休克的病理生理機制

1、休克的病理生理機制一、休克時微循環(huán)障礙的基本環(huán)節(jié)雖然引起休克的原因不同，不同類型休克也各有其特點，但生命器官組織微循環(huán)灌流量不足是多數(shù)休克共同的發(fā)病學基礎。休克時持續(xù)的低灌流狀態(tài)必將導致重要器官的功能、代謝紊亂，引起細胞膜功能失常，細胞代謝障礙，最終導致細胞死亡。由生理學上決定組織器官血液灌流的因素可知，休克時組織器官低灌流的基本環(huán)節(jié)不外乎影響灌注和流出兩大方面。（一）灌注不足組織器官的血液灌流首先取決于灌注壓，即體循環(huán)動脈壓，因為這是促使血流通過切臟器的動力。而灌注壓又受血容量、心輸出量和外周血管阻力的影響。因此，凡是使血容量銳減、心輸出量嚴重不足以及外周血管阻力突然降低(即血管容積增加)的

2、情況，就會使灌注壓降低而引起休克，而血容量減少、心輸出量嚴重不足、外周血管容積擴大這三個因素也正是休克發(fā)生的始動環(huán)節(jié)。(二)流通不暢組織器官良好的血液供應除灌注壓正常外，還取決于毛細血管的舒縮狀態(tài)以及微血流的流態(tài)。內于微循環(huán)是微動脈與微靜脈之間微血管的血液循環(huán)，是循環(huán)系統(tǒng)中最基本的結構和功能單位，其在全身組織器官中數(shù)量多、分布廣、容量大，毛細血管內表面積達6000m2以上，正常時，在神經體液的調節(jié)下，毛細血管是交替開放的，大部分處于關閉狀態(tài)，毛細血管血量僅占總血量6左右，如果全部開放，僅肝毛細血管就可以容納全身血量。因此該處毛細血管的功能狀態(tài)會更多地影響到組織細胞處的血流供給和回心血量（圖13

3、2A)。休克時，各種致休克原因可直接(如內毒素、過敏等)或間接(如缺氧、酸中毒；兒茶芬胺增多、補體增多等引起的體液因子釋放)地損害微血管，使其舒縮功能紊亂、內皮細胞受損、通透性增加、動靜脈短路開放以及微血流血液流變學異常等，從而使組織微循環(huán)流通不暢，回心血量進行性減少而引起休克。二、休克的發(fā)展過程及其發(fā)病機制人們對休克本質的認識經歷了一個漫長的過程。自從20世紀60年代提出休克的微循環(huán)障礙學說以來，休克在發(fā)病機制及治療方法上取得了突破性的進展。但是內于休克的病理過程非常復雜，在休克時出現(xiàn)的很多細胞代謝障礙難以用微循環(huán)理論來解釋。因此，有人提出了休克發(fā)生的細胞機制問題。近年來研究的熱點轉向感染性

4、休克，發(fā)現(xiàn)感染性休克的發(fā)生與許多致炎的和抗炎的細胞體液因子有關，相應提出全身炎癥反應綜合征(systemic inflammatory response syndrome，SIRS)等新概念，開始從細胞、亞細胞和分子水平來研究休克，并探討這些體液因子對微循環(huán)、細胞和器官功能的影響，目前對休克發(fā)病學機制的認識大體上可歸納為下述三個方面：微循環(huán)障礙學說；休克的細胞機制；體液因子在休克發(fā)生、發(fā)展中的變化與作用。其中微循環(huán)障礙學說是大多數(shù)休克的共同發(fā)病學基礎、對理解休克的發(fā)生發(fā)展是非常重要的。（一）休克時微循環(huán)變化的分期及其機制體克的微循環(huán)障礙學說認為休克是個以急性循環(huán)障礙為主的綜合征，休克發(fā)病的關鍵

5、不在于血壓，而在于血流，共機制不是交感腎上腺系統(tǒng)衰竭或麻痹，而是交感腎上腺系統(tǒng)強烈興奮引起的體內重要器官微循環(huán)血液灌流量不足和細胞的功能、代謝親亂。根據休克發(fā)展過程中微循環(huán)的受化規(guī)律，以典型的失血性休克為例，休克時微循環(huán)的改變大致可分為如下三個時期。1.微循環(huán)缺血期（休克早期，休克代償期，缺血性缺氧期)（1）微循環(huán)變化的特征 微循環(huán)缺血期是休克發(fā)展的早期階段，該期微循環(huán)狀態(tài)的主要特征是缺血。表現(xiàn)為小血管持續(xù)痙攣，真毛細血管網大量關閉，微循環(huán)少灌少流、灌少于流，組織呈缺血、缺氧狀態(tài)。此時，微循環(huán)內血流速度顯著減慢，血流限于從直捷通路或動靜脈吻合支回流，這一現(xiàn)象在皮膚、肌肉、腎臟等臟器較為顯著(圖

6、132B)。（2）微循環(huán)改變的機制 引起微循環(huán)缺血的關鍵性變化是各種致休克動因(如創(chuàng)傷、疼痛、失血、大面積心肌梗死以及內毒素等)通過不同途徑引起交感腎上腺髓質系統(tǒng)的強烈興奮、兒茶酚胺大量釋放入血，既刺激受體造成皮膚、內臟血管明顯痙攣，又刺激受體，引起大量動靜脈短路開放，構成了微循環(huán)非營養(yǎng)性血流通道，使這些器官微循環(huán)血液灌流銳減，造成這些組織器官嚴重的缺血性缺氧。已認明休克時患者血中兒茶酚胺含量比正常高幾十倍甚至幾百倍，這是休克早期微血管痙孿收縮的主要原因。休克早期除交感神經興奮、兒茶酚胺大量增多外，體內還產生許多血管活性物質，如血管緊張素、血管加壓素、皿栓素A2(TXA2)、內皮素、白三烯(L

7、Ts)以及心肌抑制因子(MDF)等縮血管物質也參與微血管的痙攣收縮作用。（3）微循環(huán)變化的代償意義休克早期，機體的上述變化縮減了血管容量，驅使較多的血液加入全身循環(huán)，對保證心腦等重要臟器供血，維持有效循環(huán)血量、回心血量及血壓有一定代償意義。故本期也稱之為代償期，其代償意義表現(xiàn)在下述兩個方面。1）維持動脈血壓 本期休克患者的動脈血壓可不降低，其機制如下：回心血量增加：休克早期交感神經持續(xù)興奮和兒茶酚胺大量分泌，使肌性微靜脈、小靜脈血管明顯收縮和動靜脈短路大量開放；靜脈系統(tǒng)屬于容量血管，可容納血液總量的6070。出此，靜脈系統(tǒng)的收縮以及動靜脈短路開放可以迅速而短暫地增加回心血量，起到快速“自身輸血

8、”的作用，被稱為休克時增加回心血量和循環(huán)血量的“第一道防線”。由于微動脈、后微動脈和毛細血管前括約肌比微靜脈對兒茶酚胺更為敏感，導致毛細血管前阻力比后阻力升高更明顯，毛細血管中流體靜壓卜降，使組織液進入血管，循環(huán)血量增加，起到緩慢“自身輸血”的作用，被成為休克時增加回心血量的“第二道防線”。經此途徑增加循環(huán)血量雖然比較緩慢，但其總增加量較為可觀，據測定，中度失血的病例，組織液入血每小時達50120ml，成人組織液入血總共可達1500ml。此外，休克時腎素血管緊張素醛固酮系統(tǒng)激活和抗利尿激素的分泌增多，可促使腎臟對鈉水重吸收增多，從而增加血容量。心輸出量增加：除心源性休克外，交感神經興奮和兒茶酚

9、胺增多可使心肌收縮力增強，心率加快，加上代償性回心血量增加，而使心輸出量增多。外周血管阻力增大：由于大量縮血管物質的作用使微動脈、小動脈強烈收縮增加了外周阻力。2）血液重新分布由于機體各組織器官上受體分布的數(shù)量和密度不同，所以對交感神經興奮、兒茶酚胺增多的反應也不均一。皮膚、內臟器官、骨骼肌、腎的血管上受體占優(yōu)勢，因而休克時這些部位血管收縮明顯；而腦血管壁上交感縮血管纖維分布稀疏，受神經調節(jié)作用很小，加上腦血管平滑肌細胞受體密度低，故腦血管口徑改變不大。冠狀血管的舒縮活動主要受心肌局部擴血管代謝產物(如H、C02，腺苷等)的影響，其平滑肌廣分布有和兩類腎上腺素能受體雙重支配，但對兒萊酚胺反應的

10、凈效應是受體興奮引起的擴血管作用為主。因此，在休克早期，當灌注壓(平均動脈壓)不低于60 mmHg(8kPa)時，心、腦血液供應仍保持正常。（4）臨床表現(xiàn) 本期的臨床表現(xiàn)主要與交感腎上腺髓質系統(tǒng)的強烈興奮有關。交感神經興奮使皮膚、內臟血管痙攣性收縮致患者面色蒼出、四肢冰冷、尿量減少、皮溫及肛溫下降。交感神經興奮還引起患者呼吸淺促、心率加快、脈搏細速、脈壓減小(外周阻力增高所致)、動脈血壓可正?；蚵越?，由于支配汗腺的交感神經興奮而使患者冷汗淋漓。由于血液的重新分配，心腦灌流可以正常，所以早期休克的病人，神志一般是清楚的，但是，由于兒茶酚胺的作用導致小摳神經系統(tǒng)高級部位興奮患者表現(xiàn)為煩躁不安。必須

11、對休克早期微循環(huán)變化的本質有正確的認識，此時微血管收縮雖然有提升血壓的代償作用，但這種代償?shù)拇鷥r是除心、腦以外的組織器官微循環(huán)灌流不足，出現(xiàn)缺血性缺氧的改變。因此，組織器官微循環(huán)障礙發(fā)生在血壓明顯下降之前，血壓下降并不是早期休克的判斷指標，但脈壓差縮小卻是休克的早期表現(xiàn)。該期為休克的可逆期，如果能在本期盡早消除休克動因，及時補充血容量，恢復循環(huán)血量，則患者較易恢復健康，否則，休克過程將繼續(xù)發(fā)展而進入休克期。2.微循環(huán)淤血期(休克期，可逆性失代償期，淤血性缺氧期)如果休克病因未能及時除去，病情繼續(xù)發(fā)展，交感腎上腺髓質系統(tǒng)長期過度興奮，組織持續(xù)缺血缺氧，病情惡化而發(fā)展到微循環(huán)淤血期。（1）微循環(huán)變

12、化的特征 本期微循環(huán)狀態(tài)的主要特征是淤血，表現(xiàn)為微血管大量開放，血液淤滯其中，微血管通透性升高，微循環(huán)處于灌注大于流出的狀態(tài)。本期中可見微循環(huán)中的血管自律運動現(xiàn)象首先消火，終末血管床對兒茶酚胺的反應件進行性下降。微動脈和毛細血管前括約肌的收縮逐漸減退，血液大量涌人真毛細血管網，微循環(huán)靜脈端血流緩慢、紅細胞聚集、白細胞滾動、黏附、貼壁嵌塞、血小板聚集、血黏度增加，毛細血管的后阻力大于前阻力，使織織微循環(huán)灌而少流，灌大于流，嚴定者血液淤泥(sludge)化，血流更為緩慢。此時組織處于嚴重的低灌流狀態(tài)，組織細胞存在嚴重的淤血性缺氧，外周阻力也顯若下降，機體逐漸由代償向失代償發(fā)展。故又將本期稱為失代償

13、期(圖132C)。（2）微循環(huán)改變的機制 重點在于理解微循環(huán)是怎樣由缺血轉變?yōu)橛傺?。淤血的發(fā)生與微血管長時間收縮致組織缺血、缺氧及多種體液因子釋放有關。1）酸中毒的影響 持續(xù)性微血管收縮使組織嚴重缺血、缺氧，引起組織中氧分壓下降，CO2和乳酸堆積，發(fā)生酸中毒。酸中毒導致血管平滑肌對兒茶酚腦的反應性降低，使微血管擴張、通透性增加。2）局部擴血管代謝產物增多 長期缺血、缺氧、酸中毒使組織局部組胺、腺苷、K、激肽類等擴血管代謝產物增多，組織間液滲透壓增高等，均可引起血管擴張。休克時形成的多種體液因子也參與微循環(huán)紊亂的發(fā)生。如PGE2、PGI2、氧化氮、內啡肽等促使血管擴張。3）內毒素 除病原微生物

14、感染引起的敗血癥外，休克后期常有腸源性細菌(大腸桿菌)和脂多糖（LPS）入血。LPS與其他毒素通過促進一氧化氮生成、激活激肽系統(tǒng)等多種途徑，引起血管擴張，導致持續(xù)性的低血壓。同時，還因內毒素損傷血管內皮細胞、中性粒細胞及血小板，致使血液流變學異常，從而加重微循環(huán)淤血。4）血液流變學的改變 休克時的血液流變學異常，在休克期微循環(huán)淤血的發(fā)生發(fā)展個起著非常重要的作用，這是微循環(huán)血管前阻力降低、后阻力升高，導致微循環(huán)“灌大于流”淤滯狀態(tài)的最根本原出。在休克期，血流緩慢的微靜脈中紅細胞、血小板黏附聚集，加上組胺等體液因子使血管通透性增加，血漿外滲，血液黏度增高，使血流受阻，白細胞在微血管中滾動、貼壁、黏

15、附于內皮細胞上，加大了毛細血管的后阻力，造成微循環(huán)血流緩慢，血液泥化、淤滯，甚至血流停止。休克期有許多體液因子(如TNF、IL1、LTB4、PAF等)能夠促進白細胞在微靜脈附壁黏著，增加毛細血管后阻力，而血管內皮細胞在TNF、IL1及LPS及氧自出基激活后，可介導白細胞黏附并激活白細胞引起微循環(huán)障礙及組織損傷。（3）微循環(huán)失代償變化的后果 本期微血管反應性低下，微循環(huán)內血液淤滯，帶來以下后果。自身輸液停止：由于毛細血管后阻力大于前阻力，血管內流體靜壓升高，組織液進入毛細血管的緩慢“自身輸液”停止，血漿外滲到組織間隙。此外，組胺、激肽、前列腺素、白三烯、某些補體成分(C3a，C4a，C5a)、T

16、NF、PAF、MDF等細胞體液因子的作用引起毛細血管通透性增高和血細胞聚集，促進了血漿外滲、血液濃縮，加重了微循環(huán)淤滯。第三間隙丟失：休克時，由于酸性代謝產物、溶酶體水解產物以及兒茶酚胺的作用使組織間膠體的親水性增加，出現(xiàn)血管外組織間水分被封閉或被隔離的現(xiàn)象，亦稱第三間隙丟失，導致功能性細胞外液減少，造成血容量不足和血液濃縮。有效循環(huán)血量銳減：該期微循環(huán)血管床大量開放，血液分隔并淤滯在內臟器官，如腸、肝和肺，造成有效循環(huán)血量嚴重不足，靜脈充盈不良，回心血量減少，心輸出量和動脈血壓進行性下降，組織缺氧日趨嚴重，形成惡性循環(huán)。當平均動脈壓50 mmHg時，心腦血管失去自身調節(jié)，冠狀動脈和腦血管灌流

17、不足，出現(xiàn)心腦功能障礙，甚至衰竭。（4）臨床表現(xiàn) 本期的臨床表現(xiàn)主要與微循環(huán)淤血，有效循環(huán)血量顯著減少有關。由于微循環(huán)淤血，皮膚出現(xiàn)發(fā)紺或花斑、厥冷，腎臟出現(xiàn)少尿或無尿。由于微循環(huán)淤血導致回心血量進行性減少，造成靜脈充盈不良和靜脈壓(包括中心靜脈壓)下降，心音低鈍、脈搏細弱頻速，心輸出量進行性減少，動脈血壓進行性降低，可低于50mmHg，腦供血不足而引起神志淡漠、昏迷等征象。在臨床上，采取有效措施把握好對該期患者的治療，是提高休克患者救治率的一個關鍵。因此，透徹了解該期全身微循環(huán)和血流動力學的變化特點，對防治休克有重要的指導作用。如臨床治療上應針對該期微循環(huán)淤滯的發(fā)生機制，采用糾正酸中毒以提高

18、血管對活性藥物的反應；充分輸液以擴充血容量，尤其要補足血漿外滲滯留在組織間隙的血漿量；使用血管活性藥物甚至用擴血管藥物疏通微循環(huán)，而不是長期濫用擬交感的縮血管藥物等。如果該期患者未能得到及時正確的治療，則上述的微循環(huán)障礙將會越來越嚴重，病程將轉入到休克晚期。3.微循環(huán)衰竭期（休克晚期，休克難治期）休克期即失代償期持續(xù)較長時間以后，休克便進入微循環(huán)衰竭期，此時即使采取輸血補液及多種抗休克治療措施，休克狀態(tài)仍難以糾正，故該期又稱為難治期。失代償期時出現(xiàn)的某些臟器的微循環(huán)淤滯更加嚴重，并且出現(xiàn)細胞、器官的功能障礙，（1）微循環(huán)改變的特征 本期微循環(huán)狀態(tài)的特征是衰竭。表現(xiàn)為微血管的反應性顯著下降并出現(xiàn)

19、弛緩性麻痹擴張，毛細血管內血流停滯，出現(xiàn)不灌不流狀態(tài)，甚至可有微血栓形成(圖132D)。（2）微循環(huán)衰竭的機制及后果1）微血管麻痹擴張 在休克難治期，即使在輸血補液治療以后，微血管對兒茶酚胺反應性仍然不斷下降，出現(xiàn)微循環(huán)衰竭。本期血管反應性降低的機理可能與組織細胞酸中毒、一氧化氮(NO)生成增多、ATP敏感性K通道開放使血管平滑肌細胞膜超極化、鈣內流減少等因素有關。2）血液流變學改變加劇 毛細血管無復流：發(fā)生無復流現(xiàn)象的原因之一是休克晚期缺氧和酸中毒進一步加重，使微血管對血管活性物質失去反應，另一原因與休克晚期并發(fā)DIC形成微血栓有關，微血栓堵塞管腔是毛細血管灌流不易恢復和發(fā)生難治性休克的重要原因。微血管結構和功能受損：嚴重缺氧、酸中毒、內毒素以及休克時增多的各種細胞體液因子共同作用于微血管，使內皮細胞受損、紅細胞聚集、血小板黏附聚集、白細胞貼壁和嵌塞，從而導致管腔狹窄，血管壁通透性增高，血漿大量外滲，血液黏度顯著增高、形成血液淤泥而使血流停滯。3)DIC形成 休克晚期，血液流變學的改變和凝血系統(tǒng)的激活，可發(fā)生DIC，其發(fā)生機制主要與下列因素有關：凝血系統(tǒng)的激活：嚴重缺氧、酸中壽、內毒素等原因使血管內皮細胞廣泛