重症休克的发生机制
作者：赵克森
单位：第一军医大学 全军休克微循环重点实验室， 广东 广州 510515
关键词：
中国病理生理杂志001024 休克的研究已进入攻坚阶段，目的是解决重症难治性休克(irreversible shock)的发生机制，为临床救治提出新的思路。其中包括休克后期出现的灌流量不易恢复，血压难以提升，多种体液因子综合作用，以及多器官功能不全的发生等。研究工作深入到细胞、亚细胞、分子水平。
一、白细胞流变学变化
重症休克时出现了大循环和微循环变化分离现象，即在抗休克治疗以后，血压回升的同时，微循环流量并不平行恢复，而灌流量能否恢复决定了抢救成功率。本室首先报告了这一现象(Zhao 1985)，随后出版的“Pathophysiology of Shock, Sepsis, and Organ Failure”一书(Schlag G. 主编 1993)也写明“休克时可以有一个正常的大循环和一个紊乱的微循环，表现为乳酸性酸中毒，甚至细胞死亡”。在探讨灌流量不易恢复的原因时，查明它并非由于血管口径的变化，也不存在所谓微静脉在休克时持续收缩的现象，而白细胞粘着和嵌塞小血管是灌流量不易恢复的重要原因。本室报告了休克时流变学上三类白细胞(轴流、附壁、粘着)分布转移的曲线；白细胞粘着微静脉和嵌塞毛细血管的程度；查明了它的发生与壁切应力下降和粘附力增强有关；报告了失血性休克时壁切变率变化和白细胞粘附之间的回归方程；也报告了创伤、烧伤病人和动物白细胞粘附蛋白(β-intergrin)的表达可以增多，也可以数量不增多而粘附功能增强。美国学者用基因重组技术证明，粘附蛋白分子构型变化，如intergrin β链氨基酸组成改变，可引起粘附功能增强。本室张璐博士还查明，烧伤休克6 h后外周血单核白细胞凋亡率开始增加，12 h达到高峰，证明p38通路参与热损伤诱导的白细胞凋亡，而EPK通路抑制其凋亡，为阐明创伤后白细胞功能不全提出了新的资料。实验治疗证明，恢复脉压是把大循环和微循环恢复联系起来的关键因素，提出了重症休克既要改善微循环，又要增强心功能的治疗原则。
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二、体液因子与细胞信号传导
多种体液因子参与重症休克的发生，但至今未能查明哪一种因子是主导的因素。本室曾用多种单克隆抗体(TNFα、ICAM-1、LFA-1等)、自由基清除剂(SOD等)，NOS抑制剂(AG等)实验治疗，均未能明显提高重症休克动物存活率。有人把重症休克比作一场交响乐，有多种乐器参与演奏，其中1-2件停止表演，交响乐照样进行；而参与休克的体液因子众多，不可能全部拮抗阻断。因此目前共同的趋势是查明体液因子产生和作用的细胞内信号传导，试图从阻断靶细胞的信号通路来防治重症休克和多器官功能不全的发生。丝裂源激活蛋白激酶(MAPK)是细胞外信号传导到细胞核内的重要介导者，它分为四个大的亚族：1. 细胞外信号调节激酶(EPK)，又称p42/44 MAPK; 2.c-Jun氨基末端激酶(JNK)，又称应激激活蛋白激酶(SAPK)，3. p38 MAPK,又称应激酶(RK)； 4. 大丝裂激活化蛋白激酶1(BMK1)，又称ERK5。其中p38在感染、炎症、应激的细胞反应中有重要的作用。我室姜勇(Jiang 1996)克隆并研究了三个p38 MAPK亚族成员(p38 β、γ、δ)，查明三个p38上游激酶(MKK6、MKK6b)，两个p38作用底物(MEF2C和PRAK)。近来又查明脂多糖(LPS)刺激巨噬细胞(RAW细胞)引起剂量依赖性p38激活，并由胞浆移位至胞核，带来TNFα mRNA表达增多；用ΤΝα启动子驱动的荧光素酶报告基因系统证明，p38与其上游激酶MKK6b活性诱变体(E)共转染RAW细胞可诱导TNFα启动子驱动的荧光酶大量表达；p38特异性抑制剂(FHPI)或p38无活性诱变体可显著抑制LPS或MKK6b(E)诱导的TNFα启动子转录活性；FHPI抑制LPS诱导的TNFα基因表达，且呈剂量依赖性。由此可以得出结论，LPS激活p38，通过磷酸化转录因子，增加TNFα基因转录活性。TNFα是感染、炎症、休克时重要的体液因子，它又会引起一系列的细胞反应。我室赵明博士查明TNFα通过p38和BMK1两条通路，分别使转录因子MEF2A和MEF2D磷酸化，诱导MEF2A/MEF2D异源二聚体形成，从而促进c-Jun基因表达，带来一系列生物学效应。近来我室又查明p38通路在LPS刺激血管内皮细胞引起ICAM-1 mRNA表达中也有类似的作用，并正在从事其它炎性介质信号可调控的研究。虽然在哺乳动物细胞信号通路之间常有交互作用(cross talk)，形成网络，但如果能查明LPS作用的主要信号通路，将进一步阐明感染中毒性休克的发生机制，也为重症休克的救治提供新的思路和途径。
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三、血管通透性紊乱
一般在休克后期，血管通透性明显增高，参与重症休克的发生；而烧伤性休克早期就有通透性升高，血浆大量丢失，它是引起烧伤休克低血容量发生的重要机制。但至今对大面积烧伤病人，除了补液治疗以外，尚没有一个适用于临床的降低通透性方法，从而能减少渗出和减少补液量，主要是未能深入阐明通透性变化机制。近年来血管通透性研究已从整体和原位微循环观察，进入到能够游离、灌流、定量测定几十微米微静脉的阶段。它一方面能够排除整体时神经、体液因素的影响，准确判定通透性增高的程度；另一方面又能直接观察微血管细胞内的变化，研究通透性增高的机制。我室黄巧冰(Huang 1997)引进了这种技术，建立了专门的通透性研究室。报告了炎症时通透性增高的几种信号通路。以组胺为主的炎性介质是通过Ca2+、NOS、cGMP、PKG通路；而以血栓素、PMA为主的炎性介质是通过不依赖Ca2+的PKC通路。查明肌球蛋白轻链(MLC)磷酸磷酸化和内皮细胞骨架蛋白酪氨酸化在通透性增高中起重要作用。应用NOS抑制剂(LNMA)，PKG抑制剂(KT5823)，MLC激酶抑制剂(ML-7)，及酪氨酸激酶抑制剂(damnacanthal)均能一定程度的降低组胺PMA引起的血管高通透性反应。该项研究为攻克烧伤性休克血管通透性增高的机制打下基础。
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四、低血管反应性发生
重症休克时血管反应性低下，微血管对升压药物不起反应，带来血压持续下降和重要脏器灌流不足，它是晚期休克难以治疗的原因之一。为了阐明其发生机制，必须查明此时血管平滑肌内部发生了什么变化，而能够得到一个完整的和反映活体状态的平滑肌细胞是进行本项研究的前提。近年来美国学者报道了单个小动脉平滑肌的酶性分离方法。我室刘杰(Liu 1999)对其进行了改良，建立了以Pronase E为主的小动脉平滑肌快速分离和鉴定的方法，从而建立了专门从事血管反应性的研究室。应用Zhao 1985建立的血管反应性测定方法，查明失血性休克早期血管反应性升高，后期血管以应性下降。用小动脉条和快速分离的小动脉血管平滑肌证明，早期平滑肌轻度去极化，带来反应性升高；后期平滑肌细胞明显超极化引起反应性下降。用膜片钳和荧光探针查明，休克后期ATP缺乏引起ATP敏感钾通道(KATP)开放是引起细胞膜超极化的重要原因，而平滑肌细胞内酸中毒(H+)和过量NO形成的自由基(OONO-)也促使超极化。细胞膜超极化会抑制电位依赖性钙通道(POC)和减少细胞外钙内流，在升压药(如去甲肾上腺素)刺激时，细胞内钙离子升高不足，从而引起血管收缩反应性下降。基于上述结果，我室提出了恢复血管反应性的概念，试图用药物阻抑KATP通道开放和减轻细胞膜超极化，使血管对升压药物恢复反应，从而达到提升血压和治疗重症休克的目的。
总之，近年来采用细胞生物学和分子生物学的方法，开辟了若干新的领域探讨重症休克的机制。细胞流变学、细胞信号传导、血管通透性、血管反应性的研究正在深入进行之中，必将会出现新的理论体系并应用于临床。, 百拇医药
单位：第一军医大学 全军休克微循环重点实验室， 广东 广州 510515
关键词：
中国病理生理杂志001024 休克的研究已进入攻坚阶段，目的是解决重症难治性休克(irreversible shock)的发生机制，为临床救治提出新的思路。其中包括休克后期出现的灌流量不易恢复，血压难以提升，多种体液因子综合作用，以及多器官功能不全的发生等。研究工作深入到细胞、亚细胞、分子水平。
一、白细胞流变学变化
重症休克时出现了大循环和微循环变化分离现象，即在抗休克治疗以后，血压回升的同时，微循环流量并不平行恢复，而灌流量能否恢复决定了抢救成功率。本室首先报告了这一现象(Zhao 1985)，随后出版的“Pathophysiology of Shock, Sepsis, and Organ Failure”一书(Schlag G. 主编 1993)也写明“休克时可以有一个正常的大循环和一个紊乱的微循环，表现为乳酸性酸中毒，甚至细胞死亡”。在探讨灌流量不易恢复的原因时，查明它并非由于血管口径的变化，也不存在所谓微静脉在休克时持续收缩的现象，而白细胞粘着和嵌塞小血管是灌流量不易恢复的重要原因。本室报告了休克时流变学上三类白细胞(轴流、附壁、粘着)分布转移的曲线；白细胞粘着微静脉和嵌塞毛细血管的程度；查明了它的发生与壁切应力下降和粘附力增强有关；报告了失血性休克时壁切变率变化和白细胞粘附之间的回归方程；也报告了创伤、烧伤病人和动物白细胞粘附蛋白(β-intergrin)的表达可以增多，也可以数量不增多而粘附功能增强。美国学者用基因重组技术证明，粘附蛋白分子构型变化，如intergrin β链氨基酸组成改变，可引起粘附功能增强。本室张璐博士还查明，烧伤休克6 h后外周血单核白细胞凋亡率开始增加，12 h达到高峰，证明p38通路参与热损伤诱导的白细胞凋亡，而EPK通路抑制其凋亡，为阐明创伤后白细胞功能不全提出了新的资料。实验治疗证明，恢复脉压是把大循环和微循环恢复联系起来的关键因素，提出了重症休克既要改善微循环，又要增强心功能的治疗原则。
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二、体液因子与细胞信号传导
多种体液因子参与重症休克的发生，但至今未能查明哪一种因子是主导的因素。本室曾用多种单克隆抗体(TNFα、ICAM-1、LFA-1等)、自由基清除剂(SOD等)，NOS抑制剂(AG等)实验治疗，均未能明显提高重症休克动物存活率。有人把重症休克比作一场交响乐，有多种乐器参与演奏，其中1-2件停止表演，交响乐照样进行；而参与休克的体液因子众多，不可能全部拮抗阻断。因此目前共同的趋势是查明体液因子产生和作用的细胞内信号传导，试图从阻断靶细胞的信号通路来防治重症休克和多器官功能不全的发生。丝裂源激活蛋白激酶(MAPK)是细胞外信号传导到细胞核内的重要介导者，它分为四个大的亚族：1. 细胞外信号调节激酶(EPK)，又称p42/44 MAPK; 2.c-Jun氨基末端激酶(JNK)，又称应激激活蛋白激酶(SAPK)，3. p38 MAPK,又称应激酶(RK)； 4. 大丝裂激活化蛋白激酶1(BMK1)，又称ERK5。其中p38在感染、炎症、应激的细胞反应中有重要的作用。我室姜勇(Jiang 1996)克隆并研究了三个p38 MAPK亚族成员(p38 β、γ、δ)，查明三个p38上游激酶(MKK6、MKK6b)，两个p38作用底物(MEF2C和PRAK)。近来又查明脂多糖(LPS)刺激巨噬细胞(RAW细胞)引起剂量依赖性p38激活，并由胞浆移位至胞核，带来TNFα mRNA表达增多；用ΤΝα启动子驱动的荧光素酶报告基因系统证明，p38与其上游激酶MKK6b活性诱变体(E)共转染RAW细胞可诱导TNFα启动子驱动的荧光酶大量表达；p38特异性抑制剂(FHPI)或p38无活性诱变体可显著抑制LPS或MKK6b(E)诱导的TNFα启动子转录活性；FHPI抑制LPS诱导的TNFα基因表达，且呈剂量依赖性。由此可以得出结论，LPS激活p38，通过磷酸化转录因子，增加TNFα基因转录活性。TNFα是感染、炎症、休克时重要的体液因子，它又会引起一系列的细胞反应。我室赵明博士查明TNFα通过p38和BMK1两条通路，分别使转录因子MEF2A和MEF2D磷酸化，诱导MEF2A/MEF2D异源二聚体形成，从而促进c-Jun基因表达，带来一系列生物学效应。近来我室又查明p38通路在LPS刺激血管内皮细胞引起ICAM-1 mRNA表达中也有类似的作用，并正在从事其它炎性介质信号可调控的研究。虽然在哺乳动物细胞信号通路之间常有交互作用(cross talk)，形成网络，但如果能查明LPS作用的主要信号通路，将进一步阐明感染中毒性休克的发生机制，也为重症休克的救治提供新的思路和途径。
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三、血管通透性紊乱
一般在休克后期，血管通透性明显增高，参与重症休克的发生；而烧伤性休克早期就有通透性升高，血浆大量丢失，它是引起烧伤休克低血容量发生的重要机制。但至今对大面积烧伤病人，除了补液治疗以外，尚没有一个适用于临床的降低通透性方法，从而能减少渗出和减少补液量，主要是未能深入阐明通透性变化机制。近年来血管通透性研究已从整体和原位微循环观察，进入到能够游离、灌流、定量测定几十微米微静脉的阶段。它一方面能够排除整体时神经、体液因素的影响，准确判定通透性增高的程度；另一方面又能直接观察微血管细胞内的变化，研究通透性增高的机制。我室黄巧冰(Huang 1997)引进了这种技术，建立了专门的通透性研究室。报告了炎症时通透性增高的几种信号通路。以组胺为主的炎性介质是通过Ca2+、NOS、cGMP、PKG通路；而以血栓素、PMA为主的炎性介质是通过不依赖Ca2+的PKC通路。查明肌球蛋白轻链(MLC)磷酸磷酸化和内皮细胞骨架蛋白酪氨酸化在通透性增高中起重要作用。应用NOS抑制剂(LNMA)，PKG抑制剂(KT5823)，MLC激酶抑制剂(ML-7)，及酪氨酸激酶抑制剂(damnacanthal)均能一定程度的降低组胺PMA引起的血管高通透性反应。该项研究为攻克烧伤性休克血管通透性增高的机制打下基础。
, http://www.100md.com
四、低血管反应性发生
重症休克时血管反应性低下，微血管对升压药物不起反应，带来血压持续下降和重要脏器灌流不足，它是晚期休克难以治疗的原因之一。为了阐明其发生机制，必须查明此时血管平滑肌内部发生了什么变化，而能够得到一个完整的和反映活体状态的平滑肌细胞是进行本项研究的前提。近年来美国学者报道了单个小动脉平滑肌的酶性分离方法。我室刘杰(Liu 1999)对其进行了改良，建立了以Pronase E为主的小动脉平滑肌快速分离和鉴定的方法，从而建立了专门从事血管反应性的研究室。应用Zhao 1985建立的血管反应性测定方法，查明失血性休克早期血管反应性升高，后期血管以应性下降。用小动脉条和快速分离的小动脉血管平滑肌证明，早期平滑肌轻度去极化，带来反应性升高；后期平滑肌细胞明显超极化引起反应性下降。用膜片钳和荧光探针查明，休克后期ATP缺乏引起ATP敏感钾通道(KATP)开放是引起细胞膜超极化的重要原因，而平滑肌细胞内酸中毒(H+)和过量NO形成的自由基(OONO-)也促使超极化。细胞膜超极化会抑制电位依赖性钙通道(POC)和减少细胞外钙内流，在升压药(如去甲肾上腺素)刺激时，细胞内钙离子升高不足，从而引起血管收缩反应性下降。基于上述结果，我室提出了恢复血管反应性的概念，试图用药物阻抑KATP通道开放和减轻细胞膜超极化，使血管对升压药物恢复反应，从而达到提升血压和治疗重症休克的目的。
总之，近年来采用细胞生物学和分子生物学的方法，开辟了若干新的领域探讨重症休克的机制。细胞流变学、细胞信号传导、血管通透性、血管反应性的研究正在深入进行之中，必将会出现新的理论体系并应用于临床。, 百拇医药