趙遠方,康曉剛

(空軍軍醫(yī)大學(xué)西京醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科,陜西 西安 710032)

腦血管疾病是造成人類死亡的三大原因之一,有研究指出:50%～70%的存活患者會出現(xiàn)嚴重的不可逆后遺癥[1]。腦梗死是常見的腦血管疾病,約占腦血管疾病的60%以上。該病發(fā)病機制復(fù)雜,受肥胖、吸煙、糖尿病、冠心病等諸多因素影響[2-3]。研究表明[4-6]:急性腦梗死會引起一系列局部炎癥反應(yīng),造成腦組織損傷壞死,治療難度也相對較大,給患者帶來了沉重負擔。因此,尋找一種安全有效的方案,促進神經(jīng)組織的恢復(fù)、改善腦組織供氧,顯得極其重要。目前,臨床對急性腦梗死的治療,溶栓、取栓為主要的恢復(fù)血流措施,但該措施具有較強的時間依賴性,對于超時間窗患者,主要措施為常規(guī)藥物治療、康復(fù)鍛煉等,但康復(fù)訓(xùn)練中的認知功能訓(xùn)練、肢體訓(xùn)練、日常生活訓(xùn)練,無法改善腦組織缺血缺氧,只能緩解患者神經(jīng)功能受損情況。且研究提到:這兩種治療方案,臨床療效均不理想[7-8]。高壓氧則是改善腦梗死患者腦組織功能的一種無創(chuàng)療法,一定程度上能夠增加半暗帶區(qū)氧含量,相較于藥物治療,高壓氧可以在高氣壓狀況下輸送純氧,迅速透過血-腦脊液屏障,有效防止繼發(fā)性缺氧損傷出現(xiàn),效果顯著[9]。本研究則以高壓氧方案在急性腦梗死患者中的具體應(yīng)用為主作一綜述。

1 高壓氧的發(fā)展及意義

超壓下的氧氣吸入,稱為高壓氧治療。國外高壓氧發(fā)展早于國內(nèi),保羅伯特則是高壓氧之父,高壓氧醫(yī)學(xué)發(fā)展至今已有兩百多年[10]。我國高壓氧醫(yī)學(xué)于1964年開始,雖不及國外出現(xiàn)早,但隨著各類從業(yè)人員不斷增加,發(fā)展十分迅速,社會影響日漸增加。

高壓氧主要用于中毒性、缺血性、缺氧性疾病,在急危重癥救治領(lǐng)域也有重要應(yīng)用,如心肺腦復(fù)蘇、空氣栓塞、一氧化碳中毒、感染性腦病等,均取到良好效果。Edwards[11]研究也指出,高壓氧醫(yī)學(xué)已有越來越多的臨床應(yīng)用,在缺血性腦損傷、脊髓損傷、難治性傷口不愈、腦梗死等疾病中,高壓氧是重要的治療手段,有利于臨床患者的康復(fù)。

醫(yī)用高壓氧艙則選擇低阻力供氧方式,氧氣流量最高可達1000 L/h。目前,基本上都會選擇變壓吸附制氧技術(shù),實現(xiàn)氣體分離,一般是利用氧氣、氮氣被沸石分子篩吸附的差異,一旦空氣進入吸附塔,氮氣會被吸附,氧氣會進入儲氣罐[12]。間歇性、短期的醫(yī)用高壓氧艙使用,主要形式有一次可以容納多名患者的多腔室,或容納一名患者的單室治療。單腔室一般使用氧氣加壓,患者從腔室大氣中吸入100%的氧氣。多腔室治療時,腔室大氣用大氣加壓之后,患者使用緊密貼合的帽或面罩自發(fā)呼吸,對于某些急性患者,可以通過氣管插管和機械通氣進行治療[13]。

此外,高壓氧作為一系列急性疾病和慢性疾病的治療方式,新的探索性研究領(lǐng)域正在出現(xiàn)。醫(yī)療人工智能擁有可擴展性、成本效益,高壓氧醫(yī)學(xué)將融入人工智能技術(shù)。當前,醫(yī)用高壓氧艙已具備自動排氧、自動加減壓、氧濃度安全鎖定等多項功能,可以及時反饋患者的體征數(shù)據(jù),對氧氣流量和壓力進行自動調(diào)節(jié),進一步提高了系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性、安全性[14]。

2 高壓氧的作用機制

2.1 調(diào)節(jié)自噬 自噬是經(jīng)過溶酶體降解,繼而實現(xiàn)自我吞噬,目前已經(jīng)明確自噬在蛛網(wǎng)膜下腔出血、腦出血、缺血性卒中后神經(jīng)元膠質(zhì)細胞均明顯激活,是細胞保證正常功能的關(guān)鍵。Fang等[15]研究表明:腦缺血再灌注期,高壓氧預(yù)處理可以下調(diào)SQSTM1蛋白(p62),上調(diào)自噬相關(guān)蛋白Beclin-1(BECN1)、膜型LC3(LC3-Ⅱ),它們分別是降解、誘導(dǎo)自噬的重要標志。因此,高壓氧可以通過增加自噬小體,促進溶酶體、自噬小體融合,保護溶酶體的完整性,保障自噬的順利進行,以此發(fā)揮神經(jīng)保護作用。

2.2 抗菌及壓力作用 依據(jù)博伊爾-馬里奧特定律,氣體在壓力的作用下,會出現(xiàn)體積縮小的情況。因此,高壓氧加壓期間,含有氣體的腔體會收縮,肺部空氣能夠通過呼吸變窄,導(dǎo)致鼻竇和場內(nèi)的空氣自由平衡。出現(xiàn)這種效果,便有可能縮小血管及組織區(qū)域的氣泡,并降低疾病病變組織中的組織血壓。

由于高壓氧艙是富氧環(huán)境,隨著氧分壓的升高,厭氧菌的生長會受到抑制。另一方面,當氧氣含量充足時,白細胞的殺菌作用有所增強。有研究提到:高壓氧治療對于細菌存在抑制作用,能夠有效提高肺部感染患者的療效[16]。

2.3 提高抗氧化能力 氧化應(yīng)激反應(yīng)增強,會造成神經(jīng)元保護功能減弱,導(dǎo)致反應(yīng)性氧自由基過多,是介導(dǎo)神經(jīng)系統(tǒng)損傷的途徑。Li等[17]研究中提到:大鼠大腦中動脈阻塞模型說明,高壓氧預(yù)處理可增加抗氧化酶的表達,主要涉及谷胱甘肽過氧化物酶、銅/鋅超氧化物歧化酶等。而活性氧產(chǎn)生與抗氧化酶表達增多相關(guān),這說明高壓氧治療可以通過激活抗氧化酶,發(fā)揮神經(jīng)保護作用。

2.4 血管收縮作用 一氧化碳中毒屬于常見的缺氧性疾病,鐵離子的高親和力,導(dǎo)致其與血紅蛋白強結(jié)合,引發(fā)了高水平的毒性,從而造成機體缺氧[18]。高壓氧則能促進側(cè)支循環(huán)建立,調(diào)節(jié)血管收縮舒張功能,改善局部缺血和供氧,增強缺血區(qū)血流量。

2.5 抑制炎癥反應(yīng) 腦梗死會造成血腦屏障完整性受損,導(dǎo)致白細胞向梗死區(qū)浸潤增加,尤其是多形核細胞,亦會導(dǎo)致許多炎癥生物標志物升高。高壓氧艙則被證明可以修復(fù)血腦屏障,抑制多形核細胞向損傷腦組織的浸潤,同時抑制中性粒細胞浸潤缺血性腦組織,減少腦炎癥的生物標志物,降低腦炎癥細胞因子白介素1β(IL-1β)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)水平,從而發(fā)揮神經(jīng)保護作用。此外,高壓氧艙不僅可以改善神經(jīng)炎癥,還可以改善氧化應(yīng)激增加和神經(jīng)元凋亡情況,有效預(yù)防缺血誘導(dǎo)的血腦屏障損傷[19]。

Lippert等[20]研究亦提到:TNF-α?xí)p傷原代大鼠神經(jīng)元細胞,而與單純TNF-α損傷組相比,高壓氧預(yù)處理可以顯著提高大鼠神經(jīng)元細胞存活率。不僅如此,高壓氧還能促使星形膠質(zhì)細胞的線粒體轉(zhuǎn)移到受損傷的神經(jīng)元,繼而抑制炎癥反應(yīng)所造成的神經(jīng)元死亡,發(fā)揮神經(jīng)保護作用。

2.6 改善認知功能 有研究指出[21]:高壓氧預(yù)處理可以增加大腦中動脈閉塞大鼠雙皮質(zhì)素(DCX)、海馬區(qū)磷酸化神經(jīng)微絲蛋白H(PNF-H)的表達水平,而DCX是一種微管相關(guān)蛋白,在神經(jīng)元分化、遷移中起到重要的作用,PNF-H屬于軸突的主要結(jié)構(gòu)蛋白,與海馬結(jié)構(gòu)功能完整性有關(guān),是軸突髓鞘化成為成熟髓鞘結(jié)構(gòu)的標志。因此,高壓氧能夠通過增強海馬區(qū)神經(jīng)可塑性,改善認知功能障礙,產(chǎn)生一定神經(jīng)保護作用。

3 高壓氧在急性腦梗死患者中的應(yīng)用

高壓氧治療在腦梗死中應(yīng)用研究較多,一般是因為高壓氧可以減少局部血流、改善缺血組織的代謝、增加組織氧氣輸送、減少腦水腫、保護神經(jīng)元等,減小梗死體積、減少出血性轉(zhuǎn)化的發(fā)生 ,同時具有一定程度的神經(jīng)保護機制,被廣泛運用于缺血再灌注疾病之中[22]。研究表明[23]:在常規(guī)局灶性腦缺血大鼠中,高壓氧治療可以阻滯急性腦梗死的發(fā)展。這說明增加高壓氧治療,能夠有效改善急性腦梗死患者神經(jīng)功能,提高治療效果,降低復(fù)發(fā)率,多數(shù)研究也支持高壓氧治療在腦梗死患者中的應(yīng)用[24]。

3.1 高壓氧在急性腦梗死患者中的治療方法 給予患者面罩吸氧,調(diào)整醫(yī)用高壓氧艙壓力,壓強設(shè)為0.2 MPa,加壓時間調(diào)整為20 min,在壓力穩(wěn)定后吸純氧,半小時后暫歇10 min,中途可吸壓縮空氣,休息后再次吸純氧半小時。結(jié)束治療,等待艙內(nèi)壓力回歸正常水平,時間約為5 min,再緩慢出艙。此外,在高壓氧艙內(nèi),急性腦梗死患者可以接受生命體征監(jiān)測,進行降低血脂、降低顱內(nèi)壓、抗血小板聚集、調(diào)節(jié)電解質(zhì)平衡、改善腦水腫等治療措施。

3.2 高壓氧在急性腦梗死患者中的具體作用 高壓氧可以透過血腦屏障,保護神經(jīng)組織,同時加速腦組織損傷后的記憶功能、運動功能恢復(fù),促進神經(jīng)功能的恢復(fù)。高壓氧也可以提高氧分壓,緩解病灶區(qū)氧供給狀況。而研究提到[25]:血清中血管生成素-2(Ang-2)是一種分泌性細胞因子,主要在內(nèi)皮細胞特異性受體、酪氨酸酶受體2結(jié)合中發(fā)生作用,血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)則是參與血管形成的關(guān)鍵性因子,亦是內(nèi)皮細胞中唯一生長因子,對血管形成及重建意義重大。高壓氧治療則能顯著提高VEGF、Ang-2水平,增加血管的通透性,促進新生血管的生成。

另研究表明[26]:高壓氧具備α-腎上腺素樣的作用,可以減少局部的血容量,收縮血管,緩解對腦組織神經(jīng)的損害,減輕腦水腫,改善患者的神經(jīng)功能。高壓氧還能改善細胞膜通透性,增加纖維蛋白溶解酶的活性及吞噬細胞的活力,產(chǎn)生大量膠質(zhì)纖維修復(fù)受損組織,同時加速血腫的吸收和病灶的清除,修復(fù)缺損神經(jīng)組織,從而發(fā)揮神經(jīng)保護作用,改善急性腦梗死患者病情,對機體具有良好促進作用。

此外,高壓氧治療有利于緩解氧化應(yīng)激反應(yīng),改善腦組織缺氧、腦細胞壞死問題,有效增加血氧彌散度,確保氧化-抗氧化系統(tǒng)恢復(fù)平衡。高壓氧更能快速增加患者腦組織內(nèi)的氧含量、氧儲量,恢復(fù)腦血液循環(huán),促進血管再生,對神經(jīng)功能恢復(fù)具有一定程度的積極影響[27]。

3.3 高壓氧在降低腦梗死后出血性轉(zhuǎn)化中的應(yīng)用 腦梗死后出血性轉(zhuǎn)化是急性腦梗死引發(fā)的梗死范圍內(nèi)血液外滲,一旦發(fā)生會導(dǎo)致腦梗死患者預(yù)后不佳,甚至死亡。不過,有研究指出:炎性小體在腦梗死后出血性轉(zhuǎn)化中占據(jù)著一定作用,高壓氧預(yù)處理能改善神經(jīng)功能損傷、減少出血轉(zhuǎn)化率[28]。但關(guān)于高壓氧是否可以降低潛在的腦梗死后出血性轉(zhuǎn)化風(fēng)險,還需要進一步的研究證明。

4 結(jié) 語

近年來,隨著人們生存壓力逐漸增大,生活習(xí)慣及生活環(huán)境逐漸改變,各種腦血管疾病發(fā)病率逐年升高。有關(guān)報道顯示,我國腦血管疾病發(fā)病率逐漸上升,其中急性腦梗死更為常見。該病病情兇險,具有起病急且病死率高、預(yù)后差的特點,患者往往伴偏癱、癡呆等癥狀[29-30]。此外,急性腦梗死主要是由于局部腦組織缺氧、缺血病變壞死,導(dǎo)致患者語言、行動功能障礙,是中樞神經(jīng)系統(tǒng)常見疾病。該病癥好發(fā)于中老年人群,臨床表現(xiàn)多為頭痛、頭暈、惡心嘔吐、耳鳴等癥狀,甚至出現(xiàn)生活不能自理,嚴重影響患者的生活質(zhì)量。治療方面,多采用抗凝、溶栓、抗血小板聚集、康復(fù)鍛煉等常規(guī)治療,但療效有待進一步提升[31-32]。

高壓氧則是指超過常壓的情況下,吸入高濃度氧、純氧治療相關(guān)疾患及缺氧性疾病的醫(yī)療方法[33]。研究提到:高壓氧是治療急性腦梗死的主要方法,可以對患者腦組織進行補氧,緩解腦組織因血管栓塞造成的大腦缺氧狀況,穩(wěn)定患者生命體征。高壓氧治療還可以加速對腦組織梗死區(qū)域的氧氣供應(yīng),增加患者腦血管內(nèi)血氧壓力,控制患者缺氧性腦損傷,提升腦血管代謝速率,從而有效改善缺血、缺氧及腦神經(jīng)損傷癥狀,促進患者神經(jīng)功能恢復(fù)[34]。研究亦指出:高壓氧治療下血氧分壓急劇升高,組織間氧分壓大幅增高,血氧彌散距離成倍增加,可以明顯改善患者的神經(jīng)功能,有效減輕腦水腫,能夠起到一定腦保護作用[35]。Abdelhamid等[36]研究也提及:高壓氧治療是一種安全的方法,可以降低急性腦梗死患者致殘率。

迄今為止,高壓氧醫(yī)學(xué)的有效性已在亞急性到慢性治療狀態(tài)中得到證明,未來的研究是必要的,治療時需要考慮到高質(zhì)量的臨床研究,以期確保高壓氧在臨床環(huán)境中最合適的治療時間窗內(nèi)進行。除此之外,還需要全面運用各種醫(yī)療手段,采取適當預(yù)防措施,實施綜合治療措施,做到讓患者順利康復(fù)。