脓毒症内皮细胞损伤与微循环障碍.pdf
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参见附件(252kb)。
临床急诊杂志 2012年
Journak of Ckinicak Emer g enc y Cakk( China ) 13卷1期
脓毒症内皮细胞损伤与微循环障碍*
赵光举1 卢中秋1△
[ 关键词] 脓毒症； 内皮细胞损伤； 微循环
[ 中图分类号] R631 [ 文献标志码] A [ 文章编号] 1009 - 5918( 2012) 01 - 0008 - 06
脓毒症( se p sis ) 是感染、 创伤及外科大手术后
的常见并发症。尽管目前对于脓毒症的致病机制
的认识尚存不足， 但微循环( microcircukation) 障碍
被认为是脓毒症病理生理学过程的最关键环节。
业已证实， 微循环障碍与组织器官损害及病人的预
后密切相关， 而内皮细胞( endothekiak cekk ) 的活化
与功能障碍在其中起着至关重要的作用。事实上，临床及实验研究均证实内皮细胞损伤与脓毒症或
创伤后的组织器官损害密切相关， 而且通过改善内
皮细胞功能能够有效改善患者的预后， 这种作用至
少部分是通过改善微循环功能来实现的。本文综
述了微循环的基本功能及其在脓毒症致病过程中
的改变， 同时对于内皮细胞在微循环功能障碍发生
中的作用及干预措施也进行了简要阐述， 旨在为临
床及基础研究提供参考。
1 微循环的基本组成及功能
根据功能和解剖学特征， 微循环一般包括微动
脉、 毛细血管及微静脉。微循环的主要生理功能是
向组织细胞输送氧气及营养物质， 同时也承担转运
代谢产物的作用〔 1〕， 其功能的正常发挥是组织器官
灌注的重要保障。毛细血管由一层上皮和基底膜
构成， 不含血管平滑肌细胞， 其主要功能是组织和
血液间的分子交换。毛细血管血流由微循环驱动
压， 微动脉张力， 血液流变学状态及毛细血管开放
水平共同调节的。虽然氧气由毛细血管内的血液
弥散至组织细胞是微循环的主要功能， 微动脉及微
静脉部分在维持组织足够的灌注及血流动力学过
程中也起着重要的作用。微动脉是动脉的终末部
分， 直径一般<100～200微米。微动脉血管壁包绕
着环形的平滑肌细胞， 该细胞由交感神经系统支
配。血管内皮细胞能够对具备的剪切力做出反应，并通过细胞-细胞间的交流为微动脉提供局部的
刺激信号〔 2〕。根据组织细胞的代谢需求， 这些机制
调节着微动脉的收缩及舒张的平衡。在休克发生
时， 循环血压迅速下降代偿性的引起微动脉收缩，* 基金项目： 国家自然科学基金资助项目( No： 81071593)；
浙江省科技厅公益性技术应 用研究计划项目 ( No：
2010C33014)； 浙江省医学重点建设学科( 创新学科) 资助
( No： 11 - CX26) 1温州医学院附属第一医院急诊科( 浙江温州， 325000) △ 审校者
通信作者： 卢中秋， E- maik ： kz q 640815＠163.com
而这种收缩将导致组织器官灌注不良。微循环的
静脉部分又被称为容量性血管， 其所含的血容量占
循环血容量的70%左右〔 3〕。然而微静脉收缩能力
较低， 血液可经此回流入心脏。微静脉主动或被动
的紧张将改变微静脉的血容量， 并进一步改变心脏
的前负荷和心脏输出量以确保循环血液储备的维
持。
2 脓毒症中微循环的改变及监测方法
微循环在维持机体氧供的过程中的关键性作
用， 其功能的异常或损伤将导致血液流变学的改变
和组织缺氧的发生。虽然微循环障碍在众多休克
状态， 诸如心源性休克或缺血再灌注损伤中也有发
生， 但在脓毒症状态下微循环障碍显然更为严重，并被认为是脓毒症病理生理学过程的核心环节。
人们在应用视频显微镜观察脓毒症大鼠的微
循环状态进行仔细观察后发现了一系列诸如微血
管舒缩反应丧失、 内皮细胞损伤、 凝血机制激活以
及白细胞迁移障碍等微循环遭破坏的现象。临床
上， 脓毒症患者同样呈现出众多的微循环障碍的特
征， 甚至在液体复苏之后也依然如此。脓毒症中微
循环障碍的表现主要有如下几个方面〔 4〕： ①微动脉
的低反应性( 包括舒缩血管物质及内皮介导的舒
缩)； ②微血管内皮屏障损害所引起的毛细血管通
透性增加； ③内皮细胞粘附效应的增强； ④出凝血
调节机制的紊乱； ⑤有效毛细血管血流减少， 灌注
不良毛细血管比例的增加。由于氧气在血液和组
织细胞间的弥散的距离增加、 效率降低， 使得组织
运输氧的能力大大减弱， 进而导致组织缺氧， 功能
衰竭。这可能是约三分之一的严重脓毒症患者在
应用血管升压药物及液体复苏纠正休克后， 仍然死
于多脏器功能衰竭的重要原因〔 5〕。微循环的功能
已经作为判断脓毒症预后的关键指标重要标准已
成为ICU医生和基础研究者的广泛共识。
令人遗憾的是， 迄今尚无有效监测微循环功能
的方法。现今临床上常通过检测血乳酸， 混合静脉
血氧饱和度以及氧的输送和消耗来反映微循环的
功能。动脉血乳酸通常被认为是反映组织缺氧及
无氧代谢的指标。新近的多中心研究发现， 血乳酸
水平的升高与危重病患者的院内病死率密切相关，但不可否认的是， 血乳酸不仅受到组织缺氧及线粒
· 8 ·第1期 赵光举， 等. 脓毒症内皮细胞损伤与微循环障碍
体功能的影响， 肝脏的代谢功能也影响血乳酸的水
平， 因此并不能完全反映组织的氧供状态。混合静
脉血氧饱和度( SvO2) 在监测微循环功能中同样存
在不足。已经证实， 在脓毒症中存在微血管分流，使得机体即使存在严重的局部组织缺氧也可表现
出正常的SvO 2
〔 6〕。近年来， 随着毛细血管显微镜、激光多普勒、 视频显微镜活检等技术的不断发展，新的监测微循环的方法呼之欲出， 其中正交极化光
谱分析( Ortho g onak p okarization s p ectrak ima g in g，OPS) 和暗视野测流分析( Side - stream dark - fiekd
ima g in g， SDF) 在监测微循环功能中的作用越发受
到关注。OPS和SDF能通过甲襞、 舌下和肠系膜
等部位的微循环图片采集直接观察机体微循环的
改变， 但要真正成为临床的常规监测项目还存在不
少困难， 譬如， 图片数据分析的复杂性、 没有统一的
评价标准、 难以完全模拟脓毒症发展进程等〔 7〕。
3 内皮细胞损伤在脓毒症微循环障碍发生中的作
用
微循环的细胞构成主要包括位于微血管内壁
血管内皮细胞， 平滑肌细胞及血管内的血液细胞
( 红细胞、 白细胞和血小板等)， 其中内皮细胞是微
循环功能的核心部分。一个健康的成人拥有约
10 13个内皮细胞， 血管内皮表面积可达4 000～7 000
平方米， 被认为是机体最大且具有高度生物活性的
器官〔 8〕。在正常情况下， 内皮细胞能够感受物理或
化学信号并做出反应。它通过分泌相关分子， 内皮
细胞调节着血管收缩， 细胞粘附， 出凝血功能， 平滑
肌细胞的增殖及血管壁的炎症反应。脓毒症中全
身性炎症反应所产生的氧自由基、 血管紧张素Ⅱ
( An g iotensinⅡ， An gⅡ) 以及血流动力学的改变均
会不同程度地引发内皮细胞损伤从而诱发微循环
功能障碍 ......
Journak of Ckinicak Emer g enc y Cakk( China ) 13卷1期
脓毒症内皮细胞损伤与微循环障碍*
赵光举1 卢中秋1△
[ 关键词] 脓毒症； 内皮细胞损伤； 微循环
[ 中图分类号] R631 [ 文献标志码] A [ 文章编号] 1009 - 5918( 2012) 01 - 0008 - 06
脓毒症( se p sis ) 是感染、 创伤及外科大手术后
的常见并发症。尽管目前对于脓毒症的致病机制
的认识尚存不足， 但微循环( microcircukation) 障碍
被认为是脓毒症病理生理学过程的最关键环节。
业已证实， 微循环障碍与组织器官损害及病人的预
后密切相关， 而内皮细胞( endothekiak cekk ) 的活化
与功能障碍在其中起着至关重要的作用。事实上，临床及实验研究均证实内皮细胞损伤与脓毒症或
创伤后的组织器官损害密切相关， 而且通过改善内
皮细胞功能能够有效改善患者的预后， 这种作用至
少部分是通过改善微循环功能来实现的。本文综
述了微循环的基本功能及其在脓毒症致病过程中
的改变， 同时对于内皮细胞在微循环功能障碍发生
中的作用及干预措施也进行了简要阐述， 旨在为临
床及基础研究提供参考。
1 微循环的基本组成及功能
根据功能和解剖学特征， 微循环一般包括微动
脉、 毛细血管及微静脉。微循环的主要生理功能是
向组织细胞输送氧气及营养物质， 同时也承担转运
代谢产物的作用〔 1〕， 其功能的正常发挥是组织器官
灌注的重要保障。毛细血管由一层上皮和基底膜
构成， 不含血管平滑肌细胞， 其主要功能是组织和
血液间的分子交换。毛细血管血流由微循环驱动
压， 微动脉张力， 血液流变学状态及毛细血管开放
水平共同调节的。虽然氧气由毛细血管内的血液
弥散至组织细胞是微循环的主要功能， 微动脉及微
静脉部分在维持组织足够的灌注及血流动力学过
程中也起着重要的作用。微动脉是动脉的终末部
分， 直径一般<100～200微米。微动脉血管壁包绕
着环形的平滑肌细胞， 该细胞由交感神经系统支
配。血管内皮细胞能够对具备的剪切力做出反应，并通过细胞-细胞间的交流为微动脉提供局部的
刺激信号〔 2〕。根据组织细胞的代谢需求， 这些机制
调节着微动脉的收缩及舒张的平衡。在休克发生
时， 循环血压迅速下降代偿性的引起微动脉收缩，* 基金项目： 国家自然科学基金资助项目( No： 81071593)；
浙江省科技厅公益性技术应 用研究计划项目 ( No：
2010C33014)； 浙江省医学重点建设学科( 创新学科) 资助
( No： 11 - CX26) 1温州医学院附属第一医院急诊科( 浙江温州， 325000) △ 审校者
通信作者： 卢中秋， E- maik ： kz q 640815＠163.com
而这种收缩将导致组织器官灌注不良。微循环的
静脉部分又被称为容量性血管， 其所含的血容量占
循环血容量的70%左右〔 3〕。然而微静脉收缩能力
较低， 血液可经此回流入心脏。微静脉主动或被动
的紧张将改变微静脉的血容量， 并进一步改变心脏
的前负荷和心脏输出量以确保循环血液储备的维
持。
2 脓毒症中微循环的改变及监测方法
微循环在维持机体氧供的过程中的关键性作
用， 其功能的异常或损伤将导致血液流变学的改变
和组织缺氧的发生。虽然微循环障碍在众多休克
状态， 诸如心源性休克或缺血再灌注损伤中也有发
生， 但在脓毒症状态下微循环障碍显然更为严重，并被认为是脓毒症病理生理学过程的核心环节。
人们在应用视频显微镜观察脓毒症大鼠的微
循环状态进行仔细观察后发现了一系列诸如微血
管舒缩反应丧失、 内皮细胞损伤、 凝血机制激活以
及白细胞迁移障碍等微循环遭破坏的现象。临床
上， 脓毒症患者同样呈现出众多的微循环障碍的特
征， 甚至在液体复苏之后也依然如此。脓毒症中微
循环障碍的表现主要有如下几个方面〔 4〕： ①微动脉
的低反应性( 包括舒缩血管物质及内皮介导的舒
缩)； ②微血管内皮屏障损害所引起的毛细血管通
透性增加； ③内皮细胞粘附效应的增强； ④出凝血
调节机制的紊乱； ⑤有效毛细血管血流减少， 灌注
不良毛细血管比例的增加。由于氧气在血液和组
织细胞间的弥散的距离增加、 效率降低， 使得组织
运输氧的能力大大减弱， 进而导致组织缺氧， 功能
衰竭。这可能是约三分之一的严重脓毒症患者在
应用血管升压药物及液体复苏纠正休克后， 仍然死
于多脏器功能衰竭的重要原因〔 5〕。微循环的功能
已经作为判断脓毒症预后的关键指标重要标准已
成为ICU医生和基础研究者的广泛共识。
令人遗憾的是， 迄今尚无有效监测微循环功能
的方法。现今临床上常通过检测血乳酸， 混合静脉
血氧饱和度以及氧的输送和消耗来反映微循环的
功能。动脉血乳酸通常被认为是反映组织缺氧及
无氧代谢的指标。新近的多中心研究发现， 血乳酸
水平的升高与危重病患者的院内病死率密切相关，但不可否认的是， 血乳酸不仅受到组织缺氧及线粒
· 8 ·第1期 赵光举， 等. 脓毒症内皮细胞损伤与微循环障碍
体功能的影响， 肝脏的代谢功能也影响血乳酸的水
平， 因此并不能完全反映组织的氧供状态。混合静
脉血氧饱和度( SvO2) 在监测微循环功能中同样存
在不足。已经证实， 在脓毒症中存在微血管分流，使得机体即使存在严重的局部组织缺氧也可表现
出正常的SvO 2
〔 6〕。近年来， 随着毛细血管显微镜、激光多普勒、 视频显微镜活检等技术的不断发展，新的监测微循环的方法呼之欲出， 其中正交极化光
谱分析( Ortho g onak p okarization s p ectrak ima g in g，OPS) 和暗视野测流分析( Side - stream dark - fiekd
ima g in g， SDF) 在监测微循环功能中的作用越发受
到关注。OPS和SDF能通过甲襞、 舌下和肠系膜
等部位的微循环图片采集直接观察机体微循环的
改变， 但要真正成为临床的常规监测项目还存在不
少困难， 譬如， 图片数据分析的复杂性、 没有统一的
评价标准、 难以完全模拟脓毒症发展进程等〔 7〕。
3 内皮细胞损伤在脓毒症微循环障碍发生中的作
用
微循环的细胞构成主要包括位于微血管内壁
血管内皮细胞， 平滑肌细胞及血管内的血液细胞
( 红细胞、 白细胞和血小板等)， 其中内皮细胞是微
循环功能的核心部分。一个健康的成人拥有约
10 13个内皮细胞， 血管内皮表面积可达4 000～7 000
平方米， 被认为是机体最大且具有高度生物活性的
器官〔 8〕。在正常情况下， 内皮细胞能够感受物理或
化学信号并做出反应。它通过分泌相关分子， 内皮
细胞调节着血管收缩， 细胞粘附， 出凝血功能， 平滑
肌细胞的增殖及血管壁的炎症反应。脓毒症中全
身性炎症反应所产生的氧自由基、 血管紧张素Ⅱ
( An g iotensinⅡ， An gⅡ) 以及血流动力学的改变均
会不同程度地引发内皮细胞损伤从而诱发微循环
功能障碍 ......
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