休克的病理生理機(jī)制

1、休克的病理生理機(jī)制一、休克時(shí)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(diǎn)，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(xué)基礎(chǔ)。休克時(shí)持續(xù)的低灌流狀態(tài)必將導(dǎo)致重要器官的功能、代謝紊亂，引起細(xì)胞膜功能失常，細(xì)胞代謝障礙，最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡。由生理學(xué)上決定組織器官血液灌流的因素可知，休克時(shí)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(dòng)脈壓，因?yàn)檫@是促使血流通過(guò)切臟器的動(dòng)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(yán)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(huì)使灌注壓降低而引起休克，而血容量減少、心輸出量嚴(yán)重不足、外周血管容積擴(kuò)大這三個(gè)因素也正是休克發(fā)生的始動(dòng)環(huán)節(jié)。(二)流通不暢組織器官良好的血液供應(yīng)除灌注壓正常外，還取決于毛細(xì)血管的舒縮狀態(tài)以及微血流的流態(tài)。內(nèi)于微循環(huán)是微動(dòng)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(jié)構(gòu)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(xì)血管內(nèi)表面積達(dá)6000m2以上，正常時(shí)，在神經(jīng)體液的調(diào)節(jié)下，毛細(xì)血管是交替開放的，大部分處于關(guān)閉狀態(tài)，毛細(xì)血管血量?jī)H占總血量6左右，如果全部開放，僅肝毛細(xì)血管就可以容納全身血量。因此該處毛細(xì)血管的功能狀態(tài)會(huì)更多地影響到組織細(xì)胞處的血流供給和回心血量（圖13

3、2A)。休克時(shí)，各種致休克原因可直接(如內(nèi)毒素、過(guò)敏等)或間接(如缺氧、酸中毒；兒茶芬胺增多、補(bǔ)體增多等引起的體液因子釋放)地?fù)p害微血管，使其舒縮功能紊亂、內(nèi)皮細(xì)胞受損、通透性增加、動(dòng)靜脈短路開放以及微血流血液流變學(xué)異常等，從而使組織微循環(huán)流通不暢，回心血量進(jìn)行性減少而引起休克。二、休克的發(fā)展過(guò)程及其發(fā)病機(jī)制人們對(duì)休克本質(zhì)的認(rèn)識(shí)經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程。自從20世紀(jì)60年代提出休克的微循環(huán)障礙學(xué)說(shuō)以來(lái)，休克在發(fā)病機(jī)制及治療方法上取得了突破性的進(jìn)展。但是內(nèi)于休克的病理過(guò)程非常復(fù)雜，在休克時(shí)出現(xiàn)的很多細(xì)胞代謝障礙難以用微循環(huán)理論來(lái)解釋。因此，有人提出了休克發(fā)生的細(xì)胞機(jī)制問(wèn)題。近年來(lái)研究的熱點(diǎn)轉(zhuǎn)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(xì)胞體液因子有關(guān)，相應(yīng)提出全身炎癥反應(yīng)綜合征(systemic inflammatory response syndrome，SIRS)等新概念，開始從細(xì)胞、亞細(xì)胞和分子水平來(lái)研究休克，并探討這些體液因子對(duì)微循環(huán)、細(xì)胞和器官功能的影響，目前對(duì)休克發(fā)病學(xué)機(jī)制的認(rèn)識(shí)大體上可歸納為下述三個(gè)方面：微循環(huán)障礙學(xué)說(shuō)；休克的細(xì)胞機(jī)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(xué)說(shuō)是大多數(shù)休克的共同發(fā)病學(xué)基礎(chǔ)、對(duì)理解休克的發(fā)生發(fā)展是非常重要的。（一）休克時(shí)微循環(huán)變化的分期及其機(jī)制體克的微循環(huán)障礙學(xué)說(shuō)認(rèn)為休克是個(gè)以急性循環(huán)障礙為主的綜合征，休克發(fā)病的關(guān)鍵

5、不在于血壓，而在于血流，共機(jī)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(qiáng)烈興奮引起的體內(nèi)重要器官微循環(huán)血液灌流量不足和細(xì)胞的功能、代謝親亂。根據(jù)休克發(fā)展過(guò)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(shí)微循環(huán)的改變大致可分為如下三個(gè)時(shí)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(xì)血管網(wǎng)大量關(guān)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(shí)，微循環(huán)內(nèi)血流速度顯著減慢，血流限于從直捷通路或動(dòng)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(jī)制 引起微循環(huán)缺血的關(guān)鍵性變化是各種致休克動(dòng)因(如創(chuàng)傷、疼痛、失血、大面積心肌梗死以及內(nèi)毒素等)通過(guò)不同途徑引起交感腎上腺髓質(zhì)系統(tǒng)的強(qiáng)烈興奮、兒茶酚胺大量釋放入血，既刺激受體造成皮膚、內(nèi)臟血管明顯痙攣，又刺激受體，引起大量動(dòng)靜脈短路開放，構(gòu)成了微循環(huán)非營(yíng)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(yán)重的缺血性缺氧。已認(rèn)明休克時(shí)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(jīng)興奮、兒茶酚胺大量增多外，體內(nèi)還產(chǎn)生許多血管活性物質(zhì)，如血管緊張素、血管加壓素、皿栓素A2(TXA2)、內(nèi)皮素、白三烯(L

7、Ts)以及心肌抑制因子(MDF)等縮血管物質(zhì)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(jī)體的上述變化縮減了血管容量，驅(qū)使較多的血液加入全身循環(huán)，對(duì)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(gè)方面。1）維持動(dòng)脈血壓 本期休克患者的動(dòng)脈血壓可不降低，其機(jī)制如下：回心血量增加：休克早期交感神經(jīng)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(dòng)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(dòng)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(shí)增加回心血量和循環(huán)血量的“第一道防線”。由于微動(dòng)脈、后微動(dòng)脈和毛細(xì)血管前括約肌比微靜脈對(duì)兒茶酚胺更為敏感，導(dǎo)致毛細(xì)血管前阻力比后阻力升高更明顯，毛細(xì)血管中流體靜壓卜降，使組織液進(jìn)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(shí)增加回心血量的“第二道防線”。經(jīng)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(jù)測(cè)定，中度失血的病例，組織液入血每小時(shí)達(dá)50120ml，成人組織液入血總共可達(dá)1500ml。此外，休克時(shí)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(duì)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(jīng)興奮和兒茶酚

9、胺增多可使心肌收縮力增強(qiáng)，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(zhì)的作用使微動(dòng)脈、小動(dòng)脈強(qiáng)烈收縮增加了外周阻力。2）血液重新分布由于機(jī)體各組織器官上受體分布的數(shù)量和密度不同，所以對(duì)交感神經(jīng)興奮、兒茶酚胺增多的反應(yīng)也不均一。皮膚、內(nèi)臟器官、骨骼肌、腎的血管上受體占優(yōu)勢(shì)，因而休克時(shí)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(jīng)調(diào)節(jié)作用很小，加上腦血管平滑肌細(xì)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(dòng)主要受心肌局部擴(kuò)血管代謝產(chǎn)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(duì)兒萊酚胺反應(yīng)的

10、凈效應(yīng)是受體興奮引起的擴(kuò)血管作用為主。因此，在休克早期，當(dāng)灌注壓(平均動(dòng)脈壓)不低于60 mmHg(8kPa)時(shí)，心、腦血液供應(yīng)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(zhì)系統(tǒng)的強(qiáng)烈興奮有關(guān)。交感神經(jīng)興奮使皮膚、內(nèi)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(jīng)興奮還引起患者呼吸淺促、心率加快、脈搏細(xì)速、脈壓減小(外周阻力增高所致)、動(dòng)脈血壓可正?；蚵越?，由于支配汗腺的交感神經(jīng)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(dǎo)致小摳神經(jīng)系統(tǒng)高級(jí)部位興奮患者表現(xiàn)為煩躁不安。必須

11、對(duì)休克早期微循環(huán)變化的本質(zhì)有正確的認(rèn)識(shí)，此時(shí)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(jià)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(biāo)，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(dòng)因，及時(shí)補(bǔ)充血容量，恢復(fù)循環(huán)血量，則患者較易恢復(fù)健康，否則，休克過(guò)程將繼續(xù)發(fā)展而進(jìn)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(shí)除去，病情繼續(xù)發(fā)展，交感腎上腺髓質(zhì)系統(tǒng)長(zhǎng)期過(guò)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(yùn)動(dòng)現(xiàn)象首先消火，終末血管床對(duì)兒茶酚胺的反應(yīng)件進(jìn)行性下降。微動(dòng)脈和毛細(xì)血管前括約肌的收縮逐漸減退，血液大量涌人真毛細(xì)血管網(wǎng)，微循環(huán)靜脈端血流緩慢、紅細(xì)胞聚集、白細(xì)胞滾動(dòng)、黏附、貼壁嵌塞、血小板聚集、血黏度增加，毛細(xì)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(yán)定者血液淤泥(sludge)化，血流更為緩慢。此時(shí)組織處于嚴(yán)重的低灌流狀態(tài)，組織細(xì)胞存在嚴(yán)重的淤血性缺氧，外周阻力也顯若下降，機(jī)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(jī)制 重點(diǎn)在于理解微循環(huán)是怎樣由缺血轉(zhuǎn)變?yōu)橛傺摹Ｓ傺陌l(fā)生與微血管長(zhǎng)時(shí)間收縮致組織缺血、缺氧及多種體液因子釋放有關(guān)。1）酸中毒的影響 持續(xù)性微血管收縮使組織嚴(yán)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(dǎo)致血管平滑肌對(duì)兒茶酚腦的反應(yīng)性降低，使微血管擴(kuò)張、通透性增加。2）局部擴(kuò)血管代謝產(chǎn)物增多 長(zhǎng)期缺血、缺氧、酸中毒使組織局部組胺、腺苷、K、激肽類等擴(kuò)血管代謝產(chǎn)物增多，組織間液滲透壓增高等，均可引起血管擴(kuò)張。休克時(shí)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(nèi)啡肽等促使血管擴(kuò)張。3）內(nèi)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(xì)菌(大腸桿菌)和脂多糖（LPS）入血。LPS與其他毒素通過(guò)促進(jìn)一氧化氮生成、激活激肽系統(tǒng)等多種途徑，引起血管擴(kuò)張，導(dǎo)致持續(xù)性的低血壓。同時(shí)，還因內(nèi)毒素?fù)p傷血管內(nèi)皮細(xì)胞、中性粒細(xì)胞及血小板，致使血液流變學(xué)異常，從而加重微循環(huán)淤血。4）血液流變學(xué)的改變 休克時(shí)的血液流變學(xué)異常，在休克期微循環(huán)淤血的發(fā)生發(fā)展個(gè)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(dǎo)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(xì)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(xì)胞在微血管中滾動(dòng)、貼壁、黏

15、附于內(nèi)皮細(xì)胞上，加大了毛細(xì)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(jìn)白細(xì)胞在微靜脈附壁黏著，增加毛細(xì)血管后阻力，而血管內(nèi)皮細(xì)胞在TNF、IL1及LPS及氧自出基激活后，可介導(dǎo)白細(xì)胞黏附并激活白細(xì)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(yīng)性低下，微循環(huán)內(nèi)血液淤滯，帶來(lái)以下后果。自身輸液停止：由于毛細(xì)血管后阻力大于前阻力，血管內(nèi)流體靜壓升高，組織液進(jìn)入毛細(xì)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(bǔ)體成分(C3a，C4a，C5a)、T

16、NF、PAF、MDF等細(xì)胞體液因子的作用引起毛細(xì)血管通透性增高和血細(xì)胞聚集，促進(jìn)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(shí)，由于酸性代謝產(chǎn)物、溶酶體水解產(chǎn)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(dǎo)致功能性細(xì)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(nèi)臟器官，如腸、肝和肺，造成有效循環(huán)血量嚴(yán)重不足，靜脈充盈不良，回心血量減少，心輸出量和動(dòng)脈血壓進(jìn)行性下降，組織缺氧日趨嚴(yán)重，形成惡性循環(huán)。當(dāng)平均動(dòng)脈壓50 mmHg時(shí)，心腦血管失去自身調(diào)節(jié)，冠狀動(dòng)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(guān)。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(wú)尿。由于微循環(huán)淤血導(dǎo)致回心血量進(jìn)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(xì)弱頻速，心輸出量進(jìn)行性減少，動(dòng)脈血壓進(jìn)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(duì)該期患者的治療，是提高休克患者救治率的一個(gè)關(guān)鍵。因此，透徹了解該期全身微循環(huán)和血流動(dòng)力學(xué)的變化特點(diǎn)，對(duì)防治休克有重要的指導(dǎo)作用。如臨床治療上應(yīng)針對(duì)該期微循環(huán)淤滯的發(fā)生機(jī)制，采用糾正酸中毒以提高

18、血管對(duì)活性藥物的反應(yīng)；充分輸液以擴(kuò)充血容量，尤其要補(bǔ)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(kuò)血管藥物疏通微循環(huán)，而不是長(zhǎng)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(shí)正確的治療，則上述的微循環(huán)障礙將會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重，病程將轉(zhuǎn)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(zhǎng)時(shí)間以后，休克便進(jìn)入微循環(huán)衰竭期，此時(shí)即使采取輸血補(bǔ)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(shí)出現(xiàn)的某些臟器的微循環(huán)淤滯更加嚴(yán)重，并且出現(xiàn)細(xì)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(yīng)性顯著下降并出現(xiàn)

19、弛緩性麻痹擴(kuò)張，毛細(xì)血管內(nèi)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(jī)制及后果1）微血管麻痹擴(kuò)張 在休克難治期，即使在輸血補(bǔ)液治療以后，微血管對(duì)兒茶酚胺反應(yīng)性仍然不斷下降，出現(xiàn)微循環(huán)衰竭。本期血管反應(yīng)性降低的機(jī)理可能與組織細(xì)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(xì)胞膜超極化、鈣內(nèi)流減少等因素有關(guān)。2）血液流變學(xué)改變加劇 毛細(xì)血管無(wú)復(fù)流：發(fā)生無(wú)復(fù)流現(xiàn)象的原因之一是休克晚期缺氧和酸中毒進(jìn)一步加重，使微血管對(duì)血管活性物質(zhì)失去反應(yīng)，另一原因與休克晚期并發(fā)DIC形成微血栓有關(guān)，微血栓堵塞管腔是毛細(xì)血管灌流不易恢復(fù)和發(fā)生難治性休克的重要原因。微血管結(jié)構(gòu)和功能受損：嚴(yán)重缺氧、酸中毒、內(nèi)毒素以及休克時(shí)增多的各種細(xì)胞體液因子共同作用于微血管，使內(nèi)皮細(xì)胞受損、紅細(xì)胞聚集、血小板黏附聚集、白細(xì)胞貼壁和嵌塞，從而導(dǎo)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(xué)的改變和凝血系統(tǒng)的激活，可發(fā)生DIC，其發(fā)生機(jī)制主要與下列因素有關(guān)：凝血系統(tǒng)的激活：嚴(yán)重缺氧、酸中壽、內(nèi)毒素等原因使血管內(nèi)皮細(xì)胞廣泛