創傷相關的代謝和內分泌反應（Ⅰ）

The metabolic andendocrine response to trauma

創傷相關的代謝和內分泌反應（Ⅰ）

Amy Krepska

Jennifer Hastings

Owen Roodenburg

銹刀十一編譯

摘要

代謝和內分泌系統是創傷時機體代償反應的核心。通過激活下丘腦-垂體-腎上腺軸，交感神經系統和炎症反應來激動能量基質的動員，維持容量和止血。作為臨床醫生，我們可以干預這些系統，然而麻醉，液體，輸血，營養和類固醇的使用的最佳管理仍然存在爭議，仍有待確定。

導言

在現代復甦時期之前，對於創傷後為生存而出現的關鍵性生理反應，人類經歷了漫長的認知過程。許多損傷和疾病引起的生理反應與創傷相似，而麻醉師常說的創傷是一個廣泛的術語，這很容易就包括了手術以及燒傷，創傷性腦損傷，胸部和腹部損傷。所有這些情況都會引起明顯的生理變化，而這主要是通過代謝和內分泌系統（作用），但本質上也涉及炎症和自主神經系統（調節），所有這些都是以優化組織修復作為最終目的。

要實現這一點，維持重要器官的灌注和能量供應至關重要。因此代謝和內分泌反應集中在調動能量供應，維持容量和減少失血量。這些系統之間存在複雜的相互作用，伴有激增的高代謝和分解。

儘管設計完善，但這些系統非常複雜，有可能發生超出負反饋（調節的能力）而出現失代償，實際上這會導致損傷的發生。麻醉師對這些機制的理解至關重要，以盡量減少損傷，優化和支援機體的生理反應。

在協調內分泌和代謝反應方面，下丘腦垂體軸起到核心作用。丘腦接受種輸入（信號），包括壓力感受器，容量感受器和創傷刺激的痛覺纖維;一些重要的系統也是通過激活垂體和腎上腺，以及交感神經系統而發揮作用。

動員能量資源

來自下丘腦的促腎上腺皮質激素釋放激素（CRH），促使垂體前葉向血液釋放腎上腺促腎上腺皮質激素（ACTH）。它作用於腎皮質，引起皮質醇激增。皮質醇的主要目標是動員能量儲備，引起糖異生。皮質醇血清水平通過對下丘腦垂體軸的負反饋調節，減少促腎上腺皮質激素釋放激素的進一步釋放。在創傷引起ACTH和皮質醇持續增高時，可能會出現調節障礙，引起分解代謝，蛋白質和最終的肌肉分解。後者對患者特別不利。

還有就是下丘腦釋放生長激素釋放激素（GHRH），它促使垂體前葉釋放生長激素（GH）。GH通過胰島素髮揮類似生長因子的作用以增加分解代謝，但是程度比皮質醇的小。

胰腺也可以通過減少胰島素的分泌、增加胰高血糖素的分泌而發揮作用。另外就是胰島素抵抗，當與胰島素分泌減少同時存在時，引起細胞葡萄糖攝取減少，循環內血糖水平升高。

這些系統都通過糖原分解，脂肪分解和蛋白水解而增加糖異生。總體而言，循環葡萄糖的升高增加了細胞水平的葡萄糖供應。為支援創傷後的機體，這對於在糖酵解，三羧酸循環和最終氧化磷酸化過程中通過有氧呼吸而產生ATP來說至關重要。

容量的維持和再分布

創傷往往造成重要器官灌注不足而出現休克。為了維持器官灌注，存在幾種生理反應，其總體目標是確保血流分布到重要器官，維持容量、有利於止血。

下丘腦興奮引起交感神經傳出衝動的增加，產生兩種重要的效應器反應。首先，腎上腺髓質突觸的節前纖維引起兒茶酚胺釋放到循環中。其次，所有節後交感神經纖維的輸出增加。創傷中最重要的是提高心率的（神經）纖維和平滑肌的脈管系統。這些節後神經節纖維的產物以及增加的循環兒茶酚胺通過終端器官的α和β腎上腺素受體介導其作用，導致必不可少的「逃跑或戰鬥反應」。

增加的交感神經輸出引起心臟的正性變力和變時。交感介導的外周靜脈收縮促使血液從存儲庫如肌肉轉移，以增加靜脈迴流。動脈血管收縮將血液從外周重新分配到中央（循環）。

為了糾正容量的損失，機體激活各種代償機制，即腎素血管緊張素醛固酮系統（RAAS）和垂體後葉釋放ADH。由於交感神經活動增加，腎灌注不足以及流經(腎臟)緻密斑的鈉的減少，腎小球細胞分泌腎素。腎素將血管緊張素原轉化為血管緊張素I，並通過血管緊張素轉換酶（ACE）進一步切割成血管緊張素II（AT II）。AT II有多種功效。首先，它刺激腎上腺皮質的球狀帶釋放醛固酮，並通過其對下丘腦的作用，產生口渴感和ADH的進一步分泌。它也是一種強效的外周血管收縮劑。在腎小球，它優先引起進球小動脈的收縮以盡量維持腎小球濾過率（GFR）。ACTH和高鉀血症也可輕度刺激醛固酮釋放。

醛固酮主要作用於腎單位的遠端小管，促進鈉的再吸收、鉀離子和氫離子的排出。這樣會促進水的重吸收，從而增加了容量。此外，醛固酮也受到循環中皮質醇的影響。

垂體後葉釋放ADH並通過腎臟V2受體發揮作用，增加進入集合管的水通道蛋白，從而促進水再吸收進入體循環，在損傷時支援循環。

免疫反應

創傷誘導的組織損傷激活補體通路。激活嗜中性粒細胞和巨噬細胞，隨後釋放包括白細胞介素-1，TNF-α和血小板活化因子的炎症介質。因此，其他急性期蛋白包括纖維蛋白原，氧自由基和蛋白酶以及花生四烯酸代謝物（包括血栓素和前列腺素）都會增多。在組織發生創傷的最早階段，最終結果是凝血級聯的傳播，損傷部位的中性粒細胞聚集和淋巴細胞增多而誘導的細胞和體液（免疫）系統，所有這些都是為了限制組織進一步損傷、促進修復。然而，在這些促炎和抗炎症系統之間存在微妙的平衡，為嘗試優化創傷患者結局而干預（編者：不喜歡用調整或治療）這些系統，例如使用類固醇，是複雜的。

止血

為了防止持續的失血和維持容量，各種止血機制被激活。這些包括血管收縮、血小板的粘附和聚集，最終形成血凝塊。創傷的炎症反應增強了上述的（反應）過程，如花生四烯酸代謝物如血栓烷A2增多，其作為強效血管收縮劑並加強了血小板活化和聚集。急性期蛋白如促凝血纖維蛋白原的血清水平也升高，而另一些如抗凝血劑，蛋白質C則降低，從而改變了抗凝血因子之間的平衡。這些機制的最終目標是高凝狀態。

創傷激活的代謝和內分泌系統的管理：當前的爭議

所有這些過程都是儘力保持重要器官的功能，並使之在受到創傷之後得以生存。然而，如果沒有恰當的管控，這些補償機制就會變得不堪重負，最終導致死亡。

與創傷相關的高代謝狀態增加了組織需氧量。如果心輸出量不能相應地增加，則會出現組織的氧輸送不足。也可能會受到周圍血管收縮和貧血進一步地影響。總體而言，這將導致細胞缺氧，乳酸性酸中毒和多器官功能衰竭。同樣，凝血系統的補償機制也可能變得不堪重負，出現瀰漫性血管內凝血病（DIC）和不受控制的出血。

在創傷患者的管理中有許多干預措施，一些會加強自然生理反應，但有些會干擾這些反應，並可能惡化患者的結局。重要的是我們要了解我們的行為如何影響（或打擾）了這些（生理）過程，以便我們可以繼續優化我們的管理並改善患者的結局。

在圍手術期，總是難以發現干預措施的明顯好處。特別是多創傷患者是非常混雜的群體。此外，在受傷之前不可能對這個群體進行研究和干預，因此難以了解這些生理反應的真實的利弊，以及如何最好地干預這些（反應）。然而，儘管如此，在一般手術和燒傷患者圍手術期的干預措施中還有很多工作，可以推測其中一些研究結果並更準確地調整創傷患者的干預措施。