体外循环后肺损伤和肺保护的研究进展.doc

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1、体外循环后肺损伤和肺保护的研究进展【关键词】体外循环；肺损伤；肺保护;炎性反应;缺血再灌注体外循环（extracorporealcirculation,ECC）下心脏手术可诱发全身非感染性炎性反应，称ECC后“全身炎性反应综合征”(systemicinflammatoryresponsesyndrome，SIRS)。SIRS的早、中期主要病理生理改变为急性肺损伤，亦称为ECC诱发的肺损伤。随着ECC技术的进步和对其基础及临床研究的不断深入，ECC术后病人肺部并发症的发生率得到很大程度降低；然而ECC术后肺功能障碍

2、仍然是一个最常见的临床问题，尤其是在先天性心脏病合并肺高压的婴幼儿身上，严重者可导致呼吸窘迫综合征（ARDS)和死亡，因此，ECC中的肺损伤，一直受到人们的密切关注。如何避免ECC术后肺损伤一直是实验和临床研究的热点。现就ECC后肺损伤的发病机制、临床表现及肺保护措施进行综述。1发病原因ECC后肺损伤是全身炎性反应的一部分，因此，凡能引起或增强ECC下心脏手术炎性反应的因素均是促进ECC后肺损伤发生发展的原因。主要包括：①ECC时血液成分与ECC人工管道的接触；②鱼精蛋白拮抗肝素，形成肝素-鱼精蛋白复合物可引起炎

3、性反应；③缺血-再灌注(I/R)损伤，除了心脏I/R外，在ECC期间，肺实质的氧合血完全由支气管动脉供应，也易引起不同程度的肺缺血；④内毒素血症，由于ECC期间为非搏动性灌注，肠黏膜供血不足或缺血而发生肠黏膜功能衰竭、渗透性增加，引起内毒素血症；⑤手术创伤应激；其他等。术前左心室功能差、呼吸困难、急症手术、手术期间发生菌血症或低血压或肺缺血，均是ECC后促发ARDS的高危因素。单纯ECC这一因素很少引起较严重的肺损伤，只有合并其他肺损伤的高危险因素，才会引起严重肺损伤。因此ECC后肺损伤常常是多原因素的。2发病机

4、制ECC后肺损伤主要涉及到两个病理生理过程：①ECC引起的非感染性的SIRS；②肺I/R损伤。近年研究显示ECC后肺损伤的发生与补体激活、细胞因子释放、白细胞隔离激活并释放自由基、I/R、血小板激活、微栓形成、一氧化氮等的激活密切相关。下面分述其在ECC后肺损伤中的机制。2.1补体激活作用补体激活是导致ECC后肺损伤的始动因素。ECC期间，血液成分与ECC管道接触、肝素-鱼精蛋白反应、预充液、麻醉等多种因素使补体通过经典或旁路途径激活。Ⅻ8凝血因子的接触激活也可激活补体。激活的补体C3a、C5a具有化学趋化作用，

5、使中性白细胞等在肺部聚集，并激活中性白细胞，尤其增加内皮细胞黏附分子P-选择素的表达，使中性白细胞与内皮细胞黏附；促进组胺释放、导致血管通透性增高和收缩平滑肌作用；激发氧自由基的形成和释放，从而引起肺损伤。C5a的直接作用和膜攻击复合物C5b-C9对肺内皮细胞、中性白细胞及单核细胞的攻击作用可引起肺损伤。C3a可以介导中性白细胞激活，但不是ECC后炎性肺损伤的必须因素。2.2中性粒细胞（PMN）在肺内的聚集与激活PMN在肺内的聚集与激活是ECC后肺损伤发生机制的中心环节。PMN通过补体及补体非依赖机制激活，激活后

6、增加了与激活的内皮细胞的相互作用，从而增强PMN-内皮细胞的黏附和PMN的聚集及坏死。选择素(selection)黏附分子家族介导PMN粘着于内皮细胞的起始，继之整合素（integrin）黏附分子家族（CD11b/CD18）与免疫蛋白相互作用，使其易与被激活的内皮细胞形成牢固的结合。黏附的PMN通过细胞因子（如TNF-а、IL-6、IL-8）的作用进一步激活，而产生氧自由基、弹性蛋白酶（elastase）、金属蛋白酶(metalloproteinase)和髓过氧化酶等，加重内皮细胞、内皮下基质的损伤，从而诱发组织

7、损伤，导致肺通透性改变和肺水增加。除补体外，内毒素、某些细胞因子及I/R也能激活PMN，并使PMN向肺部聚集而诱发肺损伤。在ECC后肺损伤，内毒素血症可与I/R和补体激活共同存在。可见，PMN在ECC后肺损伤的发病机制中具有重要作用，PMN激活、黏附分子上调、PMN黏附于肺血管内皮细胞，通过蛋白酶及髓过氧化酶造成内皮损伤是ECC后肺损伤的重要病理生理步骤。2.3细胞因子和炎性介质的作用与ECC后肺损伤有关的细胞因子主要有IL-1（IL-1β）、IL-6、IL-8以及TNF-α。单核细胞从肺血管移出至肺组织间隙和肺

8、泡腔，在炎性反应期，这些移出的单核细胞转变成肺巨噬细胞。肺泡巨噬细胞在急性肺炎性损伤的早期被激活［1］，分泌吸引中性白细胞的化学趋化物炎性蛋白-2和吸引单核细胞的特异性化学趋化物炎性蛋白-1。在鼠，肿瘤坏死因子а（TNF-а）、IL-1、内毒素和I/R均可诱发炎性蛋白-1的mRNA的表达。在人体，ECC期间，血浆单核细胞化学趋化蛋白-1的水平明显升高。ECC期间或之后，可