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1、以控制脑容量为目标，控制颅内高压的治疗方法 “隆德”概念（Lund Concept）许汪斌 钱传云综述昆明医学院第一附属医院急诊科It is helpful sometimes to look at our work in the context of both past history and of current developments. Just as plants and animals develop and evolve so do the ideas of science. We may detect earliest mention, mainstreams of devel
2、opment, defunct issues and growing points the latter being very dependent on practicable techniques as well as on concepts. New Concepts of a Blood-Brain Barrier by Greenwood脑血流（Cerebral blood flow, CBF.）完全性终止所导致的全脑梗塞，以及所有脑功能永久性的消失是脑死亡的标志。脑血流的驱动源于脑的灌注压（Cerebral perfusion pressure, CPP ），CPP = MAP -
3、ICP。对重型颅脑创伤而言，颅内压（Intracranial pressure, ICP.）增高致平均动脉压（Mean arterial blood pressure, MAP.）的水平，CPP急剧的减少，脑血流量完全性的终止，通常是进入脑死亡的最后共同通路。因此，为控制高颅内压而展开的治疗，是许多神经ICU的治疗重点。针对于重型颅脑创伤的初期性治疗，给予控制性的通气、保障氧供、维持血容积、及时的清除局限性的有颅内占位效应的病变、监测颅内压、这已是全球性的共识；但针对于颅高压的控制，却存在许多不同的治疗观点，总体上，可归纳为两类治疗方法：1）以控制颅内高压为靶目标性的治疗（ICP-target
4、ed），治疗内容包括控制性的过度通气，以及高渗性脱水治疗；2）以维持脑灌注压/脑血流量为靶目标性的治疗（CPP/CBF targeted），其治疗内容有药物性提升血压增加CPP，以期改善CBF。在斯堪的纳维亚地区，有一种全新的治疗概念：以控制脑容量为目标，进而达到控制颅内高压的治疗方法（Volume-targeted therapy of increased ICP）。该治疗方法是由瑞典隆德大学医院神经外科的Nordstrom CH和麻醉ICU的Grande PO这两位医生1990年共同创立的，又名隆德概念（Lund concept），脑容量的生理性调节大脑是被保护在一个坚硬的骨性颅腔内，因此
5、，与机体的其它器官相比，脑容量的调节更为精细而严格。与机体的其它器官类似，脑容量的调节亦是经毛细血管的液体交换为主要的调节机制；但大脑区别于机体其它组织器官的是有着更为复杂的毛细血管膜的功能血脑屏障（Blood brain barrier, BBB. 如图1）。血脑屏障的通透性极其有限，以至于Na+/Cl- 这样的小分子溶质都不能自由的通过脑毛细血管进入到脑组织间隙，维持着脑细胞周围的微环境衡定，对调节脑容积起到非常重要的作用。脑组织还有自身的容量调节，如脑脊液（Cerebrospinal fluid, CSF.）的生理调节、颅内脑血流量及脑血容量的动态调节。受损的血脑屏障 Pc：毛细血管静水
6、压 Posm：胶体渗透压正常的血脑屏障图1：血脑屏障的示意图血脑屏障的通透性对绝大多数组织而言，有些溶质，如菊花粉、依地酸、庶糖、甘露醇可自由的经毛细血管进入到细胞间隙，在医学研究中常作为测定细胞外容量的标志物。但这些溶质却不能透过血脑屏障，这是因为对这些溶质，血脑屏障的有效通透面积（Permeability-surface area products, PS）极小，并有着较长的交换半衰期。尿素、甘油、以及甘露醇，经渗透作用通过血脑屏障脱水，运用于临床降低脑容量的治疗。如表1所述，相对于其它溶质，尿素、甘油的血脑屏障通透性是高的，但其绝对值仍旧是很低的，并且脑的摄取是受血脑屏障的通透性控制，而
7、并不取决于脑血流量。安替比林（Antipyrine, 解热镇痛药物）的血脑屏障通透率是最大的，曾经被用于测定脑血流量的标志物，但随后的研究表明安替比林的血脑屏障通透性仍有限制，并不能用于精确的脑血流量定量测定。尽管Na+、K+的弥散性、脂溶性、原子的大小相似，但血脑屏障的有效通透面积（PS）、交换半衰期却有着显著的差异，这是因为Na+、K+的交换受血脑屏障的高度调节，且依赖于细胞膜ATP泵的耗能性交换。蛋白经血脑屏障的交换是非常之低的，白蛋白的PS约为1.5 10-6 ml / g /min，血脑屏障对菊花粉的通透率约是白蛋白的20 30倍。外源性蛋白，以及许多的氨基酸是经主动耗能转运通过血脑
8、屏障的。血脑屏障对有机离子、氨基酸、以及蛋白的主动转运，不仅可控制脑细胞外的液体量，还可经渗透作用将脑组织的水分移出。表1：不同溶质的血脑屏障的有效通透面积及交换半衰期溶质BBB的有效通透面积（PS）交换半衰期（t1/2）菊花粉0.0000460 hr依地酸0.00038 hr庶糖0.00046 hr甘露醇0.0012.3 hr尿素0.00623 92 min甘油0.036 min安替比林0.80.7 minCl-0.0012.3 hrNa+0.00241 hrK+0.00915 min白蛋白1.5 10-6水0.65 1.75水在毛细血管及脑组织间液之间的流动是经溶解及弥散作用，通过有腔及无
9、腔细胞膜、毛细血管内皮的胞浆而实现的。水的量子样不显性流动 （又称对流流动），其血脑屏障的PS值约为0.65 1.75 ml / g /min。与骨骼肌及心肌组织相比，水在脑组织的转移还受到血脑屏障的毛细血管膜通透性的限制。水的量子样流动取决于经毛细血管的静水压、渗透压差，但因为血脑屏障类似于一种阻隔膜，其对水的对流转移的阻力等同于对水的弥散转移的阻力。血脑屏障的水滤过分数（Filtration coefficient）约为4 ml /min，而骨骼肌是33 ml / min、心肌是270 ml / min、肠系膜毛细血管是1110 ml / min。溶质经细胞膜的部分通透性就引导出有效渗透压
10、这一概念，但因其理论计算值与实际值存在差异，故引入一个折射分数s。依赖于细胞膜对水及溶质相对通透性，s值波动在0 1之间，如细胞膜对某溶质没有通透性，则s为1，若细胞膜对某溶质的通透性等同于其在水中的弥散分数，则s为0。表2列举了各种溶质对血脑屏障及脑脉络脉丛的s值，甘露醇、庶糖、以及白蛋白的脑毛细血管的s值约为1。体液中两种主要的溶质Na+ / Cl-，其血脑屏障的s值也只为1。表2：溶质的折射分数s溶质折射分数s：BBB脑脉络脉丛尿素0.44 0.590.56甘油0.480.81甘露醇0.900.53 1.00庶糖0.91 1.001.00氯化钠1.001.00白蛋白1.00脑容量的调节经
11、血脑屏障的水转运正常的生理状态下，脑容量的调节主要依赖于血脑屏障的低液压传导、低通透性、以及溶质的高渗透压（主要是晶体渗透压）。而脑灌注压（CPP）对脑容量的影响极小，脑毛细血管压力与脑血流量具有严密的生理自动调节，机体的血压波动一般不会引起脑毛细血管压力的明显波动；血脑屏障对晶体的通透性极低，其有效的渗透压可达5700 mm Hg。而机体的其它组织器官，其毛细血管的渗透压主要是来源于血浆蛋白，毛细血管的静水压约为25 mm Hg。大脑皮质区域的毛细血管滤过面积（PS）是脑白质的2 5倍，脑皮质的量子样的水转移要大于脑白质，交换的速率亦是脑皮质要快于白质。脑容量的调节脑脊液（ CSF ）的水转
12、送与机体的其它组织器官不同，淋巴系统对引流脑组织间液及脑容量调节方面的作用非常有限。实验研究表明，蛋白、菊花粉、尿素、水，无论这些物质分子量的大小，都要经室管膜、软膜神经胶质层转移，但这一途径对调节脑容量的作用仍不明确。在实验性的脑水肿研究中，已证实脑灰质及白质区域的细胞外液转移入脑室系统。但这一转移脑水肿液的机制并不能解决因受损的毛细血管的漏出而形成的水肿液。脑血流量（CBF ）及脑血容量（Cerebral blood volume, CBV）的调节脑血流量的精细调节，其目的是持续稳定的向大脑供给氧气和葡萄糖，以满足脑细胞的高代谢需求。脑血流量调节的第二个重要作用就是对颅内压（ICP）进行调
13、节：毛细血管静水压及脑血容量（脑静脉含有70%的脑血容量）。大脑还有其它一些重要的脑血流调节机制：脑血管压力的自动调节、CO2的调节、以及代谢性调节。脑血管压力的自动调节，是指当脑灌注压在一定范围内波动时，通过血管自身阻力的改变能使脑血流量始终保持恒定。实际上机体的许多器管均有这一类似的调节现象，但在肾脏及大脑表现得尤其突出。脑血管压力的自动调节，其目的是维持着毛细血管静水压的恒定。一旦脑血管自身调节功能受损时，脑血流量与脑血容量将随动脉压的波动而被动变化。在神经外科学领域，可以这样解释脑血管压力的自动调节功能：当脑灌注压下降时，通过主动的血管扩张（如图2所示，CPP从AB点降至AC点），进而
14、维持脑血流量。图2：脑血管压力的自动调节CO2的脑血流量调节： 在正常PaCO2范围内， 脑血流量对动脉血的CO2最敏感。PaCO2每上升或下降1 mm Hg，脑血流量将相应增加或减少2 ml / 100g /min。CO2穿透过生物膜后可改变血管周围的pH，造成毛细血管的阻力血管的pH依赖性的收缩。控制性的过度通气可使PaCO2降至20 mm Hg或更低，此时脑血流量急剧的减少，可能降至缺血的水平。长时间的过度通气治疗价值有限，甚至是有害的；并且，过度通气所导致的脑血流量及脑血容量的减少是短暂的。严重颅脑创伤的病人，因脑血管的CO2调节功能的受损，过度通气对降低脑血容量的作用非常有限。代谢性
15、的脑血流量调节：临床的“巴比妥昏迷（Barbiturate coma）”治疗，降低脑细胞的能量代谢，进而达到脑血管的收缩、脑血容量的减少。但这一调节效应的存在，依赖于完好的脑血管的CO2调节功能。从临床治疗的观点出发，存在这样一种理想的治疗方法，也就是通过药物的方法来达到这样一个目的：减少脑血容量的同时，尽可能的避免脑血流量的减少。脑静脉系统占有70%的脑血容量，因此要求这一药物主要是收缩脑静脉血管，而对毛细血管的阻力血管端的作用极小；并且，在脑血管的CO2调节功能受损时，仍旧能发挥作用。病理损伤时脑容量调节的紊乱如上所述，正常的生理状态下，脑容量的调节主要依赖于血脑屏障的低液压传导、低通透性、以及溶质的高渗透压（主要是晶体渗透压），而此时毛细血管的静水压对调节脑容量的作用非常有限。但在病理状态下，血脑屏障结构的受损，情况就完全不同。假若血脑屏障允许所有的溶质，包括大分子的物质，如蛋白的跨毛细血管的水转运存在，且转运的趋势完全取决于毛细血管与脑组织间隙之间的静水压差；或者血脑屏
