重症监护治疗学基础知识(一)器官功能不全
作者：
单位：
关键词：
英国医学杂志中文版000114ABC of intensive care
Organ dysfunction
Timothy W Evans, Mark Smithies
大多数重症监护治疗病人的疾病和死亡是由感染中毒症和全身性炎症所引起，仅美国一年中这种情况引起的死亡人数估计达100 000例。在找不到感染菌的情况下，全身性炎症反应综合征(SIRS)产生的临床反应无法与感染中毒症区别开。
发病机理
全身性感染中毒症可以由严重的感染引起，如：院外获得性肺炎或腹部脏器破裂，但是常常无法确定感染的来源，培养出的细菌类型常不能作为线索以寻找其解剖部位来源。
, 百拇医药
危重疾病并发的严重感染可由胃肠道引起，这个区域对于灌注不良特别敏感，灌注不良可导致通透性的增加和微生物的易位或内毒素由肠道进入门静脉和淋巴循环，肝内的Kupffer细胞和循环中的单核细胞随后释放出细胞因子和其他炎性介质可启动一系列的事件，最终引起感染中毒症的临床表现和多器官衰竭。
科学背景
在危重病人的处理中，氧的移动及其在各组织中和组织间的分配调节，以及对细胞代谢的监测都是很重要的。感染中毒症或全身性炎症反应综合征的病人有血流动力学异常，以高心输出量和全身性血管阻力降低为特点。通过药物治疗，尽管可以维持氧的输送，甚至可使其增加，但大多数病人周围循环的摄氧力差。
图1 感染、感染中毒症、全身性炎症反应综合征之间的关系
, http://www.100md.com
图2 组织缺氧的发生。 氧输送量为动脉血氧含量和心输出量的乘积，在全身性炎症反应综合征或感染中毒症时血流分布不良或组织不能利用氧， 组织缺氧症状明显，混合静脉血氧饱和度可能增加
引起这种现象的原因不清楚。但是，感染中毒症和全身性炎症反应综合征与血管内皮细胞的损伤有关。正常情况下，血管内皮细胞可产生血管活性物质，调节微循环的血流以保持所有的器官有足够的氧供，因此，内皮细胞损伤可导致微循环的破坏。 另外，炎性介质可以直接调节细胞内氧利用的机制，包括线粒体的功能，这两个因素意味着感染中毒症和全身性炎症反应综合征的病人常会发展成多器官衰竭，导致死亡。虽然如此，并非所有可能发展为感染中毒症和多器官衰竭的病人均如此，个体敏感性的差异是很大的。
炎症连锁反应激活后，病人的临床反应可由基因的转录和调节异常来决定，这种基因可调节血管活性物质的释放，如：一氧化氮、内皮素、环氧化酶产物(血栓素、前列腺素等)等，另外，内源性防御系统的效果如：细胞抗氧化保护、修复和细胞凋亡的改变可能与预后有关。 在任何情况下，这些紊乱的临床结果都是组织缺氧。
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组织缺氧的检查
组织缺氧的临床症状多无特异性，但呼吸频率增加，末稍或者温暖且血管扩张，或者湿冷且血管收缩，尿少，精神淡漠，均表明器官功能不全，应立刻寻找可逆转的原因。下述生化和生理学的测定可能有所帮助。
代谢性酸中毒
动脉血pH的降低和血乳酸浓度的升高是重要的指标， 乳酸等无氧产物可继发于全身缺氧(如心肺衰竭或感染中毒性休克)、局部缺氧(如梗死的肠管)或非缺氧原因(如乳酸清除延迟、无氧糖酵解加速或丙酮酸脱氢酶功能异常)。业已证明，一个范围较大的动静脉混合血二氧化碳分压梯度(>1kPa)作为组织无氧代谢的一个标志是相对不敏感的。
氧摄取率
正常情况下，组织对氧的摄取(VO2)不依赖于氧输送量(DO2)，如输送不足，则氧摄取率(VO2∶ 了解多器官衰竭的发病机制是减少与感染中毒症有关的极高死亡率的关键
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多器官衰竭可由血流分布不良或因炎症过程致使细胞无法利用氧而引起DO2)提高以维持一个稳定的摄取量，满足组织需要。仅在氧输送量(DO2crit)极低时，代偿机制才会衰竭，这时，摄取开始下降并依赖于输送量。感染中毒症和全身性炎症反应综合征病人的氧摄取率低，表明组织摄取和利用氧较差。氧输送量和摄取关系的变化用于确定隐性组织缺氧和预后，因为，患感染中毒性休克而生存的病人有正常的摄氧水平。这些病人增加氧输送会产生摄氧量的相应增加，但由于监测中的问题和组织对氧需求的不断变化，实际上这是很难测定的。
最近的随机临床试验也表明，接受治疗以增加氧输送和摄取的病人比对照组的死亡率高。由肺动脉导管测出的高混合静脉血氧饱和度可间接地表明存在低摄氧率。全身性炎症反应综合征(SIRS)、感染中毒症(sepsis)、感染中毒性休克(septic shock)、多器官功能障碍综合征的定义(美国胸科医师学会，1992)
全身性炎症反应综合征
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下述内皮炎症反应的全身临床表现存在两种或两种以上：
.体温>38℃或<36℃
.心率>90次/分
.呼吸急促(呼吸频率>20次/分或过度通气(PaCO2<4.25kPa))
.白细胞计数>12×109/L或<4×109/L或未成熟中性粒细胞大于10%
已知(或高度怀疑)引起内皮炎症的原因如下：
.感染(细菌、病毒、霉菌、寄生虫、酵母菌或其他生物)
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.胰腺炎
.缺血
.多器官损伤和组织损伤
.出血性休克
.免疫介导的器官损害
.无上述临床异常的其他原因
感染中毒症
对炎症的全身反应表现为以下两种或两种以上：
.体温>38℃或<36℃
.心率>90次/分
, 百拇医药
.呼吸急促(呼吸频率>20次/分或过度通气(PaCO2<4.25kPa))
.白细胞计数>12×109/L或<4×109/L或未成熟中性粒细胞大于10%
感染中毒性休克
.感染中毒症患者在补充了足够的液体后，仍有低血压(收缩压<90mmHg或降低≥40mmHg)
多器官功能不全综合征
.急危重病人的器官功能发生变化，如不进行治疗不能维持内环境的稳定
胃粘膜pH(pHi)
, 百拇医药
胃粘膜 pH可以通过一个张力计测定，张力计是一个可置于胃中的充满盐水的球囊。如果已知动脉碳酸氢盐的浓度，由球囊中抽出盐水标本测定二氧化碳张力，可用来计算pH。 一些研究发现， 在危重病人中，胃粘膜pH的下降或持续低pH与预后不良有关， 但是否胃粘膜pH真正地提供了胃粘膜缺氧的证据还不清楚。目前，张力计为半自动的，用空气代替盐水。已建议用测定胃-动脉二氧化碳张力差或胃-潮气末二氧化碳张力差的方法来代替测定胃粘膜pH。
各器官的损伤
肺损伤
约35%的感染中毒症的病人可发展成轻至中度的急性肺损伤，1/4的病人可完全发展为急性呼吸窘迫综合征。受累病人的肺血管通透性增加，导致肺泡水肿和顽固的低氧血症。肺损伤很少单独出现，它常是一种广泛内皮损伤合并炎性血管功能失调的肺部表现，急性呼吸窘迫综合征每年的发病率大约为每100 000人中有6人，最近对急性肺损伤有新的定义，根据这一新定义而统计的有关发病率和预后的资料尚不多。
, 百拇医药
急性肺损伤和急性呼吸窘迫综合征可由不同的原因引起，部分急性呼吸窘迫综合征是由内在的或促发因素的性质而决定的，此外，促发因素和同时存在的多器官衰竭决定预后， 在这些情况下，肺泡毛细血管的通透性增加表明采用积极利尿或早期的超滤作用来降低灌注压可以提高氧合指数， 但任何伴发的心输出量降低可导致整个氧输出量的降低，不利于其他器官的灌注。
图3 全身性炎症反应综合征和感染中毒症临床表现的决定因素
图4 胃二氧化碳张力计 急性肺损伤和急性呼吸窘迫综合征的诊断标准
标准
急性肺损伤
, 百拇医药
急性呼吸窘迫综合征
起病
急性
急性
氧合指数*
PaO2/FiO2≤300
PaO2/FiO2≤200
胸部X线
双侧浸润影
双侧浸润影
肺动脉嵌顿压
, 百拇医药
≤18或无左房压升高
的临床证据
≤18或无左房压升高
的临床证据
*认为氧合指数与呼气末正压无关。PaO2=动脉氧分压，FiO2=吸入氧浓度
心血管损伤
感染中毒症和系统性炎症反应综合征也并发心肌功能不全。感染中毒性休克的病人发生心室扩大，尽管测定的心输出量是增加的，但射血分数可降至30%左右。死亡病人与存活病人相比，舒张末期容量和心室顺应性均降低。正常志愿者给予内毒素也可产生舒张期左室扩大，表明感染中毒性休克时心功能受到很大影响，在心室扩大的背后，其细胞变化尚不清楚。
, 百拇医药
在感染中毒症中，全身血管阻力也是低的，可能是血管扩张物质如一氧化氮和环氧化酶产物在血管平滑肌中过度表达引起的，血管调节功能的最终失败可导致严重的灌注异常和组织缺氧。
最佳的左室充盈压、强心剂及血管收缩剂，如去甲肾上腺素，在感染中毒性休克中都是有益的。另外，新型升压药物如氧化氮合成酶抑制剂最近被提倡用于顽固性的感染中毒性休克的病人。由于对感染中毒症和全身性炎症反应综合征血管生物学变化的深入了解，故可采用暂时更改血管活性介质表达基因的方法，来控制血流在微血管的分布。
肾衰竭
急性肾衰竭是感染中毒症和全身性炎症反应综合征的常见并发症，这可能反映了肾内血流在肾皮质和髓质之间分布的变化。病人维持血管内平衡的能力也会受损。现在提倡早期使用血透析以纠正体液平衡失调，去除循环中的炎性介质， 但疗效没有肯定。 恢复循环血容量，达到适当的血压和心输出量，对防止和治疗急性肾衰竭是极为重要的。
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胃肠道失调
肠道对缺血性损害尤为敏感，如上所述，胃肠道的灌注不足被认为在多器官衰竭的发病机理中起着重要的作用， 肝功能失调可能是代谢所需求的血流减少所致， 在危重症中也很常见， 维持适当血流和灌注压是提高治疗水平、纠正上述异常的唯一可靠办法。具有舒张特征的强心药物如多培沙明(Dopexamine)可选择性加强内脏的灌注和氧合作用， 但是，确定胃肠道在多器官衰竭中的作用还需要更严密地进行增加氧输送量的对照试验(可通过胃张力计来进行)。
关键提示
.器官功能不全可能由微血管控制失调和细胞代谢紊乱引起
.对炎症激活作用的敏感性可能由遗传因素决定
.胃肠道在感染中毒症中可能起到“发动机”的作用
.随着对感染中毒症了解的增加，新的支持和治疗措施不断出现
(朱亚玲 译 王浩彦 翁心植 校), http://www.100md.com
单位：
关键词：
英国医学杂志中文版000114ABC of intensive care
Organ dysfunction
Timothy W Evans, Mark Smithies
大多数重症监护治疗病人的疾病和死亡是由感染中毒症和全身性炎症所引起，仅美国一年中这种情况引起的死亡人数估计达100 000例。在找不到感染菌的情况下，全身性炎症反应综合征(SIRS)产生的临床反应无法与感染中毒症区别开。
发病机理
全身性感染中毒症可以由严重的感染引起，如：院外获得性肺炎或腹部脏器破裂，但是常常无法确定感染的来源，培养出的细菌类型常不能作为线索以寻找其解剖部位来源。
, 百拇医药
危重疾病并发的严重感染可由胃肠道引起，这个区域对于灌注不良特别敏感，灌注不良可导致通透性的增加和微生物的易位或内毒素由肠道进入门静脉和淋巴循环，肝内的Kupffer细胞和循环中的单核细胞随后释放出细胞因子和其他炎性介质可启动一系列的事件，最终引起感染中毒症的临床表现和多器官衰竭。
科学背景
在危重病人的处理中，氧的移动及其在各组织中和组织间的分配调节，以及对细胞代谢的监测都是很重要的。感染中毒症或全身性炎症反应综合征的病人有血流动力学异常，以高心输出量和全身性血管阻力降低为特点。通过药物治疗，尽管可以维持氧的输送，甚至可使其增加，但大多数病人周围循环的摄氧力差。
图1 感染、感染中毒症、全身性炎症反应综合征之间的关系
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图2 组织缺氧的发生。 氧输送量为动脉血氧含量和心输出量的乘积，在全身性炎症反应综合征或感染中毒症时血流分布不良或组织不能利用氧， 组织缺氧症状明显，混合静脉血氧饱和度可能增加
引起这种现象的原因不清楚。但是，感染中毒症和全身性炎症反应综合征与血管内皮细胞的损伤有关。正常情况下，血管内皮细胞可产生血管活性物质，调节微循环的血流以保持所有的器官有足够的氧供，因此，内皮细胞损伤可导致微循环的破坏。 另外，炎性介质可以直接调节细胞内氧利用的机制，包括线粒体的功能，这两个因素意味着感染中毒症和全身性炎症反应综合征的病人常会发展成多器官衰竭，导致死亡。虽然如此，并非所有可能发展为感染中毒症和多器官衰竭的病人均如此，个体敏感性的差异是很大的。
炎症连锁反应激活后，病人的临床反应可由基因的转录和调节异常来决定，这种基因可调节血管活性物质的释放，如：一氧化氮、内皮素、环氧化酶产物(血栓素、前列腺素等)等，另外，内源性防御系统的效果如：细胞抗氧化保护、修复和细胞凋亡的改变可能与预后有关。 在任何情况下，这些紊乱的临床结果都是组织缺氧。
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组织缺氧的检查
组织缺氧的临床症状多无特异性，但呼吸频率增加，末稍或者温暖且血管扩张，或者湿冷且血管收缩，尿少，精神淡漠，均表明器官功能不全，应立刻寻找可逆转的原因。下述生化和生理学的测定可能有所帮助。
代谢性酸中毒
动脉血pH的降低和血乳酸浓度的升高是重要的指标， 乳酸等无氧产物可继发于全身缺氧(如心肺衰竭或感染中毒性休克)、局部缺氧(如梗死的肠管)或非缺氧原因(如乳酸清除延迟、无氧糖酵解加速或丙酮酸脱氢酶功能异常)。业已证明，一个范围较大的动静脉混合血二氧化碳分压梯度(>1kPa)作为组织无氧代谢的一个标志是相对不敏感的。
氧摄取率
正常情况下，组织对氧的摄取(VO2)不依赖于氧输送量(DO2)，如输送不足，则氧摄取率(VO2∶ 了解多器官衰竭的发病机制是减少与感染中毒症有关的极高死亡率的关键
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多器官衰竭可由血流分布不良或因炎症过程致使细胞无法利用氧而引起DO2)提高以维持一个稳定的摄取量，满足组织需要。仅在氧输送量(DO2crit)极低时，代偿机制才会衰竭，这时，摄取开始下降并依赖于输送量。感染中毒症和全身性炎症反应综合征病人的氧摄取率低，表明组织摄取和利用氧较差。氧输送量和摄取关系的变化用于确定隐性组织缺氧和预后，因为，患感染中毒性休克而生存的病人有正常的摄氧水平。这些病人增加氧输送会产生摄氧量的相应增加，但由于监测中的问题和组织对氧需求的不断变化，实际上这是很难测定的。
最近的随机临床试验也表明，接受治疗以增加氧输送和摄取的病人比对照组的死亡率高。由肺动脉导管测出的高混合静脉血氧饱和度可间接地表明存在低摄氧率。全身性炎症反应综合征(SIRS)、感染中毒症(sepsis)、感染中毒性休克(septic shock)、多器官功能障碍综合征的定义(美国胸科医师学会，1992)
全身性炎症反应综合征
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下述内皮炎症反应的全身临床表现存在两种或两种以上：
.体温>38℃或<36℃
.心率>90次/分
.呼吸急促(呼吸频率>20次/分或过度通气(PaCO2<4.25kPa))
.白细胞计数>12×109/L或<4×109/L或未成熟中性粒细胞大于10%
已知(或高度怀疑)引起内皮炎症的原因如下：
.感染(细菌、病毒、霉菌、寄生虫、酵母菌或其他生物)
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.胰腺炎
.缺血
.多器官损伤和组织损伤
.出血性休克
.免疫介导的器官损害
.无上述临床异常的其他原因
感染中毒症
对炎症的全身反应表现为以下两种或两种以上：
.体温>38℃或<36℃
.心率>90次/分
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.呼吸急促(呼吸频率>20次/分或过度通气(PaCO2<4.25kPa))
.白细胞计数>12×109/L或<4×109/L或未成熟中性粒细胞大于10%
感染中毒性休克
.感染中毒症患者在补充了足够的液体后，仍有低血压(收缩压<90mmHg或降低≥40mmHg)
多器官功能不全综合征
.急危重病人的器官功能发生变化，如不进行治疗不能维持内环境的稳定
胃粘膜pH(pHi)
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胃粘膜 pH可以通过一个张力计测定，张力计是一个可置于胃中的充满盐水的球囊。如果已知动脉碳酸氢盐的浓度，由球囊中抽出盐水标本测定二氧化碳张力，可用来计算pH。 一些研究发现， 在危重病人中，胃粘膜pH的下降或持续低pH与预后不良有关， 但是否胃粘膜pH真正地提供了胃粘膜缺氧的证据还不清楚。目前，张力计为半自动的，用空气代替盐水。已建议用测定胃-动脉二氧化碳张力差或胃-潮气末二氧化碳张力差的方法来代替测定胃粘膜pH。
各器官的损伤
肺损伤
约35%的感染中毒症的病人可发展成轻至中度的急性肺损伤，1/4的病人可完全发展为急性呼吸窘迫综合征。受累病人的肺血管通透性增加，导致肺泡水肿和顽固的低氧血症。肺损伤很少单独出现，它常是一种广泛内皮损伤合并炎性血管功能失调的肺部表现，急性呼吸窘迫综合征每年的发病率大约为每100 000人中有6人，最近对急性肺损伤有新的定义，根据这一新定义而统计的有关发病率和预后的资料尚不多。
, 百拇医药
急性肺损伤和急性呼吸窘迫综合征可由不同的原因引起，部分急性呼吸窘迫综合征是由内在的或促发因素的性质而决定的，此外，促发因素和同时存在的多器官衰竭决定预后， 在这些情况下，肺泡毛细血管的通透性增加表明采用积极利尿或早期的超滤作用来降低灌注压可以提高氧合指数， 但任何伴发的心输出量降低可导致整个氧输出量的降低，不利于其他器官的灌注。
图3 全身性炎症反应综合征和感染中毒症临床表现的决定因素
图4 胃二氧化碳张力计 急性肺损伤和急性呼吸窘迫综合征的诊断标准
标准
急性肺损伤
, 百拇医药
急性呼吸窘迫综合征
起病
急性
急性
氧合指数*
PaO2/FiO2≤300
PaO2/FiO2≤200
胸部X线
双侧浸润影
双侧浸润影
肺动脉嵌顿压
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≤18或无左房压升高
的临床证据
≤18或无左房压升高
的临床证据
*认为氧合指数与呼气末正压无关。PaO2=动脉氧分压，FiO2=吸入氧浓度
心血管损伤
感染中毒症和系统性炎症反应综合征也并发心肌功能不全。感染中毒性休克的病人发生心室扩大，尽管测定的心输出量是增加的，但射血分数可降至30%左右。死亡病人与存活病人相比，舒张末期容量和心室顺应性均降低。正常志愿者给予内毒素也可产生舒张期左室扩大，表明感染中毒性休克时心功能受到很大影响，在心室扩大的背后，其细胞变化尚不清楚。
, 百拇医药
在感染中毒症中，全身血管阻力也是低的，可能是血管扩张物质如一氧化氮和环氧化酶产物在血管平滑肌中过度表达引起的，血管调节功能的最终失败可导致严重的灌注异常和组织缺氧。
最佳的左室充盈压、强心剂及血管收缩剂，如去甲肾上腺素，在感染中毒性休克中都是有益的。另外，新型升压药物如氧化氮合成酶抑制剂最近被提倡用于顽固性的感染中毒性休克的病人。由于对感染中毒症和全身性炎症反应综合征血管生物学变化的深入了解，故可采用暂时更改血管活性介质表达基因的方法，来控制血流在微血管的分布。
肾衰竭
急性肾衰竭是感染中毒症和全身性炎症反应综合征的常见并发症，这可能反映了肾内血流在肾皮质和髓质之间分布的变化。病人维持血管内平衡的能力也会受损。现在提倡早期使用血透析以纠正体液平衡失调，去除循环中的炎性介质， 但疗效没有肯定。 恢复循环血容量，达到适当的血压和心输出量，对防止和治疗急性肾衰竭是极为重要的。
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胃肠道失调
肠道对缺血性损害尤为敏感，如上所述，胃肠道的灌注不足被认为在多器官衰竭的发病机理中起着重要的作用， 肝功能失调可能是代谢所需求的血流减少所致， 在危重症中也很常见， 维持适当血流和灌注压是提高治疗水平、纠正上述异常的唯一可靠办法。具有舒张特征的强心药物如多培沙明(Dopexamine)可选择性加强内脏的灌注和氧合作用， 但是，确定胃肠道在多器官衰竭中的作用还需要更严密地进行增加氧输送量的对照试验(可通过胃张力计来进行)。
关键提示
.器官功能不全可能由微血管控制失调和细胞代谢紊乱引起
.对炎症激活作用的敏感性可能由遗传因素决定
.胃肠道在感染中毒症中可能起到“发动机”的作用
.随着对感染中毒症了解的增加，新的支持和治疗措施不断出现
(朱亚玲 译 王浩彦 翁心植 校), http://www.100md.com