罗爱林(脑缺血及脑损伤).ppt

围术期脑保护研究进展,华中科技大学同济医学院附属 同济医院麻醉学教研室 罗爱林,缺血性脑损伤是欧美发达国家第三致死病因 即使存活，也残留后遗症 一些实验和临床研究……,内 容,脑生理学 脑缺血病理生理学 缺血预处理和神经再生 脑缺血影响因素 脑缺血预防治疗,脑缺血及脑损伤是围术期间最严重的并发症，尽管发生率较低，但在某些手术其发生率较高，如心脏手术后神经系统并发症达2~6%，颈动脉内膜剥脱术则为2.1~15%，神经外科手术，如颅内动脉瘤或动静脉畸形手术更易发生脑缺血脑生理学,重 量：占体重2% 血流量：占心输出量15~20% 动 脉：颈内动脉（2/3血流量），椎动脉 （1/3血流量），形成Willis动脉环 脑血流量：脑灰质60~100ml/100g/min 脑白质25ml/100g/min 平均50ml/100g/min 脑耗氧量：3.5~4ml/100g/min （50%维持神经元电活动，另50%维持细胞内环境恒定）,脑缺血病理生理学(一),脑,,CBF 20ml/100g/min,EEG等电位,,15ml/100g/min,诱发电位不能引出,,10ml/100g/min,细胞膜内外离子梯度不能维持,(缺氧性去极化→释放大量神经递质（谷氨酸）→钙超载→神经元死亡),脑代谢率高,不能贮存基本代谢物质(氧,葡萄糖),对缺血、缺氧特别敏感 海马CA1，CA2，CA3，CA4及齿状回对缺血最敏感 全脑缺血后，脑大部分神经元蛋白质合成被抑制仅持续数小时，但CA1神经元缺血后，其蛋白质合成功能几乎不恢复,脑缺血病理生理学(二),脑缺血分类,,,缺血预处理保护作用与内源性erythropioetin (EPO), 即红细胞生成素产生有关 短暂缺血后哺乳动物脑内缺血边缘区的星形胶质细胞产生EPO↑ 缺血边缘区神经元EPO受体上调 EPO与EPOR结合后→修复蛋白生成↑，兴奋性神经递质及炎性介质产生↓→抑制神经元凋亡，促进神经再生和血管再生,预处理和神经再生,预处理,Ehrenreich H, et al. Molecular Medicine, 2002,病人研究发现，静脉注射重组EPO（每天一次，持续3天）→中枢神经系统内EPO升高60~100倍，与脑损伤有关的胶质细胞标志物S100水平下降→减小了脑梗死面积，改善了病人愈后 该结果尚需多中心，大样本前瞻性研究予以证实（若确认，术前、术中，甚至脑室内使用） EPO能增加Hct，加重缺血损伤,小鼠实验发现，活化神经干细胞能诱发神经再生和成神经细胞（neuroblast）向脑梗死区迁移 小鼠大脑中动脉闭塞2小时后，NO和人类骨髓基质细胞能促进神经和血管再生 临床尚无令人信服资料,预处理和神经再生,神经再生,Chen J, et al . Brain Res, 2004,脑缺血影响因素,正常体温时脑耐受缺氧仅5分钟 16℃时可耐受缺氧34分钟以上 将体温降至33~34℃对脑缺血、缺氧研究较多,体 温,低 温,深度低温 常用于体外循环手术 17～20℃ 耐受缺血5分钟（37℃） 耐受缺血60分钟（17℃） 实施较困难（价格贵、风险） Greely WJ, et al. J Thorac Cardiovasc Surg, 1991,中度低温 24～32℃（不需循环支持） 复温休克（rewarming shock） Michenfelder（1979，1980）研究较多 临床上尚未成功 Steen PA, et al. Anesthesiology, 1980,浅低温 Busto（1987）报导体温下降2-6℃明显改善小鼠组织学结果 Natale and D’A lecy（1989）体温下降6℃能改善猪全脑缺血模型神经功能 Clifton 等对 闭合性颅脑外伤病人研究发现，浅低温无保护作用 Clifton GL,et al. N Engl J Med, 2001,低温并发症 低血压 心律失常 凝血障碍 感染 Wass CT, et al. Int Anesthesiol Clin, 1996,轻度低温（33℃）能减轻全脑缺血所致神经损伤 缺血期间或缺血后轻度低温亦能减轻局灶性缺血所致脑损伤 缺血后立即恢复脑血流灌注，则低温的保护效果更好，如果是持续脑缺血（脑血管闭塞），则低温的保护效果较差 必须警惕低温对心肌抑制或导致严重心律失常,低 温,动物研究,499例在33℃行颅内动脉瘤夹闭病例，并与501例在36.5℃手术进行比较性研究 轻度低温对愈后无影响（低温组65%愈后较好，而正常体温组63%愈后良好） 低温组菌血症发生率较正常体温组高（P0.05）,低 温,术中低温（一）,Todd M, et al . NEJM, 2005,为什么临床结果与实验室动物模型结果不一致呢？ 动物模型均是出血性中风动物模型 出血性中风动物模型在颅内出血之前或期间均已存在低温 低温对病人的保护作用被手术损伤，如低温前出血或术后血管痉挛等削弱,低 温,术中低温（二）,Hindman B J , et al. Neurosurgery, 1999,临时夹闭动脉瘤超过20分钟者仅少数 病人降温过程较长 低温可能对严重颅内动脉瘤或临时夹闭耗时较长病人有保护作用 建议对颅内高风险手术患者提前实施降温,Safety Monitoring Board批准392病人参加的多中心研究 对ICP影响：低温组病人（ICP30mmHg）ICP降低占59%，而正常体温组仅占41% 对死亡率影响（低温组28% VS 正常体温组27%） 对血电解质影响,低 温,术后低温（一）,Clifton GC, et al . NEJM, 2001,尽管低温组每天补充电解质，但血镁、钾、磷仍降至危险水平,低 温,术后低温（二）,Polderman K, et al . Neurosurg, 2001,392例颅脑闭合伤病人（年龄16~65岁）随机分成2组，均接受标准治疗（年龄、外伤类型及严重轻度等差异无显著性） 低温组（外伤后6h内中心体温降低33℃，维持48h） 正常体温组 外伤后6个月恢复状况 死亡率：低温组28% VS正常体温组27%（P=0.79） 低温组在医院停留时间较正常体温组长，且并发症较多 结论：颅脑外伤后轻度低温不改善其愈后,低 温,颅脑外伤后低温,Clifton GL, et al. N Engl J Med, 2001,77例心跳骤停患者，随机分成2组 低温组（43例，自主循环恢复2小时内中心体温降至33℃，维持12小时） 正常体温组（34例） 低温组49%愈后较好(21/43) 正常体温组26%愈后较好(9/34) (P=0.045) 结 论：心跳骤停后低温能改善患者愈后,Bernard SA, et al . N Engl J Med, 2002,心跳骤停后低温,低 温,Hypothermia for Neuroprotection after cardiac arrest systematic review and individual patient data meta-analysis 资料来源： Medline, Embase, Cinahl, Pascal,Holzer M, et al. Crit Care Med, 2005,纳入标准：心跳骤停6h内实施低温 排除标准：无对照组 观察时间：复苏后半年内 结 论：心跳骤停后轻度低温能改善患者愈后，提高生存率(半年内),半年后则需要进一步研究,Wass CT, et al. Anesthesiology, 1995,高温，特别是头部高温，能加重缺血所致神经损伤 脑缺血性损伤者或脑缺血性损伤高风险者应避免体温升高，如低温后复温,高温影响,正常人脑灌注压60~150mmHg时CBF维持恒定 高血压患者自动调节范围右移 颅脑外伤者维持正常CBF需较高CPP,脑灌注压(CPP),Chan KH , et al. Neurosurgery, 1993,颅脑外伤者CPP应该大于70mmHg,Schwarz, S, et al. Stroke, 2002,升高动脉血压（MAP达正常者120%）可改善持续脑缺血患者愈后，如中风患者（未溶栓)，但有导致再出血风险，建议缓慢升高MAP，超过正常值10~15% 相反，低血压加重缺血或创伤所致脑损伤，如增加脑梗死面积 建议使用α受体激动药，如phenylephrine, 尽管收缩脑血管，但不减少CBF,正常血糖水平时，脑无糖贮备，乳酸性酸中毒作用受到限制 高血糖时，脑神经元糖贮备增加，一旦缺血，乳酸生成急剧增加→严重酸中毒→诱发神经元坏死,血 糖,脑内葡萄糖,有氧,无氧,38ATP、CO2、H2O,2ATP、乳酸,,,Marner DS, et al. Stroke, 1992 Pulsinelli WA, et al. Am J Med, 1983,动物模型及人体研究发现，高血糖增加全脑或局灶性脑缺血后脑损伤(增大梗死面积),胰岛素治疗后不同程度地改善临床愈后 高血糖是决定脑中风愈后独立因素 但通过随机前瞻性大样本研究并未得到预期结果，尽管如此，高血糖还应积极治疗,高血糖,Aner RN, et al. Metab Brain Dis, 2004,血糖逐渐降至40mg/dL(2.2mmol/L)时EEG主要波形从α、β波变为δ、θ，若降至20mg/dL EEG则为直线，并诱发癫痫发作，神经元损伤（特别是海马区） 若血糖水平控制在80~110mg/dL，低血糖发生率5%，若控制在100~140mg/dL则发生率0.2%,低血糖,低血糖致脑损伤,Wass CT , et al. Mayo Clin Proc, 1996,血糖水平建议维持于100~180mg/dL(5.5~10.0mmol/L),影响脑血流重要因素，低PaCO2降低CBF和ICP 降低CBF是否加重脑损伤？ ？ 中风患者预防性使用过度通气有无任何有益效果？ ？,PaCO2,低PaCO2显著降低脑缺血区CBF，增加脑缺血区域（Ruta TS, et al. Anesthesiology, 1992） 颅脑外伤后预防性使用过度通气，导致外伤后3~6月病情恶化 Brain Trauma Fundation建议，颅脑外伤早期，避免使用预防性过度通气,PaCO2,总之，对颅脑外伤或脑缺血患者，过度通气有潜在性增加脑损伤风险，不宜长期使用或达到目的后立即停止,PaCO2,癫痫常发作于颅内病变患者 癫痫发作常增加脑血流和脑血容量和ICP 即使脑血流灌注正常，癫痫发作若未即时控制，常可导致神经元坏死 癫痫能被苯二氮卓类，巴比妥类，依托咪酯及丙泊酚及苯妥英钠等控制,癫痫预防,脑保护技术和药物治疗,麻醉诱发神经元凋亡和长时程学习（LTL）功能缺失 最大限度缩短全麻时间，是对大脑最好的保护措施 短暂脑缺血（TIA）可以减轻随后出现脑中风症状（缺血预处理） 缺血后再实施低温，其保护作用非常小,Jevtovic – Todorovic V , et al. J Neuroscience 2003 Markgraf CG, et al . J Neurosurg, 2001,全麻药,巴比妥类 对动物局灶性缺血模型有保护作用，但对心脏骤停脑复苏后脑无保护作用【机制不清，可能与脑盗血现象(reverse steal phenomenon)有关】 Nussmeier等发现大剂量巴比妥类能改善心脏瓣膜置换病人术后第十天神经功能状况 Zaiden等揭示巴比妥类对冠脉搭桥病人无神经保护作用 Nussmeier NA，et al. Anesthesiology，1986 Zaiden J R ，et al. Anesthesiology，1991,异氟烷 ↓CMR，但扩张脑血管 局灶性动物脑缺血模型有保护作用 未发现对人类脑保护作用 Michenfelder等历时14年(2223例颈内动脉内膜剥离术病人)发现，使用异氟烷时，出现脑缺血EEG脑血流量10m。