重癥休克的發(fā)生機制

1、    重癥休克的發(fā)生機制        休克的研究已進入攻堅階段，目的是解決重癥難治性休克(irreversible shock)的發(fā)生機制，為臨床救治提出新的思路。其中包括休克后期出現(xiàn)的灌流量不易恢復，血壓難以提升，多種體液因子綜合作用，以及多器官功能不全的發(fā)生等。研究工作深入到細胞、亞細胞、分子水平。一、白細胞流變學變化重癥休克時出現(xiàn)了大循環(huán)和微循環(huán)變化分離現(xiàn)象，即在抗休克治療以后，血壓回升的同時，微循環(huán)流量并不平行恢復，而灌流量能否恢復決定了搶救成功率。本室首先報告了

2、這一現(xiàn)象(Zhao 1985)，隨后出版的“Pathophysiology of Shock, Sepsis, and Organ Failure”一書(Schlag G. 主編 1993)也寫明“休克時可以有一個正常的大循環(huán)和一個紊亂的微循環(huán)，表現(xiàn)為乳酸性酸中毒，甚至細胞死亡”。在探討灌流量不易恢復的原因時，查明它并非由于血管口徑的變化，也不存在所謂微靜脈在休克時持續(xù)收縮的現(xiàn)象，而白細胞粘著和嵌塞小血管是灌流量不易恢復的重要原因。本室報告了休克時流變學上三類白細胞(軸流、附壁、粘著)分布轉移的曲線；白細胞粘著微靜脈和嵌塞毛細血管的程度；查明了它的發(fā)生與壁切應力下降和粘附力增強有關；報告了失血

3、性休克時壁切變率變化和白細胞粘附之間的回歸方程；也報告了創(chuàng)傷、燒傷病人和動物白細胞粘附蛋白(-intergrin)的表達可以增多，也可以數(shù)量不增多而粘附功能增強。美國學者用基因重組技術證明，粘附蛋白分子構型變化，如intergrin 鏈氨基酸組成改變，可引起粘附功能增強。本室張璐博士還查明，燒傷休克6 h后外周血單核白細胞凋亡率開始增加，12 h達到高峰，證明p38通路參與熱損傷誘導的白細胞凋亡，而EPK通路抑制其凋亡，為闡明創(chuàng)傷后白細胞功能不全提出了新的資料。實驗治療證明，恢復脈壓是把大循環(huán)和微循環(huán)恢復聯(lián)系起來的關鍵因素，提出了重癥休克既要改善微循環(huán)，又要增強心功能的治療原則。 二、體液因子

4、與細胞信號傳導多種體液因子參與重癥休克的發(fā)生，但至今未能查明哪一種因子是主導的因素。本室曾用多種單克隆抗體(TNF、ICAM-1、LFA-1等)、自由基清除劑(SOD等)，NOS抑制劑(AG等)實驗治療，均未能明顯提高重癥休克動物存活率。有人把重癥休克比作一場交響樂，有多種樂器參與演奏，其中1-2件停止表演，交響樂照樣進行；而參與休克的體液因子眾多，不可能全部拮抗阻斷。因此目前共同的趨勢是查明體液因子產生和作用的細胞內信號傳導，試從阻斷靶細胞的信號通路來防治重癥休克和多器官功能不全的發(fā)生。絲裂源激活蛋白激酶(MAPK)是細胞外信號傳導到細胞核內的重要介導者，它分為四個大的亞族：1. 細胞外信號

5、調節(jié)激酶(EPK)，又稱p42/44 MAPK; 2.c-Jun氨基末端激酶(JNK)，又稱應激激活蛋白激酶(SAPK)，3. p38 MAPK,又稱應激酶(RK)； 4. 大絲裂激活化蛋白激酶1(BMK1)，又稱ERK5。其中p38在感染、炎癥、應激的細胞反應中有重要的作用。我室姜勇(Jiang 1996)克隆并研究了三個p38 MAPK亞族成員(p38 、)，查明三個p38上游激酶(MKK6、MKK6b)，兩個p38作用底物(MEF2C和PRAK)。近來又查明脂多糖(LPS)刺激巨噬細胞(RAW細胞)引起劑量依賴性p38激活，并由胞漿移位至胞核，帶來TNF mRNA表達增多；用啟動子驅動的

6、熒光素酶報告基因系統(tǒng)證明，p38與其上游激酶MKK6b活性誘變體(E)共轉染RAW細胞可誘導TNF啟動子驅動的熒光酶大量表達；p38特異性抑制劑(FHPI)或p38無活性誘變體可顯著抑制LPS或MKK6b(E)誘導的TNF啟動子轉錄活性；FHPI抑制LPS誘導的TNF基因表達，且呈劑量依賴性。由此可以得出結論，LPS激活p38，通過磷酸化轉錄因子，增加TNF基因轉錄活性。TNF是感染、炎癥、休克時重要的體液因子，它又會引起一系列的細胞反應。我室趙明博士查明TNF通過p38和BMK1兩條通路，分別使轉錄因子MEF2A和MEF2D磷酸化，誘導MEF2A/MEF2D異源二聚體形成，從而促進c-Jun

7、基因表達，帶來一系列生物學效應。近來我室又查明p38通路在LPS刺激血管內皮細胞引起ICAM-1 mRNA表達中也有類似的作用，并正在從事其它炎性介質信號可調控的研究。雖然在哺乳動物細胞信號通路之間常有交互作用(cross talk)，形成網絡，但如果能查明LPS作用的主要信號通路，將進一步闡明感染中毒性休克的發(fā)生機制，也為重癥休克的救治提供新的思路和途徑。三、血管通透性紊亂一般在休克后期，血管通透性明顯增高，參與重癥休克的發(fā)生；而燒傷性休克早期就有通透性升高，血漿大量丟失，它是引起燒傷休克低血容量發(fā)生的重要機制。但至今對大面積燒傷病人，除了補液治療以外，尚沒有一個適用于臨床的降低通透性方法，

8、從而能減少滲出和減少補液量，主要是未能深入闡明通透性變化機制。近年來血管通透性研究已從整體和原位微循環(huán)觀察，進入到能夠游離、灌流、定量測定幾十微米微靜脈的階段。它一方面能夠排除整體時神經、體液因素的影響，準確判定通透性增高的程度；另一方面又能直接觀察微血管細胞內的變化，研究通透性增高的機制。我室黃巧冰(Huang 1997)引進了這種技術，建立了專門的通透性研究室。報告了炎癥時通透性增高的幾種信號通路。以組胺為主的炎性介質是通過Ca2、NOS、cGMP、PKG通路；而以血栓素、PMA為主的炎性介質是通過不依賴Ca2的PKC通路。查明肌球蛋白輕鏈(MLC)磷酸磷酸化和內皮細胞骨架蛋白酪氨酸化在通

9、透性增高中起重要作用。應用NOS抑制劑(LNMA)，PKG抑制劑(KT5823)，MLC激酶抑制劑(ML-7)，及酪氨酸激酶抑制劑(damnacanthal)均能一定程度的降低組胺PMA引起的血管高通透性反應。該項研究為攻克燒傷性休克血管通透性增高的機制打下基礎。四、低血管反應性發(fā)生重癥休克時血管反應性低下，微血管對升壓藥物不起反應，帶來血壓持續(xù)下降和重要臟器灌流不足，它是晚期休克難以治療的原因之一。為了闡明其發(fā)生機制，必須查明此時血管平滑肌內部發(fā)生了什么變化，而能夠得到一個完整的和反映活體狀態(tài)的平滑肌細胞是進行本項研究的前提。近年來美國學者報道了單個小動脈平滑肌的酶性分離方法。我室劉杰(Li

10、u 1999)對其進行了改良，建立了以Pronase E為主的小動脈平滑肌快速分離和鑒定的方法，從而建立了專門從事血管反應性的研究室。應用Zhao 1985建立的血管反應性測定方法，查明失血性休克早期血管反應性升高，后期血管以應性下降。用小動脈條和快速分離的小動脈血管平滑肌證明，早期平滑肌輕度去極化，帶來反應性升高；后期平滑肌細胞明顯超極化引起反應性下降。用膜片鉗和熒光探針查明，休克后期ATP缺乏引起ATP敏感鉀通道(KATP)開放是引起細胞膜超極化的重要原因，而平滑肌細胞內酸中毒(H)和過量NO形成的自由基(OONO-)也促使超極化。細胞膜超極化會抑制電位依賴性鈣通道(POC)和減少細胞外鈣內流，在升壓藥(如去甲腎上腺素)刺激時，細胞內鈣離子升高不足，從而引起血管收縮反應性下降?；谏鲜鼋Y果，我室提出了恢復血管反應性的概念，試用藥物阻抑KATP通道開放和減輕細胞膜超極化，使血管對