馬曉貝 張學忠 張學勇
哈爾濱醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院麻醉科(哈爾濱150000)
各種物理因素和化學因素的不恰當干預均會導致肺損傷,若得不到有效治療會造成呼吸功能不全甚至呼吸衰竭。肺損傷治療策略主要有藥物和機械通氣,但均未能有效的減少肺損傷的病死率,且對于藥物的使用劑量及時機,機械通氣參數(shù)的設置等仍存在一定的爭議[1-2],因此有必要尋求其他有效的肺保護方法。有報道顯示,星狀神經(jīng)阻滯(SGB)可通過抑制炎癥反應,降低氧化應激,抑制細胞凋亡,調(diào)節(jié)肺血管的舒縮活動以及維持機體自主神經(jīng)穩(wěn)態(tài)等機制發(fā)揮肺保護作用[3-7]。本文回顧了其在肺保護中的作用及機制。
星狀神經(jīng)節(jié)又稱頸胸神經(jīng)節(jié),由C3-C7發(fā)出的頸下交感節(jié)與第1 胸交感節(jié)構(gòu)成,主要支配頭頸、肩及上肢。SGB可減輕交感神經(jīng)活動的過度活躍,擴張支配區(qū)域內(nèi)的血管,改善血液供應,主要用于治療復雜的區(qū)域疼痛綜合征和周圍血管疾病。傳統(tǒng)SGB 常選擇頸動脈、頸動脈結(jié)節(jié)和環(huán)狀軟骨作為解剖標志,在C6或C7水平阻滯,但在盲探阻滯過程中容易出現(xiàn)氣胸、局麻藥中毒、神經(jīng)損傷等并發(fā)癥[8]。近年來,超聲引導下SGB 極大地提高了操作的安全性及準確性[9]。
1.1 SGB 在呼吸機相關(guān)性肺損傷中的應用機械通氣通??梢酝炀壬?,但它本身也可能導致肺組織損傷,稱為呼吸機相關(guān)性肺損傷。這種肺損傷部分是由于機械和氣壓損傷,還有部分是由于肺部炎癥過程引發(fā)的生物損傷。這種炎癥損傷主要是由于中性粒細胞的活性增強,引起血管通透性增加而造成肺水腫[10]。研究表明[11],SGB 可抑制機體全身性炎癥反應。黃再青等[5]的實驗結(jié)果顯示,SGB減輕了機械通氣兔的肺損傷,而且減少了丙二醛(malondialdehyde,MDA)和腫瘤壞死因(TNF)-α 血清濃度,認為SGB 可以通過抑制炎癥因子的增加發(fā)揮肺保護作用。
1.2 SGB 在單肺通氣中的應用單肺通氣是一種通氣方法,可以隔離兩側(cè)的肺部,并可在一側(cè)肺部進行通氣。然而,這種類型的通氣是非生理性的,并且可能導致低氧血癥。發(fā)生原因主要是由于這種通氣方式會造成通氣血流比值失衡,引起肺內(nèi)分流量增加。缺氧性肺血管收縮(hypoxic pulmonary vasoconstriction,HPV)是肺循環(huán)缺氧狀態(tài)下的一種自我調(diào)節(jié)保護機制。肺臟可產(chǎn)生血管活性多肽,導致非通氣側(cè)肺小動脈收縮而增加肺血管阻力,減少非通氣側(cè)血流,使肺內(nèi)分流降低[12]。SGB 具有擴張外周血管的作用,理論上可以抑制HPV。但在GUO 等[13]的臨床研究中發(fā)現(xiàn),SGB 對HPV 無明顯抑制作用,對單肺通氣期間產(chǎn)生的肺內(nèi)分流量影響不大,但有利于圍手術(shù)期一氧化氮等血管舒縮因子的調(diào)節(jié),減少術(shù)中低氧血癥的發(fā)生。劉洋等[14]在動物實驗中也得出了同樣的結(jié)果。這就為圍手術(shù)期安全使用SGB 提供了實驗依據(jù)。
1.3 SGB 在急性肺損傷的應用急性肺損傷(acute lung injury,ALI)由于內(nèi)部和外部因素導致肺毛細血管彌漫性損傷,引起血管滲透性增強。其主要病理改變?yōu)榉嗡[,透明變性和肺不張,臨床上主要表現(xiàn)為呼吸窘迫和難治性低氧血癥。導致因素包括胃內(nèi)容物誤吸,放射性損傷,膿毒血癥,嚴重創(chuàng)傷,急性胰腺炎和藥物中毒等[15]。ALI本質(zhì)上被認為是一種炎癥。氧化應激也參與了ALI 的病理過程。當機體暴露于有害刺激,會導致氧化還原過程失衡和氧化應激,引起巨噬細胞激活和中性粒細胞的滲漏,中性粒細胞在肺中積聚,可能導致氧化劑介導的上皮損傷,而激活的吞噬細胞可釋放氧自由基,蛋白酶和炎癥因子,并激活炎癥反應,進一步促進炎癥因子的釋放,導致ALI[16]。
1.3.1 SGB 在鹽酸所致ALI 中的應用當機體吸入了有腐蝕性的化學物質(zhì)或有毒的煙霧,這些物質(zhì)作為一種呼吸道刺激物或者毒素,可導致氣道黏膜和肺實質(zhì)產(chǎn)生炎性介質(zhì),并引發(fā)級聯(lián)反應,造成肺組織的炎性損傷,并表現(xiàn)出肺水腫、肺泡出血等,引發(fā)ALI[17]。張雨等[18]選用鹽酸所致家兔急性吸入肺損傷模型,觀察血清及支氣管肺泡灌洗液中炎性因子的含量。實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn),SGB 可降低促炎因子TNF-α、IL-6 的釋放,增加抗炎因子IL-10 的表達,降低ALI的炎癥反應而發(fā)揮肺保護作用。LIU 等[7]的研究結(jié)果也發(fā)現(xiàn),SGB 可以通過調(diào)節(jié)自主神經(jīng)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài),減輕全身炎癥反應,改善肺功能。
1.3.2 SGB 在膿毒癥致ALI 中的應用膿毒癥主要由感染引起,其次是出血、創(chuàng)傷或腹部手術(shù),是一種可以影響機體多器官功能甚至危及生命的疾病。有報道指出[19],膿毒血癥通常伴有肺部炎癥,這種炎癥過程涉及到的炎癥細胞,主要是中性粒細胞,持續(xù)釋放介質(zhì),可以防止炎癥的消退,持續(xù)介導ALI。同時發(fā)現(xiàn),氧化應激也可能參與了膿毒癥引發(fā)ALI 的病理過程。有研究發(fā)現(xiàn)[11],SGB 可以抑制機體全身性炎癥反應。在CHEN 等[3]的研究中,通過盲腸穿刺結(jié)扎在大鼠中建立敗血癥誘導的ALI 模型,并用SGB處理這些大鼠。結(jié)果表明,SGB 減輕NF-κb 信號介導的炎癥反應,還可以抑制MPO 活性而降低氧化應激反應,減輕了膿毒血癥所致的ALI。
2.1 SGB 對炎性因子的影響ALI 本質(zhì)上被認為是一種炎癥。通常,機體內(nèi)促炎因子和抗炎因子的產(chǎn)生是均衡的,以維持生物體內(nèi)的穩(wěn)態(tài),當這種平衡被外界刺激打破使,會導致炎癥反應的產(chǎn)生。張雪松等[20]的動物實驗表明,SGB 可以增加抗炎因子白細胞介素(IL)-4 和IL-10 的含量,抑制促炎因子IL-2 和IL-6 的合成,降低鹽酸所致兔ALI 的炎性反應,發(fā)揮一定的肺保護作用。目前大多數(shù)研究認為SGB 通過作用于下丘腦-垂體-腎上腺素軸調(diào)節(jié)機體免疫功能,進而抑制單核-巨噬細胞、上皮細胞及間質(zhì)細胞活性,減少促炎因子的合成,還可以增加T 細胞數(shù)量和活性,使抗炎因子的釋放增加,發(fā)揮一定的抗炎作用[9,21]。
2.2 SGB 與氧化應激氧化應激的發(fā)生代表機體受到了刺激,體內(nèi)氧化還原過程失衡,而且氧化作用占了主要地位[22]。氧化應激時,自由基等氧化中間產(chǎn)物在破壞入侵的病原體方面有積極作用,但它們的水平超出了機體的清除能力時,則表現(xiàn)出對機體的有害氧化作用。超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)具有抗氧化作用,其活性高低可以評估機體的還原及修復能力。MDA 是脂質(zhì)過氧化的標志物,其濃度大小可以反映了機體氧化應激的程度。據(jù)報道,SGB 可以是機械通氣兔MDA 血漿濃度降低,而使SOD 活性升高,提示SGB 可以增強機體清除自由基的能力,減輕自由基損傷[5]。SGB 降低氧化應激的機制尚未完全清楚,可能是SGB 后血管擴張、血流增加,組織代謝產(chǎn)物易被迅速轉(zhuǎn)運,減輕炎癥反應和氧化應激導致的組織損傷[11]。
2.3 SGB 與細胞凋亡細胞凋亡是一種生理性過程,是受基因控制的,是生物體進行的一種自主而有序的細胞死亡,正常不會對機體造成病理性傷害。但當病理性刺激誘導細胞凋亡增加時,會導致細胞增生和凋亡過程嚴重失衡,對機體造成損傷。Bax 和Bcl-2 分別是Bcl-2 家族的典型促凋亡和抗凋亡成員。研究發(fā)現(xiàn),ALI 的發(fā)展中過程與肺泡上皮細胞的凋亡有關(guān),而且這種凋亡與NF-κB 的激活有關(guān)。NF-κB 的激活促使下游Bax 和Bcl-2 表達,并由Caspase-3 誘導細胞凋亡[23]。SGB 可通過上調(diào)Bcl-2 而減少神經(jīng)細胞凋亡,這種抗凋亡作用似乎與抑制下丘腦- 垂體-腎上腺過度活躍有關(guān),也可能與通過抑制交感神經(jīng)系統(tǒng)過度活躍而減少兒茶酚胺釋放有關(guān)[5]。有報道顯示[4],SGB處理可以改善Bax 的表達并上調(diào)Bcl-2 水平,從而減少細胞凋亡,認為SGB 可以減輕肺損傷。這種保護作用通過緩解因交感神經(jīng)活動過度活躍引起的循環(huán)障礙而抑制細胞凋亡產(chǎn)生的。
2.4 SGB 與血管舒縮因子一氧化氮(NO)具有舒張血管的作用,由血管內(nèi)皮細胞產(chǎn)生。內(nèi)皮素具有促血管平滑肌和內(nèi)皮細胞增殖的作用,而降鈣素基因相關(guān)肽(CGRP)可以抑制病理條件下內(nèi)皮素的合成與釋放,并拮抗內(nèi)皮素效應,是一種擴血管物質(zhì)。肺血管的平滑肌及內(nèi)皮層分布有星狀神經(jīng)節(jié)的部分交感神經(jīng)節(jié)后纖維,這些纖維被阻滯后會分泌一些血管舒縮因子,調(diào)節(jié)肺血管的收縮和舒張[16]。據(jù)報道,SGB 增加NO 的含量,降低缺氧性肺動脈的平均肺動脈壓力,NO 還通過cGMP 介導抑制ET 的合成。同時,SGB 還可以增加CGRP 的含量[13]。因而認為SGB 通過可以調(diào)節(jié)血管舒縮因子的含量從而調(diào)節(jié)肺血管的舒縮活動,減輕氧合指數(shù)的降低,發(fā)揮一定的肺保護作用。
2.5 SGB 對自主神經(jīng)系統(tǒng)的影響當交感神經(jīng)系統(tǒng)和副交感神經(jīng)系統(tǒng)之間的平衡受到創(chuàng)傷、休克等干擾時,會引起前者過度活躍,使自主神經(jīng)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向由交感神經(jīng)支配,將導致與交感神經(jīng)調(diào)節(jié)相關(guān)的疾病[24]。交感神經(jīng)過度活躍會增加腎上腺素和去甲腎上腺素的血漿濃度,導致肺血管收縮以及毛細血管通透性過高,降低肺表面活性物質(zhì)的活性,并進一步誘導肺小動脈重塑,促進肺動脈高壓的形成,造成肺損傷[25]。有研究表明,SGB 可通過抑制過度的交感神經(jīng)系統(tǒng)活性調(diào)節(jié)自主神經(jīng)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài),從而有效改善肺功能[7],這可能與SGB 降低去甲腎上腺素血漿濃度有關(guān)[26]。
綜上所述,SGB 可以通過多種作用機制發(fā)揮一定的肺保護作用。但是有些研究結(jié)果是在動物實驗中獲得的,能否同樣安全應用于人體可能需要更多的臨床試驗來驗證[4,7,13]。同時研究發(fā)現(xiàn),同側(cè)SGB局麻藥劑型不同會發(fā)揮不同的作用時間[27];局麻藥濃度不同,其發(fā)癥的嚴重程度也不同[28];不同側(cè)SGB 會在心血管系統(tǒng)產(chǎn)生不同的影響[29]。因此,SGB 能否作為一種肺保護措施廣泛應用于臨床,其所需的藥物劑型、濃度以及麻醉的方式有待進一步研究,也期待SGB 在肺保護中發(fā)揮更積極的作用。