空運(yùn)后送對(duì)多器官功能障礙（MODS）患者的影響分析及對(duì)策研究

劉 珺，楊曉明，陳 玲，張向陽

空運(yùn)后送對(duì)多器官功能障礙（MODS）患者的影響分析及對(duì)策研究

劉 珺，楊曉明，陳 玲，張向陽

闡述了多器官功能障礙綜合征（MODS）的概念及其發(fā)病機(jī)制，分析了空運(yùn)后送時(shí)高空環(huán)境對(duì)機(jī)體的影響以及空運(yùn)后送對(duì)MODS的影響，同時(shí)回顧了國(guó)內(nèi)外對(duì)于MODS空運(yùn)后送的醫(yī)學(xué)研究現(xiàn)狀，提出了開展MODS空運(yùn)后送前瞻性研究的設(shè)想。

空運(yùn)后送；多器官功能障礙；低壓氧；內(nèi)皮素；腫瘤壞死因子

0 引言

現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)、突發(fā)自然災(zāi)害對(duì)人的機(jī)體造成的損害具有創(chuàng)傷強(qiáng)度大、多發(fā)傷及伴隨多器官障礙（multiple organ dysfunction syndrome，MODS）增多的特點(diǎn)。近年來，急救醫(yī)學(xué)迅速發(fā)展，空運(yùn)后送也越來越多地應(yīng)用于傷病員的救護(hù)中，成為一種必不可少的救護(hù)方式。由于空運(yùn)過程中受到高空飛行低壓缺氧、噪音、低溫的影響，MODS患者的病理、生理和機(jī)體內(nèi)的環(huán)境可能在原來基礎(chǔ)上發(fā)生一系列改變，病情加重，嚴(yán)重時(shí)可能危及生命。因此，進(jìn)行MODS傷病員空運(yùn)后送前的醫(yī)學(xué)準(zhǔn)備和空運(yùn)后送過程中積極有效的檢測(cè)治療是最大限度降低傷殘率和傷死率的關(guān)鍵，對(duì)于保障傷病員的生命安全具有重大的意義。

1 多器官功能障礙綜合征

多器官功能障礙綜合征是指在感染、創(chuàng)傷等過程中，同時(shí)或相繼并發(fā)多個(gè)器官的功能障礙或衰竭。

感染、創(chuàng)傷是機(jī)體炎癥反應(yīng)的促發(fā)因素，而機(jī)體炎癥反應(yīng)的失控最終導(dǎo)致機(jī)體自身性的破壞，是MODS發(fā)生的根本原因。以下對(duì)MODS 3個(gè)互相交叉的發(fā)病機(jī)制學(xué)說——炎癥反應(yīng)學(xué)說、缺血再灌注及自由基學(xué)說和腸道動(dòng)力學(xué)說進(jìn)行闡述。

1.1 炎癥反應(yīng)學(xué)說

炎癥反應(yīng)學(xué)說是MODS發(fā)病機(jī)制的基礎(chǔ)。1991年，美國(guó)胸科醫(yī)師學(xué)會(huì)和急救醫(yī)學(xué)會(huì)提出了全身炎癥反應(yīng)綜合征（systemic inflammatory response syndrome，SIRS）的概念，即因感染或非感染病因作用于機(jī)體而引起的全身性炎癥反應(yīng)。1996年，Bone[1]提出了代償性抗炎反應(yīng)綜合征（compensatory anti-inflammatory response syndrome，CARS）的概念，即感染或創(chuàng)傷時(shí)，機(jī)體產(chǎn)生的內(nèi)源性抗炎反應(yīng)。一旦SIRS和CARS失衡，將會(huì)導(dǎo)致MODS。因此，就其本質(zhì)而言，MODS是SIRS和CARS免疫失衡的嚴(yán)重后果。

1.2 缺血再灌注及自由基學(xué)說

缺血再灌注及自由基學(xué)說也是導(dǎo)致MODS的重要機(jī)制之一。MODS的自由基學(xué)說主要包括：（1）氧氣輸送不足引起組織細(xì)胞缺血、缺氧性損害；（2）缺血再灌注促進(jìn)自由基大量釋放[2]；（3）白細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞的相互作用引起組織和器官損傷，最終發(fā)生MODS[3]。自由基學(xué)說也是炎癥反應(yīng)學(xué)說的重要部分。

1.3 腸道動(dòng)力學(xué)說

在感染、創(chuàng)傷或休克時(shí)，腸道毒素的移位將導(dǎo)致腸道大量炎癥介質(zhì)的釋放，參與MODS的發(fā)病。因此，腸道是炎癥介質(zhì)釋放的重要場(chǎng)地之一，也是炎癥反應(yīng)的策源地之一[4]。

2 空運(yùn)后送時(shí)高空環(huán)境對(duì)MODS患者機(jī)體的影響

空運(yùn)后送時(shí)，航空環(huán)境的高空低氣壓、氣壓劇變與高空缺氧對(duì)機(jī)體有一定的不利影響，從而加重傷

病員的病情，尤其是病情危重的患者在空中易病情惡化。下文將分述高空低氣壓、氣壓劇變與高空缺氧對(duì)機(jī)體的影響。

2.1 高空低氣壓與氣壓劇變

大氣壓隨高度的增加而降低，當(dāng)飛行高度達(dá)到3 000 m以上時(shí)，氣體膨脹1.5倍。氣體膨脹可引起胃腸脹氣。

另外，需要注意的是，正常飛行時(shí)，增壓座艙內(nèi)氣體環(huán)境的壓力較艙外高空環(huán)境的大氣壓力為高，其高出部分稱為“余壓”。如果座艙結(jié)構(gòu)突然發(fā)生破損，座艙內(nèi)的氣體將通過破孔迅速地向座艙外流出，而座艙內(nèi)的氣體壓力可在很短的時(shí)間內(nèi)（百分之幾秒到1 s左右）降低到和座艙外高空環(huán)境的大氣壓力相等的程度，這種快速的座艙內(nèi)氣壓降低即稱為“迅速減壓”（rapid decompression）或“爆炸減壓”（explosive decompression）。這種氣壓的急劇改變能引起航空性中耳炎、鼻竇炎、急性肺損傷[5]。

低氣壓與氣壓劇變都會(huì)對(duì)MODS患者的機(jī)體造成一定的不利影響。它們之所以能對(duì)機(jī)體產(chǎn)生物理性影響，原因是生物機(jī)體的形態(tài)結(jié)構(gòu)方面具有下列內(nèi)在特點(diǎn)：

（1）當(dāng)環(huán)境壓力降低時(shí)，空腔器官內(nèi)的氣體體積就會(huì)膨脹或者器官腔內(nèi)部的壓力相對(duì)升高。

（2）組織和體液中溶解有一定量的氣體，當(dāng)環(huán)境壓力降低到一定程度時(shí)，這些溶解氣體就會(huì)在血管內(nèi)、外形成氣泡[6]。

（3）體液主要是由水分組成的。當(dāng)環(huán)境壓力降低時(shí)，體液就會(huì)形成大量蒸汽。

（4）氣壓劇變時(shí)，一些空腔器官內(nèi)的氣體的體積或壓力也迅速變化，根據(jù)其生理解剖特點(diǎn)的不同，有2類問題比較突出：①肺與外界的交通管道比胃腸道復(fù)雜得多，肺組織又較脆弱，所以，氣壓迅速降低時(shí)發(fā)生的氣體體積膨脹將對(duì)肺產(chǎn)生明顯的影響；②中耳腔的骨質(zhì)壁不能脹、縮，與外界相通的管道又具有單向活門樣的特殊結(jié)構(gòu)，在自高空下降的增壓過程中，如果外界氣體不能順利進(jìn)入腔內(nèi)，即發(fā)生器官腔內(nèi)的壓力處于相對(duì)較低狀態(tài)的變化。在鼻竇向鼻腔的開口處發(fā)生黏膜腫脹或有贅生物存在的情況下，或自高空下降的增壓過程中，鼻竇內(nèi)也能發(fā)生類似中耳腔內(nèi)的壓力變化。

上述各項(xiàng)中，前3項(xiàng)主要取決于大氣壓力降低的程度，第4項(xiàng)主要取決于大氣壓力的變化率，與氣壓改變的程度也有一定的關(guān)系。

2.2 高空缺氧對(duì)MODS患者機(jī)體的影響

高空大氣壓力降低對(duì)人體主要有2個(gè)方面的影響：（1）大氣中的氧氣分壓降低所引起的高空缺氧；（2）低氣壓的物理性影響（航空航天中遇到環(huán)境壓力劇烈變動(dòng)的影響亦包括在內(nèi)）。大氣壓力降低時(shí)，2種影響同時(shí)發(fā)生，但主要威脅仍是高空缺氧。高空缺氧主要發(fā)生在5 000 m以上的高空?，F(xiàn)代飛機(jī)上的通風(fēng)式密封增壓座艙及供氧裝備雖然可以對(duì)缺氧與低氣壓的物理性影響有防護(hù)作用，但是軍用飛機(jī)增壓座艙多采用“低壓差制”，即使座艙完好，由于高空飛行時(shí)座艙壓力較低，也可能引起一系列低氣壓影響的問題；另外，由于受飛機(jī)急劇升降的影響，傷病員會(huì)不可避免地出現(xiàn)一定程度的缺氧。載人航天器的再生式增壓座艙比飛機(jī)的通風(fēng)式密封增壓座艙有更好的防護(hù)缺氧與低氣壓物理性影響的作用，但在航天員出艙活動(dòng)前處于座艙階梯減壓條件下或艙外活動(dòng)中處于航天服低壓條件下時(shí)，也可發(fā)生低氣壓影響的問題。

在飛行中，隨著高度的上升而引起的吸入氣氧分壓下降，使血液在肺內(nèi)的氧合不足，易出現(xiàn)呼吸困難、頭暈、頭疼及惡心等癥狀[7]，使血色素低于6 mg/dL、急性呼吸窘迫癥（ARDS）和MODS的傷員加重缺氧。

3 空運(yùn)后送對(duì)MODS患者的影響機(jī)理

MODS往往是多元性和序貫性損傷的結(jié)果，而不是單一打擊的結(jié)果。1992年，Dietch[8]提出MODS的二次打擊學(xué)說，將早期的直接損傷作為第一次打擊。第一次打擊所造成的組織器官損傷是輕微的，可以緩解和恢復(fù)。如患者繼發(fā)感染、休克或者在空運(yùn)過程中時(shí)，由于低氣壓和缺氧的存在，機(jī)體無論在器官的生理還是在各種血管活性物質(zhì)和內(nèi)分泌物質(zhì)上均會(huì)出現(xiàn)一系列的適應(yīng)性、代償性改變，代償性改變不全則加劇MODS，構(gòu)成第二次打擊。第二次打擊會(huì)導(dǎo)致組織器官的致命性損害。當(dāng)?shù)谝淮未驌糇銐驈?qiáng)大時(shí)，可直接導(dǎo)致原發(fā)性MODS。但大多數(shù)MODS是多元性和序貫性損傷的結(jié)果，并不是單一打擊的結(jié)果，這類MODS屬于繼發(fā)性MODS。空運(yùn)MODS時(shí)，機(jī)體發(fā)生的變化即屬于繼發(fā)性MODS。另外，空運(yùn)結(jié)束后，患者主要的生命器官還可能出現(xiàn)再灌注損傷，構(gòu)成第三次打擊，加重MODS。

在多次打擊加重MODS的病理、生理變化的過程中，機(jī)體凝血、纖溶、補(bǔ)體、激肽等多個(gè)系統(tǒng)均參與或累及。其中，血管內(nèi)皮素（ET）和腫瘤壞死因子-α（TNF-α）是MODS病理、生理變化過程中的主要因子。

血管內(nèi)皮素是一種由21個(gè)氨基酸組成的多肽，有3種各具代表性的多肽ET-1、ET-2、ET-3。內(nèi)皮素在MODS的發(fā)病過程中起著極為重要的作用，也是研究最多的早期促炎癥細(xì)胞的因子之一[9]。Nakano等[10]在臨床實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，升高的ET-1促進(jìn)了其他炎癥遞質(zhì)的釋放，例如腫瘤壞死因子（TNF-α）、白介素-1（IL-1）、白介素-2（IL-2），使炎癥的級(jí)聯(lián)反應(yīng)擴(kuò)

大，加重器官的損傷。

已經(jīng)發(fā)現(xiàn)機(jī)體中有多種炎癥因子參與并介導(dǎo)各種炎癥反應(yīng)[11]。研究表明，在不同器官的損傷中，均有腫瘤壞死因子的參與[12]。最新的研究發(fā)現(xiàn)，TNF-α參與炎癥病理過程的發(fā)展，是SIRS和MODS的重要炎癥因子。當(dāng)機(jī)體受到病毒感染、細(xì)菌抗原等作用后，TNF-α大量產(chǎn)生。在正常生理狀態(tài)下，TNF-α具有減輕炎癥和促進(jìn)受損組織修復(fù)的作用，而TNF-α濃度持續(xù)較高可提示炎癥反應(yīng)的存在[13]。

MODS患者在空運(yùn)結(jié)束后，由于氣壓的劇烈變化，可能造成機(jī)體重要生命器官的缺血再灌注損傷，其發(fā)生機(jī)制主要有[14-15]：（1）無氧代謝與pH改變。（2）Ca2+超載。（3）氧自由基（超氧化物歧化酶（SOD）、丙二醛（MDA）、一氧化氮（NO））的產(chǎn)生。（4）線粒體受損。（5）內(nèi)皮素-1（endothelins-1，ET-1）和一氧化氮的濃度失衡[16-17]。（6）微循環(huán)功能障礙。（7）細(xì)胞因子活化[18]。在肝缺血再灌注損傷的病理、生理過程中，有許多細(xì)胞因子參與其中，如TNF、IL-1、IL-6、補(bǔ)體系統(tǒng)、趨化因子、黏附分子等。（8）Kupffer細(xì)胞和中性粒細(xì)胞活化。

4 國(guó)內(nèi)外對(duì)于MODS空運(yùn)后送的醫(yī)學(xué)研究現(xiàn)狀

目前，國(guó)內(nèi)外研究較多的是高原狀況下MODS的發(fā)生發(fā)展機(jī)制。最新的研究表明，慢性缺氧（3～28 d，380 Torr）可通過頸動(dòng)脈體引起神經(jīng)—內(nèi)分泌—免疫網(wǎng)絡(luò)作出適應(yīng)性改變，表現(xiàn)為ED1+巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)頸動(dòng)脈體，第3天即達(dá)到高峰，同時(shí)致炎細(xì)胞因子ET-1、IL-1β、TNF-α、單核細(xì)胞化學(xué)吸引蛋白質(zhì)等的基因表達(dá)在1 d后即升高2倍，而IL-6在3 d后也升高2倍。28 d后，IL-6仍然高于正常水平5倍，而其他因子則回落至正常水平。這表明化學(xué)感受器的適應(yīng)性改變涉及神經(jīng)-免疫機(jī)制，可能會(huì)對(duì)免疫系統(tǒng)產(chǎn)生一定的影響。而對(duì)于已發(fā)生MODS的患者，在空運(yùn)時(shí)的病理、生理和主要細(xì)胞因子的變化及應(yīng)對(duì)措施尚無系統(tǒng)的研究報(bào)道。另外，MODS患者空運(yùn)結(jié)束后，由于飛機(jī)降落導(dǎo)致的氣壓改變是否引起缺血性再灌注損傷從而加重MODS，目前尚未見報(bào)道。

在MODS空運(yùn)后送時(shí)的防護(hù)治療方面，傳統(tǒng)的方法有：（1）膿毒癥集束化治療；（2）維持凝血與抗凝平衡；（3）改善微循環(huán)；（4）呼吸功能支持；（5）改善胃腸功能；（6）血液凈化技術(shù)與血漿置換技術(shù)；（7）調(diào)節(jié)代謝與營(yíng)養(yǎng)支持。上述方法的治療均為對(duì)癥治療，能對(duì)MODS第二次打擊的發(fā)展起到一定的抑制和治療作用，而對(duì)第三次打擊無任何保護(hù)作用。

5 MODS空運(yùn)后送的前瞻性研究

為了更好地應(yīng)對(duì)空運(yùn)后送對(duì)MODS患者的影響，進(jìn)行MODS傷病員空運(yùn)后送中的防護(hù)研究具有重大的意義。未來可以從以下幾個(gè)防護(hù)方面進(jìn)行研究：

（1）研究MODS的免疫治療方案（如ET-1受體拮抗劑的應(yīng)用）。由于血管內(nèi)皮素（ET）和腫瘤壞死因子是MODS病理、生理變化過程中的主要因子，多種炎性因子的共同作用最終導(dǎo)致多器官功能障礙綜合癥形成，因此未來可以采用二次打擊方法研究MODS動(dòng)物模型在低壓氧艙中的ET和TNF-α在不同條件下（5 000 m和7 000 m高空及出艙后）的變化，并從免疫治療層面提出MODS傷病員空運(yùn)后送中的防護(hù)方案。

（2）研究MODS患者的器官缺血再灌注損傷的預(yù)處理方案、機(jī)體器官和組織的抗氧化損傷治療以及液體復(fù)蘇方案。MODS空運(yùn)后送時(shí)的器官缺血及再灌注損傷直接影響患者的預(yù)后，其治療實(shí)施方案也有別于地面普通環(huán)境。因此，需在前期研究的基礎(chǔ)上采用低壓艙模擬技術(shù)，研究低壓、低氧環(huán)境下傷病員器官組織氧化損傷的早期病理、生理變化及針對(duì)性處理方案，如抗氧化損傷和液體復(fù)蘇方案。

（3）研究MODS空運(yùn)后送時(shí)的通氣治療方案。在地面上時(shí)，MODS患者的通氣治療傳統(tǒng)上采用VCV（PCV）加PEEP的方式，一般不吸入純氧，以避免氧中毒和肺組織損傷?？者\(yùn)MODS患者時(shí)，由于患者的肺組織已有一定的病理變化，在低壓、低氧及氣壓急劇改變的情況下采用何種通氣方式，吸入純氧還是混合空氣尚未定論，因此，有必要進(jìn)一步對(duì)照研究。

以上的前瞻性研究為空運(yùn)時(shí)MODS的防治提供了理論依據(jù)，有利于保障傷病員的生命健康，提高患者的生存率，因此，具有現(xiàn)實(shí)的緊迫性和重大的臨床意義。

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（收稿：2013-05-23 修回：2013-09-01）

Influences&Countermeasures of Air Evacuation for MODS Patients

LIU Jun1,YANG Xiao-ming2,CHEN Ling1,ZHANG Xiang-yang1
(1.Information Department,General Hospital of Air Force,Beijing 100142,China; 2.Anesthesia Department,General Hospital of Air Force,Beijing 100142,China)

The concept and pathogenesis of MODS are described,and the influences of air evacuation on the body and MODS patients are analyzed.Retrospective analyses are performed for the air evacuation of MODS patients in China and foreign countries,and the idea is put forward to carry out prospective study.[Chinese Medical Equipment Journal，2014，35（2）：119-121，136]

air evacuation;MODS;low-pressure oxygen;endothelin;TNF-α

R318

A

1003-8868（2014）02-0119-04

10.7687/J.ISSN1003-8868.2014.02.119

劉 珺（1968—），女，副主任技師，主要從事醫(yī)學(xué)情報(bào)方面的研究工作，E-mail：maggi8256@sina.com。

100142北京，空軍總醫(yī)院信息科（劉 珺，陳 玲，張向陽），麻醉科（楊曉明）

楊曉明，E-mail：yangxiaom2@hotmail.com