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急诊医学/心脏骤停后的病理生理变化
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{{Hierarchy header}} '''一、体内各种主要脏器对无氧[[缺血]]的耐受力''' [[正常体温]]时,[[心肌]]和[[肾小管]][[细胞]]的不可逆的无氧缺血损伤[[阈值]]约30min。[[肝细胞]]可支持无氧缺血状态约1~2h。肺组织由于氧可以从[[肺泡]]弥散至[[肺循环]][[血液]]中,所以肺能维持较长一些时间的[[代谢]]。 脑组织各部分的无氧缺血耐受力不同,[[大脑]]为4~6min,[[小脑]]0~15min,[[延髓]]20-30min,[[脊髓]]45min,[[交感神经节]]60min。 促使细胞发生不可逆的死亡机制,目前还只是些概念和假说,尚未形成一整套的理论。 '''二、无氧缺血时细胞损伤的进程''' [[心脏骤停]]后,[[循环停止]],如立即采取抢救措施,使组织灌流量能维持在正常血供的25%~30%。大多数组织细胞和器官,包括[[神经细胞]]均能通过低氧[[葡萄糖]]分解,获得最低需要量的三磷酸腺甙([[ATP]])。[[心脏]]搏动的恢复性很大,脑功能也不会受到永久性损伤。如血供量只达15%~25%之间,组织细胞的葡萄糖供应受到限制,氧亦缺乏,ATP的合成受到严重影响,含量降低。如心脏搏动未恢复,组织灌流量亦未能增加,ATP就会耗竭,正常细胞的内在环境稳定性即被严重破坏。此时如再加大组织灌流,反而会促使组织细胞的损伤达到不可逆的程度,即所谓“再灌流所致的损伤”。 如组织灌流量在心脏骤停后,只维持在正常血供的10%以下,即所谓的“涓细血流”,ATP迅速耗竭,合成和[[分解代谢]]全部停顿,称为“缺血性冻结”。此时[[蛋白质]]和[[细胞膜]]变性,[[线粒体]]和[[细胞核]]破裂,胞浆空泡化,最后[[溶酶体]]大量释出,细胞发生[[坏死]]。这是一幅细胞不可逆变化的景象。 70年代末,Hearse和Nayler等提出缺血性心肌在某种条件,再灌流反而损坏了有可能恢复的[[心肌细胞]]。这被认为是再灌流损伤造成的[[细胞死亡]],应该与缺血所致细胞死亡的概念区分开来。心脏骤停后,组织灌流立即停止,并不立即死亡。前面已提到,不同组织细胞的无氧缺血耐受阈值不同。那么究竟是心肌细胞本身由于长时间[[缺氧]]缺血,已经发生了严重损伤,而再灌流带来了多种有害物质,于是加速细胞死亡;抑或再灌流所带来的有害物质,如大量的钙离子、氧游离基、双价铁游离子等等。使本有可能恢复的缺氧缺血细胞完全失去恢复的能力。这似乎是一个矛盾现象:心脏骤停,组织灌流停,必须使之立即恢复,重新给细胞带来所需的氧,恢复合成ATP,提供能量,使细胞恢复功能。组织细胞如在无氧缺血耐受时限内,能获得正常血供的25%~30%,就有希望使[[复苏]]成功。或使用[[钙离子通道]][[阻滞剂]]、氧游离基清除剂、铁离子[[螯合剂]]于再灌流的血液中,有的学者已在实验动物中取得防止再灌流损伤的作用。这是当前[[复苏学]]的一项重点研究课题。 '''三、钙离子在无氧缺血时细胞损伤中的作用''' 正常情况下,细胞外和细胞内的[[Ca]]<sup>2+</sup>梯级差为10000:1。它的两个主要作用是: (一)延缓房室交界区的[[传导]]和延长该区细胞的不应期 这可使左、[[右束支]]和[[心室]][[肌纤维]]恢复[[极化]],使下传的脉冲可以顺利地进行心室[[肌细胞]]除极,不致因遇到尚处于不应期的束支而影响传导;同时因为在交界区的延缓,就有足够时间让[[心室充盈]]得较满意。 (二)形成电和机械耦联 结合[[肌动蛋白]]和[[肌凝蛋白]],心肌和[[血管]]平滑肌方能收缩。 钙离子进入细胞后,促发细胞内储存库([[肌浆网]])释出储存的Ca<sup>2+</sup>(图6-1)。两者的总量足够提供细胞蛋白质收缩所需。多余的Ca<sup>2+</sup>由ATP泵出细胞外。如ATP合成受阻,不能泵出多余Ca<sup>2+</sup>至细胞外;同时由于细胞膜因无氧性缺血的影响,Ca<sup>2+</sup>同慢通道离子变成快通道离子,大量进入细胞内。细胞内的Ca<sup>2+</sup>浓度可以从0.1μmol的基数增高到接近细胞外的浓度1.0mmol。 细胞内增多的Ca<sup>2+</sup>储存在线粒体内。Ca<sup>2+</sup>激活磷酯A<sub>2</sub>(一种破坏细胞膜完整性的酶)。细胞膜被破坏后,释出[[花生四烯酸]],是一种[[游离脂肪酸]]。再灌流时提供的氧,在[[环氧化酶]][[催化]]下,生成大量[[血栓素]](图6-2),是强力的可使心肌纤维和血管壁[[平滑肌纤维]]挛缩物质,此外血栓素并破坏线粒体的膜。ATP主要在线粒体内合成,线粒体被破坏后,ATP不能合成,体内的能量就更易耗竭,到了不可逆的阶段。 {{图片|gkzbg3ur.jpg|钙离子在心肌收缩的作用}} 图6-1钙离子在心肌收缩的作用 {{图片|gkzbg4s3.jpg|Ca2+激活磷酯A2示意图}} 图6-2 Ca<sup>2+</sup>激活磷酯A<sub>2</sub>示意图 磷酯A2被激活后,释放出游离脂肪酸([[FFA]]),[[细胞质]]中花生四烯酸含量增高。超过组织器官无氧缺血的耐受阈值之后,组织再灌流时,即产生一系列有害过程。 (引自Ann Emerg Med 12:471,1983) '''四、氧游离基在组织无氧缺血时的破坏作用''' 氧是代谢作用必不可缺的因素。正常时,它在组织系统中经细胞内的色素系统作用,进行4价还原。在还原时,有1%~2%的氧[[分子]]逸出,进行单价还原,它具有高度反应作用的活性。因为单价还原的氧分子最外圈只含有一个离子,成为氧游离基,包括过氧化游离基(O<sub> [[Image:gkzbg6gc.jpg]]</sub>)和氢氧游离基([[Image:gkzbg5mb.jpg]])均属极强的氧化或(和)[[还原物质]]。如果过多地存在,就会威胁细胞的完整性。正常时,由过氧[[歧化酶]](superoxide dismutases,SODs)阻止这些游离基的过强作用。无氧缺血时,氧游离基含量在细胞内大量增加,超过氧歧化酶的清除作用,严重地破坏蛋白质和脂肪的成分,引起了广泛的脂肪过氧化酶的连锁反应,从而严重地破坏了细胞的正常结构。 '''五、铁离子在组织无氧缺血时的破坏作用''' 上面提到缺血组织中,过氧化游离基含量过多,通过它的促发作用,引起铁离子催化的Haber-Weiss反应,产生反应力极强的氢氧基。 [[Image:gkzbg78c.jpg]] 线粒体中[[细胞色素]],[[铁蛋白]](Ferritin)以及其他含铁酶可以释放足够的游离的离子铁进行催化作用。结果摧毁了细胞膜。而铁螯合剂——[[去铁胺]](deferoxamine)可以起到保护作用。在实验动物中,证实用去铁胺(50mg/kg体重,[[静脉注射]])于心脏骤停(用注射冷1%[[氯化钾]]使之骤停)的[[大鼠]]进行复苏时5min内使用,可以获得100%的存活率。 '''六、脑复苏的重要性''' 近来对於心脏骤停后,[[神经系统]]受损的严重性和正确的治疗方法已越来越引起临床家的关注。一项临床统计值得重视:经“复苏存活”而住院的病人,最终死亡,其中由于明显的神经系统损伤者占59%,因严重[[心力衰竭]]者占31%。这些病人的组织损伤可以认为都是在再灌流以后加重的。有的学者称之为“[[复苏后综合征]]”,大致可以分为三期: (一)[[充血]]期 这是最初很短暂的时期,灌流可以超过正常时期,但是分布不均匀。目前尚不清楚这些增加了的血流是否确切灌注了[[微循环]]。 (二)低灌流期(或称“无再灌流期”) 经过充血15~30min后,开始发生细胞[[水肿]],同时出现[[血凝]]块,[[红细胞凝集]],血流成泥流状,[[血小板聚集]]。此外,还可能存在颅压增高、[[脑血管]]收缩、[[毛细血管]]周围[[红细胞]][[肿胀]]等。最终发生[[脑血管痉挛]],此时脑血流显著[[淤滞]]。这一低灌流现象在脑组织各部的严重程度并不一致,一般可持续18~24h。现在已经引起了临床家和研究人员的严重关注,试图改善这些异常现象,即在生命抢救方案中,增加适当防护措施,或在复苏术取得初步成功后,对这类病人加以特殊的强化监护治疗。但是到目前为止,还没有肯定的有效治疗方法。 (三)后期 低灌流期以后,经过救治,脑组织可能部分恢复功能,并逐渐完全恢复(这与抢救时机及所采取的措施有密切关系);或持续性低灌流,导致长时间或永久性[[昏迷]];或发展至[[脑死亡]]。 脑复苏后综合征全过程中的[[病理]]生理变化到目前为止和其他脏器在复苏过程中的病理生理变化一样,所取得的都是零碎的、片断的资料,还缺乏对它们的充分认识,亦尚未形成成套完整的理论体系。很多未知数尚待深入研究以求得明确的答案。有些情况是明了的。脑组织在人体器官中是最易受缺血伤害的。这是由于它的[[高代谢]]率、[[高氧]]耗量和对高[[血流量]]的要求。整个脑组织重量只占体重的2%,但静息时,它要求的氧占人体总摄取量的20%,要求的血流占心排出量的15%。心脏骤停后引起的无氧性缺血,脑组织中的ATP含量即减少90%。因此[[心搏停止]]后最早出现的[[症状]]之一是深昏迷。基础生命抢救的主要目的亦即提供脑组织最低的血流量。 虽经实验发现,心脏骤停后直至血供降至正常的30%~35%以下,大脑的[[神经元]][[突触]]的传导功能都可以维持。如果降至20%以下,神经元的的生存力就受到损坏。但另有报道,如果大脑血供能维持在15%正常血供以上,并接受经过处理的再灌流血液:加入Ca<sup>2+</sup>通道阻滞剂、Fe<sup>2+</sup>螯合剂和清除氧游离剂的[[SOD]]<sub>s</sub>、[[抗坏血酸]]、[[维生素E]]等,是有可能恢复脑组织功能的,但是至今还都是实验室的结果,还没有肯定的临床实践报道。 {{Hierarchy footer}} {{急诊医学图书专题}}
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