微循环休克

什么是微循环休克CurrOpinCritCare2015,21:245–252子木译蓝雨校综述的目的微循环休克被定义为这样一种状态，即尽管全身和局部血流正常，组织却存在低灌注的特征。本文中，我们就脓毒症休克的微循环特点、微循环主要形式、与全身血流动力学相互关系，以及微循环对不同治疗的反应加以讨论。近期的发现脓毒症休克中微循环异常普遍存在，且死亡患者中这种异常更为严重。不仅如此，微循环经常呈现出与全身血流动力学不相关联的特征。因此，尽管全身血流动力学指标纠正，而其微循环的变化仍然持续存在。舌下微循环和肠微循环也呈现不尽一致的结果。而且，在血流动力学复苏的反应方面，微血管的改变可能获得改善，但是，其响应可能依靠潜在的微循环的状态。特别是，机体对于液体的反应，既与微循环的基础状态有关，又与心输出量增加的幅度有关。总结微循环休克的最佳治疗，可能还需要将监测和治疗目标都指向微循环，而不仅仅是让全身性变量指标达标。这种最佳治疗的临床益处还需要未来临床试验加以验证。关键词：微循环，复苏，脓毒症性休克，组织灌注关键点微循环休克是微循环不能为组织灌注和氧合提供支持，尽管机体大循环是正常的。严重受损的微循环可能与恢复的大循环共存微循环基础状态可能对于预测液体反应、血管活性药物反应以及强心药物反应方面是有益的。微循环血流越差，其反应越好。增加CO的幅度可能也预示着补液扩容治疗能使微循环复原。前言休克是心血管系统不能按照机体的氧需求提供与之匹配的氧输送（DO2）。因此，无氧代谢接踵而至。急性循环衰竭的临床状态由四方面基本的机制参与：血管内容量减少，心脏泵功能衰竭，循环方面的梗阻，以及外周循环的分布障碍[1]。前三个过程，其主要的血流动力学特征是低心输出量（CO），从而引起组织低灌注，微循环异常。相反，分布性休克通常显示正常或者升高的CO，微循环改变在招致组织低灌注中起到了主要的作用[2]。尽管脓毒症性休克是最为常见且最具有代表性的例子，每一类型的休克可最终演变至分布性休克，从而导致持续性组织性低氧的炎症反应后果。微循环休克是在大循环正常的情况下，微循环难以维持组织氧合的一种状态。我们将在本文中讨论脓毒症中微循环的特征，关注它与大循环的相互关系，以及探讨微循环对不同复苏治疗的反应。这些观念中，有些可能被用于其它一些分布性休克类型中，如创伤性休克[3]，心脏骤停后[4]，以及心肺旁路移植术后[5]。微血管氧输送的决定因素微循环的主要功能是为组织供氧。微血管氧输送（uDO2）由对流和弥散两种机制来决定[6]。对流或大多数氧输送依赖于微循环的血流和氧含量。微血管上游的毛细血管床通过阻力性动脉血管的张力来控制血流。与全身的灌注不同，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[7]。微小动脉张力也是一个毛细血管血管床的主要决定因素，当小动脉狭窄是，毛细血管流量显著减少[8]。小动脉血管狭窄通过影响两方面，（即血流量和毛细血管床），就会减少组织氧输送。不仅如此，小静脉压的增加可能也减少毛细血管的灌注压及血流[9]。关于氧输送的弥散方面，根据Fick’s定律，它由毛细血管和线粒体间PO2的压力阶差、弥散距离及气体交换的面积所决定[6]。而且，在微循环氧输送相关的对流和弥散决定因素中，某些因素改变所招致的不利影响可能因血流的不均一（如，毛细血管处于各式各样的血流状态时）而加重[10]。微循环的评估多年来，微循环的直接研究受到动物实验的限制。随着正交偏振光谱成像技术的引入[11]，尤其随后其改进版----侧流暗场成像陆续引入[12]，从而开创了床旁重症患者无创的微循环可视化时代的到来。这些技术重要的限制性因素是，需要受过良好训练的研究者，以便获得良好质量的视频材料，以及耗时的离线分析。最近，一种基于事件暗场成像（Cytocam）技术的三代器械的开发，它拥有更为先进的光学镜头、高分辨力计算机控制的图像传感器，以及装备了自动分析仪[13]。利用不同的评分方法和不同的变量对视频图像进行评价。有些可以用眼睛来决定，而另一些则需要借助软件来分析。圆桌共识会议汇总分析，应该包括参数有：密度参数（总的灌注血管密度），灌注参数[灌注血管的比例（PPVs）和微血管血流指数（MFI）]，不均一性[14]。关于这些变量，一些相关的评论是：[1]MFI，是血流速度的模拟参数指标，包括一个半定量的评分系统，区分出四种血流状态：血流停止（0），血流呈间歇性（1），血流减慢（2），血流呈持续性（3）。在视野中的四个不同象限，计算其主要血流的平均值[15]；或者计算每一根血管的平均值[16]。[2]红细胞（RBC）速率通过单根血管的空间/时间坐标图来监测[17][3]灌注的毛细血管密度（PCD）是一个更全面描述微循环氧输送对流和扩散决定因素的变量，因为它既涉及了微血管总的数量或长度（弥散），也涉及持续血流的存在（对流）。然而，假定不考虑真实的毛细血管血流量和氧含量的话，单一的变量就不能反映实际的微循环氧输送。脓毒症休克微循环的特征脓毒症休克中微循环衰竭存在几种机制，包括内皮功能不全，糖萼降解，毛细血管渗漏，血管反应性丧失，以及自动调节受损，微血栓形成[18]。实验性研究显示，在脓毒症中，微循环包含了大量的血流停滞的毛细血管，充满灌注的毛细血管减少，以及灌注的不均一性增加[19,20]。结果，氧从动脉向静脉分流，称之为微循环性低氧。在分布性休克中观察到的氧摄取（O2ER）减少，可以用这种分流来解释[21]。数年前，有研究提示，脓毒症患者舌下微循环严重紊乱。其改变包括血管密度减低，灌注的血管比例降低（因血流停止或者间断中断的血管增加），以及血流分布不均一性增加[22]。随后的研究证实，在死亡的患者中，这些异常现象更为常见[23,24]。在存活患者中，这些异常随着时间推移而逐渐改善[25]。在脓毒症休克中，这些异常是患者独立的预后预测因子[26]。因此，脓毒症中微循环的状态被认为是重要的预后指标。微循环通常与大循环无相关性[22,24,25]，尽管在复苏的早期存在着某些相关性[23,27]。（见图1）。因此，微循环灌注不能用任何一个大循环的变量来预测。然而，在死于脓毒症休克的患者中，严重的微循环异常与乳酸性酸中毒、心动过速和血管活性药物的需要量增加共同存在[24,28]。另一个有争议的问题在于，存在着高动力学血流的变化。红细胞速率增强可能扰乱组织氧摄取。根据数学模型，红细胞在毛细血管传输时间的减少可能引起氧气不充分地解离，这样有助于组织低氧的发生[29]。尽管某些视频图像将提示高动力学血流，但其存在是推定的，从没有明确地被证实过。在脓毒症小鼠模型的实验报道中，快血流/正常血流的比例是增加图1脓毒症性休克患者中心输出量和红细胞速率之间缺乏相关性[24]的，但这是由于，正常血流的毛细血管减少了；同时该处快速血流的毛细血管数量没有变化所致[20]。况且快速血流的定义也是随意的。在其它的研究中，红细胞速率的模式转变为低血流[30-32]。为了排除高动力学微循环血流的存在，我们应用软件辅助的分析方法，在健康志愿者和脓毒症休克患者之间实施了第一个舌下微循环的定量评价的试验[24]。我们的结果显示，脓毒症的微循环以灌注的毛细血管密度（PCD）减少为特征，在假定总的密度不受影响的情况下，这样就完全解释了灌注血管的比例降低、血流分布不均一性增加、以及红细胞速率减慢的原因（见图2和图3）。另外，与存活者相比，在死亡患者中，尽管灌注的毛细血管密度和血流不均一性更为常见，但其红细胞速率两组相似。这些发现提示，与反映单纯对流的参数（如红细胞速率）相比，代表微循环弥散的变量（如灌注毛细血管密度和血流不均一性），与预后更为相关。与脓毒症性休克相反，在能够产生分布性休克的情况，即-心肺旁路移植术，被描述存在高动力性毛细血管[33]。不同的微血管床中的不均一性在特定的毛细血管床中，即使重复显示存在微循环的不均一性，特别的关注点却是，舌下的微循环是否反应其它区域的微循环，比如肠绒毛的微循环。如果不能，即使舌下粘膜灌注很好，肠道缺血也可能还存在。绒毛低灌注可能导致肠道屏障改变，结果细菌移位，细菌的代谢产物进入大循环，以这种可能的机制引起多器官功能衰竭[34]。实验研究显示，舌下微循环和肠道微循环呈现不同活动方式。在绵羊内毒素血症休克模型中，液体复苏使得舌下微循环正常，但肠道绒毛微循环却仍然处于低灌注状态[35]。在其它的脓毒症模型中，液体复苏使得两个区域微循环均改善，但是肠道灌注毛细血管密度达不到基础数值[36]。相反，在胆管炎模型中，报道的舌下微循环和肠道微循环的改变是一致的[30]。这些充满矛盾的发现，最后这项研究解释说，微血管灌注的改变处于极限（灌注的血管比例-0.3）。因此，这样一种严重情形使得不同微循环区域变得更加趋向一致。一项腹腔脓毒症患者的临床研究发现，在术后第一天，舌下和肠道造口的血流模拟参数指标缺乏相关性[37]。我们近期在腹腔脓毒症患者中发现，其舌下微循环状态与肠道微循环状态，既在基础情况下，也在扩容情况下都没有相关性[38]（见图4）。尽管液体能够改善舌下的微循环灌注，而肠道仍然处于低灌注状态。而且，与存活者相比，死亡者中肠道微循环指标更为严重，但是舌下微循环参数比较，两组却没有任何差别。不仅如此，这些结果对于已建立的舌下微循环作为脓毒症患者预后预测价值，并不构成挑战[22-26]，仅仅简单地反映出，在这些外科患者中，与其它血管床的灌注状态相比，肠道绒毛局部缺血可能与血管灌注减低更相关而已。因此，在其它区域微血管不存在紊乱时，孤立的绒毛缺血可能影响预后，因为这种血管床变化，在发展多器官衰竭中可能起到一定的作用[34]。图2在健康志愿者和脓毒症性休克患者中的微循环变量[24]。A：总的毛细血管密度。B：灌注的毛细血管密度。C：灌注毛细血管的比例。D：毛细血管微血管的血流指数。E：毛细血管红细胞的速率。F：毛细血管不均一性的血流指数。微循环对于复苏的反应在以下章节中，我们简单地总结了微循环对于某些常用于脓毒症休克复苏时治疗（液体、血管活性药物、以及强心药物）反应的相关信息。液体扩容补液是脓毒症休克复苏的首要措施。而最佳的液体类型和数量都是有争议的。液体对于微循环的效果依赖于几个因素[39]。液体能增加起对流作用的微循环血流，从而增加CO和灌注压。然而，过多地给予液体，却因组织水肿会损害起弥散作用的微循环的氧输送，进而导致灌注的毛细血管密度降低，气体交换的面积减少，弥散距离增加。另外，粘滞度增加可能在毛细血管血流和总血管床容积的维持方面是至关重要的[40]。有关液体的类型方面，一些实验性研究显示，淀粉类胶体液对微循环是有益的[41,42]；而随机对照的队列研究提示，在早期目标导向的治疗中，与等渗盐水溶液相比，淀粉类胶体液对于微循环的复苏具有一定的优势[43]。不幸的是，淀粉样胶体液的安全性问题妨碍了其在重症患者中的应用[44]。图3毛细血管红细胞速率分布的柱形图（上图为健康志愿者，下图为脓毒症休克患者）[24]。脓毒症患者红细胞速率转变为血流减低的范围中。该研究显示，在接受分析的毛细血管中，仅4%毛细血管红细胞速率高于正常健康志愿者的75%分位数值。（译者：图转换后有点发虚，看不清楚。横坐标为毛细血管红细胞速率（um/sec））近期，一些研究尝试去证实补液扩容后微循环的恢复过程。有关液体给予的时机，舌下微循环显示，在脓毒症改善发生在早期（小于24小时），而不是在晚期（大于48小时）[45]。另外的研究显示，补液之后，早期脓毒症休克且有容量反应性的患者舌下微循环增加。这些改变与心输出量的改变相关[46]。扩容治疗的反应似乎强烈地依赖微循环的状态。微血管血流指数小于2.6的患者，扩容补液治疗后，微循环血流显著地增加，器官灌注受损的临床征象逐渐减弱[47]。相反，微血管血流指数在2.6以上的患者，扩容补液治疗后，没有观察到类似的改变。我们近期研究指出，补液试验对于舌下微循环的效果既依赖基础的微血管灌注，也依赖心输出量增加的幅度[38]（见图4）。因此，在严重微循环障碍的患者，当心输出量实实