内皮糖萼层:基础知识与临床意义
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Endothelial glycocalyx: basic science and clinical implications
经典的Starling理论提出,微血管液 体交换是通过相对于血管壁的流体静力学和胶体渗透压压力平衡来确定的,并且水的运动由细胞间隙调节。然而,目前内皮糖萼(一种凝胶状的保护层覆盖于内皮表面)改变了Starling的传统理论。本文旨在总结糖萼相关文献,包括与其相关的基础知识、临床相关伤害、保护策略和临床观点。围术期损伤糖萼结构可增加血管通透性,导致组织液转移、水肿和增加手术发病率。糖萼的病理脱落可发生在机体对机械应激、内毒素、炎症介质、心房钠尿肽、缺血再灌注损伤、游离氧自由基和高血糖的反应中。增加对内皮糖萼层的了解,围术期采取保护性液体管理和治疗策略,可改善患者的预后。
什么是 糖萼
糖萼,即多糖-蛋白质复合物,由蛋白多糖、糖蛋白和可溶性蛋白质组成的动态且复杂的生物化学结构,位于血管内皮腔面。蛋白多糖结合糖胺聚糖链(GAG),包括硫酸乙酰肝素,硫酸软骨素,硫酸皮肤素和透明质酸。硫酸乙酰肝素辅助细胞骨架的形成,而糖蛋白与细胞膜结合,透明质酸结合内皮细胞膜上的蛋白质,并穿过糖萼提供结构支持,参与血管通透性和剪切力的调节。糖萼中GAG链的总量、类型和硫酸化模式由生理或病理刺激控制。 GAG侧链含有许多配体结合位点,这些链的细微变化可导致其组成和功能发生明显改变。
在生理条件下,内皮糖萼形成糖胺聚糖(GAGs)保护层,蛋白聚糖吸附的血浆蛋白覆盖于内皮表面。它调节血管通透性、凝血和血栓形成、内皮细胞和循环血细胞之间的相互作用,并作为控制血管紧张度的机械传感器。内皮糖萼的脱落导致内皮功能障碍,导致生物力学紊乱,致使水肿形成,破坏的细胞-血管壁相互作用以及损害血管对流体剪切力的敏感性。 研究发现,升高大鼠的毛细血管后微静脉细胞间质胶体渗透压力,液体滤过仅有小量增加。使用酶降解技术破坏糖萼完整性可提高水、阴离子蛋白质和部分白蛋白滤过。血管腔和细胞间隙之间的静水压和胶体渗透压梯度在很大程度上取决于内皮糖萼。与液体滤过相反的力主要来自于糖萼的胶体渗透压梯度,细胞间质蛋白浓度起着很小的作用。换句话说,糖萼的胶体渗透压的压力取代了血管内胶体渗透压作为阻止液体滤过的关键力量。 Michel和Levick提出了修正的Starling理论,
生理作用
糖萼层并不是静态结构,其会受许多病理生理因素的影响而脱落。糖萼层的病理损伤可发生于缺血再灌注、炎症,败血症、休克、高血容量、高血糖、过强的剪切力和心肺转流手术中。糖萼损伤小到局部分子的改变到大到全层的完全溶解。任何损伤都可能导致不良后果,例如增加血管通透性和间质性水肿,减弱血管对剪切力的反应,血小板聚集,白细胞粘附,改变的微血管流变学和产生血栓形成环境,其损伤因素主要包括以下几点:
a.炎症,创伤和败血症期间的脓毒症中的炎症介质会引起糖萼脱落,病理生理事件包括毛细血管渗漏,组织水肿和相对低血容量。
b.高血容量可引起内皮糖萼的脱落。大量的围手术期液体补充可导致发病率增加。应注意的是,当胶体溶液(5%人白蛋白和6%羟乙基淀粉)注入容量正常患者时,大约60%的胶体几乎立即渗出到细胞间质。急性等容血液稀释使用相同胶体几乎完全在血管内。因此,不建议通过“过度填充”血管内预输注以预防失血。
c.动物模型发现出血性休克时糖萼脱落,但该现象的机制未知。
d.急性和慢性高血糖可引起糖萼损伤。
a.避免过度的围术期补液可以减少术后并发症。超前扩容效果被糖萼脱落所抵消,血管通透性增加。急性快速血液稀释引起机械应激和利钠尿肽介导的糖萼损伤,这可以解释为什么在这种情况下补充液体很大程度上损失到细胞间隙。在全麻和神经阻滞之前主张大量液体输注以保持足够组织灌注改善术后结局,然而,这种做法可能引起医源性糖萼脱落并促进间质性水肿,导致组织灌注不足。另外这也可通过瞬时超负荷状态释放ANP来解释,这降低了糖萼,并导致液体渗入细胞间质增加。许多回顾性研究报道了大量输血后使用新鲜冷冻血浆与红细胞复苏时的生存获益,这可以通过保护或再生糖萼来解释。另外,围术期体液不明流失的程度可能被夸大了,即使在腹部手术期间,蒸发速率可能低至1 ml / kg /h。
b.证据表明维持围手术期血糖正常可使糖萼稳定。认为最佳围术期血糖范围是5〜10 mmol / l,维持该范围内的血糖水平具有其他益处,如手术部位感染减少。
c.减少与炎症、脓毒症和手术应激相关的介质:抗肿瘤坏死因子药物、氢化可的松、挥发性麻醉剂保护缺血后冠状动脉中的糖萼并改善冠状动脉血管功能、应激反应的控制,如控制心率
*#*#6. 糖 萼 的 重 建*#*#
(a)透明质酸由于其在糖萼稳定性中的作用,静脉透明质酸减少炎症细胞趋化性、细胞因子产生和败血症诱导的肺损伤
(b)白蛋白通过提供外源性血浆蛋白来补充糖萼
(c)抗凝血酶III补充已被广泛用于治疗败血症诱导的弥漫性血管内凝血(DIC),但益处证据尚未确定。
(d)肝素可以保留或保护内皮糖萼。
许多临床实践可损害糖萼,特别是围术期,麻醉医生的不良管理可导致糖萼的损害。目前还缺乏专门针对糖萼的治疗措施。最佳的临床管理,特别是细致的液体管理,可减少糖萼损伤所致的术后发病率。
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