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(三)“休克”的实证历程
我们今天知道,休克是由于各种病因引起的有效循环血容量急剧减少,致全身微循环功能障碍、生命重要器官严重缺血、缺氧而引起的代谢障碍、功能减退与细胞损害的病理状态。但其病理生理学概念的诞生却是近代以来的事情,尽管古代医家早已经认识到这一与炎症密切相关的危重病情。
中国古代虽无“休克”之名,但医圣张仲景《伤寒论》中的“少阴病”就是典型的休克描述。其后,厥证 (神昏、肢冷)、脱证 (大汗淋漓、口张尿遗、气短息微、脉细欲绝)、闭证(高热神昏、牙关紧闭、二便不通)、内闭外脱证(重度难治性休克)等救治,积累了丰富的临床经验。尽管如此,仍然是局限于从临床表现的观察,缺乏深入客观的病理生理学研究。
1. 休克的概念起源与临床观察
据祝益民教授的考证[祝益民,赵祥文. 休克发展历史的回顾. 实用休克杂志(中英文).2017,1,5-8],休克认识的历史起源于创伤。法国医生 Henri Francois Le Dran于1743 年观察到由于弹伤打击造成的休克现象,在其英文翻译中使用了“shock”一词来表示这种现象,表示打击或振荡的意思。西班牙独立战争期间(1808-1814),任职的英国外国医生 G.J.Guthrie 在他的专著《枪伤》(1827)中选择了shock一词来描述创伤现象,既包括创伤的刺激,也包括机体的神经生理反应。1848 年,法国外科医生 Velpeau在《柳叶刀》(Lancet)上发表关于巴黎革命期间伤员管理的文章,描述了枪伤后的连续生理衰退,其中第一阶段的特征便是休克,尤其表现在神经系统方面。1861 年,美国杰斐逊医学院的 Samuel Gross医生发表的军事外科医生手册中指出诊断休克的易用性,并着重于神经学的结果。1863 年,美国南卡罗莱纳的 Julian J. Chisolm 教授在《联邦军事外科医生手册》中也对休克的性质进行了类似的观察,他认识到不仅仅是枪伤,任何形式的伤害都可能导致休克,扩大了对休克这一概念的理解。
Gross 和 Chisolm 都提出了休克时神经紊乱的概念,认为休克是生命机体原始错乱的表现。1866年,外科医生 Thomas Buzzard 根据对铁路事故和“其他暴力”受害者观察的经验,制定了一个“休克神经系统”的分类系统,提出从休克的快速死亡状态到慢性创伤后应激障碍一系列病理变化。1868 年,伦敦联邦医院内科医生Ed-win Morris 发表了一篇关于休克的实用论文,回顾了从 Guthrie 论文开始使用休克这个词的所有内容,进一步提出了休克作为神经系统综合征为主题,推动了“休克”一词的普遍使用。
1879 年,Mansell-Moullin 在专著《休克的病理》中肯定了休克主要是一种神经现象。由于血压计的发明,低血压也被发现存在于休克现象中,认为低血压的发生是神经抑制的结果。同时,他尤其怀疑内脏神经的作用,认为内脏血管扩张是引起休克的主要原因。这一理论得到了德国生理学家 Goltz 的证实,肠系膜神经反射能引起休克。
除了内脏神经的作用,Mansell-Moullin 认为前脑也是造成休克的因素之一,过度的情绪也调节机体对损伤的生理反应。19 世纪的另外一名外科医生和教育家 Edward Mapother 认为休克使神经麻痹,从而导致小动脉收缩。随后,Mapother 关于病理性血管收缩的休克理论被 Malcomb 进一步扩大,认为小动脉收缩是休克的关键病理。在采用传统治疗手段的同时,倡导生理盐水的治疗,这在当时还是一种新的治疗手段。与当时大多数研究者相似,Malcomb 更依赖于临床观察,并没有想到通过实验研究来证实其理论。1895 年,John Collins Warren 描述了休克患者表情淡漠等基本表现,这是最早的关于休克症状表现的描述记载。显然,这与古代的临床观察和理论猜想并无多大进步。
2. 休克理论的探索
在第一次世界大战之前,研究者通过实验室工作得出两个不同于血管收缩的休克理论。美国著名外科医生 George Crile 通过犬类实验研究发现出血和烧伤后均发生血管收缩,认为神经刺激而引起的血管收缩在休克的病理生理过程中发挥着重要的作用。休克是由于内脏传出神经过度活动,造成内脏血管舒张导致血液聚集在内脏血管床,导致循环“失血”和低血压。Crile 的理论源于实验室的数据分析,证实调节内脏和感觉运动神经能够在多种动物模型中出现休克状态。此外,大脑中枢对于有害刺激的感受是导致休克的关键因素,故充足的镇静和麻醉对于避免休克发生是必要的。
第二个理论是耶鲁大学生理学家 Yandell Henderson提出,他观察到大出血动物血液中二氧化碳含量低于正常,是由于缺氧导致呼吸急促所致,并推测病理性过度通气是休克的一个重要因素,将此称为低碳酸血症理论。纽约 Bellevue 医院 Henry Janeway和Ephraim Ewing 则认为,低碳酸血症和内脏血管舒张之间可能存在某些联系。通过对犬类的实验研究,确认休克相关的低碳酸血症能导致肠系膜静脉血病理性聚积,从而导致失血。研究试图将 Crile 的内脏血管舒张理论和 Henderson 的低碳酸血症理论合并成一个共同的主线,那就是严重损伤后的反射性过度通气导致低碳酸血症,从而促进内脏血管舒张,循环中的血液聚积于内脏血管,导致进行性休克。然而,Walter Cannon 对休克低碳酸血症的理论持反对态度。Cannon 测量了实验动物犬和猫的碱储备,发现休克时低碳酸血症和呼吸急速都只是碳酸氢盐缓冲系统存在的证据。更赞成改良的“失血”理论,伤员血液中红细胞计数较高,表明血液存在浓缩现象,认为体内血液聚集而应对休克,从而导致血液循环显著减少。
1917年,Edward Archibald 提出低血压在休克中具有重要作用的观点。英国学者 E.M.Cowell介绍了创伤性休克的概念,认为创伤本身是导致休克生理改变的主要因素,受伤的组织中释放的未知毒素也只能是致病因素之一。他将休克进一步分为两种,一是原发性休克,就医时即出现血流动力学不稳定;二是继发性休克,先前正常生命体征的患者就医后病情恶化。并且坚持认为,休克主要是一种神经系统疾病的观点,兴奋、寒冷、口渴、疲劳和睡眠丧失等表现都是创伤休克开始阶段重要的特征。继发性休克由于受伤组织的毒素引起,所导致的低血压和组织灌流减少被认为是由于毛细血管床中血液聚集所引起的“失血”现象。研究者开始探索循环中丢失的血液及致病的毒素,这为进一步认知和治疗休克提供了理论基础。
20世纪30年代,通过一系列研究发现,几乎所有急性创伤都伴有体液和电解质的改变,主要原因是血管床大小和血管体液容量不一致所引起的外周循环衰竭,有效循环血量减少,并提出血压、心率和尿量在休克中的意义。Alfred Blalock 按照病因将休克分为失血性休克、神经源性休克、血管源性休克(包括过敏性休克和脓毒性休克)、心源性休克和其他,并最终保留了前4种休克分类,这也近似于现在的休克分类。1943 年,Cournand 等首次对休克进行了综合性血流动力学检测,发现休克时存在右房压力降低、静脉淤血和心输出量降低。针对当时所认为的休克本质急性循环衰竭和低血压,主张用肾上腺素类药治疗,但临床实践表明,肾上腺素治疗仅能使部分病人获救。
3. 休克微循环学说的创立
Carl Wiggers一生致力于心血管生理和休克的研究,并最早提出不可逆休克的概念。1959年出版他的教科书《休克生理学》里,归纳了众多学者对休克症状和体征的描述及他自己的发现。他采用失血性休克模型,利用放血将犬的血压将至40 mmHg,但体液能够自动进入血管腔而使犬的血压回升;为了维持 40 mmHg 的血压,在休克代偿期内对犬类进行持续放血。休克代偿期内的实验犬,可以依靠自身体液储备能力或液体复苏而存活下来。一旦进入失代偿性或不可逆性休克时,体内体液储备被耗竭,需要进行额外的液体复苏才会改善其生存率。
1949年,哥伦比亚大学博士生 Monica Reynolds 用大量晶体溶液治疗失血性休克犬模型,发现2 倍体积的晶体溶液能使失血性休克犬得到较好的复苏效果。1964年,Tom Shires 使用大量乳酸林格氏液进行复苏,极大地提高了休克犬模型的生存率(从0%提高到80%)。此外,Shires 还意外发现失血性休克时细胞内外的体液都是浓缩的。John Dillon 同样也证实乳酸林格氏液部分替代复苏治疗的有效性。
20 世纪 60 年代,Lillehei等根据液体复苏的效果,在休克血流动力学监测的基础上,提出了休克的微循环学说。各种各种原因引起的休克都有一个共同的病理生理环节,即交感-肾上腺髓质系统强烈兴奋所导致的微循环障碍。与之前所描述的急性循环衰竭和低血压不同,微循环学说认为休克的关键在于交感兴奋所导致的血流异常。根据这一学说,临床对休克的治疗措施发生了根本性改变。补充血容量提到了抗休克治疗的首位,并结合应用血管活性药,甚至血管扩张药改善微循环,较大地提高了休克救治成功率。
4. 休克研究热点与指南情况
20世纪80年代起,研究热点从低血容量性休克转向内毒素休克或感染性休克。从器官和组织水平的研究进入细胞、亚细胞甚至分子水平,对休克发病机制进行更深入的研究,认为休克的病理生理除了与微循环相关外,还与细胞损伤、血管通透性及促炎-抗炎细胞因子有关。1993年,美国外科医师学会在现代创伤的生命支持指南中将休克定义为“器官灌注和组织供氧不足引起的循环系统功能异常”,休克恶化是由灌注不足发展为多器官功能障碍乃至衰竭的病理生理过程。2014 年欧洲危重病医学会制订的休克及血流动力学监测新共识中,将休克定义为“危及生命的急性循环功能衰竭,伴有细胞的氧利用障碍。
然而,由于休克机理的复杂性,治疗效果受许多因素的影响,成为急诊和重症领域关注的焦点和热点,更需基础研究与临床紧密结合。近年来,采用拮抗某些促炎细胞因子的疗法治疗内毒素或感染性休克动物模型时取得了明显疗效,但临床试验并未取得理想效果,内毒素或感染性休克的死亡率仍居高不下。表6-4是2004—2016 国际严重脓毒症与感染性休克治疗指南概况,可以了解其临床诊疗情况[王洪亮,章志丹,黄伟. 拯救脓毒症运动:脓毒症与感染性休克治疗国际指南(2016)的解读与展望. 中华重症医学电子杂志,2017,3 (1):26-32]。
表6-4 2004—2016 国际严重脓毒症与感染性休克治疗指南概况
项目 | 2004 版 | 2008 版 | 2012 版 | 2016 版 |
发起组织 | SCCM/ESICM | SCCM/ESICM | SCCM/ESICM | SCCM/ESICM |
编撰委员 | 44 | 55 | 69 | 93 |
推荐意见数量(成人) | 50 | 69 | 85 | 93 |
引用文献(篇) | 135 | 341 | 636 | 655 |
参与国际团体 | 11 | 15 | 28 | 31 |
推荐意见分级系统 | 校正的Delphi 法 | GRADE系统 | GRADE系统 | GRADE系统 |
注:SCCM 为美国重症医学会;ECICM 为欧洲危重病学会;GRADE 是指证据推荐分级的评估、制订与评价系统。
2016年指南最重要的部分还是集中于脓毒症和感染性休克的早期管理。指南分成 5 个部分,分别为血流动力学、感染、辅助治疗、代谢以及机械通气。重点是“初始液体复苏与感染控制”、“血流动力学支持与辅助治疗”、“其他支持治疗”。
虽然,休克的认识经过了近 300 年的发展,人类对休克的认知经历了症状描述阶段、急性循环衰竭和低血压的认识阶段、微循环学说阶段及细胞分子水平等研究阶段,但休克的发生机制及治疗手段尚未完全阐明。
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