坚)

    关键词:

    医学文选990195

    急救医学的发展减少了创伤导致的直接死亡,但严重创伤伤员的早期病情得到控制后仍受到多器官衰竭(MOF)的威胁。据文献报道,创伤后伤员MOF的发生率为8%~42%,而由MOF导致的死亡率为30%~100%[1],这是当前严重创伤后生存24小时以上病人的主要死因之一。1973年Tilney首先提出多系统功能衰竭这个名词,随后众多学者对这一课题进行了深入的探讨和研究,但至今命名尚未统一,发病机理尚未完全明了。本文着重综述创伤后MOF的诱发因素及发病机理,为临床防治MOF提供参考。

    1 诱发因素
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    1.1 创伤严重度 诸葛启钏[2]报告颅脑伤后MOF组平均格拉斯哥昏迷计分7.57±2.57,非MOF组平均计分11.38±3.13,P<0.01,表明分数越低病情越重,越容易发生MOF。黄跃生[3]统计烧伤总面积30%以上病人,烧伤面积大于80%时,MOF的发生率为64.7%,而烧伤面积小于80%时发生率仅为12.5%。笔者对本院150例严重创伤患者的分析结果为创伤严重度ISS值越大,MOF发生率越高,ISS值31以上时MOF发生率为66.7%,ISS值小于30时,MOF发生率为19.6%,P<0.05[4]。严重多发伤致MOF的发病率远高于单个脏器伤。前者发生率为25.3%,后者仅为1.04%[5]。田利华[6]统计结果为损伤部位越多,MOF发生率明显增高,P<0.05。

    1.2 创伤早期处理是否得当 严重创伤病人在第一个24小时内能达到平均生存指示(心脏指数4.52L/mim/m2,氧输入值670ml/mim/m2,氧耗值166ml/mim/m2)者,可以明显减少器官衰竭的发生[7]。Faist[1]认为处理不当是导致MOF重要原因之一。笔者统计严重创伤后24小时内得到有效的治疗,MOF的发生率为12.9%,超过24小时MOF的发生率为62.2%,P<0.01[4]
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    1.3 休克、感染的程度 Faist[1]报告34例MOF中,27例因休克所致。黄跃生[3]报告烧伤后重度休克发生MOF的发病率为68.4%,轻、中度休克为7.9%,P值<0.01;有全身性感染者发生率为73.7%,无全身性感染者为5.3%,P值<0.01。Eiscman[8]对42例MOF患者的分析,69%的诱发因素为重症感染。

    2 发病机理

    MOF的发病机理迄今尚未完全阐明,假说颇多,但有个共同点,即引起器官衰竭的介质系是相同或相似的,相应衰竭器官的病理改变大致类似。并已取得一致的是MOF发生是在严重创伤、休克、继发严重感染等24小时之后,出现2个以上器官序贯性可逆性功能衰竭。还有一点目前较趋一致的看法,MOF的发生是由失控的全身炎症反应所致。创伤后有一炎症过程,炎症反应大多在48~72小时达最高峰。重伤除局部反应外,还有全身起反应,创伤愈严重,其全身反应就愈显著,如果合并感染,可加重炎症反应[9],许多炎症介质可以引起循环障碍,代谢紊乱,进而产生脏器和血管中的细胞损害。
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    2.1 “两相打击”学说 该学说认为,最早的创伤、休克等致伤因素为第一相打击,在该相打击中各种免疫细胞及其多种体液介质被激活而处于一种“激发状态”。此后,如果病情平稳,则炎症反应逐渐消退,“器官休克”得以修复。但如果又出现机体损伤因素,主要指未被控制的严重感染和坏死组织,即成为第二相打击,该相打击的一个非常突出的特点是反应具有放大效应,也就是使第一相打击后处于激发状态的免疫细胞产生更为剧烈的反应即失控的炎症反应,从而超大量地释放体液介质,作用于靶细胞后还可以导致“二级”、“三级”,甚至更多级别的新的介质产生,形成瀑布样反应,引起组织器官损害。胡寿[10]他们的实验研究支持了这一论点。

    2.2 肠道损伤学说 Fry[11]观察到90%的MOF病人曾有败血症,但在剖腹探查或尸检时却未发现明显的感染灶或脓肿,血培养的细菌与肠道内的细菌相同。肠道是外科应激条件下的中心靶器官,肠粘膜是出血性休克时最早受氧供降低影响的组织之一,缺血再灌注所产生的氧自由基,主要作用于细胞膜,增加通透性,破坏粘膜屏障,发生细菌、内毒素移位。盛志勇[12]的实验证实,肠缺血-再灌流可导致胃肠粘膜屏障的破坏和肠道细菌的易位,证据有:(1)小肠粘膜上皮出血、水肿、糜烂,大量中性粒细胞及淋巴细胞浸润,粘膜上皮连接结构破坏,微绒毛肿胀、脱落,线粒体变性;(2)血培养80%为肠杆菌阳性,径口饲入的E1CoLiO111B4特异菌在血液可找到;(3)小肠粘膜、肝窦及肺泡腔内有大量阴性杆菌生长;(4)肝窦及血管内荧光标记的E1CoLiO111B4强阳性。实验还证实肠缺血-再灌流不但造成肠道的局部损伤,而且导致了心、肺、肝的结构、功能损伤。其机制除肠内菌群易位造成全身性感染“第二相打击”外,肠壁内次黄嘌呤-黄嘌呤氧化酶系统的活化及激活了的白细胞产生的氧自由基,可能一部分经血液循环到达远端器官并参与了多个器官损伤的病理过程。给予具有抗氧化作用的小红参醌则明显减轻上述多个器官结构损害。
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    2.3 免疫细胞学说 MOF的炎症效应中免疫细胞主要是多形核嗜中性细胞、巨噬细胞、内皮细胞。在MOF情况下,(1)嗜中性细胞被全面刺激后,聚集起来形成微小血栓,阻碍血流,造成局部微循环障碍。在吞噬过程中,释放出多种蛋白酶、花生四烯酸的代谢产物,氧自由基O=2、H2O2、OH-,引起器官实质细胞膜和细胞器损伤,线粒体和溶酶体膜受伤,溶酶体膜破裂,细胞自溶,使器官功能失调。大量动物实验及临床资料证明,嗜中性细胞的激活是ARDS的主要病因,肺部病变显示大量嗜中性细胞沉积在微血管、肺泡及肺间质,使肺泡内皮细胞损伤,肺功能紊乱[13]。(2)巨噬细胞被激活后释放大量细胞因子和其它介质,如肿瘤坏死因子(TNF)、白细胞介素(IL)、花生四烯酸代谢产物、氧自由基等等[14],通过一个连锁效应,对局部和全身产生有害作用。巨噬细胞在MOF的病理生理过程中①形成血栓,加剧DIC形成;②影响肝细胞合成蛋白的能力;③使肺极度纤维化,肺泡实变,严重影响气体交换[13]。(3)内皮细胞可被炎症的多种介质激活,激活后可使嗜中性细胞结合到膜表面蛋白的受体上,放出细胞毒因子进一步破坏内皮细胞。内皮细胞能直接扩大炎症反应,参与微血管损伤及器官功能失调的病理过程。
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    简而言之,细胞相互反应的结局之一是增加内皮细胞屏障的渗透性,使细胞和体液成分进入炎症区。当这种过程超出了局部控制能力,就将扩散到整个机体,造成多器官弥漫性微血管血栓形成,在MOF的早期可见到肺、肝、肾等多器官中血栓形成,进一步加剧损伤和器官功能失调,最终导致器官衰竭。

    3 细胞因子和炎性介质在MOF发生中的作用

    3.1 直接损伤组织器官的细胞因子和炎性介质 ①TNF持续释放产生过多,或与其它细胞因子关系失调会引起机体发热、休克、恶液质及组织器官出血坏死等。方国恩[15]的实验表明TNF水平越高持续时间越长,动物MOF的发生率则越高,动物存活时间越短。TNF作用分两个环节,一是直接作用于各器官组织细胞的TNF受体,诱导损伤;二是诱导产生IL-1,或被IL-1诱导使其含量进一步增高,或两者共同诱导进一步产生IL-6,从而使TNF的生物学效应进一步放大,引起机体各器官更广泛损伤。用各种制剂降低TNF水平均可提高败血症和MOF的存活率[16]。②氧自由基(OFR)导致细胞膜脂质过氧化损伤,膜结合酶及受体的脂质微环境改变,酶活性及受体功能下降,细胞超微结构受损,最终死之。内皮舒张因子在失血性休克时能主动地重新分配血流,以保证重要器官血供[17],但OFR可损害血管内皮细胞,使内皮舒张因子失活,导致休克时血液动力学恶化[18],导致内皮损伤,微血管栓塞及器官的严重损害。
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    3.2 作用于小血管和微血管的炎性介质 ①花生四烯酸代谢产物前列腺素E2可舒张小血管和增强微血管的通透性,吸引白细胞分泌IL-1增加,IL-1返过来又可使白细胞激活后脱颗粒,释放氧自由基和蛋白水解酶,造成组织损伤。前列腺素参与ARDS发病过程较为肯定。Diaz等[19]通过体外实验发现,TNF可使人肺泡Ⅱ型上皮细胞合成卵磷脂抑制,而其部分作用是通过前列腺素介导,因为应用花生四烯酸代谢抑制剂如消炎痛可部分阻断这一过程。在油酸型ARDS模型中研究发现,油酸致伤后动物体循环内前列腺素E2、前列腺素F、血栓素B2等明显增加,而使用消炎痛等前列腺素合成阻滞剂后,可降低血管外肺水含量[20]。②表明前列腺素通过直接或间接途径,参与了ARDS发病。花生四烯酸代谢产物血栓素A2具有强烈的缩血管和聚集血小板作用,加剧弥漫性微血栓的形成。血栓素合成酶抑制剂能暂时改善早期心肺指示,使用阿斯匹林、消炎痛等能抑制血栓素B2生成,伴有血流动力学全身凝血症或某些缺血症状的明显改善。③花生四烯酸代谢产物白三烯B4(LTB4)有强大的中性粒细胞、单核细胞和巨噬细胞趋化聚集作用[21],吸引炎性细胞趋向炎症区内皮细胞周围,并加重内皮细胞的损害,扩大炎症反应,使内皮细胞失去屏障作用,增加血管渗透性。Goldman[22]用白三烯B4灌洗肺脏,可诱导肺脏TNF产生,从而介导肺损伤后期中性粒细胞的渗出。Antonelli等[23]发现ARDS患者肺泡灌洗液内LT浓度及中性粒细胞计数明显高于对照组,进一步明确了LT在ARDS发病中的地位。
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    4 小 结

    创伤的严重度是发生MOF的条件,其中包括创伤的部位,休克及能否得到及时有效的治疗。全身性感染则是创伤后MOF发生和发展的主要因素。两相打击学说较客观和具体的论述了MOF的发生过程。炎症细胞的激活,超大量的细胞因子和各种介质在其中起着关键性的作用。目前发现参与的体液介质至少数十种,抗介质药物已在研究中,有效的治疗仍处于实验性研究或试用阶段,欲取得治疗MOF突破性进展还得进一步研究。

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