修回日期: 2017-02-13
接受日期: 2017-02-20
在线出版日期: 2017-03-18
腹部外科围手术期过度炎症反应是由围手术期各种诱发因素引起的, 以炎细胞活化、细胞因子及炎性介质异常表达、促炎-抗炎网络体系失衡为基础, 导致各器官功能障碍的一系列病理生理学过程. 围手术期过度炎症反应是阻碍腹部外科患者康复的重要因素. 因此, 对围手术期过度炎症反应积极进行调控, 控制应激反应, 抑制过度炎症反应及其所造成的不良反应, 可以减少并发症发病率和死亡率, 保护重要器官功能, 从而加速患者的康复. 但目前对围手术期过度炎症反应的病理生理过程及调控措施的认识尚处初级阶段. 本文对腹部外科围手术期过度炎症反应的调控措施进行系统介绍.
核心提要: 腹部外科围手术期主要从减少应激反应、营养支持治疗及药物治疗进行干预, 减少手术创伤, 降低手术应激反应, 减轻器官功能障碍, 调节机体新陈代谢, 维持生理稳态, 实现对腹部外科围手术期过度炎症反应的调控.
引文著录: 孙宝房, 陈强谱. 腹部外科围手术期过度炎症反应的调控. 世界华人消化杂志 2017; 25(8): 709-715
Revised: February 13, 2017
Accepted: February 20, 2017
Published online: March 18, 2017
Perioperative excessive inflammation of abdominal surgery is caused by many perioperative factors, with activation of inflammatory cells, abnormal expression of cytokines and inflammatory mediators, and imbalance of proinflammatory and anti-inflammatory network system being the major factors. Since perioperative excessive inflammatory response can lead to a series of pathophysiological processes and even multiple organ dysfunction, it is an important factor to hinder the rehabilitation of patients after abdominal surgery. Therefore, management of excessive inflammatory response can control stress response, inhibit the excessive inflammatory reaction and its adverse reactions, reduce postoperative morbidity and mortality, and protect the function of major organs, thereby speeding up the recovery of patients. However, the understanding of the pathophysiological process and the management of excessive inflammatory response during the perioperative period are currently still in the infancy stage. This article systematically reviews the measures of managing the excessive inflammatory response during the perioperative period of abdominal surgery.
- Citation: Sun BF, Chen QP. Management of excessive inflammatory response in perioperative period of abdominal surgery. Shijie Huaren Xiaohua Zazhi 2017; 25(8): 709-715
- URL: https://www.wjgnet.com/1009-3079/full/v25/i8/709.htm
- DOI: https://dx.doi.org/10.11569/wcjd.v25.i8.709
术前焦虑、营养不良、饥饿等, 术中手术创伤、麻醉、输血、低体温等, 术后疼痛、缺血、感染、胃肠功能障碍等因素[1-3]可通过不同途径引起局部炎症反应, 参与机体防御反应[4]. 如果大量炎症细胞活化, 活化的炎症细胞突破了炎症细胞产生炎症介质的自限性作用, 通过自我持续放大的级联反应, 使炎症反应不断扩大, 当超出机体代偿能力时, 机体出现过度炎症反应[4]. 腹部外科围手术期主要从减少应激反应、营养支持治疗及药物治疗进行干预, 减少手术创伤, 降低手术应激反应, 减轻器官功能障碍, 调节机体新陈代谢, 维持生理稳态, 实现对腹部外科围手术期过度炎症反应的调控[5,6]. 因此, 本文对腹部外科围手术期过度炎症反应的调控最新进展作一综述.
应激反应广义上讲为机体对刺激的反应, 刺激可能源自损伤、失血、感染等. 从发展的观点, 中枢神经系统对外部的损伤产生应激反应及内部反应. 在特殊条件下, 如腹部大手术, 应激引起的炎症反应不能自我限制或恢复, 超过机体的承受能力, 将会过度反应, 并导致进一步损伤组织. 所以, 减少手术应激反应, 可减轻器官功能障碍, 调节机体新陈代谢, 实现对炎症反应的调控[7]. 围手术期管理方案的实施, 包括围手术期饮食管理、硬膜外麻醉镇痛、小切口手术方式等, 调节手术应激反应, 增强胰岛素敏感性, 减少蛋白质的分解, 减轻炎症反应[8,9]. 合理的调控措施应贯穿于术前、术中及术后的各个环节.
1.1.1 术前优化处理: 近年来, 伴发疾病引起广泛关注, 包括肥胖、糖尿病、高血压和肿瘤疾病. 这些伴发疾病显著增加术后并发症, 特别是老年人和肿瘤患者. 尽管手术技术的提高、围手术期处理的改善, 腹部大手术术后并发症高达30%[10]. 另外, 术前体力活动、营养状态、焦虑程度同样影响患者术后的恢复. 所以术前优化处理, 增强术前生理、营养及心理储备, 可增加患者对应激反应的承受能力, 减轻炎症反应[1].
1.1.2 术前宣传教育: 术前宣传教育包括: 麻醉与手术事项、术后早期进食、早期活动、疼痛控制等. 术前宣传教育可减轻患者的焦虑, 减轻应激反应[11].
1.1.3 减少术前禁饮食时间: 禁饮食期间, 机体为了维持正常的血糖水平, 需由肝糖原、脂肪、蛋白质给主要脏器提供能量, 这一代谢反应需由胰高血糖素和肾上腺素协调. 饥饿时, 血清胰岛素水平较低, 由于上述激素的阻碍, 起效较慢. 胰岛素改变机体的代谢为: 脂肪转变为葡萄糖、维持蛋白质储存、葡萄糖转运至肌肉. 这一代谢保护机体, 减少手术应激损伤, 进而减少炎症反应[12]. 目前, 术前禁食6 h、禁水和流质食物2 h, 可有效减少胰岛素抵抗, 进而减少手术应激损伤、减少炎症反应. 术前2 h口服碳水化合物, 可增加胰岛素敏感性, 减少术后胰岛素抵抗, 减轻炎症反应[13].
1.1.4 预防应用抗生素: 最近的系统回顾研究[14,15], 切开皮肤前0.5-1.0 h或麻醉开始时给予抗生素, 手术时间超过3 h、超过所用抗生素半衰期的2倍, 术中出血超过1500 mL时追加单次剂量抗生素, 可有效减少术后感染发生率, 减轻应激反应.
1.2.1 微创技术: 微创技术的基本原理是通过减少切口创伤和内部创伤, 来减少神经-内分泌激素释放, 降低炎症通路的激活. 其中, 腹腔镜缩减手术切口长度、钝性分开肌肉等来减少腹壁损伤; 同时, 腹腔镜技术可减少术中出血, 减轻术后疼痛, 减轻手术应激反应, 减少术后肠梗阻、呼吸功能障碍等的发生, 减轻炎症反应, 促进术后康复[1]. 单孔腹腔镜胆囊切除术证明了这一点, 降低红细胞沉降率、C反应蛋白(C-reactive protein, CRP)水平, 显著减轻炎症反应[16]. 另外, 相对于开腹手术, 腹腔镜结肠癌手术可减少对组织的损伤, 减少对肠道、血管及神经的刺激, 减轻炎症反应[17]. 腹腔镜技术中气腹术对心肺、代谢产生影响, 引起交感神经反应, 增加循环血中皮质醇、儿茶酚胺的释放, 但腹腔镜技术可减轻组织损伤, 改善术后脏器功能, 所以, 炎症反应总体上是减轻的[1].
另外, 改变切口方向, 纵切口变为横切口, 从而减少疼痛信号向中枢神经系统的传递, 减轻应激反应. Lindgren等[18]与Brown等[19]随机对照研究, 相对于腹部纵切口, 横切口可减少切口疝的发生, 减轻术后疼痛, 减少呼吸并发症的发生. 通过对腹部脏器的精细操作及现代技术的应用, 如超声刀等可减少对腹部的损伤, 减少术中出血, 减轻手术创伤[20]. 这些显著减轻手术应激反应及炎症反应.
1.2.2 术中预防低体温: 人体体温维持在较窄的范围内, 过低体温可导致机体结构与功能障碍. 同时, 复温过程儿茶酚胺、肾上腺素大量释放, 增加应激反应及炎症反应[2]. Wong等[21]随机对照试验证明: 在大的腹部外科手术中, 应用加热毯、输液加温可减少术后切口感染、减少输血、减少术后并发症, 减轻手术应激反应.
1.3.1 术后镇痛: 有效的止痛有利于患者早期活动, 减轻疼痛相关的应激反应和器官功能障碍. 疼痛源自手术创伤, 手术创伤引起炎症反应和代谢反应, 而疼痛可加重炎症反应和代谢反应[3]. 调节疼痛传输的中枢在脊髓, 疼痛刺激下丘脑-垂体-肾上腺素轴和交感神经, 促进皮质醇、肾上腺素分泌, 进而引起促炎因子释放. 神经阻滞、中胸段硬膜外麻醉、镇痛阻断应激反应传入神经, 减少应激激素释放, 减轻术后分解代谢, 减少肠梗阻、恶性呕吐的发生和减轻疼痛, 减轻炎症反应, 维持机体内稳态. 其中, 区域麻醉药物的成分即局部麻醉药和镇痛佐剂通过各种机制、各种层次调控持续组织损伤引起的炎症反应, 促使机体稳态恢复[22].
1.3.2 术后早期进食: 术后早期进食, 可促进肠道功能早期恢复, 保护肠道黏膜, 防止菌群失调和易位, 减轻炎症反应. 另外, 食物刺激胃肠道, 激活胃肠道的神经内分泌系统, 促进肠道激素的合成与释放, 促进胆囊收缩、胆汁排泄、增加肝脏等实质脏器血流量, 减轻低氧血症, 增加肝细胞能量储存, 保护肝脏网状内皮系统, 促进肝脏功能的恢复[23]. 另外, 术后早期经口进食, 对腹部大手术后患者的优势在于在一定时期内增加胰岛素合成, 从而阻止蛋白质分解, 促进术后康复, 减少手术炎症反应[24].
1.3.3 目标导向性静脉补液: 围手术期低血容量和液体过量对机体都是有害的, 甚至增加死亡率. 目标导向性治疗是利用静脉补液和血管活性药物来达到血液最佳携氧能力. 个体化目标导向性静脉补液可减轻组织灌注不足或组织水肿, 促进组织修复, 减轻炎症反应, 促进康复[20]. Grocott等[25]荟萃分析证明, 目标导向性静脉补液可减少术后并发症的发生, 减少术后血清白介素(interleukin, IL)-6增加程度, 从而证明其减轻炎症反应.
1.3.4 胃管及尿管的早期去除: Rao等[26]荟萃分析证明胃管的早期去除可促进肠道功能的恢复, 减少肺部并发症的发生. 证明其减轻手术应激反应, 减轻炎症反应. McPhail等[27]的荟萃分析表明, 腹部外科手术后尿管的早期去除可减少菌血症的发生及患者不适感, 减轻应激反应. Hendren[28]随机对照实验证明, 结肠癌手术后, 相对于术后3-6 d去除尿管, 术后第1天去除尿管可减少脓毒血症、尿潴留的发生, 减轻应激反应.
手术创伤引起免疫调节异常, 增加氧化应激反应, 消弱免疫反应, 引起应激激素和炎症因子释放, 促使糖、脂肪、蛋白质分解代谢增加, 引起葡萄糖、游离脂肪酸、氨基酸释放入循环系统中[23,29]. 围手术期的营养支持治疗提供营养基质, 维持氮平衡, 改善营养状况; 调控炎症反应、调节代谢、免疫改善作用. 术后给予营养支持治疗, 可改善细胞吞噬能力、淋巴细胞有丝分裂、细胞因子分泌, 改善机体营养状态, 改善炎症调节[23]. 营养支持治疗中的精氨酸, 参与多种代谢途径, 是免疫细胞的必需底物, 特别是对淋巴细胞功能有重要影响[30]. 谷氨酰胺具有改善免疫应答的关键作用, 提高葡萄糖的代谢, 增加蛋白质合成, 保持肠道屏障结构和功能, 减少氧化应激[31]. ω-3不饱和脂肪酸具有特异抗炎作用, 通过介入膜结构中, 抑制促炎因子和花生四烯酸的产生, 控制炎症反应, 促进术后康复[32]. 张帆等[33]随机对照实验证实: 添加ω-3不饱和脂肪酸的肠外营养能阻断梗阻性黄疸患者术后过度炎症反应和多器官功能障碍的发生, 促使细胞及器官功能的恢复. 同时, 免疫增强剂(精氨酸、谷氨酰胺、ω-3不饱和脂肪酸)的应用, 调节细胞因子平衡和巨噬细胞-T细胞相互关系, 起保护性保护性免疫作用[23]. 所以, 营养支持治疗上调宿主免疫反应, 调节炎症反应, 改善术后蛋白质合成. 其中, 肠内营养对于手术后患者, 特别是危重的患者, 不仅提供了能量, 而且对免疫功能恢复、机体对抗感染起到了主要作用[34]. 陈强谱等[35]随机对照研究证实: 早期肠内营养支持治疗有助于改善患者的营养状态, 降低器官功能衰竭的发病率和术后并发症的发生率, 进而促进患者尽早康复.
类固醇、利多卡因、非甾体抗炎药、α-2激动剂等可用来治疗炎症反应, 阻止多器官功能障碍综合征的发生[5]. 目前, 临床上调控炎症反应的药物主要为: 糖皮质激素、水解酶抑制剂、自由基清除剂、非甾体抗炎药物等.
治疗剂量糖皮质激素通过与其受体结合来抑制炎症反应, 调节免疫功能, 是目前治疗炎症反应最有效的药物. 糖皮质激素经典调节途径: 通过与糖皮质激素受体脱氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid, DNA)或其他转录因子结合来调控核基因或目标基因. 抑制肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α, TNF-α)与IL-1转录、诱导型环氧合酶-2(cyclooxygenase-2, COX-2)产生及内皮性白细胞黏附分子-1和细胞间黏附分子-1等黏附分子的表达. 在炎症细胞中, 糖皮质激素增加细胞内抑制蛋白κB-α表达, κB-α阻止单核细胞因子κB激活[36]. 糖皮质激素调节免疫反应与炎症反应的各个方面, 包括: 细胞增殖、细胞因子和趋化因子分泌、细胞溶解活性、分化效应功能和免疫细胞抗体生产. 糖皮质激素抑制细胞免疫和辅助性T细胞1(T helper cell 1, Th1)细胞因子的产生, 通过分泌Th2细胞因子刺激体液免疫[37]. 但糖皮质激素可诱发加重感染、引起代谢紊乱、影响切口愈合、增加应激性溃疡、高血糖的发生, 故临床上应谨慎应用.
水解酶抑制剂抑制胰蛋白酶在多种组织中的蛋白水解作用, 并且发挥局部抗炎作用. 其中, 乌司他丁是一种水解酶抑制剂, 是治疗系统性炎症反应综合征的免疫调节剂. 其作用机制: 阻止多核白细胞衍生的弹性蛋白酶、TNF-α、促炎细胞因子、IL-1、IL-6、IL-8释放, 阻止脂多糖介导的氧化应激反应, 对血管内皮细胞起保护作用, 降低局部炎性细胞因子的释放, 抑制炎性反应[38]. Pang等[39]随机对照试验证明: 相对于对照组, 乌司他丁组IL-2、IL-6、IL-8、TNF-α等促炎细胞因子显著降低, 抗炎细胞因子IL-10增加, 证明乌司他丁阻止炎症因子"瀑布式释放", 防止术后并发症的发生. Shu等[40]: 在肝脏切除术中, 术前应用乌司他丁可降低术后系统性炎症反应综合征的发生的风险和IL-6、IL-8、TNF-α水平, 促进术后康复.
自由基是具有高度化学活性的物质, 是生命活动中多种生化反应的中间产物, 体内自由基过多或清除过慢, 自由基则会攻击并损坏大分子, 对细胞膜、核酸及机体蛋白质等造成损伤, 进而引起炎症反应. 自由基清除剂是能清除自由基或阻断自由基参与氧化反应的物质. 自由基清除剂依达拉奉, 可清除自由基、保护内质网、抑制细胞膜脂质过氧化, 抑制全身炎性反应[41]. 螺旋藻具有抗氧化、免疫调节、抗炎活性, 可激活细胞内抗氧化酶, 阻止脂质过氧化反应和DNA损伤, 清除氧自由基, 增加超氧化歧化物和过氧化氢酶的活性[42]. 芒果苷具有抗氧化和抗炎双重活性, 激活清除自由基活性, 促进TNF-α、COX表达, 产生抗炎作用[43].
非甾体抗炎药主要通过抑制COX, 阻断花生四烯酸转化为前列腺素, 产生抗炎作用. 其中, COX-2主要存在于炎症和免疫细胞中, 主要通过细胞因子、炎症介质刺激产生, 促进炎症、发热、疼痛的产生.非甾体抗炎药主要阻止COX-2, 产生抗炎作用[44]. 非甾体抗炎药还可通过特殊的代谢反应来调节炎症和损伤减轻疾病的严重程度[44]. 但非甾体抗炎药可增加术后出血、消化道出血、哮喘、肝、肾毒性和心血管事件发生. 故应谨慎应用.
中药、中药颗粒及中药汤剂具有抗炎作用, 但是大部分作用机制尚未明确, 尚需进一步研究. 白虎汤具有阻止前列腺素生成, 拮抗自由基, 降低CRP、铜蓝蛋白水平, 具有抗炎作用[45]. 玉玄颗粒具有抑制TNF、IL-1作用, 产生抗炎作用[46]. 黄芩提取物, 可减少前列腺素E2生成, 产生抗炎作用[47]. 布渣叶水提取物对抗早期毛细血管渗透作用, 产生抗炎作用[48]. 白花银背藤、板蓝根、佛甲草、甘草总皂苷、滑膜炎颗粒、金银花, 麻黄-甘草对, 香术茯苓颗粒等都具有一定水平的抗炎作用, 尚需进一步研究其抗炎机制.
另外, 中药的不同炮制方法、不同配伍组分、不同配伍比例、分煎与合煎的不同等对抗炎作用产生重要的影响. 大黄主要通过促进肠蠕动, 抑制细菌和内毒素移位, 以减轻炎症反应. 不同炮制的铨水大黄均有不同的泻下作用, 而具有不同功效的抗炎作用[49]. 不同配伍组分、不同配伍比例的芍药甘草汤具有不同的抗炎效果[50]. 防己黄芪汤合煎与分煎抗炎作用产生差异[51]. 这些的具体机制尚不清楚, 有待进一步研究确定.
腹部外科围手术期通过减轻应激反应、营养支持治疗、药物治疗减轻炎症反应, 减少术后并发症发病率和死亡率, 促进患者的康复. 但手术引起一些反应机制尚未明了, 例如: 术后疲劳机制, 交感神经激活机制, 肠梗阻的机制等, 故缺乏调控措施. 由于患者对炎症反应的异质性, 可能在于遗传性, 因而缺乏完善的调控措施, 这些均需要更深层次的研究.
围手术期过度炎症反应是阻碍腹部外科患者康复的重要因素. 因此, 对围手术期过度炎症反应积极进行调控, 控制应激反应, 抑制过度炎症反应及其所造成的不良反应, 可以减少并发症发病率和死亡率, 保护重要器官功能, 从而加速患者的康复. 但目前对围手术期过度炎症反应的病理生理过程及调控措施的认识尚处初级阶段.
手术引起一些反应机制尚未明了, 例如: 术后疲劳机制、交感神经激活机制、肠梗阻的机制等, 故缺乏调控措施. 由于患者对炎症反应的异质性, 可能存在遗传性, 因而缺乏完善的调控措施, 这些均需要更深层次的研究.
加速康复外科能够更好的促进各医学学科间的合作, 更注重减轻手术创伤, 更有利于减少手术并发症, 加速康复过程, 合理利用医学资源. 从病理生理学角度来看, 加速康复外科降低手术应激反应, 减轻器官功能障碍, 调节机体新陈代谢, 实现对炎症反应的调控.
本文从减轻应激反应、营养支持治疗、药物治疗3个方面对腹部外科围手术期过度炎症反应的调控进行系统介绍. 在药物治疗方面, 特别介绍了中药及中药的不同炮制方法、不同配伍组分、不同配伍比例、分煎与合煎的不同等对抗炎作用产生重要的影响.
本文对腹部外科围手术期过度炎症反应的调控最新进展进行了综述. 为临床腹部外科围手术期过度炎症反应的治疗提供了新思路, 对防止术后并发症, 保护重要器官功能, 提高患者生存率有一定的意义.
应激反应: 从分子到整体的不同层面出现的一种非特异性、相当广泛的反应. 其最基本的表现是以蓝斑-去甲肾上腺素能神经元/交感-肾上腺髓质轴和下去脑-垂体-肾上腺皮质轴的强烈兴奋为代表的神经内分泌反应.
白日星, 主任医师, 首都医科大学附属北京天坛医院普通外科
本文综述了腹部外科围手术期过度炎症反应的调控, 主要从减少应激反应、营养支持治疗及药物治疗3方面进行综述. 文章综述内容详实, 条理较清晰, 有一定的临床意义.
手稿来源: 自由投稿
学科分类: 胃肠病学和肝病学
手稿来源地: 山东省
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编辑:闫晋利 电编:胡珊
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