缺氧對(duì)創(chuàng)傷性腦水腫的發(fā)生、發(fā)展的影響研究進(jìn)展

[摘要] 缺氧（hypoxia）是臨床各種疾病中極常見(jiàn)的一類(lèi)病理過(guò)程，腦、心臟等生命重要器官缺氧也是導(dǎo)致機(jī)體死亡的重要原因；創(chuàng)傷性腦水腫（traumatic brain edema）是顱腦創(chuàng)傷后引起的一種繼發(fā)性病理生理反應(yīng)，其病理改變特點(diǎn)是過(guò)多的水分積聚在腦細(xì)胞內(nèi)或細(xì)胞外間隙，引起腦體積增大，不但造成受累區(qū)域腦組織神經(jīng)功能不同程度損害，嚴(yán)重腦水腫還常常會(huì)導(dǎo)致和加重顱內(nèi)壓增高，甚至引起腦移位和腦疝，是死亡和致殘的主要原因之一。缺氧與創(chuàng)傷性腦水腫的發(fā)生發(fā)展關(guān)系密切， 常常互為因果， 形成惡性循環(huán)， 導(dǎo)致腦功能障礙及結(jié)構(gòu)損害， 嚴(yán)重地威脅著病人的生命。

[關(guān)鍵詞] 缺氧；創(chuàng)傷；腦水腫

[中圖分類(lèi)號(hào)] R4 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674-0742（2013）05（b）-0191-02

1 引言

缺氧是因氧氣攝入不足（外呼吸）或氧的利用障礙（內(nèi)呼吸），而導(dǎo)致組織器官的代謝、功能和形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生異常變化的病理過(guò)程。缺氧時(shí)可導(dǎo)致血腦屏障復(fù)合體破裂，最終增加血腦屏障的滲透性，形成腦水腫[1]。創(chuàng)傷性腦水腫是顱腦創(chuàng)傷后引起的一種繼發(fā)性病理生理反應(yīng)。創(chuàng)傷性腦水腫的發(fā)生、發(fā)展機(jī)制比較復(fù)雜，其病理生理和臨床救治的研究一直是神經(jīng)外科研究十分活躍的領(lǐng)域。該文就缺氧對(duì)創(chuàng)傷性腦水腫發(fā)生、發(fā)展的影響作一綜述。

2 創(chuàng)傷性腦水腫的病理生理

腦組織受暴力打擊后，會(huì)發(fā)生血腦屏障的破壞、腦微循環(huán)功能障礙、神經(jīng)細(xì)胞能量代謝功能障礙、損傷部位自由基的產(chǎn)生、細(xì)胞內(nèi)外異常離子通道的開(kāi)放等，這些改變均是創(chuàng)傷性腦水腫發(fā)生發(fā)展的病理基礎(chǔ)。缺氧時(shí)腦水腫的發(fā)生還有多種組織激素參與，包括緩激肽、組胺、花生四烯酸、氧化亞氮及氧衍生自由基等[2]。腦損害盡管病因各不相同，但均可發(fā)生組織的缺血缺氧、腦細(xì)胞代謝功能障礙、腦組織退行性變及腦水腫等病理變化[3]。

3 缺氧對(duì)創(chuàng)傷性腦水腫的影響

3.1 缺氧加重腦細(xì)胞的能量代謝障礙

腦缺氧時(shí)， 糖的有氧分解速率降低甚至停止， 無(wú)氧酵解速率增強(qiáng)， 而后者產(chǎn)生的ATP僅相當(dāng)前者的1/19 ， 因而不能維持腦功能所需要的足夠能量。并且ATP 缺乏的另一后果， 是影響腦細(xì)胞“ 鈉泵” 和“ 鈣泵”的正常運(yùn)轉(zhuǎn)， Na+和Ca+積聚于細(xì)胞內(nèi)，由于滲透壓的作用使大量水分進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)導(dǎo)致細(xì)胞腫脹水腫，使得創(chuàng)傷性腦水腫的腦細(xì)胞水腫進(jìn)一步加重惡化[4]。

3.2 缺氧加重腦細(xì)胞死亡

缺氧時(shí)能量代謝障礙，有氧氧化受到抑制，ATP的主要來(lái)源減少，使得細(xì)胞膜上的鈣泵不能正常工作，不能及時(shí)的把鈣離子排出細(xì)胞外，并且缺氧時(shí)鈣離子還能快速進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，還有細(xì)胞內(nèi)線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的鈣也被釋放，引起鈣超載現(xiàn)象。腦細(xì)胞內(nèi)鈣離子的增多導(dǎo)致大量的蛋白質(zhì)和脂肪破壞，最后導(dǎo)致細(xì)胞死亡。鈣離子還可進(jìn)入腦的小動(dòng)脈壁內(nèi)，引起小動(dòng)脈痙攣而加重缺血與缺氧[5]。

3.3 缺氧加重CO2的不良反應(yīng)

在缺氧過(guò)程中，常常同時(shí)存在腦組織內(nèi)CO2儲(chǔ)留，腦內(nèi)的CO2張力增加， 而使腦細(xì)胞pH值降低，影響腦的電生理環(huán)境，從而影響腦的正常功能；另外，CO2儲(chǔ)留可使血腦屏障的功能和結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，不僅使水和電解質(zhì)進(jìn)入腦組織間隙，而且使血清中大分子蛋白質(zhì)透過(guò)微血管壁進(jìn)入腦細(xì)胞外間隙，使腦組織水腫進(jìn)一步加重[6]。

3.4 缺氧與其他腦水腫影響因子

創(chuàng)傷性腦水腫時(shí)，中度缺氧可引起谷氨酸長(zhǎng)期外流，而谷氨酸的長(zhǎng)期外流導(dǎo)致更多的皮質(zhì)損傷，最終導(dǎo)致腦皮質(zhì)細(xì)胞壞死和凋亡[7]。有研究表明，在缺氧時(shí)，缺氧誘導(dǎo)因子-1α（HIF-1α）和水通道（水通道蛋白-4（AQP-4）和水通道蛋白-9（AQP-9））通過(guò)調(diào)節(jié)丙三醇在腦組織中的蓄積，參與腦水腫的形成[8]。Endo M等通過(guò)對(duì)大鼠和小鼠腫瘤細(xì)胞的研究表明，AQP1在血管內(nèi)皮細(xì)胞上的表達(dá)增加了血管壁的通透性[9]。Kobayashi H等通過(guò)免疫組化研究表明[10]，AQP-4位于腦微血管的血管內(nèi)皮細(xì)胞（vascular endothelial cell， VEC）膜上，參與了血腦屏障中血液與腦之間水的運(yùn)輸。也有研究表明，缺氧誘導(dǎo)因子-1α通過(guò)分子信號(hào)途徑水腫的形成機(jī)制中起重要作用[11]。還有研究表明，缺氧時(shí)導(dǎo)致KATP通道（ATP敏感性鉀通道）開(kāi)放，對(duì)神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細(xì)胞具有抵抗局部缺血、外傷、神經(jīng)毒作用，進(jìn)而減輕腦水腫[12-15]。

4 結(jié)論與展望

由以上所述可以得出， 腦缺氧與創(chuàng)傷性腦水腫有密切關(guān)系， 且常常互為因果，相互影響。在對(duì)創(chuàng)傷性腦水腫的診治工作中，通過(guò)對(duì)顱腦損傷患者常常采用的吸氧、糾正貧血（提高紅細(xì)胞攜氧量）、提高腦灌注壓等治療手段，及時(shí)消除缺氧，糾正低氧血癥，在縝密分析的前提下，才能抓住病因，及時(shí)地采取綜合性措施救治患者。只有充分認(rèn)識(shí)創(chuàng)傷性腦水腫發(fā)病機(jī)制才能為其治療提供新思路，目前缺氧誘導(dǎo)因子、水通道蛋白及相關(guān)酶的研究備受關(guān)注，逐漸成為創(chuàng)傷性腦水腫研究的熱點(diǎn)。

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（收稿日期：2013-04-02）