體外循環(huán)對主要臟器影響

021.體外循環(huán)對主要臟器的影響日期:2006-11-616:38:52瀏覽數(shù):第二十一 腦組織是重要之一，血液供應豐富，腦重量占全身2％～3%，但血液供應卻期腦氧耗量占全身氧耗量50%，老年人如果身體健康，腦血流量及腦氧耗量雖稍有下降但能量90%來自葡萄糖的氧化，但腦組織沒有能量，它需要連續(xù)不斷地供應血液，供應8～12秒鐘內(nèi)完全耗盡，30秒鐘神經(jīng)元代謝受到影響，2分鐘腦電活動停止，2～3分鐘內(nèi)能量物質(zhì)全部耗盡，5分鐘皮質(zhì)細胞開始，10～15分鐘小腦出現(xiàn)性損害，20～30分鐘延腦中樞發(fā)生性損害。體外循環(huán)是用人工心及人工肺維持血流及氧供應，40多年來雖然體外循環(huán)泵及氧術(shù)中。因此體外循環(huán)時間愈長并發(fā)癥愈多，應盡量縮短體外循環(huán)轉(zhuǎn)流時間。Tufo報導心外 調(diào)節(jié)機能。Strangaard報導在正常人自動調(diào)節(jié)的血壓上限是13.3～17.3kPa（100～（145～175mmHg）11.2～20.0kPa（85～150mmHg），因此體外循環(huán)中對下降，體外循環(huán)下平均降8℃，腦局部血流降低55%，計算腦代謝率降低56%，腦血流與平均30mmHg。Henriksen等發(fā)55mmHg時腦自動調(diào)節(jié)還維持，體外循環(huán)中如低于此限則腦血流與動脈壓明顯110mmHg沒有必要應用藥物。在完整的自動調(diào)節(jié)功能下，低溫體外循環(huán)時，灌注流量低達Wenner等報導不同腦血流量不同，生后一個月為43ml/100g/min，幼兒為低于50mmHg時腦血流增加以代償供氧不足。腦血流量在PaO225mmHg時為正常值的300%。Severinghaus64%100%。吸入10%氧腦血流由54ml/100g/min升至73ml/100g/min，吸入85～100%氧腦血流由54ml/100g/min45ml/100g/min。低血氧有缺氧性、缺血性、貧血性及窒息性。低血氧引起血管擴張并通過減少能量消耗，降低代謝來代償，這種代償?shù)腜aO2最低閾值為35mmHg，低于此則喪失調(diào)節(jié)能力。PCO2有利于這種代償機制。吸入高濃度氧時腦血管阻CO2，這種人工肺5.33～8.00kPa（40～60mmHg），PaCO2接PaCO260mmHg則由于腦血管已最大限度擴張，故腦血流很少增加，即失去調(diào)節(jié)作用。在正常情況下PaCO2從正常值5.33kPa（40mmHg）每升高0.133kPa時腦血流量可減少40%。體外循環(huán)中維持多少CO2分壓才算合理，目前尚無認識。七PHPHCO2氣以維持血內(nèi)CO2濃度。但八十年代以來認為這樣不顧及腦本身代謝與腦血流自動調(diào)節(jié)作用，在低溫時增加CO2張力導致腦血管擴張，腦血流增加造成過度灌注不利于腦保護，因但在某些自身調(diào)節(jié)功能，α穩(wěn)態(tài)又未必理想，Jonas.R.A報導一組小兒在深低溫停循環(huán)αPH穩(wěn)態(tài)，因此提出有必要進一步研究深低溫下PH穩(wěn)態(tài)和α穩(wěn)態(tài)的區(qū)別和意義。30%而影響粘度；③紅細胞變形性，變形能力影響血液粘度；⑥血小板與損傷血管內(nèi)皮作用，血小板、5-羥色胺等物質(zhì)增加內(nèi)0.2％～0.4g%，如纖維蛋白原增加則血粘度增加，其次有球蛋白也影響血粘環(huán)通暢必需進行血液稀釋性灌注，在一般低溫外循環(huán)中血球壓積20％～24%是安全顱內(nèi)壓由腦組織、血液、腦脊液三部分容積與壓力組成，總?cè)莘e為1750ml，其中血液100ml腦脊液150ml，腦組織1500ml。正常成人顱內(nèi)壓約為60～180mmH2O（4.5～13.5mmHg）40～100mmH2O（3～7.5mmHg）。任何原因的顱內(nèi)壓增高尿的4～6倍，合并腦梗死患者是非患者的2倍。引起大血管粥樣后也不利。Myer等實驗發(fā)現(xiàn)，結(jié)扎大腦中動脈以前灌注高滲葡萄糖組動物梗死灶是灌注生理鹽水組的４倍。Candebise對急性腦梗死患者進行臨床觀察發(fā)現(xiàn)，伴有或繼發(fā)性高lMAC25％～35%加腦氧代謝率20%，由于使血管擴張因而引起顱內(nèi)壓升高。當應用腎上腺素、正腎上腺素等藥時可恢復腦血流量和腦灌注壓。碳酸氫鈉通過CO2作用于腦屏障使腦脊液PH下降⒈性顱內(nèi)動脈瘤國外報導為0.64%，國內(nèi)報導為0.083%。尸檢中80%1.5%～14% 50%754例風濕性心臟病患者，729.55%。冠心病患者往往同時有腦動脈者10.76%～15.04%可發(fā)生腦循環(huán)。 嚴重程度及數(shù)量上較從前已大大減少。但CPB畢竟是一種非生理的循環(huán)方式，血液與異物表面相接觸以及由此觸發(fā)的CPB相關(guān)的炎癥反應可導致肺血管和實質(zhì)的病理改變，從而影CPB相關(guān)的炎癥反應的普遍存在，CPB對肺的損傷作用是不可避免的。只不過多數(shù)CPB后肺功能的改變表現(xiàn)為一些亞臨床性損傷，如術(shù)后肺順CPB中大部分時間肺被于循環(huán)系統(tǒng)之外，肺正常的代謝功能也受一定程度的影響。CPB對肺機械功能的影響表現(xiàn)為術(shù)后肺不張。肺不張是心臟術(shù)后最常見的并發(fā)癥，可術(shù)中，除CPB本身外，術(shù)前狀況，各種麻醉和手術(shù)因素以及術(shù)后呼吸管理不善也可引４、CPB因素：CPB相關(guān)的炎癥反應引起肺血管外水份增加；CPB中肺缺血，膨肺及能殘氣量（FRC）20%左右。肺內(nèi)短路（Qs/QT）CPB后也增加，但未證實FRC的減少與Qs/QT增加之間的相關(guān)性。CPB期間，肺不張有時可以直接用肉眼觀察到。但關(guān)胸后，顯著的肺不張首先表現(xiàn)為肺順應性下降，導致在正常潮氣量下，氣道峰值壓（Ppk）CPB后的患CPB直接相關(guān)。有研究顯示，沒有CPB的胸科手術(shù)也有類似的改變，認為胸膜牽拉和胸膜CPBCPB對有顯著差異。Karlson等的研究提示，術(shù)后自主呼吸完全恢復后，肺順應性較術(shù)前低，認為麻醉和開胸本身起更重要的作用。CPB對兒童心臟術(shù)后肺機械性能的影響，對一些肺血CPB后肺的順應性顯著下降。但目前較認同的看法是CPB中血液與人工材料表面接觸觸發(fā)的炎癥反應在目前CPB引起肺發(fā)展表現(xiàn)為術(shù)后第二天A－aDO2進一步升高，PaO2進一步下降，有輕度的過度通氣存在。Ｘ線片上主要表現(xiàn)為片狀浸潤和小范圍的炎變。在緊接著的36－48小時內(nèi)，通氣血流比值20－40%3－4天，整個肺野在病理改變上呈棕40%50－80cmH2O的氣道壓，以維持通氣。Ｘ線片上，整個肺野基本上是一片白色渾濁體。也可通過經(jīng)典途徑激活補體系統(tǒng)，產(chǎn)生C4a。其它引起補體激活的因子有纖溶蛋白酶C3aC5a可迅速在多肽羥化酶作用下脫去精氨酸殘基而分別轉(zhuǎn)化C3adesArgC5adesArg有關(guān)。C3adesArgC5a的活性。另外，C5a常與中性粒細胞結(jié)合，也是它在血漿中不易檢測到的一個重要原因。的是通過激活中性粒細胞其它炎性介質(zhì)和基而起作用。C5a的活性是C3a的10～20C5a也能與中性粒細胞表面的受體結(jié)合，促使粒和單核細胞白細胞介素－1（IL-1）。C3bi也是中性粒細胞上粘附分子CDllb/CD18素A2的，導致肺血管收縮，肺動脈高壓及肺微血管通透性增加。很多臨床研究也發(fā)現(xiàn)CPB管道表面的負電基團及組織損傷膠元可激活因子Ⅻ，產(chǎn)生Ⅻa，后者能促使中性粒細胞和彈性蛋白酶；Ⅻa也能激活激肽酶，一方面可通過正反饋進一步生可促使中性粒細胞趨化、和脫顆粒，也能激活補體使C3a產(chǎn)生增加。CPB期間，纖溶溶和激肽系統(tǒng)的激活對CPB相關(guān)肺損傷的直接作用尚未有臨床和動物實驗的結(jié)果證實。內(nèi)毒素和細胞裂解介質(zhì)在ARDS的發(fā)生機制中占重要地位。但在CPB中對肺的損傷作統(tǒng)和補體系統(tǒng)，誘導中性粒細胞內(nèi)呼吸爆發(fā)，增加血管細胞內(nèi)皮的粘附性。在CPB中，內(nèi)究顯示血漿內(nèi)毒素水平在CPB后漸漸上升，在開放升主動脈時達到，CPB后45至75Ieukotrienes（LTS），血小板激活因子（PAF），超氧離子，過氧化氫（H2O2），一氧化氮（NO），白細胞介素（ILS）和腫瘤壞死因子（TNF）等。根據(jù)文獻，目前在CPB中能測定到的細胞裂解介質(zhì)主要有TNF－α，IL-1，IL-6，IL-8。TNF-α主要由單核細胞，淋巴細胞和Kupffer氏細胞產(chǎn)生。誘導其產(chǎn)生的物質(zhì)主要有內(nèi)和其表面粘附分子的表達。在動物和人的性肺損傷中起重要作用。但對CPB是否影響以及怎樣影響血漿中TNF-α的濃度尚沒有的結(jié)論。有的觀察到在開放升主動脈時血漿TNF-α的顯著增加，并可被地塞所抑制。但也有研究沒有測定到血漿TNF-α在CPB中或CPB后有濃度變化。IL-1。IL-1TNF-α相似，能促使人中性粒細胞粘附于血管內(nèi)皮，脫顆粒和誘IL-6IL-1尚參與發(fā)熱反應，促使中性粒細胞的減少及增加Ｃ反應蛋白的。IL-1的增加主要在CPB后測定到，在CPB后48小時達到最大。與體溫的變化IL-6主要由內(nèi)皮細胞，Ｔ淋巴細胞，單核細胞，肺成纖維細胞產(chǎn)生。主要誘導因子是IL-6在肺損傷中的作用尚不清楚。似IL-6IL-6能抑制TNF-αIL－1的產(chǎn)生。IL-8是近年發(fā)現(xiàn)的一種新的細胞裂解因子。不象其它細胞裂解因子，IL-8主要由非免疫細IL-1。IL-6IL-8的產(chǎn)生。IL-8的最主要作用是中性粒細胞的趨化因IL-8升高并沒導致術(shù)后肺功能ARDS發(fā)病機制中的作用正逐漸引起重視。但除彈性蛋白酶外多數(shù)蛋白酶在C1，C3，C5轉(zhuǎn)化酶，Hageman因子（H），，Ⅸa（Eaae各組織蛋白（aepn（agee（eanae（Trpae）（hy）（Antiproteases）調(diào)節(jié)。但在重癥或CPB時，蛋白酶可能過多或/和抗蛋白酶消耗CPB中，研究較多的是彈性蛋白酶，彈性蛋白酶來源于中性粒細胞和巨噬細胞的裂解。血漿中的彈性蛋白酶濃度在CPB開始后示在肺缺血期間肺內(nèi)中性粒細胞的和的彈性蛋白酶增多。另外，在ARDS患者的激活磷酸酯酶A2，從而使花生四烯酸從膜磷酯?；ㄉ南┧嵩诃h(huán)氧化酶的作用下可轉(zhuǎn)能引起肺血管收縮，增加肺動脈和毛細血管壓，增加血小板。PGI2能反轉(zhuǎn)TXA2的作用，因此正常時TXA2PGI2保持一定比例對維持正常的肺血液循環(huán)很重要。通過分別測定血液TXA2PGI2穩(wěn)定的代謝產(chǎn)物TXB26-酮-PGF1α能間CPBTXA2和脂氧化酶產(chǎn)物主要指各種Leukotrience（LT）。已有在ARDS患者支氣管液和LTLT對內(nèi)毒素引起的肺損傷有作用。CPBLTB4的濃度有顯著不同。有關(guān)LT在CPB相關(guān)肺急性損傷中的作用尚不清楚。PAFCPB后肺損傷起重要作用的因子。PAF是一種鹼酯，能通過多種協(xié)同作用，可促使TNFαPAF在CPB5分鐘增加２倍，CPB結(jié)束時，可增加至4.5倍。在CPB初期，隨著肺血流的減少，中性粒細胞和淋巴細胞滯留于肺中，肺內(nèi)白細胞計CPB中止，肺血流完全恢復后，沒能檢測到中性粒細胞的聚積。CPBCPB開始后血小板數(shù)迅速下降，并漸漸在肺內(nèi)。血小板TXA2等介質(zhì)，對肺循環(huán)有不利的影響。CPB中用血小板抑制劑PGI2能保持血小板計數(shù)，減少全身和肺血管內(nèi)血小板微栓的形成。CPB相關(guān)急性肺損傷尚可能牽涉到其它細胞的作用，如嗜酸、嗜堿粒細胞，淋巴細胞性的增加。在開放升主動脈后，能測漿中脂質(zhì)過氧化物的增加；CPB結(jié)束時，也可測出過氧化氫的濃度升高。這都提示CPB中基的產(chǎn)生。缺血再灌注期間基的形成有CPB中基的形成也與中性粒細胞脫顆粒有關(guān)。CPB中脂質(zhì)過氧化和Leukotriences的形ET-1mRNAETA受體拮抗劑，能顯著減少再灌注后肺內(nèi)中性粒細胞的，減輕肺損傷，說明ET-1參與肺再灌CPB相關(guān)肺損傷和“灌注肺”綜合征的確切發(fā)病機制目前尚不清楚，但肯定多因素的相互作用對肺的損傷作用比任何單一因素的直接作用更重要。CPB中血液與異物表面接觸，激活互作用。這可能是CPB相關(guān)肺損傷的最重要機制。CPBC3a，C5a，微粒，PAF，IeukotrieneB4等。CD11b，CD11c）之一組成。其中CD11b/CD18（Mac-1）含量最豐富，它的配體包括內(nèi)皮細胞粘附分子-1（ICAM-1），C3bi和纖維蛋白原。CPB中很多研究都證實中性粒細胞表面CPB發(fā)展的初期，由于全血預充，氧合器性能低劣和缺少適當?shù)倪^濾裝置，微栓曾是引起術(shù)后肺并發(fā)癥的主要原因。CPB中的微栓包括氣栓，變性蛋白質(zhì)，集聚的血小板，破CPB中，由于各種過濾裝置的完善，膜肺的應用，少。在肺的病理改變上也可以看出目前CPB相關(guān)的肺損傷主要以滲出和為主，這與以CPB中支氣管血流的存在及多少與術(shù)后肺功能失調(diào)可能有一定的關(guān)系。Kuratani等把多的組明顯增大。提示CPB中支氣管血流可能有利于術(shù)中肺保護和術(shù)后肺功能。維持一定的肺血流和通氣對肺有較少的損害作用。推測可能與TXA的作用有關(guān)?？傊?，CPBCPB中的CPBCPB后輸液過多，都可以因增加心臟前負荷而引起肺水腫，尤其在左F4，成人房缺，左室巨大室壁瘤切除等等。因左心前負荷增加或左心功能不良引起的肺水腫本質(zhì)上不同于CPB相關(guān)的“灌注肺綜合癥”。CPB中維持大致正常水平的膠滲壓對減少肺血管外水量是有益的，尤其對兒童和嬰幼CPB后肺水腫的發(fā)生有一定的預防作用。但過多預充膠體，不僅增加花費，而CPB時間及阻斷時間越長，CPBCPB中血CPB后肺功能失調(diào)的最直肺血流過多，超過左室的排出能力，可引起CPB后肺水腫。起重要作用，如肺對素類物質(zhì)的滅活和激活都起著重要作用。PGE和PGF在一次循環(huán)通過肺后即被代謝，PGI2雖不在肺內(nèi)代謝分解，但主要在肺血管內(nèi)皮和。血管活循環(huán)中的5-HT和緩激肽，參與去甲腎上腺素的攝取。CPB中由于肺血流基本中斷，肺對上述血管活性物質(zhì)的代謝也受影響，從而引起系統(tǒng)的其是去甲腎上腺素。有資料提示，肺清除去甲腎上腺素能力的減少與CPB時間長短直接相肺對5－HT滅活能力的減少與術(shù)后肺部并發(fā)癥亦有一定關(guān)系。能免疫球蛋白到支氣管粘膜以預防。尚無CPB對這些功能影響的研究。肺尚參與某些的代謝；CPB可影響某些體內(nèi)的藥效學和藥動學。如肺對CPB期間，血漿芬太尼濃度逐漸下降，在肺重灌注后，由于肺 手術(shù)應延遲1～3天，同時停用藥物，給以補液，經(jīng)此處理，肌酐很少會升高。術(shù)前血清肌酐濃度大于140umol/L是發(fā)生術(shù)后腎功能的指標。肌酐清除率小于30ml/min1、一般作用許多研究表明術(shù)后腎功能與體外循環(huán)時間延長有關(guān)。腎血流量，腎生之間的關(guān)系仍有爭議。Yeboah的研究表明灌注壓是一個重要因素，另一些研究認為灌注功能衰竭的發(fā)生率約為3％。其它作者發(fā)現(xiàn)術(shù)后肌酐水平與體外循環(huán)中最低的流量有Water）清除率是轉(zhuǎn)流后判斷腎功能衰竭的最敏感的預指標。水清除率等于每小時尿量尿素氮、肌酐和尿少更敏感。兒童尿中出現(xiàn)β-2-微球蛋白表明腎小管損害。2、血管作用體外循環(huán)開始時的血壓下降可能與某些因素有關(guān)?？焖傺合♂屖寡承挂蜃釉黾佑嘘P(guān)。素E1或前列環(huán)素輸注已用來抑制體外循環(huán)中血小板的激活，但其而尿量減少，未發(fā)生腎功能衰竭或腎功能減退，通過檢測尿中β-2-微球蛋白表明近端腎小管明，用每公斤體重每分鐘40，60，80，100，120ml的搏動血流量灌注，末梢血流無明顯差80ml/min/kg100ml/min/kg的搏動血流灌注，全身血管阻力降低，腎血流量增加。應用搏動血流，術(shù)后腎功能衰竭的發(fā)生率低，29例患者無一例腎功能衰竭，1例因低心3、血液稀釋血液稀釋是體外循環(huán)中保護腎功能的最重要方法之一。紅血球和白蛋4、滲透性作用體外循環(huán)用白蛋白預充既可在異物表面附著一層蛋白，又可減少組織5、低溫低溫對腎功能有重要作用，可能引起腎功能。研究表明低溫可降低腎小球6、溶血體外循環(huán)后死于腎功能衰竭的患者腎小管中可見血紅蛋白管型。體外循環(huán)中白、血色素結(jié)合蛋白結(jié)為正鐵白蛋白。血紅蛋白與蛋白結(jié)合一旦達到飽和，血紅蛋白腎小管中血紅蛋白分子高于等電位pHPH低于等電位點（6.99）7、微栓體外循環(huán)血液稀釋后，腎的高血流量灌注，使腎處于微栓損害的之中。血中已見到尿中有脂肪小滴及MalteseCrosses，這是腎脂肪栓的。應在1～2ml/kg/h以上。采用合理的血液稀釋，應用各種微栓過濾器，應用良好的體外循環(huán)設備，掌握正確灌注方法，盡可能減少血液破壞。Nilsson在鼓泡式氧合器和膜式氧合器的補體C3a水平有明顯關(guān)系，而C3a在用鼓泡式氧合器時較高。Gailiunas提出早期和及時應用腹膜透析可降低率。腹膜透析設備簡單，操作較方便，應用正性肌力藥物，補液及補充營養(yǎng)液體，以維持心功能和血容量平衡。動、靜脈血液濾過需有一定水平的收縮壓（80mmHg以上），清除毒性物質(zhì)的能力不如血液透析。如果能維持尿量，避免少尿，腎功能衰竭的預后會大大改善。Utley提出，如果肌酐