休克的分期和微循环变化
根据血流动力学和微循环的变化,可将休克的发生过程分成三个时期:代偿期、失代偿期、难治期。在不同时期,休克有不同的临床表现。这些表现与有效循环血量减少和微循环障碍的程度有关。现以失血性休克为例,对休克几个阶段的发展过程及变化机制进行阐述。
(一)休克Ⅰ期(休克代偿期,微循环缺血性缺氧期,休克早期)
1.微循环及组织灌流特点
本期表现为微循环血液灌流减少,组织缺血缺氧,故又称为微循环缺血性缺氧期。这是因为全身小血管持续收缩痉挛,口径明显变小,尤其是毛细血管前阻力血管(微动脉、后微动脉和毛细血管前括约肌)收缩更明显,此时微循环内血流速度显著减慢,流态由线流变为粒线流甚至粒流;大量真毛细血管网关闭,血液仅通过直捷通路和开放的动-静脉吻合支回流,使组织灌流量锐减。此期微循环灌流特点是:少灌少流、灌少于流,微循环严重缺血缺氧(图8-3(b))。
2.微循环障碍发生的机制
(1)交感-肾上腺髓质系统兴奋,儿茶酚胺大量释放入血。急性大失血时由于血容量减少,交感-肾上腺髓质系统强烈兴奋,血中儿茶酚胺含量比正常值高几十倍甚至几百倍。儿茶酚胺引起小血管收缩和痉挛,特别是微动脉和毛细血管前括约肌收缩更强烈,这是因为微动脉上交感神经末梢较多和毛细血管前括约肌对儿茶酚胺更敏感。结果使毛细血管前阻力明显大于后阻力,微循环灌流明显减少,而且灌少于流。儿茶酚胺的大量释放,还刺激β-受体,引起大量动静脉吻合支开放,构成了微循环非营养性血流通道,使器官微循环血液灌流锐减。

图8-3 休克各期微循环变化特点
(2)继发于始动机制之后,体内产生的其他各种体液因子,如血管紧张素Ⅱ、垂体加压素、血栓素A2、内皮素、心肌抑制因子、白三烯类物质等进一步加强内脏小血管的收缩。
3.微循环变化的代偿意义
休克Ⅰ期微循环的变化一方面可引起皮肤、腹腔内脏和肾脏等多个器官的缺血缺氧,另一方面却通过增强心肌收缩力、提高心输出量、增加外周阻力等来提高组织器官灌流压,以满足组织器官血流灌注而起到积极代偿作用,故本期又称为休克代偿期。具体表现如下。
(1)有助于休克早期动脉压的维持:本期休克患者的动脉压可轻度下降或并不降低,有的甚至比正常值略为升高,其机制如下。
①回心血量增加:休克早期交感神经持续兴奋和儿茶酚胺大量分泌,血管出现明显收缩。由于静脉系统属于容量血管,可容纳血液总量的60%~70%。静脉的收缩可以迅速而短暂地增加回心血量,起到快速“自身输血”的作用,被称为休克时增加回心血量和循环血量的“第一道防线”;此外,由于微动脉和毛细血管前括约肌比细静脉对儿茶酚胺更为敏感,导致毛细血管前阻力比后阻力升高更明显,毛细血管中流体静压下降,使组织液返流入血增加,循环血量增加,起到缓慢“自身输液”的作用,被称为休克时增加回心血量的“第二道防线”。
②心输出量增加:交感神经兴奋和儿茶酚胺增多,可使心率加快,心肌收缩力加强,心输出量增加。
③外周总阻力增高:多个部位器官组织的微动脉、小动脉收缩可增加外周阻力,有助于血压的维持。
(2)有助于心脑血液供应的维持:微血管反应的非均一性导致血流重新分布。皮肤、肌肉和某些腹腔内脏的血管收缩,而心、脑重要生命器官的血管张力无明显增加。血液的重新分布保证了心脑等重要生命器官的血液供应,有重要的代偿意义。
4.临床表现
该期患者在临床上表现为脸色苍白、四肢冰凉、出冷汗、脉搏细速、脉压减少、尿量减少、烦躁不安。该期血压可骤降(如大失血),也可略降,甚至正常(代偿),但是脉压可有明显减小,所以血压下降并不是判断早期休克的指标。由于血液的重新分配,心脑灌流可以正常,所以早期休克的患者,神志一般是清楚的(图8-4)。

图8-4 休克早期的临床表现及机制
休克早期病情是可逆的,应尽早消除休克的动因,控制病变发展的条件。如能及时补充血容量,解除微血管的痉挛,增加组织有效灌流量,患者较易康复。但常因血压降低不明显而误诊,致使病情进一步发展到休克期。
(二)休克Ⅱ期(休克失代偿期,微循环淤血性缺氧期,休克期)
1.微循环及组织灌流特点
本期微循环状态的特征是淤血。微循环中血管自律运动首先消失,终末血管床对儿茶酚胺的反应性进行性下降。微循环痉挛较前减轻,真毛细血管开放数量增多、口径变大;血流不再局限于通过直捷通路,大量涌入真毛细血管;血流更加缓慢,甚至“泥化”淤滞;特别是在微静脉端发生红细胞聚集,白细胞滚动、贴壁与嵌塞,血小板聚集,血黏滞度增加,且微血管通透性增加,大量血管内液体外渗。因此,此期微循环灌流特点是:灌而少流,灌大于流,组织呈淤血性缺氧状态(图8-3(c))。
2.微循环淤滞的机制
(1)酸中毒:长期缺血和缺氧引起组织氧分压下降、CO2和乳酸堆积,发生酸中毒。酸中毒导致平滑肌对儿茶酚胺的反应性降低。
(2)局部代谢产物作用:长期缺血和缺氧引起局部血管扩张,代谢产物增多,如微血管周围的肥大细胞,释放组胺增多,ATP分解的产物腺苷增多,细胞分解代谢增强时的K+释出增多,在缺氧和致炎因子作用下,激肽系统激活,激肽类物质生成增多,这些都可以造成血管扩张。
(3)内毒素作用:除病原微生物感染引起的败血症外,休克后期常有肠源性细菌(大肠杆菌)和脂多糖(LPS)入血。LPS和其他毒素可以通过补体系统、激肽系统、细胞因子多种途径,引起血管扩张,导致持续性低血压。
(4)血液流变学的改变:研究表明,血液流变学的紊乱,在休克期微循环淤血的发生、发展中起着非常重要的作用。休克期血液流速变慢,轴流消失;此外,由于组胺的作用,血管通透性增加,导致血浆外渗、血液浓缩、血浆黏度增加;血液灌流压下降,可导致白细胞贴壁、滚动、黏附于血管内皮细胞上,加大了毛细血管的后阻力;红细胞聚集,血小板黏附聚集,都是造成微循环血流变慢,血液泥化、淤滞,甚至血流停止的重要机制。
3.微循环淤血的后果(https://www.daowen.com)
微循环淤血,恶性循环形成,机体处于失代偿期。
一方面,由于微循环血管床大量开放,血液被分隔并淤滞在内脏器官,造成有效循环血量锐减、静脉充盈不良、回心血量减少,心输出量和血压进行性下降;另一方面,毛细血管后阻力大于前阻力,血管内流体静压升高,不但自身输液停止,且组织液生成增多;此外,组胺、激肽、前列腺素E和心肌抑制因子等引起毛细血管通透性增加,大量血浆外渗,也导致血液被浓缩、血液黏滞度进一步增加。由于回心血量进行性减少、血压进行性下降,当平均动脉压小于7 kPa时,心脑血管失去自身调节,冠状动脉和脑血管灌流不足,出现心脑功能障碍,甚至衰竭。此期交感-肾上腺髓质更为兴奋,组织血液灌流量进行性下降,组织缺氧更加严重,完全失代偿,形成恶性循环。
4.临床表现
此期患者血压进行性下降,可低于50 mmHg(6.67 kPa),心搏无力,心音低钝,神志淡漠并转入昏迷;肾血流量严重不足,出现少尿,甚至无尿;脉搏细弱频速,静脉塌陷,皮肤发绀、可出现花斑。
休克失代偿期的主要临床表现及发生机制如图8-5所示。

图8-5 休克期临床表现及发生机制
研究休克期的全身微循环和血流动力学变化对防治休克有重要的指导作用。临床上除了病因学治疗外,特别强调针对微循环淤滞的特点,采用纠正酸中毒以提高血管对活性药物的反应性;输液以扩充血容量时,不但要补充已丢失的血量,还要补足血浆外渗滞留在组织间隙的血浆量;使用血管活性药物甚至用扩血管药物疏通微循环,而不是长期滥用拟交感的缩血管药物。以上措施疗效显著,大大降低了休克患者的死亡率,所以休克期也称为可逆性失代偿期。
(三)休克Ⅲ期(休克难治期,微循环衰竭期)
失代偿期持续较长时间以后,休克进入难治期或不可逆期。由于它不像休克由代偿期进入失代偿期时,微循环表现由缺血变为淤血那样有显著的特征,因此无论是动物实验还是在临床实践中,迄今都还缺乏从微循环障碍和临床角度判断休克失代偿后“可逆”和“不可逆”的标准,尤其在临床上,二者几乎不可能划分。因此有人把本期包括在失代偿期之内,认为难治性休克仅仅是休克患者失代偿期临终前的一种表现。
1.微循环及组织灌流特点(图8-3(d))
(1)微血管反应性显著下降:微血管发生麻痹性扩张,对血管活性药物反应性显著下降。即使在输血补液治疗以后,微血管对儿茶酚胺反应性仍然下降,能引起血管收缩的去甲肾上腺素所需浓度越来越高,收缩反应越来越不明显,出现微循环衰竭。本期血管反应性降低的机制尚未完全阐明,组织细胞酸中毒是原因之一。
(2)毛细血管无复流现象:休克晚期即使大量输血补液,仍有一个大循环和微循环血液灌流恢复不同步的过程,此时血压可一度回升,但微循环灌流量无明显改善,毛细血管中淤滞停止的血流未能恢复,即出现无复流(no-reflow)现象。由于心、脑等重要生命器官微循环灌流量无明显恢复,回升的血压不久又开始下降。白细胞黏着和嵌塞、毛细血管内皮肿胀和晚期并发DIC、微血栓堵塞管腔等,是产生无复流现象的病理生理基础。
(3)DIC的发生:DIC是休克晚期的一种并发症,休克过程中一旦发生DIC,则预后不良。当然,并非所有休克患者都一定发生DIC。另外,并非所有的休克一定要发展到晚期才并发DIC。例如,严重创伤和烧伤、重症感染时引起的休克,DIC的发生往往较早。
2.DIC形成的机制
(1)血液流变学的改变:血液流变学的改变在休克Ⅲ期更加严重,微循环中血流更加缓慢,血液浓缩、血细胞聚集、血黏度增高,使血液处于高凝状态,易发生DIC。
(2)凝血系统的激活:严重缺血、缺氧、酸中毒或内毒素等都可损伤血管内皮细胞,暴露胶原纤维,从而激活内源性凝血系统;创伤和烧伤所致的休克常伴有大量组织破坏,组织因子释放;中性粒细胞在内毒素的刺激下也可释放组织因子,从而启动外源性凝血系统。
(3)PGI2/TXA2平衡失调:休克时血管内皮细胞损伤后生成和释放前列环素(PGI2)减少,而内皮下胶原暴露又易引起血小板的黏着和聚集,释放TXA2增多。PGI2有抑制血小板聚集和扩张小血管的作用,TXA2则可促进血小板的聚集和小血管的收缩。PGI2/TXA2平衡失调可促进DIC的发生。
(4)单核-巨噬细胞系统功能下降:休克原始病因(如内毒素、溶血)的作用和休克时血液灌流量减少,使单核-巨噬细胞系统功能降低或被封闭,不能清除已激活的凝血因子和已形成的纤维蛋白,也可促使DIC的发生。
3.DIC的影响和后果
DIC一旦发生,休克病情将进一步恶化,机制如下。
(1)广泛的微血管阻塞进一步加重微循环障碍,使回心血量进一步减少;
(2)凝血物质消耗、继发纤溶的激活等因素引起出血,从而使血容量减少;
(3)凝血与纤溶过程中的产物,纤维蛋白肽和纤维蛋白降解产物(FDP)以及某些补体成分,增加了血管通透性,加重了微血管舒缩功能紊乱;
(4)器官栓塞、梗死,加重了器官急性功能衰竭,包括肺、肾、肝、心、胃肠、脑等重要生命器官发生“不可逆性”损伤,甚至出现多器官功能障碍综合征(MODS)。
休克的分期及机体主要的变化小结见图8-6。

图8-6 休克的发展过程(分期)及机体的主要变化示意图
自从20世纪60年代提出休克的微循环障碍学说以来,休克的发病机制得到进一步阐明,临床治疗取得了突破性进展。但该学说并非十分完善,不能解释休克发生过程中的所有现象,休克各期的出现也并不完全严格遵循上述的变化规律。比如,大量失血、失液引起的休克,常从缺血性缺氧期开始,逐步发展;严重过敏性休克的微循环障碍可能从淤血性缺氧期开始;而严重感染或烧伤引起的休克,可能从微循环衰竭期开始,很快发生DIC或多器官功能障碍。因此,近年来学者们又特别重视休克发生过程的细胞和分子水平的研究,提出了休克细胞(shock cell)的概念,认为细胞损伤是器官功能障碍的基础,这标志着对休克的发病机制又有深入认识。