李懷東，張兆瑞綜述，陳良安審校

炸藥、炸彈（含核彈、燃料空氣炸彈）、鍋爐、煤氣等爆炸時(shí)產(chǎn)生的沖擊波超壓直接作用于機(jī)體所造成的損傷稱為原發(fā)沖擊傷或爆震傷（blast injury）。其中以原發(fā)肺沖擊傷最具代表性[1]。近年來，世界上局部沖突頻發(fā)，恐怖事件、日常突發(fā)事件（如煤氣、煤礦瓦斯爆炸等）不斷增多，暴露在爆炸物爆炸產(chǎn)生的沖擊波已經(jīng)成為平民和軍事人員日益增加的威脅，尤其現(xiàn)代戰(zhàn)爭和恐怖襲擊中爆炸性武器導(dǎo)致沖擊傷的發(fā)生率達(dá)30%～50.4%，已成為戰(zhàn)時(shí)致殘、致死的重要原因之一[2，3]。因此研究沖擊傷后肺病理生理、分子生物學(xué)等變化，對于判定沖擊傷傷情和早期救治有重要意義，是軍事醫(yī)學(xué)和災(zāi)害醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)的研究重點(diǎn)。

肺組織因其含氣的結(jié)構(gòu)特征使其在爆炸致傷中成為靶器官。肺沖擊傷病理變化主要表現(xiàn)在肺出血、肺水腫、肺破裂、肺大泡、肺萎陷、肺氣腫。其他有肺挫傷、氣胸、血胸、縱隔氣腫、皮下氣腫[1]。肺沖擊傷模擬實(shí)驗(yàn)用動(dòng)物從猴、牛、驢、山羊、綿羊、豬、狗等大動(dòng)物到貓、兔、大鼠、小鼠等小動(dòng)物[4]。一般而言，過去原發(fā)肺沖擊傷研究集中在損傷后的病理生理學(xué)表現(xiàn)、安全性閾值和預(yù)測模型方面，已取得豐富而深入的成果。本文對近年來肺沖擊傷的肺出血、肺破裂、肺水腫、血細(xì)胞及凝血功能變化、血?dú)饧胺畏至髁孔兓炔±砩頇C(jī)制方面概括其主要進(jìn)展。

1 肺出血病理生理變化特點(diǎn)及其發(fā)生機(jī)理

致傷狗、大鼠、豚鼠、兔等動(dòng)物大體解剖主要表現(xiàn)為不同程度的肺出血，輕者主要為間質(zhì)性，且較局限，重者主要為肺泡性、病變較廣泛。光鏡下可見程度不一的肺出血、水腫、肺泡隔撕裂（出血的主要原因之一）[5]。肺泡壁毛細(xì)血管床減少，部分毛細(xì)血管迂曲、延長、擴(kuò)張、充血[6]。掃描電鏡下可見肺泡隔上毛細(xì)血管破裂口，紅細(xì)胞由破裂口逸出，肺泡隔破壞殘留“索條”狀結(jié)構(gòu)（可能與局部應(yīng)力不均有關(guān)）。出血部位多在肺毛細(xì)血管或微靜脈處[7]。傷后肺肋面的平行出血條紋是肋間壓痕[8]。電鏡下可見兔肺微血管內(nèi)皮細(xì)胞腫脹致使血管腔狹窄，內(nèi)皮細(xì)胞間裂隙增寬，核腫脹、異染色質(zhì)增多，以及線粒體腫脹、嵴排列混亂等病理變化[9]。肺泡上皮和血管內(nèi)皮變性，但肺泡上皮和血管內(nèi)皮一般都是完整的，細(xì)胞連接亦極少出現(xiàn)間隙增寬等改變[10]。大鼠致傷肺毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞通透性改變較形態(tài)學(xué)改變出現(xiàn)早而顯著；改變有灶性分布的傾向；內(nèi)皮細(xì)胞緊密連接有明顯的破壞性改變[11]。

2 肺破裂病理生理變化

掃描電境觀察見大鼠氣管和支氣管黏膜有淺層剝脫和因上皮撕裂而出現(xiàn)的裂縫。細(xì)支氣管僅見個(gè)別淺層裂隙。肺泡隔有破壞，殘留索條狀結(jié)構(gòu)，毛細(xì)血管有裂隙和窗孔形成[7]。肺泡腔萎陷組織呈裂隙狀改變；部分肺泡間隔斷裂[6]。大鼠致傷用冷凍蝕刻電鏡觀察肺泡上皮細(xì)胞和毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞緊密連接冷凍蝕刻形態(tài)學(xué)變化。推論沖擊傷時(shí)肺泡上皮細(xì)胞和毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞緊密連接的破壞是持續(xù)存在的；沖擊傷時(shí)肺泡上皮細(xì)胞和毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞緊密連接有增生[12]。

3 肺水腫病理生理變化

大鼠致傷后發(fā)現(xiàn)肺泡內(nèi)水腫主要呈灶性或小片狀。鏡下見中等大動(dòng)脈內(nèi)膜剝脫，管壁平滑肌離散。小動(dòng)脈高度收縮，部分血管周間隙有出血水腫。逐漸水腫區(qū)肺泡腔透明膜形成。電鏡觀察見毛細(xì)血管內(nèi)皮普遍發(fā)生節(jié)段性腫脹。內(nèi)皮與基底膜分離形成腔隙。毛細(xì)血管周細(xì)胞和間質(zhì)細(xì)胞也常發(fā)生水腫。重度出血區(qū)肺泡隔受壓變薄，毛細(xì)血管管腔變窄。提示爆炸沖擊波所引起的微血管通透性變化在傷后肺水腫的發(fā)生中具有十分重要的意義[13]。有學(xué)者觀察不同壓力梯度爆炸沖擊波對培養(yǎng)的大鼠肺微血管內(nèi)皮細(xì)胞單層通透性的影響，發(fā)現(xiàn)100 kPa（1 kPa=7.5 mmHg）左右的爆炸沖擊波壓力作用即可使所有單層內(nèi)皮的通透性顯著增高。顯微觀察顯示，低強(qiáng)度沖擊波致傷時(shí)，內(nèi)皮細(xì)胞間隙增大為主要變化，而在中強(qiáng)度以上沖擊波暴露下，則以內(nèi)皮細(xì)胞的脫落性損傷為主。免疫組化分析表明，沖擊波作用下內(nèi)皮通透性增高的發(fā)生機(jī)制與細(xì)胞骨架肌球蛋白結(jié)構(gòu)的變化有關(guān)。為沖擊波對肺微血管內(nèi)皮層通透性的影響提供了細(xì)胞和分子水平的解釋[14]。

4 血細(xì)胞及凝血功能變化

狗、大鼠等致傷后白細(xì)胞總數(shù)明顯上升，中、重度血紅蛋白輕度減少，傷后淋巴細(xì)胞絕對值中度上升，重度反而明顯下降[15]。雄狗致傷后1、2 h可見白細(xì)胞減少，6 h后白細(xì)胞增加。沖擊傷后有一過性血小板粘附增加。血小板減少出現(xiàn)早而明顯，又無回升趨勢者屬重度傷情[16]。有學(xué)者認(rèn)為創(chuàng)傷后血小板明顯下降是ARDS較為敏感的指標(biāo)[17]。超微結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，大鼠致傷后電鏡觀察及硝酸斕示蹤均發(fā)現(xiàn)血小板的一系列變化（血小板腫脹、空泡及破壞，血小板內(nèi)顆粒減少及血小板開放小管系統(tǒng)擴(kuò)張），表明血小板被激活，活性物質(zhì)釋放增加[18]。大鼠沖擊傷后很短時(shí)間內(nèi)（<15 min），肺內(nèi)就有很明顯的多形核白細(xì)胞、血小板聚集。白細(xì)胞在肺內(nèi)的聚集程度與傷情一致[8]。多形核白細(xì)胞（PMN）在傷后3～24 h的時(shí)間窗內(nèi)啟動(dòng)和CD11b在6～12 h的時(shí)間窗內(nèi)表達(dá)，推測在胸部創(chuàng)傷中非常重要[19]。大鼠在低頻超壓沖擊波致傷后，外周血多形核白細(xì)胞的增加伴隨著轉(zhuǎn)鐵蛋白復(fù)合物濃度的減少。提示在超壓波致傷引起機(jī)體的變化中，多形核白細(xì)胞CD11b的表達(dá)和轉(zhuǎn)鐵蛋白復(fù)合物的應(yīng)答是血中可能的替代標(biāo)志物[20]。觀察發(fā)現(xiàn)綿羊致傷后凝血功能和纖溶功能均有所改變，以纖溶功能的改變更為明顯[21]。狗致傷后全血粘度明顯增高，血漿粘度傷后無明顯改變，白細(xì)胞粘附率顯著下降，血小板粘附率在重傷組顯著增加，凝血酶原時(shí)間和纖維蛋白原含量均無明顯改變，優(yōu)球蛋白溶解時(shí)間縮短，3P試驗(yàn)陽性[22]。

5 血?dú)饧胺畏至髁孔兓?/h2>

低氧血癥是肺沖擊傷最主要的病理生理改變，通氣與血流比例失調(diào)是低氧血癥的主要原因[23]。對家兔、大鼠、綿羊、狗等動(dòng)物的實(shí)驗(yàn)，觀察血?dú)庾兓?，發(fā)現(xiàn) pH、PaO2、P（A-a）O2、SaO2均明顯下降，PaCO2升高[24]。但有實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)狗致傷后8 h肺除PaO2有一些降低外，PaCO2、HCO-3、BE和pH等變化均不明顯[25]。另外有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，弱沖擊作用下或輕度傷、中度傷組動(dòng)物傷后動(dòng)脈血?dú)飧鲿r(shí)相點(diǎn)除PaCO2有所升高外，均未見明顯改變。提示血?dú)夥治鰧p及中度沖擊傷、弱沖擊波引起的閾值肺損傷的診斷可能意義不大[26]。觀察狗致傷傷后血?dú)庾兓幻黠@，但分流量較傷前明顯增高。提示在判定肺損傷程度時(shí)，肺分流量較血?dú)飧袃r(jià)值[25]。使用Berggren分流率公式計(jì)算出肺內(nèi)分流可隨肺挫傷面積的增大而增大。生理分流率<5%，而沖擊傷后分流率可高達(dá)42%[27]。體視學(xué)測定表明，大鼠傷后肺泡血?dú)馄琳系乃阈g(shù)平均厚度有所增加，其中主要是內(nèi)皮增厚所致[28]。進(jìn)一步觀察大鼠、兔、狗不同程度的致傷后早期，血?dú)馄琳系暮穸纫哉{(diào)和平均厚度（Tht）的變化（增加）最為顯著。大鼠致傷后肺泡毛細(xì)血管床容積（Vc）及內(nèi)表面積（Sc）下降，肺內(nèi)氣體交換面積（SA+Sc）/2減少，彌散距離增加，導(dǎo)致肺氧彌散量[DLO2]明顯降低，并與PaO2顯著相關(guān)[8]。有實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)迷走神經(jīng)興奮在沖擊波損傷后出現(xiàn)呼吸功能紊亂（呼吸暫停和淺而快的呼吸）、動(dòng)脈血pH值改變、氧飽和度降低中起重要作用[29]。有學(xué)者認(rèn)為脈搏血氧定量法和動(dòng)脈血?dú)鉀Q定低氧血癥的程度，可用于對沖擊傷的嚴(yán)重程度進(jìn)行分類[30]。

6 其他病理生理改變

發(fā)現(xiàn)狗致傷后肺傷情與血漿組織蛋白酶-D（Cath-D）變化是一致的，二者為顯著正相關(guān)[31]。發(fā)現(xiàn)家兔致傷后的血清血管緊張素轉(zhuǎn)換酶（ACE）降低程度與肺損傷程度基本一致，與肺體指數(shù)和肺含水率呈負(fù)相關(guān)，肺組織出血滲血區(qū)中ACE活性變化與血清ACE變化大致相同[22]。觀察狗致傷后CK酶活性6 h酶活力顯著升高，至24 h逐漸恢復(fù)正常，傷情嚴(yán)重者可能恢復(fù)較慢。因CK酶在肺存在一定活性，檢測CK酶有一定的適用價(jià)值[32]。發(fā)現(xiàn)綿羊致傷后循環(huán)血內(nèi)皮細(xì)胞數(shù)減少，且同肺損傷程度有關(guān)。因而認(rèn)為檢測循環(huán)血內(nèi)皮細(xì)胞對沖擊傷的診斷可能有一定的意義[21]。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，大鼠致傷后肺微血管內(nèi)皮細(xì)胞ⅧR:Ag含量顯著減少，而且肺毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞受損比小動(dòng)脈嚴(yán)重[33]。大鼠致傷后，觀察沖擊傷誘導(dǎo)肺泡-2型上皮細(xì)胞（AT-2）凋亡，其與體外的外部凋亡細(xì)胞途徑的蛋白質(zhì)增加相關(guān)，如Fas、FasL、半胱天冬酶8、半胱天冬酶3等，進(jìn)而，肺泡巨噬細(xì)胞釋放介質(zhì)明顯涉及誘導(dǎo)AT-2細(xì)胞的凋亡[34]。對羊和大鼠沖擊波致傷后，觀察最大運(yùn)動(dòng)能力（心輸出量、動(dòng)脈血氧分壓、平均動(dòng)脈壓、平均肺動(dòng)脈壓變化）減少。最大運(yùn)動(dòng)能力減少可能是沖擊傷后心臟損傷、肺損傷或兩者損傷的結(jié)果[35]。大鼠肺沖擊傷當(dāng)日和隨后的康復(fù)期，食物攝取減少，可能是沖擊波損傷胃腸道和肺的結(jié)果[36]。

目前國內(nèi)外已廣泛開展多種動(dòng)物沖擊波致傷模型及致傷機(jī)理、作用的實(shí)驗(yàn)研究。我國自20世紀(jì)70年代開始進(jìn)行沖擊傷實(shí)驗(yàn)研究，至今已經(jīng)取得了多項(xiàng)具有世界先進(jìn)水平的科研成果，對沖擊傷與燒傷、彈片傷、輻射傷等復(fù)合沖擊傷的研究，沖擊傷形態(tài)的定量研究等方面也走在世界前列[37]。今后肺沖擊傷實(shí)驗(yàn)研究應(yīng)對各種類型沖擊波作用安全閾值、沖擊傷不同動(dòng)物模型嚴(yán)重程度等建立普適標(biāo)準(zhǔn)，以客觀地衡量和評價(jià)實(shí)驗(yàn)研究成果。

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