心搏骤停后缺血缺氧性脑病的病理生理
（1.医院重症医学科浙江温州）
心搏骤停后缺血缺氧性脑病（Cardiopulmonaryarrestafterhypoxicischemiaencephalopathy，CPAAHIE）即为心搏骤停后脑部损伤，引起脑部损伤主要机理是脑部血供断流和缺血再灌注。脑部血供断流后，脑组织在缺血、缺氧条件下大脑能量贮备耗竭，膜电位改变，细胞膜的通透性增强，造成神经元变性-坏死。恢复自主循环后脑血流再灌注，大量自由基释放，也是造成神经元变性-坏死原因之一。
心搏骤停；缺血缺氧性脑病；脑血流学；病理生理
心搏骤停即心脏机械活动的突然停止（可为循环征象消失所证实），经历心搏骤停的幸存者，由于全身性缺血与再灌注的影响，在自主循环恢复后发生广泛的组织器官损伤，此即谓心搏骤停后综合征（Post–CardiacArrestSyndrome，PCAS）。年Negovsky首先注意到心搏骤停后机体出现的某些明显异常现象，并称之为“复苏后疾病”。从病理生理学角度看，PCAS可以分为[1][2]：①心搏骤停后脑损伤；②心搏骤停后心肌功能不全；③系统性缺血与再灌注反应；④持续性病理状况（原已存在的）。心搏骤停后脑损伤即为心搏骤停后缺血缺氧性脑病（Cardiopulmonaryarrestafterhypoxicischemiaencephalopathy，CPAAHIE）。
1CPR后脑血流动力学改变[2]
1．1脑组织生理大脑是人体的重要器官，重～g，占体重的2%左右，其耗氧量却占全身耗氧量的20%，是全身肌肉静止时耗氧的20倍。由于脑组织的呼吸商（QR）近于1（糖的Q·R=1；脂肪Q·R=0.7；蛋白质Q·R=0.8），说明脑组织能量来源主要靠葡萄糖的氧化。但是脑组织几乎无糖元和糖贮备，氧的贮备也只够十几秒使用。因此，脑组织所需要的糖、氧气全部要靠血液源源不断地从脑外远来。据测量人脑每分钟需要～ml血液运来。50～60ml氧气及75～ml葡萄糖，若以24h计算，人脑需血液L/24h、葡萄糖g/24h、氧气72L/24h。由于大脑对血液、氧气需要量很大，也说明大脑对缺氧、缺血的耐受性极低。试验证明脑供血一旦停止，脑内所贮存的氧在8～12s耗尽，脑组织贮存的能量（ATP、磷酸肌酸等）min左右电量耗竭，5min左右大脑皮层神经细胞开始死亡。
大脑对单纯缺氧的耐受性要比对缺血、缺氧的耐受性要强些。试验证明人动脉血氧分压（PaO2）降至85mmHg时暗适应能力延迟；降至70mmHg时复杂的学习能力减退；降至55mmHg时近记忆下降；降至45mmHg时判断力下降；降至0mmHg时意识丧失、昏迷。
1.2CPR后脑血流量改变研究表明，CPR后脑血流量（cerebralbloodflow，CBF）改变经历以下几个阶段：①无灌流期：CPR后立即出现的多灶性无灌流。②高灌流期：持续约15～0min。由于循环停止期间的酸中毒，使脑血流量自动调节功能衰竭，脑血管处于扩张状态，因此，在心肺复苏后有一个短暂的高灌流期，脑血流量高于正常2～倍。③低灌流期：低灌流期一般2～6h或更长，迟发性全脑或多灶性持续低灌流。由于脑内不同区域血流量不均匀，有些区域无血流灌注，故又称奢侈灌流，这种低灌流现象的程度和持续时间也随心脏停博的时间延长而加重。④正常灌流期或无灌流期：约20h后CBF或恢复正常或因脑血流停止而致脑死亡。
低灌流的原因：①血液黏滞性增强：血液内水分进入细胞内和组织间，引起血液浓缩；红细胞水肿，变形能力下降；血小板凝聚性增加等；②细胞内水肿：脑毛细血管内皮细胞外面的星形胶质细胞水肿、肿胀，机械地压迫微血管，使管腔变窄，阻碍循环；③脑毛细血管内皮细胞因缺氧和再灌流而产生泡疹，电镜下可见泡疹像肥皂泡一样，充满血管，大小不一，大的比红细胞还大，有的从内皮细胞上脱落下来阻塞通道；④血管活性物质增多引起微血管痉挛；⑤脑小动脉平滑肌上钙的积聚，前列腺素、5-羟色胺、白三烯、血栓素等活性物质均引起小动脉痉挛。
低灌流期间脑不同区域损害不均衡，损伤严重区域由于自动调节麻痹或小血管对刺激不敏感，而正常或损伤轻的区域存在不同程度的自动调节，血管尚可舒缩。当组织CO2量增加（PCO2增高）时，损伤轻的部分血管对CO2仍敏感而扩张，但损伤重的区域对CO2无反应，血管未扩张。因此血液流经正常或损伤轻的区域多，而流经损伤严重的区域较少，称这种现象为盗血现象。而当PCO2下降（即当组织内CO2含量低）时，损害轻或正常区域的血管因PCO2下降而痉挛，而损害严重区域血管因麻痹未能收缩，故而，血液流经损害严重区域多，称这种现象为反盗血现象，在临床上治疗时要注意避免盗血现象，利用反盗血现象。
全脑血流量（gCBF）虽可达到CA前水平的50%，但局部脑血流量（rCBF）＜10～20ml·g－1·min－1的区域广泛存在，在海马、皮层等灰质区甚至可以观察到涓流（trickleflow，＜10ml·g－1·min－1）现象，而此时全脑氧代谢率（gCMRO2）已恢复或超过CA前水平。进一步研究表明，CA后2～12h间脑氧输送不足以满足氧需求，主要表现在脑氧利用率（O2UC）＞0.5，脑静脉血氧分压（PvO2）＜2.67kPa，说明在延迟性脑低灌流期脑氧供与摄取间失配，这可能是CA后脑损害的主要原因之一。这提示脑复苏方法可从提高脑氧输送、降低CMRO2方面着手，同时监测脑氧代谢指标对指导脑复苏和预后具有重要意义。
2.病理生理[2][]
2.1缺血、缺氧期间病理生理改变在缺血、缺氧条件下大脑能量贮备（ATP等）在10min内耗竭，由于缺乏能量神经细胞内酶的活性下降，膜电位改变，神经的兴奋性、传导性减退，细胞膜的通透性增强。组织在缺血、缺氧条件下发生如下改变。①能量减少、代谢性酸中毒：在无氧条件下，在细胞线粒体所进行的、葡萄糖有氧氧化明显减弱或停止，无氧酵解增强（一分子葡萄糖进行有氧氧化，产生8个分子ATP，最终产物为二氧化碳和水；一分子葡萄糖进行无氧酵解则只能产生2个分子的ATP，最终产物是丙酮酸、乳酸等到有机酸），结果能量减少，酸性产物增多，造成细胞内和细胞外[H+]增多，产生代谢性酸中毒。当心脏停博2分钟，组织所产生的[Na+]相当于正常人24h所产生的量。心脏停跳min可使pH降至7.0以下。②细胞内水肿：正常细胞外[Na+]高于细胞内[Na+]20倍。在缺血、缺氧情况下：①细胞膜通透性增强细胞外液Na+顺浓度梯度流向细胞内；②细胞内[H+]增多与细胞Na+交换(H+Na+交换)Na+进入细胞内；③细胞膜上的Na+泵因缺乏能量停止运转，不能及时将细胞内的Na+转运出来。因此细胞内Na+及H2O潴留，造成细胞水肿。③钙的超负荷（钙超载、CaO）：正常机体细胞Ca++浓度是在高能依赖泵（Energy-dependentpumps）的作用下维持1：1万的浓度差。在缺血、缺氧情况下，由于以下原因细胞内Ca++增多:①由于能量缺乏，细胞膜通透性增强，膜上钙的慢通道开放，细胞外Ca++顺浓度梯度流向细胞内；②细胞内的Na+与细胞外的Ca++交换（Na+Ca++交换）；③微粒体、内质网内的Ca++也渗透到胞浆内；④肌浆网摄取Ca++的能力下降；⑤细胞膜上的Ca++泵因能量不足不能将细胞内的Ca++转运出来。因此，细胞内Ca++的浓度要比正常情况下高出倍，称钙超负荷。
细胞内CaO的影响。①加重细胞内水保；②Ca++进入线粒体内影响细胞的能量代谢；③血管平滑细胞内Ca++增多，可造成血管痉挛；④细胞Ca++可以激活磷脂酶A1、A2、C特别是磷脂酶A2可以使细胞膜磷脂释出花生四烯酸（AA），AA在胞浆内在Ca++参与下经环氧和酶、脂氧合酶分解生成前列腺素G2（PGG2）、前列环素（PGI2）、血栓素（TXA2）、白三烯（LT）等活性（毒性）介质。
白三烯又称白细胞三烯（LT），由于结构的差异可以分成二大类、第一类（具有二烃基的）LTB4，第二类硫肽白三烯类LT、C4、D4、E4、F4。LT的毒性：①具有强力的白细胞趋化作用和聚集作用、加重炎症反应；②加强血小板聚集性；③增加血管通透性；④收缩平滑肌，可使冠状动脉、脑动脉痉挛以及心肌收缩力减低；⑤其他：使痛阈降低：促使中性粒细胞释放、使细胞内c-AMP增多、抑制胰岛分泌等。
血栓素（TXA2）可使小动脉平滑肌痉挛，血小板聚集、黏附。前列环素（PGI2）具有对抗TXA2的作用，当PGI2和TXA2的平衡遭到破坏，可引起血小板的聚集和微循环障碍，甚至发生DIC。
2.2再灌流损害机理通过临床观察，发现脑梗死病人闭塞的动脉再通后，部分病例的的脑损伤及症状反而加重，把这种现象称脑再灌流性损伤（CRI）。同时也发现再灌流后原缺血区域虽然重建血流，但其神经元仍继续变性-坏死，称为延迟性神经元坏死（DND）。也观察到，脑复苏病人在心肺复苏后才逐渐出现病理损伤。
（1）钙超载：缺血时细胞内发生的CaO当再灌流时，大量的Ca++随血液涌入缺血的大脑，Ca++进入神经细胞内增多，加重细胞内水肿。
（2）自由基增多：自由基是最外层电子轨道上存在不成对（单、奇数）电子的原子、离子、原子团或分子。由于孤立（不配对）的电子存在，所以性质极不稳定，很容易失掉一个电子（本身被氧化、是还原剂）或从其他分子或原子夺取一个电子（本身被还原，是氧化剂），使其最外层电子呈双数（偶数）、使必须稳定。因此，自由基性质活泼、寿命极短只有10～5s。人体内的自由基种类很多，从氧派生出来的自由基比较重要，属于此类自由基的有：①超氧化物阴离子自由基（-1价O2）；②羟自由基（OH-）；③过氧化氢（H2O2）虽然不是自由基，但由于其化学性质活泼，并且可以演变为自由基，故也把它列入氧自由基范围内；④单线态分子氧（单线态氧、1O2）在关，属于激发态氧。故也把1O2列入氧自由基范畴内。有的教科出把-1价O2、OH，、H2O2、1O2统称为活性氧。
参考文献：
[1]NeumarRW，ShusterM，CallawayCW，etal.Part1:executivesummary:AmericanHeartAssociationGuidelinesUpdateforCardiopulmonaryResuscitationandEmergencyCardiovascularCare.Circulation.；12(suppl2)：S15–S67.
[2]HuiAC，ChengC，LamA，etal．Prognosis following Postanoxic Myoclonus Statusepilepticus．Eur Neurol，5，54(1):10-1．
[]尤荣开．心搏骤停后缺血缺氧性脑病．临床常见脑病救治．郑州:河南科学技术出版社，：29-．
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