病理生理作业---200820315 周鑫华

颅脑损伤后应激性胃黏膜病变的病理生理机制200820315 研究生3班周鑫华专业：生理学应激性胃黏膜病变分为两种临床类型: 应激性损伤( stress injure) 和应激性溃疡( stress ulcer) 。

颅脑术后24 h 内, 胃黏膜就会出现损害, 17%发展成为临床明显的出血, 胃黏膜发生出血后病死率高达50% ～77% , 男女发病率无明显差异, 对手术的预后有直接影响。

研究表明颅脑损伤后未进行有效预防的病人75%发生应激性溃疡, 其病因及病理生理机制仍不很清楚, 目前认为其发生涉及机体神经内分泌失调、胃黏膜保护功能削弱及胃黏膜损伤因素作用增强等诸多方面, 是多因素综合作用的结果, 其中神经系统调节失调起重要作用。

下面就颅脑损伤后应激性胃黏膜病变的病因及病理生理机制作一简述。

1胃酸、胃蛋白酶分泌增强颅脑损伤后急性胃黏膜病变是一种酸依赖性病变, 高酸是黏膜病变发生的基础, 在脑外伤和神经外科术后病人及动物模型中都可观察到胃酸处于高分泌状态[ 。

颅脑损伤后胃黏膜病变出血率超过17% , 出血一般多发生在入院2周以内。

中枢神经系统( CNS) 在受到损害后3 ～5 d, 胃酸胃蛋白酶过度分泌达到高峰。

胃蛋白酶的过度分泌加重了胃黏膜的破坏。

引起胃酸分泌增多的有以下多种因素。

1.1中枢神经因素研究证明大脑在应激性胃黏膜病变的病理过程中起到关键作用。

一般认为下丘脑、室旁核和边缘系统是应激的整合中枢, 在胃酸分泌的中枢控制中起重要作用。

手术创伤及术后水肿所致颅内高压均可引起脑内许多神经核团及神经递质的改变, 从而引起应激性胃黏膜病变, 其中下丘脑、室旁核、蓝斑核、迷走神经运动背核、海马、杏仁等在应激性胃黏膜病变发生中有重要的意义。

脑干与丘脑受损可刺激副交感神经中枢或抑制交感神经中枢, 使自主神经系统调节失衡, 造成胃酸分泌增加、胃液pH 值降低。

在体外, 刺激迷走神经背核可引起胃酸的高分泌。

动物实验证实, 刺激丘脑下部某些区域可引起胃酸分泌增加。

电解毁损动物迷走神经背核可减轻室旁核对应激性胃溃疡的刺激作用。

颅脑损伤本身引起的原发或继发的脑干、下丘脑损害, 也可引起交感、副交感神经功能失调, 使胃酸分泌增多。

颅脑手术可直接累及CNS。

Cushing认为延髓迷走神经核与下丘脑副交感神经中心存在神经通路, 在此通路上任何部位的病变都会破坏其正常的抑制, 致迷走神经兴奋, 胃酸分泌过度, 侵蚀胃黏膜形成溃疡, 他的理论得到许多研究的证实。

另外, 颅脑外伤, 无论是原发的损害, 还是由于继发的脑水肿、颅内高压、脂质过氧化反应增强、局部血流量减少以及细胞内钙离子超载等致伤因子的存在, 如果累及颅内某些特定的解剖结构, 如下丘脑、脑干、边缘系统等, 均可导致机体发生神经内分泌等的改变, 也与Cushing溃疡的发生有关。

1.2 体液内分泌及中枢神经介质因素当发生应激时, CNS 及中枢神经介质通过交感肾上腺髓质、副交感胆碱能神经及其他外周神经体液因子, 作用于胃黏膜局部, 引起黏膜缺血和胃酸分泌紊乱。

1.2.1 儿茶酚胺分泌增加脑损伤早期, 交感神经兴奋, 儿茶酚胺类物质大量增加, 致胃酸分泌减少, 可反馈式地诱发胃泌素分泌增加; 同时, 增加的儿茶酚类物质, 也可直接刺激G 细胞分泌胃泌素,使血清胃泌素含量增加, 胃泌素水平增高, 从而引起胃酸、胃蛋白酶的分泌增加。

将已做胃交感切除的动物控制为低血压3 h, 测定基础胃酸分泌量无变化,胃黏膜也无病变, 而未做胃交感切除术的对照组,基础胃酸分泌量增加, 胃黏膜有明显损害。

1.2.2 胆碱能神经兴奋性增强应激性黏膜病变的发生与迷走神经的高活动性亦有密切关系。

迷走神经切断术能成功地防止应激性黏膜病变的复发也证明了这一点。

国外也有文献报道, 脑外科胃黏膜病变伴有迷走张力增高, 迷走张力增强可导致胃酸增多。

持续的颅内压增高,刺激副交感神经核及其皮层中枢, 使胆碱能及非胆碱能纤维兴奋, 释放乙酰胆碱及促胃泌素释放肽, 使胃泌素释放增加, 胃泌素分泌增多可使胃酸增多。

1.2.3 糖皮质激素分泌增加近年来,很多学者对皮质醇水平与应激性黏膜病变的关系进行了大量研究。

应激时, 垂体- 肾上腺轴释放大量糖皮质激素, 后者使胃酸分泌增加, 抑制蛋白合成, 阻碍胃肠上皮细胞更新。

人体受刺激后血浆皮质醇水平的升高与应激性溃疡的发生率呈显著相关。

Yelken 等用小鼠研究证实应激状态能产生应激性黏膜病变, 溃疡病变的程度与皮质醇水平明显相关。

促肾上腺皮质激素释放激素( CRH) 在下丘脑弓状核合成, 释放入垂体门脉系统, 能够减少胃液的分泌并增加十二指肠碳酸氢盐的产生, 对防止应激性溃疡的发生具有保护作用。

颅脑外伤尤其下丘脑损伤时, CRH 分泌紊乱, 可加重应激性溃疡的发生。

文献报道促肾上腺皮质激素释放激素Ⅰ型受体( CRH-R1) 和迷走神经是引起胃肠应激性黏膜病变的基础因素。

Antalarmin 是CRH-R1 拮抗剂, 通过拮抗CRH-R1 调节胃黏膜分泌的神经因素。

植物神经系统能够产生antalarmin 样作用, 尤其是迷走神经在其中起了重要作用, 关于CRH-R1 研究可能对预防和治疗应激性胃肠黏膜病变有重要作用。

1.2.4 生长抑素分泌减少应激状态下生长抑素水平下降失去对胃泌素的抑制作用。

动物实验表明, 大鼠在应激状态下生长抑素水平明显低于对照组。

临床观察显示, 应激性溃疡患者体内生长抑素水平也明显低于正常人。

研究发现前列腺素和白三烯对应激性黏膜病变有一定的影响, 前列腺素对胃黏膜具有保护作用, 包括刺激胃和十二指肠黏膜黏液、碳酸氢盐分泌, 增加黏膜血流。

花生四烯酸可被前列腺素G/H 合成酶氧化成前列腺素, 或被脂氧合酶氧化成白三烯。

前者如PGE2、PGI2, 在胃黏膜内有高浓度的分布, 能抑制组胺、五肽胃泌素及迷走神经刺激的胃酸分泌增加, 而后者促进炎症和延缓溃疡愈合。

有研究证实在应激性胃溃疡组和对照组中, 两者PGE2 合成的差异不大, 但白三烯的合成量是对照组的10 倍, 提示应激状态下, 胃黏膜花生四烯酸的氧化转向白三烯的合成。

1.2.5 促甲状腺激素释放激素( TRH) 分泌增加研究证明, TRH 作用于脑干核团, 通过迷走神经介导, 促进胃酸的分泌, 参与应激性溃疡发生。

TRH 受体在迷走神经背核处神经元胞内很丰富, 动物实验发现应激状态下, 中枢TRH 释放增加。

脑池内注射TRH 可以带来胃酸的高分泌, 有助于应激性溃疡的形成, 而如果在脑室内注射TRH 受体的抗体, 则能减轻应激性溃疡的形成。

Koyuncu 等研究证实在应激开始前给予小鼠甲状腺素thyroxine, T4) 和三碘甲腺原氨酸( 3, 5, 3′-triiodothyronine, T3) 进行预防性治疗能够减轻应激性溃疡的深度和面积, 其可能的机制是T3、T4 能够反馈性抑制TRH 的分泌, 使TRH 分泌减少造成。

1.2.6 5- 羟色胺( 5-HT) 释放增加应激时脑内5-HT 合成及代谢发生改变。

动物实验显示, 侧脑室内注射5-HT 可加重实验性应激性溃疡的程度, 而皮下注射5-HT 对应激性溃疡无影响, 这表明5-HT 直接作用在中枢, 5-HT 作为中枢递质参与应激性溃疡的调节, 可能由交感神经系统及下丘脑- 垂体- 肾上腺皮质轴介导。

1.2.7 神经降压素( NT)NT 是一种神经肽, 主要分布在大脑及胃肠道, 在下丘脑室旁核( PVN) 处富含NT 能神经元胞体、神经末梢及NT 受体。

作为一种神经递质NT 参与了中枢对机体多种生理活动的调节。

动物实验发现, 侧脑室内注入NT 可抑制大鼠胃酸分泌。

中枢内NT 与儿茶酚胺递质相互作用、影响, NT 注入侧脑室后可增加下丘脑内去甲肾上腺素及多巴胺含量, 而PVN 富含儿茶酚胺神经能神经末梢, 尤其是去甲肾上腺素能神经末梢, 因此, PVN 内注射NT 对胃酸分泌的抑制作用, 可能由该处儿茶酚胺所介导。

迷走神经切断后, NT 抑制作用不再出现, 说明PVN 内注射NT 对大鼠胃酸分泌作用与迷走神经中介也有关。

2 胃黏膜保护因素削弱正常人的胃黏膜接触胃酸和胃蛋白酶而不被消化是因为胃黏膜有自身保护作用。

胃黏膜的保护作用包括以下三方面: ( 1) 胃黏液- 黏膜屏障; ( 2) HCO3- 的中和作用; ( 3) 胃黏膜上皮的修复。

在应激状态下, 交感神经和副交感胆碱能神经兴奋, 造成胃黏膜血管痉挛导致胃黏膜缺血, 胃黏膜的屏障功能受损, 平滑肌强烈收缩, 胃黏膜缺血是应激性黏膜病变的主要病理生理改变。

颅脑外伤的病人由于外伤和手术中失血、继发性脑水肿及颅内压增高均可导致脑灌注不足, 引起交感神经兴奋、内脏血流量减少、胃肠黏膜缺血、胃黏膜血流量减少引起局部缺血性损伤。

胃黏膜上皮细胞缺血的程度要比胃血流量减少的程度更为严重。

胃黏膜是代谢率很高的组织之一, 对糖原和氧的需求很高, 但其自身糖原储备量低, 仅为肝细胞的1%, 且不能耐受无氧状态, 因此对缺血反应非常敏感。

黏膜上皮层的严重缺血, 导致ATP 和高能磷酸盐生成减少, 使维持H+ 渗透梯度的功能下降。

胃微循环障碍, 胃黏膜缺血、缺氧, 影响线粒体功能, 造成ATP合成减少, 能量供应不足, 细胞发生功能障碍, 丧失生成和分泌黏液及HCO3- 的能力。

同时, 颅脑损伤后植物神经调节失衡, 使胃酸胃蛋白分泌增加, 而胃黏液分泌减少, 导致黏液屏障和黏膜屏障作用俱失, H+ 逆扩散至细胞内, 细胞又缺少HCO3- 中和进入细胞内的H+ , 结果细胞酸中毒; 同时, 厌氧代谢产生脂质过氧化物和黏液细胞的胞膜损害, 使细胞内溶酶体裂解, 释放溶酶, 细胞自溶、破坏、死亡。

禁食和应激情况下胃黏膜之所以易受损伤可能与黏膜巯基含量减少有关。

应激状态下胃黏膜黄嘌呤氧化酶活性升高, 自由基产生增多, 谷胱甘肽(GSH) 在清除自由基过程中被氧化成氧化型谷胱甘肽( GS-SG) , 同时谷胱甘肽还原酶活性降低, 使GS-SG 转化成GSH 的反应减慢, 结果导致GSH 含量进一步减少, 而谷胱甘肽过氧化物酶活性受抑, 从而使氧自由基清除能力严重降低而发生自由基蓄积, 如此恶性循环, 使胃黏膜损伤进行性恶化, 补充巯基化合物半胱胺酸或GSH 可防止胃黏膜损伤。

GSH 还介导SS、PGs 的胃黏膜适应性细胞保护作用。

3 上消化道运动功能障碍正常生理状态下食管、胃十二指肠可将其内容物或少量反流物通过蠕动向下行排放, 并具有防止反流的解剖与功能屏障。

因术后病人自主神经功能失调,神经内分泌紊乱导致食管下段括约肌张力降低, 胃食管连接处抗反流屏障破坏,发生胃食管反流, 同时因食管蠕动减弱不能有效而及时地清除反流液, 加剧了胃酸、胃蛋白酶及胆汁和胰液对食管黏膜的损害。