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脓毒性心肌病从基础到管理上 [复制链接]

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编译:未亚平

摘要脓*性心肌病(SCM)逐渐被认为是脓*性休克的潜在并发症。可逆的左心室收缩功能障碍。在先前的研究中,脓*性休克中存在SCM会预后较差,因为它会显着增加患者的死亡率高达70%-90%,其发生率在脓*性休克患者中为18%至40%。发病机理尚不清楚,但目前认为是细菌*素,细胞因子,一氧化氮和心脏线粒体功能障碍,降低心脏固有的收缩力。可以使用床旁经胸超声心动图诊断患者是否存在SCM,通常表现为左心室射血分数45%和右心室扩张。与多巴酚丁胺相比,左西孟旦具有更高的血流动力学反应,而无需增加心脏对氧的需求。目前正在进行的研究诸如体外膜氧合和主动脉内气囊搏动等技术,以及针对严重SCM患者的潜在抢救策略。(CurrProblCardiol;46:。)

介绍

脓*症最近在年被重新定义为“由宿主对感染的反应失调引起的威胁生命的器官功能障碍”。因此,脓*性休克,脓*症的一部分被定义为液体复苏后持续低血压和乳酸水平2mmol/L,需要全身性血管加压药来维持收缩压90mmHg。发生这种情况的原因是对感染的免疫反应失调,导致全身性细胞因子释放以及由此引起的血管舒张和毛细血管和小动脉渗漏。这些炎症细胞因子通过不同的作用机制,将在本文中稍后讨论,它们会引起心肌的急性短暂性“惊厥”,被认为是脓*性心肌病(SCM)。年首次描述了这些特征,其中对一群脓*性休克患者进行了放射性核素系列血管造影扫描,发现这些患者中有多达一半患有中度至重度(左心室射血分数[LVEF]40%)收缩障碍。在本文中,我们将讨论SCM管理中的病理生理学,危险因素,诊断和潜在方法。

病理生理学

特点

SCM的特征包括:射血分数降低,在7-10天内恢复心脏功能的能力以及左心室扩张。心室扩张主要是由于左心室顺应性增加。Parker等进行了一项研究,并报告了脓*性休克幸存者的射血分数降低和舒张末期容积增加,表明心室(左)舒张期容积急剧增加,表明心室顺应性增加。此外,通过报告末期收缩压和舒张压增加,但在脓*性休克幸存者中发现的每搏输出量和心脏指数升高,证明了射血分数降低。该研究的队列很小。但是,结果表明,射血分数降低可能是心室扩张而不是每搏输出量的结果。还表明脓*性休克患者的左右心室射血分数降低。

炎性介质的发病机制和作用

主要的心肌抑制因子包括细胞因子,一氧化氮,补体系统和脂多糖(LPS)有关的物质,这些物质可积极抑制心脏。炎性细胞因子在该病的发病机理中起主要作用。但是,这仍处于探索阶段。此外,Toll样受体和核因子κB的激活是造成SCM的原因。还存在其他因素,如线粒体功能障碍和心肌细胞中的外来体,这些因素可导致SCM的发展。

细胞因子

作为SCM的主要病因,化学介体的作用早已确立。从活化的巨噬细胞释放的肿瘤坏死因子(TNF)是内*素诱导的脓*性休克的重要介质。最近的研究表明,它也可以通过心肌细胞释放。在脓*性诱导的心肌病中起作用的另一种细胞因子是白介素-1(IL-1)。这些是由巨噬细胞,单核细胞和嗜中性粒细胞响应循环的TNF而合成的。白介素-1降低心脏收缩力;通过刺激一氧化氮。白介素-6(IL-6)也是促炎细胞因子,已被证明参与了脓*症的发病机理。总体而言,细胞因子起着重要作用在早期减少心脏收缩中的作用。然而,除非它们引起其他干扰或改变心肌功能的因素(如前列腺素或一氧化氮)的释放,否则它们本身不能解释脓*症期间心肌功能障碍的持续时间长短。

前列腺素

这些是来自花生四烯酸的环氧合酶的产物。在脓*症患者中,已观察到前列腺素如血栓烷和前列环素水平的升高,可能会调节冠状动脉自身调节。

一氧化氮

一氧化氮是通过在心肌细胞中表达的一氧化氮合酶氧化L-精氨酸而产生的。脓*症负责心肌中一氧化氮合酶的表达。这进一步导致一氧化氮产生增加,这导致心肌功能障碍。一氧化氮合酶具有3个亚型,分别是神经元一氧化氮合酶,诱导型一氧化氮合酶(iNOS)和内皮型一氧化氮合酶。在人体中,中性粒细胞表达iNOS。细菌的入侵导致TLRs的激活,这导致炎症介质(细胞因子,趋化因子)升高。这些过度刺激中性粒细胞并引起iNOS的表达,从而增加一氧化氮的产生。实验表明,由于iNOS产生的一氧化氮会损害心脏功能,例如降低心肌对钙离子的敏感性。

外泌体对脓*症心脏功能的作用

外泌体是细胞外囊泡,含有分泌它们的细胞成分(蛋白质,DNA和RNA)。它们源自白细胞,血小板和树突状细胞。从外泌体烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)的两种机制考虑了它们在SCM中的作用。一项研究证明,外泌体可以通过与炎症相关的机制引起血管凋亡和心肌功能障碍。在脓*症患者中,含有更多类似于血液中吞噬细胞的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶亚基的外泌体有助于产生活性氧(ROS)。因此,抑制血小板外泌体的分泌对脓*症患者有益。

线粒体功能障碍的机制

在脓*症患者中,线粒体功能障碍在影响心肌功能障碍的预后和发展中起着至关重要的作用。线粒体在心肌细胞中的主要作用是通过脂肪酸的氧化生成高能磷酸盐。NADH(还原的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸)和FADH2(还原的*素腺嘌呤二核苷酸)是将电子提供到氧化磷酸化电子传输链中的主要产物。其最终目标是在O2还原为H2O2时产生ATP。线粒体中产生的ATP主要用于维持肌球蛋白ATPase的收缩功能。还需要注意的是,每隔几秒钟就会更换一次心肌细胞中完整的ATP池。因此,这突出了需要保持ATP可用性以保持心脏功能的事实。因此,线粒体功能障碍是一个被广泛讨论的概念,重点在于其与脓*症尤其是心脏的器官功能障碍的相关性。引入脓*症后,线粒体发生的主要变化(如图所示)包括:线粒体结构变化(肿胀,内部囊泡形成和脊突异常),线粒体DNA损伤,线粒体通透性增加以及抑制线粒体生物发生。Takasu等人进行的一项研究表明,存在与脓*症相关的广泛的线粒体损伤。该研究的关键发现包括线粒体基质中水肿的发生。这与脊突的变化及其崩塌成小的髓磷脂样簇有关。其原因归因于诸如TNF-a和IL-1b之类的细胞因子的影响。

分子生物学领域的最新进展已使人们认识到疾病发展过程中病原体相关的分子模式和损伤相关的分子模式(DAMP)。线粒体DNA作为一个值得注意的DAMP一直是近期研究的重点。线粒体DNA作为DAMP的识别引起一系列防御反应。Bagirath等人进行的一项研究表明,脓*症患者的线粒体DNA水平升高,因此嗜中性粒细胞蓄积。中性粒细胞水平的增加表明炎症反应会导致不受控制和不适当的反应,并由于血管扩张和炎症而导致全身毛细血管渗漏。这会导致组织液积聚,从而导致血容量减少和心输出量减少。这通常伴随着心肌收缩力的抑制和血管紧张度的丧失而引起心肌抑制。此外,组织灌注不足常常导致线粒体氧气供应不足,从而破坏了ATP的水平,进而触发了导致心肌细胞死亡的细胞死亡途径。Suliman等推测,细菌*素(如LPS)激活后,线粒体损伤是由于细胞因子和ROS的过量产生而引起的,从而导致线粒体DNA氧化。研究表明,这种氧化应激导致富含GC的片段缺失3.8Kb,该片段包含细胞色素c氧化酶亚基1(COX-1)和NADH脱氢酶的编码区。体内研究还表明,这种缺失的积累导致线粒体mRNA转录水平急剧下降。因此,它们对氧化磷酸化途径有巨大影响,从而导致ATP生成的下调。

在正常条件下,线粒体可以作为正常代谢产物,在氧化磷酸化过程中还原O2。在脓*症的情况下,这些ROS的含量急剧增加,这可能导致对生物分子的可逆和不可逆的*性。随着ROS的产生,一氧化氮和炎性细胞因子的过量释放同时发生。

根据能量转换的化学渗透模型,为了使质子通过电子传输链被泵送穿过线粒体内膜,膜必须保持其不可渗透的性质。在脓*症条件下,膜渗透性转变通常通过位于内部线粒体膜中的依赖电压和Ca2+的通道发生,被称为线粒体渗透性转变孔。这是由于内*素血症引起的Ca2+超负荷。Hassoun等在小鼠中进行了一项研究,以确定这种超负荷的机制及其对线粒体和心肌功能障碍的影响。该研究证明细菌*素LPS引起了氧气肌浆网中Ca2+的泄漏,以及再摄取减少。这与线粒体Ca2+的增加有关。这些孔的开放导致心肌细胞病理变化的连锁效应。在心肌细胞中观察到的主要作用包括胱天蛋白酶的激活,这最终导致心肌细胞的收缩功能障碍。

线粒体的生物发生是体内线粒体质量控制的关键组成部分。在生理上,它是指线粒体的生长,分裂和生成,以满足细胞的代谢需求。存在多种触发线粒体生物发生的因素,其最终导致过氧化物酶体增殖物激活的受体g共激活因子(PGC)的激活,主要是PGC-1a和PGC-1b。这些因素会影响编码在线粒体生物发生中起作用的蛋白质的基因的表达。Schilling等人的一项研究表明,给小鼠注射LPS时,PGC-1共激活因子很容易被抑制。这导致心肌细胞代谢紊乱以及心室功能下降。

未完待续。。。

浙大杭州市一重症

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