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多系统器官功能衰竭
基本信息

英文名称 :multiple systemic organ failure

作者
张延龄
英文缩写
MSOF
概述

在严重创伤和感染时,局部炎症反应是一种生理性保护反应,失却这一局部反应或形成过度的激发反应,则可发生全身炎症反应综合征(systemic inflammatory response syndrome,SIRS)。届时机体出现代偿性抗炎症反应综合征(compensatory anti-inflammatory response syndrome,CARS)的防御反应与SIRS相对抗以求重建平衡,否则SIRS的过度激活必然导致多器官功能不全综合征(multiple organ dysfunction syndrome,MODS)和多系统器官功能衰竭(multiple systemic organ failure,MSOF)的发生,增加患者的死亡危险。由此可见,严重创伤、感染、休克与SIRS、MODS和MSOF之间密切相关。

MSOF是外科危重患者死亡中一个主要原因,也是外科临床工作中一个值得重视的问题,有的作者也称之为多器官功能衰竭(MOF)。

有关MSOF的定义,是指严重创伤、感染、休克或大手术等24小时之后顺序出现两个或两个以上的系统/器官功能障碍,随之相继或同时发生功能衰竭。至于在发病24小时以内死亡者,属于复苏失败之例,应不包括在内。MSOF不包括慢性器官功能衰竭,但对原有慢性器官功能不全由于外伤或感染等导致恶化而发生两个或两个以上的系统/器官功能衰竭者仍列入MSOF范畴。

病因与发病机制

已如前述,严重创伤、感染和休克与SIRS、MODS和MSOF的发生密切相关。MODS首由Tilney于1973年命名,次年又提出多器官功能衰竭(MOF)和MSOF的名称,后两者多数是由脓毒症引起,MODS是生理紊乱的一个连续过程,而MOF或MSOF则是MODS继续发展的最终结果,鉴于这一结局不一定都是严重感染或脓毒症所引起,其中也可有非感染因素。于是在1992年,美国胸外科医师学院/重症监护医学学会(ACCP/SCCM)联席会议提出SIRS的概念。任何创伤、感染、自身免疫性反应、肝硬化和胰腺炎等可以引起局限性炎症反应,一旦丧失局部控制而激发全身反应,即称之为SIRS。其发展过程分为三期,第1期是对损害的反应,局部环境生成细胞因子,从而激发炎症反应。第2期是少量细胞因子释放入血液循环而增强局部反应,募集巨噬细胞和血小板,生成生长因子,激起急性相反应,减少前炎症介质以及释放内源性拮抗剂。如这些调控功能丧失和内环境失衡,即进入第3期。此时出现大量全身性反应,细胞因子大量释出,此时其主要作用是破坏而不是保护,大量炎症介质激起许多体液连锁反应,激活单核-吞噬细胞系统,微循环的完整因之丧失而致各种远处器官受到损害,继之发生MODS甚或MSOF。

在SIRS早期,大量白细胞黏附在激活的血管内皮细胞上,影响甚至阻断微循环血流。白细胞黏附部分地与内皮细胞黏附分子增多有关。肿瘤坏死因子(TNF-α)、白介素-1(IL-1)和许多其他炎症介质激发内皮细胞表达新的或更多的黏附分子。激活的白细胞可损害邻近的内皮细胞和血管外组织。TNF-α和IL-1既是原发性前炎症介质,又是激活继发性前炎症介质的趋化因子。激活的内皮细胞可表达组织因子、血小板-内皮细胞黏附分子和血栓素A2(TXA2)等许多因子。TNF-α经外在途径激活凝血级联反应,内毒素激发凝血和纤溶级联反应,因子Ⅻ对脓毒性休克的发生起重要作用,因子Ⅻa经内在途径激活因子Ⅺ,激发内皮细胞和巨噬细胞生成组织因子。这些前凝血环境的改变以及内皮细胞的损害可诱发大量微血栓,进一步阻塞局部血流和加重器官功能不良。局部反应中的周围血管扩张和血管渗透性增加,以及全身反应中的白细胞-内皮细胞激活和微血栓形成,使得惯用的容量补充难以复苏这些已处于低血压的患者。

在SIRS的过程中,有内脏器官的损害。有关心肌、肺脏和肾脏功能衰竭将分别在休克章和本章下一节详细讨论,这里重点介绍肠道在MSOF发生中的作用。

(1)肠道与MSOF

过去由于缺乏连续监测肠功能的手段,肠道在MSOF中的作用一直未被重视,也不常提“肠功能衰竭”这一名称。近年有关肠道代谢和营养的研究提示,肠道在饥饿和应激情况下可以发挥重要的代谢作用,肠源性感染更与创伤性休克休戚相关,并是导致创伤性休克的不可逆性和MSOF的主要原因。已知除消化吸收功能外,肠道对腔内菌丛有屏障作用,可防止细菌入侵及其毒素的吸收。在不进食的危重患者,这种屏障功能不健全,细菌不断进入体内,导致MSOF的发生,Wilmore称肠道为外科应激中一个中心器官,而Carrico声称胃肠道是导致MSOF的动力部位,也是MSOF的靶器官。这种肠道内生菌进入肠外组织,如肠系膜淋巴结、肝、脾和血液等过程称之为细菌移位。

细菌的存活性不是细菌移位的必要条件,因为输入死亡细菌后的移位结果与存活细菌者相同。此外,细菌固有的毒素或其他的毒性因子也不是透过肠壁移位必需的因素。近期研究证明肠道细菌的过度生长为细菌移位提供了前提,肠道屏障的破坏则为细菌移位提供了可能。如在缺血的肠黏膜区,细菌可在缺血15小时内透壁移动,先见金黄色葡萄球菌,接着是梭状芽孢杆菌,而后是肠杆菌科。在创伤或休克时,巨噬细胞分泌PGE2增多,从而抑制T细胞的干扰素和IL-2的生成,并也抑制了T细胞和B细胞的繁殖,这一免疫功能抑制则为细菌移位的完成提供了条件。肠道巨噬细胞在肠道内吞食过度生长和黏附在肠黏膜上的细菌,然后移行至肠外组织再释放出来,在全身性潜能低下、免疫抑制、感染和创伤等应激情况下细菌移位可转化成肠源性感染,甚至导致MSOF的发生。

(2)MSOF中各脏器间的相互影响

从临床表现看来,MSOF时各个器官衰竭发生的先后常依循下列同一的顺序,即肺首先受累,肾次之,到较晚期才出现肝脏衰竭,而血流动力学和心脏衰竭常是MSOF的后期表现。中枢神经系统累及的时间早晚不一。器官发生衰竭的顺序当与某一器官原发病灶有关,如肾病患者的肾衰竭可先于肺功能衰竭之前出现。一个器官的功能损害可促发或加重另一个器官的功能损害,各脏器间存在相互影响。如肺功能不全时,血氧张力降低,脏器组织缺氧,发生乏氧代谢和ATP缺乏,细胞膜电位差因之降低,氢离子进入细胞内,钾离子外溢,引起细胞水肿。肺功能不全时,很多血管活性物质不能被灭活,必然会引起其他脏器功能的改变。急性肺衰竭可导致右心后负荷增加和右心衰竭。又如肾功能不全时,血内含氮代谢产物增多,引起种种精神神经症状。由于水和电解质代谢紊乱,高钾血症可引起心肌功能障碍。体内尿素氮和水分过多又会引起肺水肿。

诊断标准
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防治措施

严重创伤、休克、感染和大手术患者容易发生MSOF,故对这些病因必须及时防治和控制。首先要保持充分的循环血容量,注意尿量和肾功能的保护。保持充分的心输出量。血气分析对监测危重患者的肺功能非常必要,使PaO2保持于12kPa。组织有广泛损伤时,抗生素的应用对感染的防治很有价值。在临床上刚出现一个器官功能衰竭的症状时,必须及时针对处理,否则就有可能序贯地引起第2个或第3个脏器的衰竭。

(一)循环系统及心脏的支持

静脉液体复苏是MSOF患者救治的重要组成部分,及时有效的液体复苏对于最终治疗结果有决定性作用,其治疗目标是纠正有效血容量不足。对严重脓毒症引起的组织低灌注综合征,一经诊断应立即开始液体复苏。出现器官功能衰竭后,器官微循环已处于一种麻痹的无反应状态,治疗往往是失败的。1999年美国危重病医学会提出了早期目标导向治疗(early goal directedtherapy,EGDT),其液体复苏指标包括:①中心静脉压在8~12mmHg;②平均动脉压≥65mmHg;③尿量≥0.5ml/(kg•h);④中心静脉或混合静脉血氧饱和度≥70%。但这种方法作为早期治疗似乎更为有益。大容量液体复苏在最初6小时内常导致失血性贫血的恶化,因此常需要输血治疗,恢复其携氧能力。要监测血压、心率、中心静脉压、心输出量、肺动脉楔压(PAWP)和混合静脉血氧等,通过氧利用系数的计算以评估氧供满足组织氧耗的程度。有效地抗休克是防治MSOF的基础,及时恢复充分的循环容量以保证器官的灌注,同时纠正代谢性酸中毒。遇有血压不升可按不同情况选用合适的血管活性药物。保护心肌,应用大量维生素C及细胞代谢药物。如有心功能不全,可给正性肌力药。

(二)呼吸系统的支持

应用呼吸机支持呼吸功能是治疗MSOF的关键。反复测定血液气体分析,监测氧运输(心输出量与动脉血氧含量的乘积)和肺泡-动脉血氧分压差(PA-aO2)。当MSOF患者循环不稳定时,往往出现低氧血症,呼吸急促,使用呼吸机可纠正低氧血症,减少呼吸作功和降低氧耗,有助于改善循环功能,防止ARDS的发生。如患者呼吸浅而快或自发呼吸消失,或患者呼吸与呼吸机对抗,给适量镇静药,选择间歇正压通气(IPPV)以维持正常呼吸。已发生ARDS时,选用呼气终末正压通气(PEEP),可以增加呼气末肺容量和功能残气量(FRC),膨胀原已萎陷的肺泡,肺顺应性也可因之增加。为防止气道内压增高,有利于分泌物的排出,防止误吸和减轻对心搏出量的干扰,可采用高频正压通气(HFPPV),对肺组织损伤小,能产生有效气体分布,也不影响自主呼吸。如呼吸衰竭仍不能改善者,可选用体外循环模式氧合通气(ECMO)。MSOF患者准备停用呼吸机前,可改用持续气道正压通气(CPAP)或气道减压通气(APRV)作为过渡,后者可增加CO2排出,升高潮气量和FRC,PaO2也可上升。

总之,当PaO2继续下降至<8.0kPa时,应行气管切开和呼吸机正压给氧。气道的充分湿化,对气管和支气管黏膜有保护作用。在雾化器中加入抗生素、糜蛋白酶等,有助于控制感染和排出分泌物。

(三)肾功能的支持

监测尿常规、血清肌酐、尿素氮、渗透压及电解质检查,用血管扩张药以增加肾血流量。对尿少者应用利尿剂。

(四)胃肠功能的支持

临床上常以畏食、淤胆、肠麻痹、腹泻和消化道大量出血为监测胃肠功能的指标。使用完全胃肠外营养(TPN)因缺乏对肠道刺激而易发生淤胆,如取总热量10%由口服或肠饲补充,则可降低淤胆的发生率,补充谷氨酰胺及早期进食对肠道的屏障机制具有保护作用。一旦出现胃肠道溃疡出血,可用胃肠减压、制酸剂以及H2受体拮抗剂等治疗。

(五)代谢和营养的支持

代谢支持的新概念指明了从代谢水平处理MSOF的方向。归纳MSOF时的代谢改变主要表现为高代谢甚或超高代谢状态;其中有高血糖症,糖原异生,胰岛素作用降低,乳酸盐及丙酮酸盐值增加;血浆甘油三酸酯及脂肪酸值上升;脯氨酸、蛋氨酸、谷氨酸、鸟氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸和丙氨酸值上升,BCAA(亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸)初期降低而后期上升,蛋白合成降低,蛋白分解增加;能量消耗增加,在器官衰竭时由葡萄糖和脂肪产生的能耗进一步减少,在晚期氧化燃料主要为氨基酸。根据上述改变的特点,代谢支持的重点在于支持器官的结构和功能,推进各种代谢通路,减少葡萄糖的负荷,增加脂肪和氨基酸的供应。营养支持不能采取惯用的TPN方案,否则MSOF反见恶化,CO2生成增加,呼吸通气负担加重,使得呼吸衰竭更加明显,过多的葡萄糖输入可损害肝功能,甚至出现高渗性非酮症性昏迷。每日给总热量167~188J/kg(40~45cal/kg)为宜,其中非蛋白热量的供应控制在125~146J/kg(30~35cal/kg),与氮的比例为418J∶1g。葡萄糖的输入速度不宜超过5mg/(kg•min)。应用脂肪作为非蛋白热量的来源,可以减低呼吸商,减少CO2的生成,减轻呼吸负担,目前认为以脂肪提供40%~50%的非蛋白热量是相当安全的,其中以中链脂肪酸的脂肪乳剂最为理想。在中、重度应激状态时,每日供应氨基酸2~3g/kg才能获得氮平衡。注意所使用的氨基酸液配方,因为在MSOF时芳香族氨基酸(AAA)不能被肝脏利用以合成蛋白质,因之其血中浓度升高;而支链氨基酸(BCCA)可被利用和消耗,BCCA/AAA比率下降,故应增加BCCA和减少AAA的供应,输入含45%BCCA的氨基酸液可以取得改善营养的良好效果。

(六)清除炎性介质或阻断其生成

炎症反应原来是机体防御机制中的主要内容,如过度激活而致炎症失控时就会起有害的作用。近年来已注意到体液介质-细胞因子和氧自由基在MSOF发生中的作用,由此派生出一些新的治疗方法,有的已开始用于临床,有的尚需进一步总结。

1.抗内毒素治疗

半乳糖有直接抗内毒素作用,脂多糖抗体可迅速降低血浆内毒素浓度,新近问世的HA-IA(centoxin)是一种人体IgM单克隆抗体,可以选择地结合内毒素的脂质-A部分,临床报道可明显降低脓毒症患者的死亡率。

2.抗氧化剂和氧自由基清除剂

目前正在广泛寻找各种抗氧化剂和氧自由基清除剂,为抗休克、缺血性损害和MSOF的治疗开创了广阔的前景。二甲亚砜、过氧化氢酶、谷胱甘肽、β-胡萝卜素、维生素C、维生素E、过氢化物歧化酶(SOD)和别嘌醇(allopurinol)均能防止或减轻组织缺血后再灌注损害,其中尤以对后两者的研究最多,并已应用于临床。

3.介质抑制剂

目前最感兴趣的是黄嘌呤氧化酶抑制剂、TNF单克隆抗体以及吲哚美辛和布洛芬等非甾类抗炎药,可以减少前列腺素的合成,己酮可可碱能拮抗包括TNF在内的一些介质,抗脂多糖单克隆抗体也能抑制感染早期血液循环中TNF的活性。

4.免疫球蛋白

可以提供针对广泛微生物的抗体,加强对细菌的调理作用以利吞噬和杀灭细菌。给脓毒症患者静脉注射IgG 60g,连续2天,可明显改善MSOF,也有人认为IgM的作用可能更优于IgG。

预后
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来源
实用外科学(全2册),第4版,978-7-117-23988-2
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