二、機體主要器官的功能和代謝障礙
MODS發(fā)生過程中幾乎可以累及體內(nèi)每個重要系統(tǒng)、器官的功能和代謝。這些變化既構(gòu)成了MODS臨床表現(xiàn)的病理生理基礎,又為臨床診斷提供了依據(jù)。現(xiàn)將MODS時機體主要器官的功能、代謝變化介紹如下。
(一)肺功能不全
MODS患者常最先出現(xiàn)急性肺損傷,輕者臨床表現(xiàn)為肺功能不全,嚴重的可出現(xiàn)急性呼吸窘迫綜合征(acute respiratory distress syndrome,ARDS)。ARDS患者表現(xiàn)為明顯的進行性呼吸困難與發(fā)紺,肺順應性顯著降低,Pa02低于50mmHg(6.7 kPa)或需要吸人50%以上氧氣才能維持Pa02在45 mmHg(6.0kPa)以上。上述變化出現(xiàn)較早,多在創(chuàng)傷和感染發(fā)生的24-72 h內(nèi)出現(xiàn)。
呼吸功能障礙在MODS中發(fā)生率較高,據(jù)臨床資料統(tǒng)計,MODS患者83%—100%發(fā)生肺功能衰竭。肺臟易受累的原因有:①肺是全身靜脈回流的主要濾器,又是一個重要的代謝器官,全身組織中回流的許多代謝產(chǎn)物和毒物在這里被吞噬、滅活和轉(zhuǎn)化。血中的有毒物質(zhì)易滯留在肺造成損傷。②創(chuàng)傷或感染時的大量壞死組織、內(nèi)毒素等可激活肺巨噬細胞、中性粒細胞及補體系統(tǒng)等,一方面,這些效應細胞可以通過在肺血管內(nèi)淤積阻塞、粘附于內(nèi)皮細胞等對肺造成直接損害;另一方面,它們釋放出多種血管活性物質(zhì)和炎癥介質(zhì),損傷肺組織,明顯削弱肺防御功能,更利于細菌從呼吸道入侵。以上變化是MODS時肺水腫、
肺出血、肺不張和肺泡內(nèi)透明膜形成的病理生理基礎。
(二)肝功能不全
MODS時肝臟的功能代謝變化在臨床上主要表現(xiàn)為黃疽和肝功能不全。血清總膽紅素大于34μmol(2mg/dL),血清丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(alanine aminotransferase,ALT)、天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(aspartateaminotransferase,AST)、LDH或堿性磷酸酶(alkaline phosphatase,AKP)在正常值上限的2倍以上。但是由于肝的代謝能力比較強,所以肝損傷常不能及時發(fā)現(xiàn)。肝損傷的原因有:①創(chuàng)傷、休克和全身感染都可引起肝血流量減少,直接影響肝實質(zhì)細胞和庫普弗細胞的能量代謝;②各種損傷因素促發(fā)內(nèi)源性細菌與毒索的吸收、遷移,進入血液循環(huán),細菌或毒素到達肝臟后,可直接損害肝實質(zhì)細胞或通過肝庫普弗細胞合成并釋放TNF—α、IL—1等多種活性介質(zhì)造成對肝細胞的損害。
肝臟是機體防御的重要器官。各種嚴重致傷因素引起肝功能障礙,使肝對毒素的清除功能削弱,蛋白合成能力下降,這些變化反過來又加重機體的損傷,從而形成惡性循環(huán)。因此,在感染引起的MODS中,若患者發(fā)生嚴重的肝損傷則死亡率幾乎達100%。
(三)腎功能不全
MODS時腎功能障礙表現(xiàn)為急性腎衰竭,臨床表現(xiàn)為尿量可多可少,但血漿肌酐持續(xù)高于177 μmol/L(2 mg/dL),尿素氮大于18 mmol/L(50 mg/mL),嚴重時需用人工腎維持生命。腎衰竭在MODS中也很常見,其發(fā)生率僅決于肺和肝,約40%-55%。MODS時,腎功能障礙最初表現(xiàn)為腎小球濾過率下降,隨后出現(xiàn)蛋白尿和腎小管細胞管型。腎損傷的機制是:①休克、創(chuàng)傷等致傷因素引起血液在體內(nèi)重新分布,腎血液灌流量減少,先損害腎皮質(zhì)造成腎小球缺血,繼而累及髓質(zhì)造成腎小管缺血;②循環(huán)中的一些有毒物質(zhì)(如肌紅蛋白、內(nèi)毒素等)可損傷已缺血的腎小管,造成急性腎小管壞死。腎的功能代謝狀態(tài)在決定病情轉(zhuǎn)歸中起關鍵作用,MODS患者如有急性腎衰竭,預后較差。因此對危重患者要密切觀察腎功能。
(四)胃腸道功能不全
創(chuàng)傷、休克、燒傷和全身性感染時胃腸血管收縮使黏膜缺血缺氧,發(fā)生胃腸黏膜糜爛(病變侵犯到上皮表層)和淺表潰瘍(病變侵犯到黏膜下層),稱為應激性潰瘍。通常還伴有麻痹性腸梗阻,表現(xiàn)為高度腹部脹氣,腸鳴音減弱甚至近于消失。
創(chuàng)傷、休克或嚴重感染時全身微循環(huán)血液灌注量下降,腸黏膜下微循環(huán)血流銳減,造成腸黏膜的變性、壞死或通透性增高,導致細菌及內(nèi)毒素越過已破壞的腸屏障進入門脈系統(tǒng),激活庫普弗細胞分泌細胞因子(如TNF、IL—1等)作用于肝局部或全身。由此可見,腸缺血可引起細菌移位或內(nèi)毒素入血,加重機體損害,導致MODS形成。此外,長期靜脈高營養(yǎng),沒有食物經(jīng)消化道,引起胃腸黏膜萎縮,屏障功能減弱,引起細菌或毒素人血。因此,MODS時若有胃腸黏膜損害,則菌血癥、內(nèi)毒素血癥、敗血癥的發(fā)生率很高。
(五)心功能不全
危重患者心功能不全的發(fā)生率為10%-23%。主要表現(xiàn)為突發(fā)性低血壓,平均動脈壓在60 mmHg(8.OkPa)以下,心指數(shù)低于2 L/min×m2,對正性肌力藥物不起反應。還可見心動過速、心跳緩慢甚至心跳驟停,心肌酶可正;虍惓。全身感染時心血管改變的特點是:①早期心輸出量可增加;②早期全身血管阻力可降低;③左、右心室射血分數(shù)降低;④左室收縮期末及舒張期末容量增加;⑤心室每搏功正;蚪档停虎轙NF在心肌抑制中可能起中心作用。
(六)凝血系統(tǒng)功能障礙
據(jù)統(tǒng)計,MODS死亡病例中82%有凝血系統(tǒng)功能障礙,其判斷標準主要依據(jù)實驗室檢查:血小板計數(shù)進行性下降(<50x109/L),凝血時間、凝血酶原時間和部分凝血酶時間均延長達正常的2倍以上,常需補充凝血因子才能糾正。纖維蛋白原<200 mg/mL,并有纖維蛋白(原)降解產(chǎn)物(fibrindegradation propayment-defi.com/hushi/ducts,F(xiàn)DP)存在。部分患者有DIC的證據(jù)。嚴重者全身出血表現(xiàn)明顯。
(七)免疫系統(tǒng)功能障礙
MODS早期,免疫系統(tǒng)被激活。患者血漿補體水平有顯著變化,主要表現(xiàn)為C3a和C5a的升高。C3a和C5a可影響微血管通透性,激活白細胞和組織細胞。此外,在由感染引起的MODS中,革蘭陰性苗產(chǎn)生的內(nèi)毒素具有抗原性,它能形成免疫復合物(immune complex,IC),激活補體,產(chǎn)生過敏毒素等一系列血管活性物質(zhì)。IC可沉積于多個器官微血管內(nèi)皮細胞上,吸引多形核白細胞,釋放多種毒素,從而產(chǎn)生各系統(tǒng)器官的非特異性炎癥,細胞變性壞死,器官功能障礙。
MODS晚期,機體免疫系統(tǒng)處于全面抑制狀態(tài),此時體內(nèi)中性粒細胞的吞噬和殺菌功能下降,單核—吞噬細胞功能受抑制,輔助性T細胞/抑制性T細胞(helper Tlymphocyte/suppressor T lymphocyte,Th/Ts)比例降低,B淋巴細胞分泌抗體能力減弱,炎癥反應無法局限化,感染容易擴散。
(八)中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙
休克、創(chuàng)傷及嚴重感染時,胰高血糖素和皮質(zhì)激素等使蛋白分解的激素分泌增多。肌肉組織的蛋白質(zhì)分解后產(chǎn)生的氨基酸中,支鏈氨基酸較少,芳香族及含硫氨基酸較多:后兩者可在外周及中樞形成性假神經(jīng)遞質(zhì)。假性神經(jīng)遞質(zhì)干擾正常的神經(jīng)傳導,使中樞正常的興奮性不能維持而轉(zhuǎn)為抑制;颊呖杀憩F(xiàn)為反應遲鈍,意識混亂,輕度定向力障礙,最后出現(xiàn)進行性昏迷。
(九)代謝障礙
SIRS和MODS普遍存在細胞代謝障礙尤其是細胞的氧代謝障礙,主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
1.高代謝 高分解代謝和高動力循環(huán)是SIRS及MODS的主要臨床特征?沙掷m(xù)2—3周。主要表現(xiàn)為靜息時全身氧耗量和能量消耗增高,糖、脂肪、氨基酸利用增加,肌肉蛋白質(zhì)分解加強,尿素氮增高,體內(nèi)蛋白質(zhì)代謝出現(xiàn)負氮平衡。
創(chuàng)傷后的高代謝狀態(tài)本質(zhì)上是機體對致傷因素積極的防御性應激反應,但是高代謝過劇、持續(xù)時間過長,將加重心肺負擔,能量物質(zhì)消耗執(zhí)業(yè)藥師過多,從而促進MODS的發(fā)生發(fā)展。
2.組織氧債增大 機體所需的氧耗量與實測氧耗量之差稱為氧債(oxygen debt),氧債增大說明組織缺氧。MODS死亡患者氧債大而持續(xù)時間長,存活者氧債較少。氧債程度與器官衰竭的嚴重程度及存活與否有密切關系。
3.組織利用氧障礙 MODS患者微循環(huán)內(nèi)常有微血栓使血流中斷、組織水腫使氧彌散到細胞的距離增大、微血管的自主調(diào)節(jié)舒縮能力喪失,使細胞攝取氧受限。
4.能量代謝障礙 組織灌流減少和再灌注損傷都損害線粒體的結(jié)構(gòu)和功能,使氧化過程發(fā)生障礙,抑制三羧酸循環(huán)使ATP生成減少而發(fā)生器官功能損害。
(十)細胞凋亡
創(chuàng)傷和感染時,氧自由基的大量釋放、炎癥介質(zhì)的作用、細胞內(nèi)缺氧等使細胞微環(huán)境發(fā)生素亂。淋巴器官和組織的細胞最早發(fā)生凋亡,各器官的實質(zhì)細胞及血管內(nèi)皮細胞也相繼發(fā)生凋亡。在嚴重創(chuàng)傷和感染的情況下,中性粒細胞的凋亡延遲,巨噬細胞的吞噬能力明顯下降,凋亡的細胞不能迅速被清除,釋放出大量內(nèi)容物而使炎癥擴大,從而加劇器官組織的功能損害。