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体外循环过程中的炎性反应机制及治疗策略

【关键词】 炎性反应

关键词：体外循环；炎性反应；细胞因子；补体

心脏手术体外循环过程中血液直接与心肺机的异物表面接

触，体外循环本身的非生理灌注，手术创伤［1,2］ ，器官缺血再灌注

致白细胞与内皮细胞激活、体温变化、肠道内毒素释放等均可引发全

身炎症反应综合征［3］ SIRS）
（ ，启动以炎性细胞因子、补体、中性粒

细胞相继被激活的"炎性瀑布" 4］效应的发生，造成多器官功能的 ［

衰竭［5］(MOF)，如呼衰、肾衰、肝功能改变等，严重影响到患者的

术后恢复。现将体外循环过程中的炎性反应机制及对其治疗策略做一

综述如下:

1 炎性反应机制

1.1 激肽-激肽释放酶旁路

血液直接接触体外循环回路时，在高分子激肽原(HMWK)及激

肽释放酶原的存在下而自动活化产生因子Ⅻa(ＦⅫa)，ＦⅫa 又可激

活Ⅺ ,于是放大内源性凝血级联反应,导致凝血酶的形成及激肽释放

酶原转化为激肽释放酶,激肽释放酶可直接激活补体 C5，中性粒细胞

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和纤溶系统，使纤溶酶原更易转化为纤溶酶［6,7］, 又可裂解表面结

合的 HMWK 而释放缓激肽导致血管平滑肌舒张及血管通透性的升高 8］ ［

体外循环手术中常规使用的抗凝剂肝素能减慢 FⅫa 及激肽释放酶的

失活，注射肝素后血浆激肽释放酶原降低，而肝素化后体外循环开始

时激肽释放酶的活性短暂而急剧的上升，体外循环结束时激肽释放酶

的活性恢复正常［9］ ，这些过程均促进了炎性反应的发生。

1.2 纤溶旁路

激肽-激肽释放酶旁路的许多产物能使纤溶酶水平上调， 促进

纤溶旁路的激活。激肽释放酶能裂解纤溶酶原为纤溶酶 10］在 HMWK
［ ，

的存在下也能裂解尿激酶原产生尿激酶，导致纤溶酶形成增加。纤溶

酶亦能直接激活 FⅫ 而放大炎性反应，还可产生致炎的纤维蛋白裂解

产物(FDP)，破坏内皮细胞的完整性，干扰纤维蛋白的形成，使血小板

功能失调等。

1.3 补体的激活

在体外循环期间补体通过经典途径(CP)及替代途径(AP)的级

联反应而依次活化。 循环血液经过体外循环装置时激活 AP 导致补体活

性片段 C3a 与 C5a 的产生； 鱼精蛋白拮抗肝素时可激活 CP，
而 导致 C4a

和 C3a 水平的明显升高， 循环中的内毒素释放可同时激活这两个途径。

2

C3a 及 C5a 刺激肥大细胞及嗜碱性粒细胞释放组胺及其他炎性介质，

导致血管通透性增高及平滑肌收缩。C3a 还能导致心动过速，冠脉血

管收缩及抑制心肌收缩力。C5a 是一种强效趋化因子，刺激中性粒细

胞聚集及黏附于内皮细胞上，还能引发中性粒细胞释放溶酶体酶，氧

自由基及白介素。其他的血浆蛋白酶系统成分也能促使补体激活，如

纤溶酶直接裂解 C3 而激活补体，激肽释放酶作用于 C5 产生 C5a,FⅫ

激活的 FⅫf 能裂解 C1 启动经典途径。多器官功能不全的病人与体外

循环后 C3a 升高密切相关，而在非体外循环心脏手术过程中 C3a 水平

无变化［11］ 。

1.4 中性粒细胞-内皮细胞与黏附分子

中性粒细胞在许多介质参与(包括 C3a、C5a、血小板激活因

子、凝血酶、组胺、TNF-a、IL-1 以及白三烯 B4 等)下，在毛细血管

壁滚动,紧密黏附然后穿过毛细血管进入间质组织， 激活的中性粒细胞

脱颗粒释放毒性产物如细胞内颗粒蛋白酶、毒性氧基团和花生四烯酸

代谢产物引起组织损伤.对中性粒细胞释放酶的正常调节机制为： 蛋 抗

白酶可中和中性粒细胞蛋白酶活性。在抗蛋白酶抑制剂活性降低，蛋

白酶和抗蛋白酶两者关系失调时，中性粒细胞释放酶引起组织损伤。

其中颗粒蛋白酶包括乳酸铁蛋白溶解酶和弹力蛋白酶，它们具有极强

的组织溶解能力并改变组织间中性内环境作用，导致体外循环术后病

人出血倾向、组织水肿和缺血缺氧。其特点是随体外循环期间肺内大

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