创伤性脑水肿和颅内压的升高是多种原因引起的颅脑损伤时常见的并发症,也是导致颅脑损伤患者死亡的重要原因。HTS(Hypertonic Saline)指浓度高于0.9%的氯化钠溶液,即高渗盐水,动物实验与人体实验提示HTS治疗各种原因引起的颅脑损伤有其独特的作用。现就HTS在颅脑损伤中作用的研究进展做一综述。
1、渗透剂的作用机制
在过去的30年里,渗透疗法作为治疗继发于颅脑损伤的脑水肿与颅内高压的基本手段。渗透剂治疗创伤性脑水肿与颅内高压的机制是造成血浆与脑组织之间及血浆与脑脊液之间存在有效的渗透梯度,使脑组织的水分及脑脊液进入血液,从而减轻脑水肿及减轻颅内压。已经在动物实验中证明,渗透剂能使正常脑组织脱水,而对血脑屏障遭受破坏的脑水肿区不能起明显作用。
2、常用渗透剂
已经用于治疗创伤性脑水肿及颅内压增高的渗透剂有尿素,甘油,山梨醇,甘露醇,以及最近重新提起的HTS。尿素,甘油,山梨醇有着严重的副作用。甘露醇自1963年被Wise等应用于神经科临床以来,作为一种有效的降颅内压药物,长期应用于创伤性脑水肿的治疗,无论在脱水还是在脑组织保护上都有明显的效果,但是随着甘露醇在临床上的广泛应用,其对机体的各种不良反应亦日益受到重视,其副作用有肾功能衰竭,低血容量性低血压,ICP反弹等。近年来,HTS因为其起效快、效果明显、作用持久等优点引起了学者广泛关注。
3、HTS的治疗颅脑损伤的机制
临床实验报道所用的HTS浓度由1.6%~30%不等,HTS在颅脑损伤中作用可能有以下几个机制。
3.1 渗透作用 HTS可以增加血管内渗透浓度从而对抗血管外异常增高的渗透浓度,进而吸收脑组织间的水分,减轻脑组织水肿,且可以减少脑脊液的生成。
3.2 改善脑组织灌注(1)HTS提高MAP;(2)HIS改善大脑微循。
3.3 调节神经化学物质(1)抑制谷氨酸毒性作用,减轻细胞内Ca2+超;(2)减少血清AVP。
3.4 抑制免疫一炎症反应(1)维持T淋巴细胞的平衡;(2)抑制多型核中性粒细胞(polymorphonuclear neutrophil,PNM)的活化;(3)减轻炎症反应。
4、HTS的应用历史与现状
1919年,Weed与Mckibben第一次描述了脑损伤后静脉输注HTS对脑产生的有益作用,并从此引起人们对其在临床应用的关注。20世纪80年代早期,HTS主要用于治疗失血性休克;研究发现,使用HTS进行容量复苏可以显著改善严重失血患者的各项循环生理指标,并降低并发症发病率及病死率。1988年,Worthley等报道了HTS治疗2例难治性颅内高压的患者,并取得了很好的效果;实验中在快速输注30%HTS后,患者升高的颅内压显著降低,并同时脑灌注得到明显的改善。近年来,大量的实验表明,HTS可以通过降低颅内压,预防和降低脑水肿的发生而发挥对脑损伤的保护作用。虽然已经广泛认同HTS可以控制颅内压,但是需要更多的临床实验去全面的认识后才能决定推荐其常规临床使用,HTS现有的小规模临床样本数据使临床推广受到限制,在某种程度上缺少对照人群以及很多研究结论是案例或者是小规模前瞻性研究。根据Cooper等在一份最新的研究。HTS用于颅脑损伤患者的院前治疗,与安慰剂相比无实质性区别;所以临床医生在应用HTS时需要慎重。
5、HTS在动物实验中的研究结果
HTS在动物实验研究中大量的动物实验显示,HTS 可以在多种脑损伤模型中发挥显著的渗透治疗作用,所得到的大量试验数据都支持其在脑损伤中的应用。研究的领域包括HTS对脑水含量、ICP、CPP、MAP、CBF与脑氧含量等的影响。近年来,小容量的HTS及其复合物复苏严重失血性休克在实验研究中已得到证实,在动物实验中,不少学者发现HTS复合液在复苏失血性休克伴或不伴有颅脑损伤时有提高CPP、CBF降低ICP的作用从而保持血流动力学稳定。相比于甘露醇,在等渗浓度下,HTS作用持续的时间更长,更强。
6、HTS在临床实验中的研究结果
基于HTS在多种动物脑损伤模型中所显示的渗透性治疗作用,人们进行了一系列的临床实验研究,结果都证实了HTS在治疗脑水肿、降低颅内压和在其他形式脑损伤中的保护作用。有数据表明HTS可能有用于治疗难治性颅内高压。也有初步的儿童数据表明,HTS作为渗透疗法有作用,可以作为甘露醇的替代药。HTS已经被证明可减轻非外伤性脑水肿引起的颅内压增高,比如SAH,急性肝衰竭与中风。
7、HTS的副作用
(1)肾功能衰竭:Huang等在烧伤患者中应用HTS进行复苏时发现其对肾功能的损害较林格氏液显著增加,但在其他的动物实验及临床实验尚无相应的报道。(2)渗透性脱髓鞘综合征(ODS):急性脱髓鞘病变一般多见于动物颅脑损伤模型或临床中治疗慢性疾病补充钠盐的过程中。桥脑对高渗状态比较敏感,在用HTS治疗时有可能会发生急性脱髓鞘综合症。但是只要每天的血Na增加不超过1O-20mmol/L就可以避免其发生。Khanna等用高渗盐水治疗神经系统疾患时,平均血Na峰值达到了170mmol/L,但是无1例发生急性脱髓鞘病变。(3)ICP反弹:ICP反弹在甘露醇的使用中有报道,但是HTS使用中尚没有令人信服的证据。(4)全身并发症:凝血障碍,用HTS扩容可能会导致血液稀释及凝血障碍,但在大量的动物实验及临床实验中没有发现两者间有必然联系;溶血,HTS可能会导致红细胞皱缩引起溶血。(5)电解质及酸碱平衡紊乱:HTS的应用可能导致高钠血症,低钾血症及高氯酸血症等。
8、HTS和甘露醇的比较
HTS比甘露醇起效更快,作用更持久,效力相当,而利尿作用弱,不易结晶,其优势在于:
(1)HTS在院前急救中,用量更少、更具实用性和有效性;
(2)甘露醇可引起急性肾功能衰竭、血钾降低、低血压和ICP反弹,而HTS根据目前的研究无这些副作用;
(3)当血浆渗透压超过320mOsm/L时,由于副作用的增加,限制了甘露醇在颅脑损伤中的应用;
(4)对于某些甘露醇不能控制的高颅内压,HTS也能起效;
(5)而且近年来研究发现,颅脑损伤后普遍存在低钠状态, HTS有升高血钠的作用。
9、颅脑损伤出现低血Na的原因
(1)颅脑损伤后,颅内压高,应用脱水剂降颅压(如20%甘露醇、呋塞米),并限制补盐、补液,若应用时间较长,可能会出现低血Na。(2)颅脑损伤直接或间接影响下丘脑功能而发生抗利尿激素(ADH)分泌过多,ADH/ACTH平衡失调,出现抗利尿激素不适当分泌综合征(SIADH),即低血Na(<130mmol/L)低血渗(<270mOsmkg-1H2O-1)、高尿Na(>780mmol/24h尿)。此种原因引起的低血Na按理论应在伤后早期出现,但因早期应用大剂量脱水剂的影响,实验室检测血Na往往正常。另有研究表明,丘脑下部等多处神经组织细胞能产生心房利尿钠肽(ANP),ANP主要通过抑制集合管对Na 的重吸收达利尿、利钠的作用,ANP的过度分泌可使尿Na增加30倍,尿量增加10倍,此种低血Na又称脑盐耗综合征。此原因引起的低血Na往往合并中枢性尿崩,且此低血Na不易较快纠正。(3)伤后呕吐,纳差,盐摄入少。
10、低血Na对颅脑损伤的影响
血Na浓度降低,血细胞外液低渗,水自细胞外向细胞内转移,造成细胞内水肿,而对脑组织来说,就是脑细胞水肿,颅内压增高,而颅脑损伤,最常见、最严重的继发损伤就是脑水肿,若合并低血Na ,脑水肿加重,导致病情加重。抗利尿激素不适当分泌综合征(SIADH)、脑盐耗综合征(CSWS)和其他类型的低钠血症在恢复时间及治愈率方面的差异均无统计学意义,而预后与病情轻重有密切关系,病情越重,即格拉斯哥昏迷量表(GlassgowComascale,GCS)评分越低,低钠血症发生率越高,低钠血症越严重,病死率越高。
11、颅脑外伤后使用HTS的依据
多年来,维持血清Na浓度的正常或者是稍高被证明是对颅脑损伤的患者是有益的。目前多数学者同意这样的观点,即在脑外伤治疗的同时使用脱水剂时不应强调限制钠盐的入量,而应补充电解质,以保证血压与脑灌注压在正常范围内,防止脑缺血与缺氧导致的继发性脑损害。根据HTS的药理学特性以及作用机制,为其在临床上的常规使用奠定基础。可能有学者担心在临床上使用HTS会引起高钠血症,导致电解质紊乱等不良反应。有学者认为只要人们在临床使用中加强电解质的监测,及时消除高血钠对机体功能的影响会取得最佳的治疗效果。但如何采用最佳方式应用最佳浓度、剂量的HTS治疗颅脑损伤引起的脑水肿及颅内高压避免其副作用的发生有待于进一步的研究。
12、总结:
大量的动物实验和临床研究已经证实HTS在神经外科临床实践中是有效的。它通过增高平均动脉压(meanarterial pressure,MAP),改善微循环,增加脑组织灌注,提高氧供,减轻脑水肿, HTS可以抑制谷氨酸的毒性作用,减轻细胞内Ca2+超载,减少血清精氨酸升压素(arginine vasopressin,AVP)和抑制免疫一炎症反应减轻脑损伤。目前用于动物实验和临床研究的HTS浓度从1.6%~30%不等,由于不同的研究设计、给药方式(持续静脉输注,重复静脉输注,一次性静脉输注)、剂量(1.4~4ml??????/kg),使研究结果之间难以比较。HTS现有的小规模临床样本数据使临床推广受到限制,在某种程度上缺少对照人群以及很多研究结果是案例或者是小规模前瞻性研究,仍需要大量的动物实验及大宗病例的临床研究来明确最佳的HTS药物浓度、给药方式及剂量,以指导HTS在临床的有效应用。
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