創傷失血性休克血管低反應性發生機制的研究進展

杜舒婷 趙自剛 牛春雨

(河北北方學院微循環研究所，河北 張家口 075000)

創傷失血性休克是由嚴重創傷引起大出血導致的一種低血容量性休克，在其發生過程中，失血引起有效循環血量銳減，創傷、失血作為應激原引起神經-體液因子失調，導致微循環障礙、重要組織器官灌流不足，出現以急性缺血、缺氧為特征的全身性損害。隨著休克的進展，內源性血管活性物質在體內堆積，微血管對血管活性物質的反應性逐漸下降以至消失，表現為麻痹性擴張，成為頑固性低血壓、休克難治的重要因素，是患者死亡的重要原因之一〔1〕。目前認為，休克后血管低反應性的發生機制與血管平滑肌細胞(VSMC)膜離子通道失常導致的細胞膜超極化有關，鈣敏感性降低、一氧化氮(NO)過度生成、腎上腺素能受體(AR)失敏、氧自由基過度產生等因素也參與了血管低反應性的形成。

1 血管平滑肌細胞膜離子通道的變化

創傷失血性休克時，鉀離子通道開放、鈣離子通道受抑導致的VSMC膜超極化，是引起血管低反應性的主要原因。

1.1鉀離子通道 VSMC上存在鈣激活鉀通道(KCa)、內向整流鉀通道(Kir)、ATP敏感鉀通道(KATP)、電壓依賴性鉀通道(Kv)，這些鉀通道的激活引起了持續性K+外流，維持了細胞膜靜息電位〔2〕，參與了細胞膜電位的復極與超極化，調節VSMC的興奮性，進而調控血管緊張度。在這4種鉀通道之中，KATP與KCa相對重要，與休克后期VSMC膜超極化密切相關。

1.1.1ATP敏感鉀通道 KATP密度較低，但分布廣泛，單個VSMC約有300～500個KATP。腺苷酸環化酶激動劑可通過增加cAMP含量，增強蛋白激酶A(PKA)活性，開放KATP，引起血管舒張；其他內源性擴血管物質如乙酰膽堿、二磷酸腺苷也可通過內皮舒張因子(EDRF)激活KATP而起作用，但是格列本脲只能部分阻斷其擴血管作用，揭示EDRF/NO的擴血管作用尚有其他機制參與〔3〕。

1.1.2鈣激活鉀通道 KCa是一類電壓和鈣敏感的通道，通過細胞內游離Ca2+調控K+外流。根據電導大小，KCa通道分為：大電導鈣激活鉀通道(BKCa)、中電導鈣激活鉀通道(IKCa)和小電導鈣激活鉀通道(SKCa)；與休克血管反應性關聯最為密切的是BKCa。BKCa一方面直接參與膜電位形成，另一方面它參與血管肌源性調節和肌緊張反饋調節，尤其是阻力血管〔4〕。血壓升高可進一步引起VSMC膜去極化、細胞內鈣離子濃度升高、進而激活BKCa、增加鉀離子外流，導致細胞膜超極化。由于其電流具有外向整流性，許多血管擴張劑如降鈣素基因相關肽、異丙腎上腺素及腺苷就是通過激活PKA而激活VSMCs上BKCa〔5〕。

1.2鈣離子通道 鈣離子參與多種生命活動過程，鈣通道廣泛存在于機體的各類組織細胞，VSMC鈣通道主要分為電壓門控型鈣通道(VDCCs)和鈣釋放通道兩種。VDCCs有L型和T型兩種，是鈣離子進入細胞的主要通道，基本結構都是由α1、α2、β、γ、δ亞單位組成的糖基化多肽復合體，α1是主要功能單位，其他亞單位主要起調節作用；L型鈣通道(L-Ca)是胞外鈣離子內流的主要途徑。鈣通道的主要功能是調節細胞內鈣離子濃度。細胞內鈣離子升高一方面直接引起血管平滑肌收縮；另一方面調節多種鈣依賴蛋白酶活性，起到第二信使作用。如果鈣通道關閉，細胞內鈣離子濃度降低，導致血管舒張；反之，細胞內鈣離子增高引起血管平滑肌收縮。

2 鈣敏感性降低

重癥休克后，或隨著低血壓時間的延長，ATP生成減少引起鈉泵活性降低〔6〕、膜損傷引起Ca2+通透性增加〔7〕、酸中毒等引起大量Ca2+進入細胞內，肌質網鈣泵功能下降引起攝鈣能力下降低，因此，VSMC并不是鈣離子濃度減少，而是鈣離子濃度增大，出現鈣超載。由于肌肉收縮效率取決于力/鈣比率(Force/Ca2+ratio)，即肌肉收縮蛋白對鈣的敏感性，因此，針對重癥休克后VSMC內鈣離子濃度增多、血管低反應性的問題，提出了血管低反應性的“鈣失敏假說”。

Xu等〔8〕發現在失血性休克晚期，腸系膜上動脈血管環對NE反應性明顯降低，且VSMC對鈣敏感性顯著降低；進一步發現應用鈣敏感性增強劑血管緊張素Ⅱ后，不僅增加了休克2 h腸系膜上動脈血管環對鈣的敏感性，而且也提高了血管環對NE的反應性；應用鈣敏感性抑制劑胰島素則降低了血管環的鈣敏感性和反應性；表明休克后期存在VSMC的鈣失敏現象，且鈣敏感性與血管反應性之間呈正相關。因此，鈣失敏在休克血管低反應的發生中具有重要的作用。

Rho激酶是小G蛋白Rho的下游蛋白。研究表明，Rho可以通過增加下游蛋白Rho激酶表達，提高VSMC對鈣的敏感性，進而增強血管平滑肌收縮。研究發現，靜脈注射精氨酸血管加壓素(AVP)可明顯恢復休克血管對NE的升壓反應，顯著提高腸系膜上動脈血管環對NE的收縮反應，使腸系膜上動脈血管環對NE與Ca2+的劑量反應曲線左移〔9〕；深入的研究表明，AVP提高血管反應性與鈣敏感性的作用涉及Rho激酶、花生四烯酸及PKC〔10〕等，但其具體機制還需深入研究。

3 一氧化氮(NO)過度生成

NO作為血管舒張因子，一方面激活電壓門控的鉀通道開放，引起細胞膜超極化，降低鈣內流，另一方面作用于VSMC，結合可溶性鳥苷酸環化酶(sGC)的亞鐵血紅蛋白，使GC的構型發生變化，激活sGC，在鎂離子參與下，增加cGMP，使細胞內鈣離子減少，進而激活蛋白激酶，肌纖維松弛，結果導致血管平滑肌松弛、血管擴張；這對于恢復器官血液灌注具有一定的好處。病理情況下，NO生成過多，則可發生炎癥介質的損傷作用，加重器官損傷；重癥休克時，NO對血管平滑肌產生麻痹性舒張作用，成為導致外周阻力血管低反應性的重要原因〔11〕。

Landin〔12〕復制膿毒性休克及失血性休克的動物模型，發現NOS的抑制劑L-NMMA使血管對NE的收縮反應有明顯提高，內源性或外源性NO，都可使去極化電位的頻率和振幅降低。其主要機制是通過激活cGMP、cAMP及其蛋白激酶PKG、PKA等信號傳遞途徑或升高cGMP水平通過抑制VSMC收縮，降低血管反應性〔13〕。實驗尚發現，由腸系膜細動脈VSMC誘導產生的一氧化氮合成酶(iNOS)增多，NO濃度升高，使VSMC發生超極化，降低血管反應性〔14〕。活體腸系膜微循環觀察技術發現，NOS抑制劑L-NMMA可降低NE誘導的血管運動的頻率和振幅，抑制血管活動，微血管處于持續收縮狀態〔15〕。進一步實驗證實，敲除動物的iNOS基因，腹腔注射內毒素致休克，不會出現低血壓現象〔16〕。可推斷，血管反應性降低及嚴重低血壓的機制，與iNOS誘導之后產生大量的NO有很大關系〔17〕。

4 腎上腺素能受體失敏

AR是一類G蛋白偶聯受體，是兒茶酚胺類(CA)的主要結合位點，包括α-腎上腺素能受體(α-AR)和β-腎上腺素能受體(β-AR)兩類。這兩類受體又細分為若干受體亞型，β-AR分為β1、β2、β3、β44種受體類型，α-AR分為α1和α22種亞型，不同亞型的受體和不同的G蛋白偶聯：α1受體與Gp/Gq蛋白偶聯；α2受體與Gi/Go蛋白偶聯。α2受體與腺苷酸環化酶的偶聯是一個負性作用，可減少cAMP的形成和Ca2+流入，導致Ca2+濃度降低，引起遞質釋放減少，進而降低血管反應性。

休克時，交感-腎上腺髓質系統強烈興奮，血中CA水平升高，但機體各細胞組織對它的反應性卻大大降低，這主要是因為休克時AR處于失敏狀態。休克后AR失敏的機制，目前認為與以下因素有關：①長期高濃度CA刺激AR，引起受體構象改變，導致AR失敏；②休克過程中產生的一些細胞因子如腫瘤壞死因子、IL-1及磷脂酶A2等均可降低AR對其激動劑的反應性，使受體數目下調，影響受體與CA之間的偶聯；③組織缺血缺氧可影響AR系統的功能，缺血缺氧時間太長或太重則表現出AR功能全面受抑，或受體數量減少，或受體親和力降低，或AC受抑；④血中內源性阿片肽升高，對AR系統具有抑制作用。

5 氧自由基蓄積

休克時產生細胞因子、氧自由基和代謝產物相互作用、相互影響，加重了組織細胞損傷，也降低了血管反應性。Macarehur等〔18〕研究結果顯示，血管對CA反應性降低的機制與超氧陰離子具有體外滅活CA的作用有關。用tiron清除氧自由基可以減少休克時ONOO-的產生，并可抑制VCMC的超極化現象，從而提高血管反應性〔19〕。可見，失血性休克血管低反應性的原因與大量氧自由基形成有關。

6 其他因素

研究證明，白蛋白可降低iNOS、NO，清除氧自由基；創傷失血性休克時，特別是休克晚期，肝臟合成蛋白質的功能和解毒功能障礙，是引起血管低反應性的重要原因，因此，休克早期輸注白蛋白可以增加血管對CA的敏感性〔20〕。此外，本課題組的研究表明，以腸系膜淋巴管結扎或腸淋巴液引流的手段阻斷重癥休克1 h后腸淋巴液回流可提高血管反應性與鈣敏感性〔21〕，其機制涉及Rho激酶〔22〕、PKC等信號分子〔23〕；但休克腸淋巴液降低血管反應性的機制還需進一步研究。

總之，創傷失血性休克時，血管低反應性的發生機制涉及膜離子通道失常及細胞膜超極化、鈣敏感性降低、NO大量釋放、AR失敏、氧自由基蓄積等多環節、多因素，這也是導致休克難治的重要原因。雖然許多學者進行了廣泛、深入地研究，但仍有許多機制尚未完全闡明。相信隨著現代醫學的發展，重癥休克后血管低反應性發病機制將逐步闡明，血管低反應性的臨床干預措施也會逐漸完善。

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