Pathophysiology

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1 休克 shock Department of Pathophysiology

2 主要内容 休克及相关的概念 休克代偿期 失代偿期及难治期微循环变化特点及机制, 临床表现 休克对水 电解质及酸碱平衡紊乱的影响 SIRS 的概念 分期, 诊断标准 MODS 的概念, 分型 Copyright Dept. of Pathophysiology, N. Bethune College of Medicine 2

3 概述 发展史 1. 症状描述阶段 :shock 的原意是打击 震荡 表 现 : 面色苍白或紫绀 四肢湿冷 脉速 血压 降低 脉压差小 尿少 表情淡漠 2. 急性循环衰竭的认识阶段 : 本质为急性循环紊乱, 关键为血管运动中枢麻痹和小动脉扩张引起的血压下降 3. 微循环灌流障碍学说的创立阶段 : 休克的关键不在于血压降低, 而在于血流减少 4. 细胞分子水平研究阶段 : 从体液因子的角度研究微循环的改变 Copyright Dept. of Pathophysiology, N. Bethune College of Medicine 3

4 概念 休克 : 是机体在多种强烈损伤性因素的作用下, 有效循环血量降低, 使组织微循环血液灌流减少, 导致机体代谢紊乱 细胞损伤 重要器官结构破坏和功能障碍的急性全身性病理过程 休克的本质 : 急性微循环障碍机制 : 交感 - 肾上腺髓质系统强烈兴奋后果 : 机体代谢紊乱 细胞损伤 重要器官结构破坏和功能障碍 Copyright Dept. of Pathophysiology, N. Bethune College of Medicine 4

5 休克的病因与分类 按休克发生的起始环节分类 足够循环血量 有效循环血量 低血容量性 心泵功能 障碍 心源性 休克 正常血管舒缩功能 血管源性血管床容量 Copyright Dept. of Pathophysiology, N. Bethune College of Medicine 5

6 休克的病因与分类 低血容量性休克 (Hypovolemic shock) 由于血容量减少引起的休克 病因 : 失血 失液 烧伤 创伤 感染机制 : 血容量 静脉回流 心输出量 血压 交感神经 外周血管收缩 组织灌流量 Copyright Dept. of Pathophysiology, N. Bethune College of Medicine 6

7 休克的病因与分类 血管源性休克 (Vasogenic shock) 由于外周血管扩张, 血管床容量增加, 大量血液淤滞在扩张的小血管内, 使有效循环血量减少 分布性 (distributive) 或低阻力性休克 过敏性休克 : 肥大细胞释放细胞因子 外周血管扩张 神经源性休克 : 高位损伤 麻醉 疼痛等 交感缩血管功能 外周血管扩张 感染性休克 ( 部分 ) Copyright Dept. of Pathophysiology, N. Bethune College of Medicine 7

8 休克的病因与分类 心源性休克 (Cardiogenic shock) 心脏泵血功能障碍, 心输出量急剧减少, 有效循环血量下降引起的休克 分类 : 心肌源性 : 心肌梗塞 心肌炎 心肌病非心肌源性 : 压力性或阻塞性特征 : 血压明显降低常出现严重肺淤血和肺水肿 Copyright Dept. of Pathophysiology, N. Bethune College of Medicine 8

9 休克的病因与分类 按病因分类 1. 失血性休克 (hemorrhagic shock) 2. 烧伤性休克 (burn shock) 3. 创伤性休克 (traumatic shock) 4. 感染性休克 (infective shock) 5. 过敏性休克 (anaphylactic shock) 6. 神经源性休克 (neurogenic shock) 7. 心源性休克 (cardiogenic shock) Copyright Dept. of Pathophysiology, N. Bethune College of Medicine 9

10 休克的病因与分类 1. 失血性休克失血性休克 : 大量失血 失液性休克 : 大量失液 虚脱 (Collapse) 2. 烧伤性休克血浆体液丢失 ; 血液浓缩 易出现 DIC 易合并感染, 病情恶化 疼痛 ( 神经源性 ) 3. 创伤性休克失血 ; 疼痛 ( 神经源性 ) Copyright Dept. of Pathophysiology, N. Bethune College of Medicine 10

11 休克的病因与分类 4. 感染性休克 70% 以上由 G - 菌及其内毒素引起 败血症休克 (septic shock), 内毒素休克 (endotoxic shock) 特征 : 全身炎症反应综合征 LPS - 单核 / 巨噬细胞 中性粒细胞 - 细胞因子或炎症介质 Copyright Dept. of Pathophysiology, N. Bethune College of Medicine 11

12 休克的病因与分类 4. 感染性休克 特征 : 血流动力学变化高动力型 (hyperdynamic shock): 早期 高排低阻型或暖休克 心输出量增高, 总外周阻力降低, 脉压可增大 低动力型 (hypodynamic shock): 晚期低排高阻型或冷休克 心输出量降低, 总外周阻力增高, 脉压明显缩小 Copyright Dept. of Pathophysiology, N. Bethune College of Medicine 12

13 休克的病因与分类 5. 过敏性休克病因 : 过敏体质者 ; 药物 血清制品或疫苗广泛血管扩张, 血管床容量增大 ; 毛细胞血管通透性, 血浆外渗, 血容量 6. 神经源性休克发病机制 : 微血管失去中枢控制而扩张 ; 预后好, 不需治疗或用缩血管药物迅速好转 低血压状态 (hypotensive state) 7. 心源性休克 Copyright Dept. of Pathophysiology, N. Bethune College of Medicine 13

14 微循环功能异常神经刺激 休克的病因与分类 失血 失液 全血丢失 血浆减少 血容量 低血容量性 创伤烧伤感染 血管舒缩功能异常 血管床容积 血管源性 有效循环血量减过敏 少心脏病变 心排出量 心输出量 心源性 Copyright Dept. of Pathophysiology, N. Bethune College of Medicine 14

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16 体克的发生发展机制 休克的微循环机制 ( 伴随神经体液机制 ) 缺血性缺氧期淤血性缺氧期衰竭期休克时的细胞分子机制炎症介质细胞损伤 Copyright Dept. of Pathophysiology, N. Bethune College of Medicine 16

17 微循环 (microcirculation) 微循环是指微动脉和微静脉之间微血管的血液循环, 是血液和组织进行物质代谢交换的基本结构和功能单位 构成 : 微动脉 后微动脉 毛细血管前括约肌 真毛细血管 微静脉 直捷通路及动静脉短路 Copyright Dept. of Pathophysiology, N. Bethune College of Medicine 17

18 微循环 (microcirculation) 调节交感神经体液因素缩血管物质 : 儿茶酚胺 AngII AVP TXA 2 内皮素 扩血管物质 : 组胺 激肽 腺苷 乳酸 PGI 2 内啡肽 TNF NO Copyright Dept. of Pathophysiology, N. Bethune College of Medicine 18

19 毛细血管灌流的局部反馈调节 局部代谢 产物聚积 真 Cap 网 血流 Cap 前括约肌 与后微 A 收缩 平滑肌对缩血管物质反应性 平滑肌对缩血管物质反应性 Cap 前括约肌 与后微 A 舒张 真 Cap 网 血流 局部代谢产物 被稀释或冲走 Copyright Dept. of Pathophysiology, N. Bethune College of Medicine 19

20 休克的微循环机制 按微循环改变特点微循环缺血性缺氧期微循环淤血性缺氧期微循环衰竭期 Copyright Dept. of Pathophysiology, N. Bethune College of Medicine 20

21 缺血性缺氧期 (ischemic anoxia phase) 又称为代偿期, 休克早期, 微循环痉挛期 1. 微循环的改变 - 缺血真毛细血管网挛缩关闭前阻力 Ra>Rv, 血流减慢 动静脉吻合支开放 特点 : 少灌少流, 灌 < 流 α β 微循环缺血缺氧 Copyright Dept. of Pathophysiology, N. Bethune College of Medicine 21

22 缺血性缺氧期 2. 微循环改变的机制神经机制 : 交感 - 肾上腺髓质系统兴奋失血 血容量 血压 压力感受器 交感 - 肾上腺髓质系统 儿茶酚胺 Copyright Dept. of Pathophysiology, N. Bethune College of Medicine 22

23 缺血性缺氧期 2. 微循环改变的机制体液机制 : 缩血管因子血管紧张素 (Angiotensin, AT) 交感 N 肾血容量 RAS AT II Vasopressin (VP) 血容量降低 疼痛内皮素 (endothelin, ET) 血栓素 A 2 (TXA 2 ) 和白三烯类 (LTs) 缩血管物质 花生四烯酸代谢产物 Copyright Dept. of Pathophysiology, N. Bethune College of Medicine 23

24 缺血性缺氧期 3. 微循环改变的意义 - 代偿皮肤 腹腔内脏和肾血管维持动脉血压 交感神经和缩血管物质回心血量 有效循环血量肌性微静脉 小静脉及肝脾储血器收缩 血管床容量 回心血量 快速自身输血第一道防线 Ra>Rv 毛细血管流体静压 组织液回流 回心血量 缓慢自身输液第二道防线血液稀释 Copyright Dept. of Pathophysiology, N. Bethune College of Medicine 24

25 缺血性缺氧期 3. 微循环改变的意义 - 代偿皮肤 腹腔内脏和肾血管维持动脉血压 交感神经和缩血管物质心输出量增加交感神经 心率 心缩 心输出量 外周总阻力 全身小动脉孪缩 血压 维持心脑血液供应 血液重分布 皮肤 腹腔内脏和肾血管收缩 α 受体优势 脑动脉和冠状血管不收缩 Copyright Dept. of Pathophysiology, N. Bethune College of Medicine 25

26 缺血性缺氧期 4. 临床表现血压下降或正常 神志清楚 致休克的动因交感 - 肾上腺髓质系统兴奋儿茶酚胺 心率加快心缩加强 腹腔内脏小血管收缩 缺血 皮肤等小血管收缩缺血 CNS 兴奋 汗腺分泌增加 外周阻力 脉搏细速脉压减少 尿量减少肛温降低 脸色苍白四肢冰冷 烦躁不安 出汗 Copyright Dept. of Pathophysiology, N. Bethune College of Medicine 26

27 淤血性缺氧期 (stagnant anoxia phase) 又称为休克进展期 可逆性失代偿期 休克期 1. 微循环的改变 - 淤血微静脉血细胞粘附 聚集, 血流阻力增大微血管自律运动现象 Ra<Rv 血液淤积于真毛细血管网特点 : 微循环灌 > 流, 灌多流少 Copyright Dept. of Pathophysiology, N. Bethune College of Medicine 27

28 淤血性缺氧期 2. 微循环改变的机制 神经体液机制 血管扩张 维持因素 : 交感 - 肾上腺髓质系统持续兴奋缩血管物质较高变化因素 : 微血管对缩血管物质反应性 扩血管物质增加 Copyright Dept. of Pathophysiology, N. Bethune College of Medicine 28

29 淤血性缺氧期 2. 微循环改变的机制神经体液机制 - 具体机制 : 组织缺血 缺氧 1 酸中毒 CO 2 乳酸堆积 2 局部代谢产物增多 组胺 ( 肥大细胞 ) 腺苷 (ATP 分解产物 ) 缓激肽 激肽系统 K + 释放 细胞分解及 ATP 电压依赖性钙通道受抑 钙内流 平滑肌紧张性 3 内毒素巨噬细胞 细胞因子 (TNF,NO) 扩血管 Copyright Dept. of Pathophysiology, N. Bethune College of Medicine 29

30 淤血性缺氧期 2. 微循环改变的机制神经体液机制血液流变学机制白细胞粘附增加微循环阻力 血液淤滞释放氧自由基 溶酶体酶 细胞损伤 血浆外渗 血液浓缩 流速 泥化淤滞 Copyright Dept. of Pathophysiology, N. Bethune College of Medicine 30

31 淤血性缺氧期 3. 微循环改变的后果 - 全身脏器缺血缺氧 微循环淤血 有效循环血量 交感神经 恶性循环 回心血量 自身输血停止 真毛细血管网扩张和细胞粘附 血液回流受阻 血浆外渗 自身输液停止 毛细血管后阻力, 流体静压 组胺 缓激肽, 毛细血管通透性 心脑血液灌流减少 有效循环血量 BP <50, 脑血流自身调节消失 Copyright Dept. of Pathophysiology, N. Bethune College of Medicine 31

32 淤血性缺氧期 4. 临床表现 微循环淤血 肾淤血 回心血量 皮肤淤血 心输出量 少尿 无尿 肾血流量 BP 脑缺血 神志淡漠昏迷 皮肤紫绀出现花纹 Copyright Dept. of Pathophysiology, N. Bethune College of Medicine 32

33 微循环衰竭期 (refractory shock phase) 又称休克晚期 不可逆期 DIC 期 难治期 1. 微循环的改变 - DIC 平滑肌麻痹, 微血管反应性下降, 对血管活性药物无反应, 微血管舒张血液淤滞浓缩血流停止, 不灌不流广泛的微血栓形成无物质交换, 出现无复流现象 Copyright Dept. of Pathophysiology, N. Bethune College of Medicine 33

34 微循环衰竭期 2. 微循环衰竭的机制血管反应性进行性下降, 动脉血压进行性 酸中毒 炎症介质 氧自由基 DIC 形成 血液流变学改变 - 高凝状态 血液浓缩 血细胞聚集 血粘度增高 凝血系统激活缺氧 酸中毒 LPS 损伤内皮细胞释放 TF 胶原暴露 FXII 活化内皮细胞损伤 TF 入血增多创伤烧伤, 活化白细胞 PGI 2 /TXA 2 平衡失调血小板聚集 缩血管 Copyright Dept. of Pathophysiology, N. Bethune College of Medicine 34

35 微循环衰竭期 3. 临床表现 循环衰竭 微血管反应性, 顽固性低血压, 脉搏细速 ; 中心静脉压, 静脉塌陷 并发 DIC, 加重休克的微循环衰竭 微血栓阻塞微循环通道 回心血量 产物 FDP 补体等 血管通透性 DIC 出血 血容量 微循环障碍 器官栓塞 梗死 急性器官功能衰竭 重要器官功能障碍或衰竭 Copyright Dept. of Pathophysiology, N. Bethune College of Medicine 35

36 休克微循环机制 - 小结 典型的低血容量性休克微血管 : 痉挛 扩张 麻痹微循环 : 缺血期 淤血期 衰竭期并不是所有的休克都呈典型的三期变化 DIC 不是都到晚期才发生 ; 休克不一定都合并 DIC 休克早期并非都有血压下降休克病人并非一定昏迷 Copyright Dept. of Pathophysiology, N. Bethune College of Medicine 36

37 休克时的分子细胞机制 炎症介质泛滥 SIRS 细胞机制 Copyright Dept. of Pathophysiology, N. Bethune College of Medicine 37

38 休克时的细胞机制 细胞损伤 继发于微循环紊乱 ( 缺氧和酸中毒 ) 引起的, 也可由休克的原始动因直接损害细胞 细胞膜的变化 膜损伤, 离子泵功能障碍, 水 Na + 和 Ca 2+ 内流, 细胞水肿, 膜电位下降 线粒体的变化 初期 ATP 合成减少, 后期肿胀 致密结构和嵴消失 溶酶体的变化 - 溶酶体释放蛋白酶及组胺 Copyright Dept. of Pathophysiology, N. Bethune College of Medicine 38

39 休克时的细胞机制 细胞死亡 细胞坏死和程序性死亡 Copyright Dept. of Pathophysiology, N. Bethune College of Medicine 39

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41 机体代谢功能变化 1. 物质代谢紊乱 无氧糖酵解 糖原 脂肪和蛋白质分解 合成 2. 水 电解质 酸碱平衡紊乱细胞膜 Na + -K + 泵失灵 细胞外 K + 细胞水肿 代谢性酸中毒无氧糖酵解 乳酸 灌流不足 乳酸清除不足 肝肾功能受损 乳酸清除不足 后果 : 心肌收缩力 血管反性下降, 内皮损伤呼吸性碱中毒 ( 通气过度 ) 呼吸性酸中毒 ( 休克肺 ) Copyright Dept. of Pathophysiology, N. Bethune College of Medicine 41

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43 多器官功能障碍综合症 Multiple organ dysfunction syndrome, MODS 机体受到严重打击后, 短时间内两个或两个以上原无器官功能障碍的系统器官同时或相继发生功能障碍, 以致不能维持机体稳态的临床综合征 终点 : 多系统器官衰竭 Multiple System Organ Failure, MSOF Copyright Dept. of Pathophysiology, N. Bethune College of Medicine 43

44 多器官功能障碍综合症 特征 : 1. 发病前各系统 器官功能良好, 治愈后其功能可完全恢复 2. 严重的应激反应和全身炎症反应, 病情进展迅猛 3. 器官的病理变化无特异性, 主要表现为急性炎症 4. 常规抗感染 抗休克和支持治疗效果不佳 Copyright Dept. of Pathophysiology, N. Bethune College of Medicine 44

45 多器官功能障碍综合症 1. 感染性因素 (Infective factor) 严重感染和脓毒症 (Severe infection, Sepsis) 主要病原菌 : 大肠杆菌和绿脓杆菌 但临床上约半数的 MODS 患者并无明确的感染灶 2. 非感染性因素 (Non-infective factor) 严重创伤和大手术 Virus Severe Bacteria Sepsis Shock SIRS Fungus Infection Parasite Sepsis Other noninfectious Pancreatitis Trauma Burns 严重创伤 : 大面积组织损伤 多发性骨折等 大手术 : 可在无感染情况下发生 MODS 休克常并发 MODS 休克难治期合并 DIC 时 MODS 发生率更高 Copyright Dept. of Pathophysiology, N. Bethune College of Medicine 45

46 多器官功能障碍综合症 发病经过 ( 分类 ) 速发单相型 ( 原发型 ) 原发病变直接引起两个以上器官损伤 ; 或直接引起一个器官损伤, 导致其他器官障碍 迟发双相型 ( 继发型 ) 并非损伤直接引起, 二次打击后出现 病程中有两个高峰出现 Copyright Dept. of Pathophysiology, N. Bethune College of Medicine 46

47 多器官功能障碍综合症 机制 全身性炎症反应失控 器官缺血和再灌注损伤 细胞能量代谢障碍 血管内皮细胞损伤 肠道细菌移位与内毒素血症 Copyright Dept. of Pathophysiology, N. Bethune College of Medicine 47

48 多器官功能障碍综合症 Copyright Dept. of Pathophysiology, N. Bethune College of Medicine 48

49 全身炎症反应综合征 Systemic Inflammatory Response Syndrome, SIRS 指各种急性危重病时发生的一种难以控制的全身 性瀑布式炎症反应 感染及非感染均可致 SIRS, 非特异性反应 机体应激反应过度 播散性炎症细胞活化, 促炎介质泛滥 TNFα, IL-1, IL-6, IL-8, C5a, IFN, LTs, PAF, TXA 2 活性氧, 蛋白水解酶 促炎与抗炎平衡紊乱 Copyright Dept. of Pathophysiology, N. Bethune College of Medicine 49

50 Terms 代偿性抗炎反应综合征 Compensatory anti-inflammatory response syndrome, CARS 指感染或创伤时机体产生可引起免疫功能降低和对感染易感性增加的强烈内源性抗炎反应 随促炎介质泛滥, 机体产生大量内源性抗炎介质抗炎介质 : PGE 2, IL-4, IL-10, IL-13, TNFαR, TGF-β, NO 抗炎性内分泌激素 : 糖皮质激素 儿茶酚胺 Copyright Dept. of Pathophysiology, N. Bethune College of Medicine 50

51 Terms 混合性拮抗反应综合征 Mixed antagonist response syndrome, MARS 指 SIRS 与 CARS 同时并存又相互加强, 导致炎症反应和免疫功能更加严重的紊乱, 对机体产生更强的损伤 SIRS CARS :MARS SIRS > CARS: 细胞死亡, 器官功能障碍 SIRS < CARS: 免疫功能抑制, 感染易感性增加 Copyright Dept. of Pathophysiology, N. Bethune College of Medicine 51

52 全身炎症反应综合征 感染或非感染因素 炎细胞活化 局部炎症 严重 SIRS MODS 二次打击 SIRS SIRS SIRS/CARS MODS 康复 MSOF Copyright Dept. of Pathophysiology, N. Bethune College of Medicine 52

53 SIRS 的特征及诊断标准 病理生理变化持续高代谢 高动力循环状态及过度炎症反应标准 : 具备两项以上成立 1 体温 >38ºC 或 <36ºC; 2 心率 > 90 次 /min; 3 呼吸 >20 次 /min 或 PaCO 2 <32mmHg; 4 白细胞计数 > /L 或 < /L, 或幼稚粒细胞 >10% Copyright Dept. of Pathophysiology, N. Bethune College of Medicine 53

54 SIRS 的分期 局限性炎症反应 : 炎细胞活化 趋化和聚集释放炎症介质 氧自由基 溶酶体酶有限性全身炎症反应 : 强烈持续刺激, 炎症反应扩展至全身 单核巨噬 中性粒 淋巴细胞活化, 介质 ; 抗炎介质增加, 拮抗作用, 可能平衡 SIRS/CARS 失衡 : 促炎介质泛滥, 引起全身组织损伤 ; 抗炎介质过度表达, 免疫抑制, 二者失衡 Copyright Dept. of Pathophysiology, N. Bethune College of Medicine 54

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56 器官功能障碍 肺功能障碍急性肺损伤 (acute lung injury, ALI) 急性呼吸窘迫综合征 - 休克肺 (acute respiratory distress syndrome, ARDS) 急性弥漫性肺泡毛细胞血管膜损伤 临床表现 : 进行性呼吸困难 进行性低氧血症 紫绀 非心源性肺水肿 Copyright Dept. of Pathophysiology, N. Bethune College of Medicine 56

57 器官功能障碍 肺功能障碍机制 : 急性呼吸膜损伤肺毛细血管内微血栓形成肺 Cap 通透性 间质性肺水肿 ; 肺泡上皮细胞受损 肺泡型水肿肺泡 Ⅱ 型细胞受损 表面活性物质 肺萎陷肺透明膜的形成结果 : 通气血流比失调, 气体弥散障碍, 肺顺应性降低 Copyright Dept. of Pathophysiology, N. Bethune College of Medicine 57

58 器官功能障碍 急性肾功能衰竭 - 休克肾 (shock kidney) 功能性肾功能衰竭 ( 早期 ) 缩血管物质 肾血管收缩 血流量 GFR 器质性肾功能衰竭 ( 晚期 ) 长时间缺血 毒素 急性肾小管坏死 (acute tubular necrosis,atn) 临床表现 : 少尿, 氮质血症, 水电解质和酸碱平衡紊乱 Copyright Dept. of Pathophysiology, N. Bethune College of Medicine 58

59 器官功能障碍 肝功能障碍乳酸转化 加重酸中毒解毒功能 毒素入血胃肠道功能障碍消化功能紊乱应激性溃疡肠源性内毒素血症 SIRS 消化功能的变化是休克晚期发生肠源性败血症和多器官功能不全的主要原因 Copyright Dept. of Pathophysiology, N. Bethune College of Medicine 59

60 器官功能障碍 心功能障碍 BP 心率 舒张期 冠脉灌流 心肌缺氧 酸中毒 高钾血症 耗氧量 心肌缺氧 钙转运 释放障碍 兴奋收缩耦联障碍 心肌收缩性 心肌抑制因子 (MDF ) 心肌收缩性 心肌内 DIC 微血栓 心肌局灶性坏死 内膜下出血 心功能障碍 内毒素 抑制内质网钙摄取 抑制肌原纤维 ATP 酶活性 心肌舒缩功能 Copyright Dept. of Pathophysiology, N. Bethune College of Medicine 60

61 器官功能障碍 脑功能障碍休克早期 : 交感神经 烦躁不安休克期 : 脑缺血 神志淡漠休克晚期 :DIC 昏迷 意识丧失免疫功能障碍早期 : 免疫系统激活晚期 : 免疫抑制 Copyright Dept. of Pathophysiology, N. Bethune College of Medicine 61