第七专题创伤和感染的代谢反应Metabolic Response to Infection and Trauma孙永华，周业平，万赤丹蒋朱明学习目的：1、掌握创伤和感染后的代谢改变及其与预后的关系；2、掌握创伤和感染后代谢改变的机理；3、了解科学的代谢调理的重要性。

学习要点：1、创伤和感染后的代谢改变及其诱发因素；2、科学的合理的应用代谢调理的意义。

健康的机体处于内外部环境相对稳定平衡状态，这种稳定是通过神经、内分泌、旁分泌和自分泌等机制使身体各系统、各器官、各组织细胞之间的活动相互协调。

机体生命活动及内环境稳定需依靠能量维持。

食物是能量的唯一来源。

正常情况下，通过合成代谢和分解代谢活动，机体将食物中含的能量转化成机体生命活动所需的能量利用和储存，达到维持机体器官、组织及细胞的代谢与功能。

当机体遭到创伤、感染的打击下，做为一种刺激源导致机体器官功能失调，进而影响环境稳定。

生物体内碳水化合物，蛋白质和脂肪等营养物在代谢过程中伴随着能量供应不足，而发生释放，转化和利用障碍，引起代谢失衡或紊乱。

机体应激时产生多种应激因子，对外界不良刺激作出生理性防御反应，维持机体的内环境稳定。

如遭受到创伤或感染的打击，为维持内环境稳定和修复损伤组织引发神经-激素反应，包括兴奋交感神经系统，刺激下丘脑-垂体-肾上腺轴和胰岛素分泌增加相关的胰高血糖素增加以及复杂的全身性的炎性反应。

细胞因子，激素，脂类介质通过放大和负反馈机制相互作用。

机体对这些反应取决于刺激的强度和维持持续的时间，以及患者的相关疾病和营养状态。

应激下的代谢反应是一个复杂的精细的网络系统，严重创伤，包括烧伤手术和感染脓毒症等，由于刺激强度大，病程长，消耗大，长期处于分解状态，骨骼肌大量丢失，脂肪大量分解，体重下降，因而并发症多，死亡率高。

因此了解代谢反应的进程，提高对其重要性和特点的认识，早期采取适当的措施进行干预，可以改善患者的预后。

一、创伤和感染后代谢反应的特点：（一）能量代谢反应具有时相性和持续性Cuthbertson早在1942年将应激代谢反应分为衰退（ebb）和亢进（flow）两个阶段。

根据病情好转，转入恢复期，期与期之间并不是绝对分开的，而是相互交错的连续过程。

衰退期于创伤后即开始，常持续12-24小时，视创伤的程度和复苏的时效，决定此期的持续时间和程度，其特点为组织灌注不足和机体代谢活动降低，机体对此期的代偿表现为儿茶酚胺的释放和去甲肾上腺素，自周围神经释放，与心脏的B1受体和周围血管的α和β2受体结合，促进心脏收缩，提高心率和加强血管收缩，促进血压恢复，改善心脏功能，增加静脉回流，此期出现高血糖，其程度与损伤程度平行，继发于儿茶酚胺释放引起肝糖原分解和交感神经兴奋，糖原降解增加而加重。

心排血量增加，携氧能力及代谢底物的恢复标志代谢亢进开始，此时分介代谢大于合成代谢，胰岛素释放增加，但儿茶酚胺和糖皮的激素水平的升高抵消了其对代谢的影响。

上述激素水平的失衡，导致肌肉和脂肪组织中的游离脂肪酸和氨基酸的动员增加，部分被用于产生能量或利用葡萄糖在肝脏内通过三酰甘油脂供能，其他的底物被肝脏内合成蛋白质，体液介质促进了急性期反应蛋白的合成，在免疫系统也有类似的蛋白合成，帮助损伤组织的修复，但亢进期最终以负氮平衡和脂肪储备下降为特点，导致机体成分的全面调整。

（二）全身特异性与非特异性反应各种全身特异性与非特异的反应在创伤、感染的态下占重要地位。

早已明确的应激反应是神经内分泌反应；近些年来又发现炎性反应，包括氧化应激反应和早期血浆中出现C-反应蛋白（C-reactive protein, CRP）及多种蛋白质增多，统称急性期蛋白（acute phase protein, APP），将伴有APP变化的反应称之为急性期反应，与早期应激反应相重合。

APP是由单核巨噬细胞产生的肿瘤坏死因子（TNF）以及白细胞介素-1和6诱导，在肝细胞内产生，分为正性APP（血清中浓度升高的蛋白质，包括CRP，触珠蛋白，补体-C等）和负性APP（血清浓度降低的蛋白质，包括前白蛋白，白蛋白，转铁蛋白等），通过正负反馈一系列复杂的调节，完成介质释放并与相应受体结合，信号传递，基因转录及蛋白质合成和输出。

急性期反应是急性炎症过程，如果炎症反应过强将导致全身性反应综合征（systemic inflammatory response syndrome, SIRS），机体免疫功能过度激活，如未能阻止发展，将进一步导致全身器官损害功能进而发生障碍和衰竭。

与其同时机体又释放内源性抗炎性介质和抗炎性激素有助于防止SIRS引起的自身组织细胞的破坏。

但内源性抗炎介质和激素的过量释放，导致抗炎性反应综合征（compensatory anti inflammatory response syndrome, CARS），则引起机体免疫功能降低，增加宿主的感染性；接着在创伤打击后又出现热应激反应（heat shock response）。

即温度升高引起的反应。

除热应激外，创伤、缺氧等各种因素均可使染色体上诱导产生蛋白质即热应激蛋白（heat stress protein, HSP）它具有维持细胞蛋白自稳（cellular protein homeotains）的作用，是基因水平上的非特异性反应。

二、神经内分泌激素反应包括兴奋交感神经系统，刺激下丘脑-垂体-肾上腺轴，和与胰岛素分泌增加相关的胰高血糖素分泌增加，在临床和代谢变化上表现为心动过速、呼吸急促、高血糖、体内脂肪的动员，以及骨骼肌蛋白分解。

（一）、下丘脑垂体反应严重创伤可刺激下丘脑-垂体系统，使垂体前叶释放促肾上腺皮质激素（ACTH），使垂体后叶释放抗利尿激素（ADH）。

ADH可使肾远曲小管重吸收水分的能力增强，从而使尿量减少，维持血容量。

如ADH分泌过多，可引起创伤性间质水肿和稀释性低渗血症，因此，创伤后不宜输注太多的晶体液（烧伤例外）。

ACTH可增强肾上腺皮质功能，促进脂肪利用。

此外，前列腺素和垂体前叶分泌的生长激素（GH）也有所增加。

（二）、肾上腺反应肾上腺髓质分泌大量儿茶酚胺（包括肾上腺素、去甲肾上腺素和多巴胺），使具有肾上腺素能α受体的皮肤和非重要生命器官的小动脉收缩，具有β受体的冠状动脉扩张，并能使心肌收缩力增强，血压升高和心率加快。

此外，儿茶酚胺可促进肝内和肌肉中的糖原分解，使血中葡萄糖浓度增加，它还有溶解脂肪的作用，将脂肪酸作为能原利用起来。

创伤后肾上腺皮质分泌糖皮质激素（即17羟皮质类固醇，如氢化可的松）和盐皮质激素（如醛固酮）均有所增加。

糖皮质激素的主要作用为调节糖、蛋白质和脂肪的糖原异生作用和使糖耐量降低等。

此外，糖皮质激素尚可抑制炎症和免疫反应、稳定溶酶体膜以减少组织破坏等作用，盐皮质激素增多使远曲肾小管对钠的吸收增加，钠增加使水潴留。

因此，当失血、失液导致血容量减少时，醛固酮的增加在一定程度上有利于循环血容量的恢复。

（三）、甲状腺和胰岛素反应甲状腺素浓度迅速上升，可持续较长时间。

能量消耗增加，蛋白质分解代谢和脂肪氧化增加，都有甲状腺素的参与。

严重创伤病人常可见血清T4（甲状腺素）、T3（三碘甲状腺结合球蛋白）降低，其下降程度与伤情有密切关系，病情恶化时T3、T4浓度明显下降。

胰岛细胞中按形态学特点可分为5类，占细胞总数20%的A细胞分泌高血糖素，占细胞总数50%以上的B细胞分泌胰岛素。

胰岛素和高血糖是两种主要的胰岛激素。

胰岛素是主要的合成激素分泌减少，肾上腺素和去甲肾上腺素增高是参与抑制胰岛素分泌的重要因素。

胰高血糖素是重要的激素，其主要作用是促进肝糖原分解和糖原异生，使血糖升高。

血浆高血糖素明显增加，其升高程度与创伤严重度有密切关系，它是创伤后高血糖症的主要递质。

三、重要器官反应（一）、心血管反应创伤、感染时常伴有失血、失液、缺血、缺氧、或血管床改变等致循环血容量不足。

此时，机体非生命器官的血管收缩，以保证生命器官司（如心、脑）的血流灌注，维持其血流动力的平衡。

失血后，通过血管收缩、心搏加速和间质中的细胞外液经毛细管壁进入血管内等变化，即使在血容量减少近1/3的情况下，仍能使血压保持在接近正常的水平。

如失血量在1000ml以内，经上述调节机制，血容量可在24~36小时内恢复正常，但红细胞比积可有所下降。

创伤后碱中毒和二磷酸甘油酯（DPG）缺乏，可使氧解离曲线左移（血红蛋白半饱和所需的氧分压降低，一般称P50降低），并可增加心搏出量。

失血量过大，又得不到及时治疗，或原有心血管疾病，其代偿能力必然下降，从而出现循环障碍、休克、冠状动脉灌流不足、心律失常和心衰。

在使创伤病人心血管功能达到稳定的过程中，心肌抑制仍是一个致命的障碍。

从人们实践中观察到，当病人已补足晶体液和胶体液，肺动脉楔压已升高，而心输出量升高极少，甚至没有增加，这预示着有心肌抑制存在。

严重创伤情况下，当补液效果不满意时，通常使用增强心肌收缩力药物（如多巴胺和多巴丁胺等），目的是通过刺激心脏β肾上腺能受体来改善心脏功能，但不消除外周组织α肾上腺素能的缩血管作用。

然而，肾上腺素能反应减弱，间接地证实了心肌抑制的存在。

早在20世纪70年代，Lefer把休克动物的血清注射到另一动物游离乳头肌的周围介质中，可降低其收缩功能，因而认为，可能有一种循环性心肌抑制因子（MDF）的存在。

在当时，MDF 的提取始终未获成功，因而人们对它的注意力有所减弱，但近几年它又引起了人们的广泛重视，并已证实，休克时体内释放的众多活性物质中任何一种对心肌抑制的发生都有作用。

参与心肌抑制的几个主要成分，包括肿瘤坏死因子（TNF）、白介素-1，2，6等。

（二）、肺反应创伤、感染后肺反应可由于失血、代谢率增高等因素，造成呼吸加速以适应氧消耗。

过度换气可使PCO2下降，是早期碱中毒的主要原因之一。

此外，腹部创伤可发生肺不张；昏迷的脑外伤和麻醉处理不当均可导致误吸而影响肺功能，由于换气不足可致高碳酸血症。

以上均为创伤致间接肺损伤。

胸部创伤可因直接肺损伤而致呼吸功能下降，换气功能受损进而造成氧分压下降。

肺损伤破坏了肺毛细血管膜的完整性，致组织间隙和肺泡液体聚集和淋巴流增加，严重渗出时使肺顺应性、肺泡容量、氧气自肺泡向毛细血管的弥散等均降低，临床可表现为呼吸困难、低氧血症和分流量增加。

上述变化是一系列连销的生物化学反应的结果。

创伤早期的上述变化可由于治疗得当而逆转，反之可能发展为典型的肺并发症——急性呼吸窘迫综合征（ARDS）。

（三）、肾脏反应创伤、感染等毒性特质特别是严重创伤通常与失血、失液和休克伴行，加之肾血管对儿茶酚胺甚为敏感，因此，肾血管收缩增加，血容量减少即可引起肾血流量减少，肾小球滤过率也随之下降。

此外，创伤后垂体后叶释放抗利尿激素（ADH）和肾上腺皮质释入醛固酮增多，钠和水重吸收增加，和肾小球过率减少共同作用，使尿量明显减少、尿钠减少、尿K+、H+、HPO32-和Cl-增多，尿比得增高，酸度增加，肾血流量减少和尿量减少，加之尿液呈酸性，一些具肾脏毒性的药物（如磺胺、多粘菌素、庆大霉素）和因烧伤或肌组织大量损毁所产生的血红蛋白的肌红蛋白沉积于肾小管，进而导致肾小管坏死和肾功能衰竭。