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1、-心搏骤停后缺血缺氧性脑病的病理生理-第 6 页心搏骤停后缺血缺氧性脑病的病理生理心搏骤停即心脏机械活动的突然停止（可为循环征象消失所证实），经历心搏骤停的幸存者，由于全身性缺血与再灌注的影响，在自主循环恢复后发生广泛的组织器官损伤，此即谓心搏骤停后综合征（PostCardiac Arrest Syndrome，PCAS）。1972年Negovsky首先注意到心搏骤停后机体出现的某些明显异常现象，并称之为“复苏后疾病”。从病理生理学角度看，PCAS可以分为1 2：心搏骤停后脑损伤；心搏骤停后心肌功能不全；系统性缺血与再灌注反应；持续性病理状况（原已存在的）。心搏骤停后脑损伤即为心搏骤停后缺血缺
2、氧性脑病（Cardiopulmonary arrest after hypoxic ischemia encephalopathy，CPAAHIE）。1 CPR后脑血流动力学改变2 11脑组织生理 大脑是人体的重要器官，重12001400g，占体重的2左右，其耗氧量却占全身耗氧量的20，是全身肌肉静止时耗氧的20倍。由于脑组织的呼吸商（QR）近于1（糖的QR=1；脂肪QR=0.7；蛋白质QR=0.8），说明脑组织能量来源主要靠葡萄糖的氧化。但是脑组织几乎无糖元和糖贮备，氧的贮备也只够十几秒使用。因此，脑组织所需要的糖、氧气全部要靠血液源源不断地从脑外远来。据测量人脑每分钟需要7501000ml
3、血液运来。5060ml氧气及75100ml葡萄糖，若以24h计算，人脑需血液1727L/24h、葡萄糖144g/24h、氧气72L/24h。由于大脑对血液、氧气需要量很大，也说明大脑对缺氧、缺血的耐受性极低。试验证明脑供血一旦停止，脑内所贮存的氧在812s耗尽，脑组织贮存的能量（ATP、磷酸肌酸等）3min左右电量耗竭，5min左右大脑皮层神经细胞开始死亡。 大脑对单纯缺氧的耐受性要比对缺血、缺氧的耐受性要强些。试验证明人动脉血氧分压（PaO2）降至85mmHg时暗适应能力延迟；降至70mmHg时复杂的学习能力减退；降至55mmHg时近记忆下降；降至45mmHg时判断力下降；降至30mmHg时
4、意识丧失、昏迷。 1.2 CPR后脑血流量改变 研究表明，CPR后脑血流量（cerebral blood flow，CBF）改变经历以下几个阶段：无灌流期：CPR后立即出现的多灶性无灌流。高灌流期：持续约1530min。由于循环停止期间的酸中毒，使脑血流量自动调节功能衰竭，脑血管处于扩张状态，因此，在心肺复苏后有一个短暂的高灌流期，脑血流量高于正常23倍。低灌流期：低灌流期一般26h或更长，迟发性全脑或多灶性持续低灌流。由于脑内不同区域血流量不均匀，有些区域无血流灌注，故又称奢侈灌流，这种低灌流现象的程度和持续时间也随心脏停博的时间延长而加重。正常灌流期或无灌流期：约20h后CBF或恢复正常或
5、因脑血流停止而致脑死亡。 低灌流的原因：血液黏滞性增强：血液内水分进入细胞内和组织间，引起血液浓缩；红细胞水肿，变形能力下降；血小板凝聚性增加等；细胞内水肿：脑毛细血管内皮细胞外面的星形胶质细胞水肿、肿胀，机械地压迫微血管，使管腔变窄，阻碍循环；脑毛细血管内皮细胞因缺氧和再灌流而产生泡疹，电镜下可见泡疹像肥皂泡一样，充满血管，大小不一，大的比红细胞还大，有的从内皮细胞上脱落下来阻塞通道；血管活性物质增多引起微血管痉挛；脑小动脉平滑肌上钙的积聚，前列腺素、5羟色胺、白三烯、血栓素等活性物质均引起小动脉痉挛。 低灌流期间脑不同区域损害不均衡，损伤严重区域由于自动调节麻痹或小血管对刺激不敏感，而正常
6、或损伤轻的区域存在不同程度的自动调节，血管尚可舒缩。当组织CO2量增加（PCO2增高）时，损伤轻的部分血管对CO2仍敏感而扩张，但损伤重的区域对CO2无反应，血管未扩张。因此血液流经正常或损伤轻的区域多，而流经损伤严重的区域较少，称这种现象为盗血现象。而当PCO2下降（即当组织内CO2含量低）时，损害轻或正常区域的血管因PCO2下降而痉挛，而损害严重区域血管因麻痹未能收缩，故而，血液流经损害严重区域多，称这种现象为反盗血现象，在临床上治疗时要注意避免盗血现象，利用反盗血现象。全脑血流量（gCBF）虽可达到CA前水平的50，但局部脑血流量（rCBF）1020ml100g1min1的区域广泛存在，
7、在海马、皮层等灰质区甚至可以观察到涓流（trickle flow，10 ml100g1min1）现象，而此时全脑氧代谢率（gCMRO2）已恢复或超过CA前水平。进一步研究表明，CA后212h间脑氧输送不足以满足氧需求，主要表现在脑氧利用率（O2UC）0.5，脑静脉血氧分压（PvO2）2.67kPa，说明在延迟性脑低灌流期脑氧供与摄取间失配，这可能是CA后脑损害的主要原因之一。这提示脑复苏方法可从提高脑氧输送、降低CMRO2方面着手，同时监测脑氧代谢指标对指导脑复苏和预后具有重要意义。2.病理生理23 2.1缺血、缺氧期间病理生理改变 在缺血、缺氧条件下大脑能量贮备（ATP等）在10min内耗竭
8、，由于缺乏能量神经细胞内酶的活性下降，膜电位改变，神经的兴奋性、传导性减退，细胞膜的通透性增强。组织在缺血、缺氧条件下发生如下改变。能量减少、代谢性酸中毒：在无氧条件下，在细胞线粒体所进行的、葡萄糖有氧氧化明显减弱或停止，无氧酵解增强（一分子葡萄糖进行有氧氧化，产生38个分子ATP，最终产物为二氧化碳和水；一分子葡萄糖进行无氧酵解则只能产生2个分子的ATP，最终产物是丙酮酸、乳酸等到有机酸），结果能量减少，酸性产物增多，造成细胞内和细胞外H+增多，产生代谢性酸中毒。当心脏停博2分钟，组织所产生的Na+相当于正常人24h所产生的量。心脏停跳3min可使pH降至7.0以下。细胞内水肿：正常细胞外N
9、a+高于细胞内Na+20倍。在缺血、缺氧情况下：细胞膜通透性增强细胞外液Na+顺浓度梯度流向细胞内；细胞内H+增多与细胞Na+交换(H+Na+交换)Na+进入细胞内；细胞膜上的Na+泵因缺乏能量停止运转，不能及时将细胞内的Na+转运出来。因此细胞内Na+及H2O潴留，造成细胞水肿。钙的超负荷（钙超载、CaO）：正常机体细胞Ca+浓度是在高能依赖泵（Energydependent pumps）的作用下维持1：1万的浓度差。在缺血、缺氧情况下，由于以下原因细胞内Ca+增多:由于能量缺乏，细胞膜通透性增强，膜上钙的慢通道开放，细胞外Ca+顺浓度梯度流向细胞内；细胞内的Na+与细胞外的Ca+交换（Na
10、+Ca+交换）；微粒体、内质网内的Ca+也渗透到胞浆内；肌浆网摄取Ca+的能力下降；细胞膜上的Ca+泵因能量不足不能将细胞内的Ca+转运出来。因此，细胞内Ca+的浓度要比正常情况下高出200倍，称钙超负荷。 细胞内CaO的影响。加重细胞内水保；Ca+进入线粒体内影响细胞的能量代谢；血管平滑细胞内Ca+增多，可造成血管痉挛；细胞Ca+可以激活磷脂酶A1、A2、C特别是磷脂酶A2可以使细胞膜磷脂释出花生四烯酸（AA），AA在胞浆内在Ca+参与下经环氧和酶、脂氧合酶分解生成前列腺素G2（PGG2）、前列环素（PGI2）、血栓素（TXA2）、白三烯（LT）等活性（毒性）介质。 白三烯又称白细胞三烯（L
11、T），由于结构的差异可以分成二大类、第一类（具有二烃基的）LTB4，第二类硫肽白三烯类LT、C4、D4、E4、F4。LT的毒性：具有强力的白细胞趋化作用和聚集作用、加重炎症反应；加强血小板聚集性；增加血管通透性；收缩平滑肌，可使冠状动脉、脑动脉痉挛以及心肌收缩力减低；其他：使痛阈降低：促使中性粒细胞释放、使细胞内cAMP增多、抑制胰岛分泌等。 血栓素（TXA2）可使小动脉平滑肌痉挛，血小板聚集、黏附。前列环素（PGI2）具有对抗TXA2的作用，当PGI2和TXA2的平衡遭到破坏，可引起血小板的聚集和微循环障碍，甚至发生DIC。 通过临床观察，发现脑梗死病人闭塞的动脉再通后，部分病例的的脑损伤及
12、症状反而加重，把这种现象称脑再灌流性损伤（CRI）。同时也发现再灌流后原缺血区域虽然重建血流，但其神经元仍继续变性坏死，称为延迟性神经元坏死（DND）。也观察到，脑复苏病人在心肺复苏后才逐渐出现病理损伤。 （1）钙超载：缺血时细胞内发生的CaO当再灌流时，大量的Ca+随血液涌入缺血的大脑，Ca+进入神经细胞内增多，加重细胞内水肿。 （2）自由基增多：自由基是最外层电子轨道上存在不成对（单、奇数）电子的原子、离子、原子团或分子。由于孤立（不配对）的电子存在，所以性质极不稳定，很容易失掉一个电子（本身被氧化、是还原剂）或从其他分子或原子夺取一个电子（本身被还原，是氧化剂），使其最外层电子呈双数（偶数）、使必须稳定。因此，自由基性质活泼、寿命极短只有105s。人体内的自由基种类很多，从氧派生出来的自由基比较重要，属于此类自由基的有：超氧化物阴离子自由基（1价O2）；羟自由基（OH）；过氧化氢（H2O2）虽然不是自由基，但由于其化学性质活泼，并且可以演变为自由基，故也把它列入氧自由基范围内；单线态分子氧（单线态氧、1O2）在关，属于激发态氧。故也把1O2列入氧自由基范畴内。有的教科出把1价O2、OH，、H2O2、1O2统称为活性氧。