BURN EDEMATOUS FLUID AND THE MECHANISM OF ITS FORMATION
第一军医大学研究生队 杨小祥 |
第一军医大学南方医院 周一平 薛建中 审校 |
〖内容摘要〗本文复习了有关烧伤水肿液的理化性质和免疫机制文献,概述烧伤水肿液的组成成分,生物学活性,形成机理与治疗学的实验研究,以期对临床治疗提出参考意见。
关键词:烧伤 水肿液
烧伤水肿液(burn fluid)是指严重烧伤后于第三间隙异常潴留的液体,通常以创面皮下组织和深筋膜之间为明显,故又称焦痂下水肿液(STF)。大面积深度烧伤病人水肿回收期(伤后3-4天)出现明显的全身性感染症状,免疫功能下降。而大面积切痂植皮治疗明显优于削痂植皮效果,表现为烧伤病人临床中毒性症状减轻,存活率提高,削痂植皮治疗效果欠佳的原因仍是全身性感染问题。比较切削痂手术,其区别主要是焦痂下组织和水肿液的保留与否,而水肿液是继发感染和贮存毒性物质的重要集散地。本文复习有关文献,阐述焦痂下水肿液的成分,生物学活性及其关形成机理。
成分分析
分析水肿液的化学组成可以帮助了解水肿液的来源及其生物学作用。
周一平等对16例无毒血症和严重毒血症的烧伤病人(平均年龄为28.3岁,平均烧伤总面积为67.6%,平均III度烧伤面积为36.4%。)进行了痂下水肿液成分与血浆相同,含量与分子量有关,中分子以上物质水肿液高于血浆。
Dyess等研究了7个烧伤病人,平均年龄40岁,平均烧伤面积61%(30-100)。分析水肿液成分后认为其电解质成分与血浆相同,某些酶类如CPK,LDH和AST等含量在血清和水肿液中相同,而总蛋白及白蛋白水肿液中低于血清(表2)。
因而提示烧伤水肿液起码有三种来源:1、血管通透性增加引起的血浆渗出,如小分子及电解质等。2、细胞破碎后产物,如细胞内酶类及核酸等。3、淋巴渗出液。
表2 血清及水肿液生化分析
生物学活性
通过对水肿液成分研究结果表明:水肿液中免疫球蛋白水平明显低于血浆,而一类"中分子物质"却明显高于血浆。"中分子物质"是指机体内分子量在300-500Doltons 之间的一类物质的肽类,具有神经、血液毒性及免疫抑制性等生物活性。烧伤病人出现中毒症状时血浆"中分子物质"含量明显高于健康人。提示烧伤"中分子物质"对烧伤水肿回收期中毒症状的出现可能起着重要作用,其来源可能是烧伤创面感染的细菌或毒素,或烧伤组织的分解产物。
Dyess,Ferrara等观察到烧伤病人的痂下水肿液加入到政党人淋巴细胞培养液中,可导致conA诱导的淋巴细胞增殖反应(MILP)完全抑制,认为水肿液是一个"生物活性库(Bio-Active Bank),"当其被吸收进入循环系统后,可参与烧伤后早期的细胞免疫抑制。水肿液在烧事不久形成,并且持续于整个病程中,其持续吸收延长了烧伤病人的免疫抑制。因此,切痂术优于削痂术其一为去除了烧伤坏死组织,另外就是去除了大量有免疫抑制作用的痂下水肿液。
水肿液中细胞因子,介质等对全身免疫功能的影响为一种毒性作用,如烧伤毒素,脂蛋白复合物等,在继发感染时形成的内毒素使水肿液成为一个巨大的贮毒(菌)库,对患者生命构成了潜在的威胁。又由于水肿液1.含量大、分布广。烧伤面积越大,其水肿液含量就越多,分布就越广。2.水肿液的糖、电解质及白蛋白含量均与血浆相似,而免疫球蛋白水平低于血浆。3.局部肿胀,血供不足,相对缺氧,使细菌易于繁殖,这些都有利于病原微生物特别是细菌的生长繁殖。4.相对于创面而言,水肿液回吸收的速度更为迅速和完全。
形成机理
(一) 烧伤后皮肤微循环的变化
达到损伤的热的物理作用首先引起微循环中微血栓形成,进而血流停止,使损伤的皮肤坏死的范围和深度增加。皮肤III度烧伤以后,立即出现三个同心圆区带:中心凝固带,微循环血流完全停止,为不可逆性损伤;中间淤滞带,微循环血流部分阻滞,为可逆区带;外周充血带。若能改善淤血带的循环,就可以避免一部分深II度烧伤向III度发展。其次血管通透性增高,带来血浆渗出丢失,使局部肿胀水肿。电镜下毛细血管壁由三层结构组成,即内毛细血管层,内皮细胞层,及基底膜层。Cotran电镜下观察到烧伤组织微血管壁伤后发生了明显的变化,包括内皮细胞的崩解,内皮细胞之间裂隙的形成,从而使得毛细血管通透性增加。Pitt等通过实验研究认为早期快速形成的水肿是由于毛细血管滤过压明显增高和大量无滤网孔的毛细血管壁的滤过。
(二) 烧伤后皮肤微循环液化交换的影响因素
1、 毛细血管滤过系数(capillary filtration coefficient,CFC)
CFC为静水压传导性(LP)与液体运输的毛细血管壁透过的区域(A)之积压CFC=LP×A)。在烧伤的狗后爪发现CFC有所增加,烧伤引起了每单位传导性增加,同时导致灌注毛细血管数量的减少,LP增加对CFC的影响随A的减少而减少,因此,CFC增加是有限的,不足以解释烧伤后大量的及快速的水肿发生。
净滤过压,ΔP=[Pc-Pif-σ(COPp-COPif)]式中Pc为毛细血管静水压,Pif为间质液体静水压,COPp为血浆胶体渗透压,COPif为间质胶体渗透压,为反流系数。在微循环和间质组织间流体静水压和胶体渗透压的不同是促使毛细血管液体交换的力。随着烧伤后微循环静水压和胶体渗透压的变化,净滤过可从正常的0.5-1.0㎜Hg上升到10㎜Hg。通过测定毛细血管静水压,Pit等观察到烧伤后30分钟,净滤过压增加到10-25㎜HG,这些研究的重要相似之处是预见较少的液体传导性,溶质滤过压的增加,增加了净滤过压,解释了早期水肿的形成。烧伤后经由毛细血管由小溶质渗透性产生液体产生液体转移,随着小溶质连续进入到间质间隙中,小的有渗透性的物质,增加了细胞内浓度,也潜在地引起液体从毛细血管进入间质,然后进入细胞。
2.毛细血管静水压(Pc)
Pc正常情况下由动、静脉压及毛细血管前后阻力决定。Pitt测定PC从烧伤前24㎜Hg到伤后48㎜Hg,这增加了净滤过压P,从正常0.5-1.0㎜Hg增到10-25㎜Hg。
3.间质液体静水压(PIF)
正常皮下PIF轻度低于大气压(-1~-2㎜Hg)。应用微管及补助控制反压技术,烧伤后10-20分钟内皮下Pif为-20~-40㎜HG。当液体运输进入烧伤组织内停止的循环限制,插入皮下塑料屏障,平均PifI测定为-135㎜Hg(范围为-90――175㎜Hg)。最近观察到烧伤后1小时皮下PIF下降到-150㎜HG,负的PIF(吸力)的量和持续时间依靠液体进入烧伤部位皮下组织的数量(主要来自循环)。烧伤越重,负压越大,持续时间越长。间质液体压力能增加净滤过压P,大约150㎜HG,有关这个负压或吸力的产生机理目前仍不清楚。
4、 血浆胶体渗透压(COPp)
烧伤后COPp下降,烧伤病人COPP下降常来自于复苏时使用的大量液体。即使没有液体复苏,血浆蛋白经损伤微血管进入损伤组织,COPP下降。下降的COPP对微循环交换的影响是增加了液体的净滤过压。
5、 间质胶体渗透压(COPp)
近来研究表明液体及蛋白滤出到烧伤组织的增加或降低,主要取决于滤过液与间质中蛋白浓度之比,即胶体渗透压。LUND等用显微管测定大鼠烫伤后间质胶体渗透压从-1㎜HG增高到非常大的负值。10%体表面积烧伤40分钟达-20㎜HG,40%体表面积烧伤15分钟达-31㎜HG。巨大的负胶体渗透压反映了烧伤皮下产生的强大吸收力和浸渗压。对其产生机理推测为:1.烧伤皮下组织产生"大分子物质"增加胶体渗透压,2、结构元素的生化紊乱,如烧伤导致间质纤维基质不受抑制的扩张,3液体进入细胞,间质脱水。认为增加的组织浸渗压和净滤过压是引起液体进入烧伤皮下组织的主要原因。随着热伤时间和延长,皮下组织胶原蛋白降解及其水溶解度增加,热伤后胶原蛋白的降解似乎是引起浸渗压增加的主要原因,另外,烧伤后由于毛细血管内皮的直接损伤,血浆蛋白向烧伤区渗漏,也是引起COPIF升高的原因。
6、 毛细血管反流系数σ:
σ指血浆蛋白能透过多孔结构的毛细血管壁的容易程度,主要靠多孔的屏障及蛋白的窨特性来决定。在皮肤中,正常的介于0.85~-95之间。一般认为烧伤的是下降的。PITT等进行了定量研究,烧伤后的狗爪,从0.87降到0.45,蛋白质通透性增高。
7、 局部淋巴液滞留
在稳定状态下淋巴液可能被间质液体成份取代,然而烧伤后液体复苏不再代表一种稳定状态,淋巴液成分也与间质液体不同,淋巴/血浆蛋白浓度比增加。由于淋巴液中蛋白含量的增加,常造成淋巴管堵塞。尽管烧伤部位淋巴流量明显增加,但血浆从毛细血管渗血量超出了淋巴回流量,从而引起水肿。
介质对水肿形成的影响
烧伤后毛细血管通透性呈双相,早期的组织胺释放,这个时相较短,第二时相出现较迟(伤后几分钟)及持续12-24小时,烧伤组织产生的介质参与第二时相毛细血管通透性,其机制有待阐明。组织胺、5-羟色胺、过氧化物、缓激肽、氧自由基、蛋白酶、血小板活化因子、血清素、PG、血栓素及白三烯都有参与。特别是白细胞被认为在超氧化物产生中具有重要意义。ONO等发现烧伤后立即应用大剂量的血小板活化因子拮抗剂,如:抑制了血小板活化因子(PAF)和超氧化离子的产生,可预防烧伤组织水肿的形成。WIRTH观察到应用缓激肽拮抗药HOEL40可抑制烫伤的大鼠瓜水肿超过4小时。5-羟色氨酸拮抗药减少烧伤部位水肿,可能是由于调节了烧伤产生的血管舒张反应和限制了烧伤皮肤微循环表面积增加。LUND-T实验发现在烧伤后应用ALPHA-TRINOSITOL 减少了组织水量和白蛋白外渗。另有一些实验,应用过氧化氢酶、过氧化物岐化酶、甲脯咪胍,能有效地减少III烧伤痂下水肿。
减少水肿产生和蛋白质外渗的临床药理学尝试一直是失败的,除非在烧伤前用药(包括介质拮抗剂)。如果这些药物能在急诊入院时及时应用,或许可减少复苏时液体的输入。因此,临床预防水肿形成非常重要,能根本改变病人的治疗。
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