心源性休克是指充分纠正前负荷不足等情况下,因心输出量明显减少而致组织器官灌注不足的临床综合征。临床特点主要表现为顽固的低血压状态及组织灌注明显减低。心源性休克的主要病因是急性心肌梗死,约占心源性休克病因的80%。其他病因包括:心肌病、心肌炎、心脏瓣膜病、主动脉夹层及心脏肿瘤等[1]。早期心源性休克主要针对病因治疗,后来休克和脏器功能衰竭的关系逐渐被认识,循环功能支持成为休克治疗的核心问题,器官功能的保护也得以被重视。近年来,尽管经血管活性药物和正性肌力药物治疗、经皮冠状动脉介入治疗以及心室辅助装置等新技术应用改善大循环血流动力学,心源性休克的病死率仍高达40%~50%[2],因此,微循环在心源性休克治疗中的作用日渐引起重视。
尽管人们对微循环的认识由来已久,但在临床上仍缺乏简便易行的监测方法、有效的靶点和防治措施。因此,需要深化认识微循环在心源性休克进程中的病理生理作用,从对血流动力学监测指标的单纯依赖,到微循环监测的功能化、系统化,治疗的方法不仅针对循环系统,治疗的目标也从大循环指标(如血压、心输出量)转向微循环功能指标。
1 心源性休克过程中微循环障碍表现心源性休克发生机制较为复杂,简而言之,因为严重心肌缺血或其他原因所致心肌损伤,导致心肌收缩力显著下降,心脏指数和血压降低,后者进一步减少心肌供血,形成螺旋形恶性循环,最终导致心源性休克发生。目前认为,其具体机制有:(1)心肌缺血、坏死导致严重的心输出量下降;(2)肾脏灌注降低导致肾素-血管紧张素系统激活,及异常的心肌、血管调节失代偿导致血流动力学进一步恶化;(3)缺血-再灌注损伤可引起全身系统性炎性反应综合征,表现为多种炎症性级联反应,如氧自由基生成增多、补体系统激活、细胞因子释放,导致循环进一步衰竭甚至进展至多脏器功能衰竭。
休克最根本的病理生理改变是微循环的功能障碍。微循环的研究可追溯到1922年,Freedlander等在人体发现毛细血管。1929年,Krogh《毛细血管的解剖和生理》的发表,开启了微血管研究的序幕。微循环是指微动脉和微静脉之间的微血管中的血液循环。典型的微循环由微动脉、后微动脉、毛细血管前扩约肌、真毛细血管、直捷通路和动-静脉吻合支及微静脉七部分构成。在休克早期,心源性休克由于血压降低,减压反射抑制,引起心血管运动中枢及交感-肾上腺髓质兴奋;儿茶酚胺大量释放,既刺激α-受体,造成皮肤、内脏血管明显收缩,又刺激β-受体,引起动静脉短路开放,使微循环血液灌流量锐减。在此期间,回心血量增加,外周血管阻力增加。处于“少灌少流,灌多于流”状态。在休克期,由于乳酸酸中毒、肠道内毒素进入血液循环和血流变学改变如白细胞贴壁,红细胞聚集等,导致微循环淤血,加重酸中毒。处于“少灌少流,灌少于流”状态。随着缺氧和酸中毒的进一步加重,微血管麻痹、扩张,对血管活性物质失去反应,微循环处于不灌不流的状态,故此期又称为微循环衰竭期。因血流缓慢,血液浓缩,粘滞度高,容易发生弥散性血管内凝血(DIC)。DIC一旦发生,必将进一步加重休克的病情,使其进入难治阶段。
2 微循环监测的方法微循环的主要功能是为组织供氧,微血管氧输送由对流和弥散两种机制决定。对流和大多数氧输送依赖于微循环的血流和氧含量。微血管血流的驱动压是毛细血管前流入压与微小静脉流出压之间的差值。微小动脉张力也是毛细血管床的主要决定因素,小动脉狭窄时,毛细血管血流量显著减少。此外,小静脉压的增加也可能减少毛细血管的灌注压和血流。根据Fick’ s定律,氧输送的弥散由毛细血管和线粒体间PO2的压力阶差、弥散距离和气体交换面积决定。其他因素如微循环障碍导致血流的不均一性也影响氧的输送[3]。
微循环的检测方法主要有正交极化光谱成像和测流暗视野显微成像、激光多普勒血流测定、近红外光谱技术等。除上述检测方法外,还可根据血管密度、灌注差异、微血管反应性实验及组织的二氧化碳浓度评价组织的微循环状态。如甲襞显微镜检查,可通过观察甲襞的血管密度及灌注程度评价微循环状态;反射分光镜检查可根据微血管反应性实验及氧饱和度的不同评价微循环状态。胃张力测量法和舌下二氧化碳测定术可通过测量组织二氧化碳浓度评价微循环状态;此外静脉血氧饱和度、乳酸浓度以及丙酮酸的浓度[4]。其中血浆乳酸水平下降和患者住院期间病死率降低相关,目前推荐用于评估治疗过程中休克是持续存在还是发生了逆转[5]。临床上常用的微循环分级有两种:微循环血管密度评分和微血管血流指数评分。
心源性休克的结果之一是伴随器官灌注不足的微循环的损伤。有研究发现,心源性休克患者舌下微血管血流指数评分较对照组明显减低,且未存活者减低尤甚。但是,微循环和全身循环也无必然联系。循环衰竭时,微循环灌注终止,但心输出量和血压在通常范围内时,微循环灌注不完全依赖于大循环血流动力学参数。此外,在特定毛细血管床中,不同组织部位的微循环还存在不均一性[3]。因此,需要进一步确定各部位微循环指标变化的相关性。
3 休克处理措施对微循环的影响长期以来,临床上尽管有较多研究探讨各种治疗方式对心源性休克时大动脉血流的改善作用,但对心源性休克时微循环研究甚少,且多为小样本研究,缺乏对微循环靶点治疗的前瞻性随机对照研究。对急性心力衰竭患者,血管活性药物有助于改善微循环。有一项小样本心源性休克患者的研究显示,硝酸甘油可改善患者舌下微循环血管密度[6]。但其他扩张血管药物,如β受体阻断剂、血管紧张素受体拮抗剂,均减低组织微循环血流指数。升压药物可增加低血压患者血压,改善全身血流动力学,但对微循环却有不同的影响。未发现多巴胺能改善微循环血流,但左西孟旦可能有助于改善微循环。血管活性药物对休克患者微循环影响的经验主要来自于脓毒症患者的研究。对脓毒症患者的研究发现,对微循环异常的低血压患者,去甲肾上腺素增加微循环灌注水平;然而对微循环正常的患者,去甲肾上腺素则降低微循环血流。
辅助装置对微循环影响的研究结果仍有争议。有研究表明,和未使用主动脉内球囊反搏(intraaortic balloon counterppulsation,IABP)患者比较,使用IABP患者微循环无明显改善[7]。甚至有研究发现,中断IABP治疗后,小血管微循环血流和治疗前不仅没有减少,反而增多。这不仅说明终止IABP的时机需要更优化的指标,也进一步提示,全身大血管血流动力学改善并不一定导致微循环随之改善。研究证实,微血管的密度和血流、自身调节以及微循环对治疗的反应和血流动力学,均和血流动力学无明显相关性[8]。体外膜肺氧合(extracorporeal membrane oxygenation,ECMO)对微循环有正反两方面影响:一方面,ECMO通过和循环细胞接触,激活炎症反应、凝血系统和补体系统,导致微循环紊乱;另一方面,它可提高全身灌注压和氧合,改善微循环。目前的研究表明,和置入前比较,ECMO可提高心源性休克患者微循环指标[9]。
4 结语越来越多的证据表明,微循环功能障碍在心源性休克病理过程中起着极为重要的作用,并与多脏器衰竭的发生和病死率密切相关。微循环障碍的性质和严重程度取决于休克的程度和持续时间,但微循环灌注不完全依赖于大循环血流动力学,微循环区域之间也存在较大的差异。在现有治疗模式下,正如休克研究先驱R.Adams Cowley所言,心源性休克的救治仅能在早期即微循环尚未损伤情况下,通过改善血流动力学,可能挽救患者生命。但是目前绝大多数患者,尤其急性心肌梗死患者,仍难以在早期及时祛除病因,当微循环功障碍发生后,即使大循环血流动力学改善,患者病死率仍居高不下。因此,降低心源性患者病死率不能仅以大循环为单独靶点,而是与微循环功能一起作为共同的靶标,尤其在休克不稳定期。
尽管微循环在休克包括心源性休克中的重要作用早已被认识到,但是面对微循环障碍,由于研究方法、技术和理念的局限,仍缺乏行之有效的防治方法。因此需要进一步深入探讨微循环在休克进程中的病理机制,开发更加便捷、准确的微循环检测手段,研究改善微循环的新靶点,寻求有效的微循环改善途径,以达到改善心源性休克患者预后的目的。
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