血管加压素的心血管效应与临床应用

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  1 血管加压素概述
  血管加压素(Arginine vasopressin,AVP)是在下丘脑(主要在视上核、室旁核)的神经元中合成、由九个氨基酸构成的环状活性分子,其分子量近似1000Kda。在人下丘脑合成的血管加压素中,因第八位氨基酸是精氨酸,故又称为精氨酸血管加压素。AVP合成后经突触进入脑垂体后叶,并贮存其中及释放,因而“垂体后叶素”中含有AVP,因也称为垂体后叶加压素(Pituitarii Posterrioris,Pitressin)AVP最早被发现有抗利尿作用,故又称抗利尿激素(Antidiuretic hormone,ADH)。正常人体生理范围AVP的血浆浓度为0.3~30pg/ml(或<4pg/ml)。AVP浓度正常时,主要表现出抗利尿作用。AVP大部分在肝、肾内通过二硫基的还原、肽链裂解而被代谢,少量完整的AVP由肾脏清除,AVP的血浆半衰期为5~20min( 或10~35min)。
  导致体内AVP释放增加的主要因素有:血浆渗透压增高(通过渗透压感受器的作用途径使AVP释放增加)、血容量减少(通过低压容量感受器的作用使AVP释放增加)、低血压(通过高压感受器对AVP释放的抑制作用解除而增加AVP的释放)。此外,其它因素一些也影响AVP的释放,如:伤害性刺激、情绪应激变化、高碳酸血症、低氧血症均可导致AVP释放增加。儿茶酚胺、乙酰胆碱、组胺、尼古丁、血管紧张素-II(AT-II)、前列腺素(PC)等物质可促进AVP 的释放;而血管紧张素转换酶抑制剂、鸦片样物质、心钠素(ANP)等物质却可抑制AVP的释放[1]。
  2 血管加压素的作用机理
  血管加压素在机体内的主要作用是调节渗透压、调节心血管稳定、维持内环境稳定,此外还参与中枢热调节、中枢痛觉调节等,并对认知、记忆和行为调节等可能产生影响。
  AVP通过与其对应的受体结合而发挥相应作用。机体内能与AVP结合的受体有四种,即为:V1受体(有称为V1a受体)、V2受体、V3受体(有称为V1b受体)、催产素受体(OTRs)。
  V1受体主要分布在全身血管平滑肌,少量分布在肝细胞、血小板、脑干。分布在全身血管平滑肌的V1受体兴奋后引起血管平滑肌收缩,产生外周血管收缩作用,即使AVP低于最大抗利尿作用浓度时,也能产生此作用。V1受体被AVP激动后引起血管收缩的机制是:V1受体激活后,通过G蛋白与磷脂酶C(PLC)藕联,细胞内Ca浓度增加使血管平滑肌收缩。其它分布于血管外的V1受体激动后的作用是:兴奋血小板V1受体使血小板活化,兴奋肝细胞V1受体导致糖元分解,兴奋脑干V1受体可能与压力反射调节有关。
  V2受体主要分布在肾脏集合小管。AVP兴奋V2受体后产生抗利尿作用,其机制是:通过G蛋白与腺苷环化酶藕联,该V2受体兴奋后使环化单磷酸腺苷(cAMP)增加,蛋白激酶A激活和水通道插入肾集合小管细胞的腔膜,增加对水的通透性,水重吸收增加,最终产生抗利尿作用。
  V3受体主要分布于脑垂体前叶。AVP兴奋V3受体后最具特征的作用是增加促肾上腺皮质激素(ACTH)的释放,其机制是:与多种第二信使藕联,通过激活蛋白激酶C(PKC)增加促肾上腺皮质激素的释放。此外,V3受体还有其它作用,如:参与中枢心血管功能调节、机体的热调节、中枢痛觉调节等,对认知、记忆和行为调节等也可能产生影响。
  能与AVP 结合的催产素受体(OTRs)分布在冠状动脉、脑动脉和肺动脉的内皮细胞。AVP 结合催产素受体后,激活内皮型一氧化氮合酶(eNOS),释放一氧化氮(NO),引起血管平滑肌松弛,介导血管舒张。
  目前应用的血管加压素及其衍生物主要有:AVP(精氨酸血管加压素)、去氨加压素(Desmopressin,弥凝)、特利加压素(Terlipressin,可利新)和鸟氨酸血管加压素。这些药物对体内各种AVP受体的选择性有所不同,如:AVP(精氨酸血管加压素)可作用于V1、V2、V3受体,去氨加压素(Desmopressin,弥凝)主要作用于V2受体,特利加压素(Terlipressin,可利新)为赖氨酸血管加压素,可特异性激动V1受体,鸟氨酸血管加压素则主要作用于V1受体。
  机体心血管功能的稳定维持,依赖于交感神经系统、肾素血管紧张素系统、血管加压素系统等三者的共同作用。AVP是机体内的一种应激激素,当交感神经系统、肾素血管紧张素系统功能正常时,AVP血浆浓度的变化对血压的影响不明显。生理情况下, AVP的加压效应因心脏的压力调节反射引起心率减慢而缓和,并比其他血管收缩剂更易引起心动过缓。当交感神经系统、肾素血管紧张素系统功能低下时,AVP血浆浓度的增高(>2ng/L),可增加外周血管阻力,从而使血压升高。
  不同部位血管对AVP的反应是有差别的。各部位血管對AVP收缩反应的强弱顺序为:皮肤动脉>大脑基底动脉>肾动脉>冠状动脉>骨骼肌动脉。AVP对肺动脉无明显收缩作用。
  外源性AVP对重要器官的影响为:对冠脉血管有一定的收缩作用。对心肌有负性变力作用。能增加脑血流量,提高脑氧供。
  3 血管加压素对循环系统影响的临床应用
  3.1 麻醉手术中严重低血压中的应用
  手术麻醉中可出现对常规剂量儿茶酚胺治疗不敏感的低血压。低血压对儿茶酚胺治疗不敏感的原因可能是:麻醉药或方法(如全麻和椎管内阻滞联合麻醉)对交感神经系统的严重抑制;术前长期应用血管紧张素转化酶抑制剂、血管紧张素II拮抗剂和β受体阻滞剂;嗜铬细胞瘤切除后儿茶酚胺水平不足;严重酸中毒;血管扩张性休克等。麻醉中若出现常规剂量儿茶酚胺治疗效果不敏感的低血压,可静脉注射特利加压素1mg或静脉注射AVP10~20u[2]。
  3.2 血管加压素在血管扩张性休克中的应用
  血管扩张性休克是指虽然大量补充容量和不断增加儿茶酚胺剂量,仍出现进行性的全身血管扩张、严重低血压和组织低灌注为临床特点的休克状态。血管扩张性休克可见于[3]:感染性休克、出血性休克晚期、过敏性休克、体外循环后休克、器官移植(如心脏移植、肝移植)术后休克、血流动力不稳定的器官移植供者。目前认为,引起血管扩张性休克的可能机制是:(1)机体内血管扩张因子大量产生(如NO)。(2)儿茶酚胺α1受体不敏感或数量下调。(3)血管平滑肌细胞膜上ATP敏感的K通道(KATP)受激活开放。(4)体内血管加压素绝对或相对不足(<10ng/L)[4]。   3.2.1 外源性AVP在感染性休克患者的应用
  感染性休克时的血浆AVP浓度变化规律是:休克早期时内源性AVP分泌增多,血浆AVP浓度增高(大于100ng/L),利于动脉血压的稳定。休克晚期内源性AVP分泌减少,血浆AVP浓度降低,AVP不足甚至耗竭。
  Sharshar等的研究发现[5]:AVP在感染性休克发生后最初6h迅速增加,24~36h后迅速下降,休克时间越长浓度降低越明显。约1/3的患者在收缩压低于100mmHg时,血浆AVP人仍低于3.6pg/ml,呈现AVP相对不足。Jochberger等的前瞻性研究发现[6]:以入院24h为观察点,感染性休克患者的AVP为8.7 ± 4.3pg/ml,低于同期心源性休克患者(26.3±39.5pg/ml)。22.2%的感染性休克患者,收缩压低于70mmHg时,血浆AVP浓度仍低于10pg/ml。提示感染性休克患者AVP不足是重要原因。AVP不足的可能原因:垂体中AVP储存耗竭、自主神经功能降低或高水平的肾上腺素对AVP的释放产生中枢抑制、NO的大量产生抑制神经元释放AVP。
  感染性休克患者应用外源性AVP的益处:对肾血管的收缩作用弱于儿茶酚胺类药物,在升高血压时能增加肾脏的灌注;能增强儿茶酚胺类药物的血管作用,可减少其用量;可增加心、脑、肺的血流灌注;应用时不增加心率,不增加心肌氧耗;不增加肺动脉压力[7]。
  Dnser等的研究发现[8]:儿茶酚胺不敏感的休克患者,静脉输注AVP后体循环阻力增加56%,MAP提高29%,同时NE用量减少72%。血管扩张性休克患者以AVP+NE联合静脉输注,较单独应用NE静脉输注,MAP、CI均较高,而心动过速发生率及NE用量均较低。
  Lucker等的研究发现[9]:小剂量静脉输注AVP,能提高血管扩张性休克患者的MAP及体循环阻力,而心率、中心静脉压、平均肺动脉压有所降低。提出在NE需求量达到0.6μg/kg/min前开始输注AVP,可改善血管扩张性休克患者的预后。
  Meyer等的研究[10]:对109例对儿茶酚胺不敏感的新生儿、儿童和青少年休克患者回顾性分析发现,静脉输注小剂量AVP,也能明显提高MAP,增加尿量,降低儿茶酚胺的需求量。
  3.2.2 外源性AVP在体外循环心血管手术后血管扩张性休克的应用
  体外循环心血管手术后可出现血管扩张性休克。Argenziano等认为[11],体外循环后具备以下条件,可判断为血管扩张性休克:(1)MAP<70mmHg(2)CI>2.5l/min/m2(3)去甲肾上腺素依赖。
  Argenziano等的研究发现[12]:在体外循环后行左室辅助的血管扩张性休克5例患者中,应用外源性AVP后,MAP由 57± 4mmHg提高到84±2mmHg,SVR813±113dyn.s.cm-5提高到1188±87dyn.s.cm-5,并且有4例患者在15min内可以脱离去甲肾上腺素的使用。
  Stefan等的研究发现[13]:体外循环中低血压应用苯肾上腺素和去甲肾上腺素治疗效果不好时,使用AVP后能恢复血管张力。
  Tracy 等建议[14]:对体外循环后血管扩张性低血压外源性AVP的使用方法:先静脉给予负荷量10U,接以14U/h持续静脉注射,根据血压改善情况可减至7U/h,持续静脉注射速度<0.1 /min。
  3.2.3 外源性AVP在血管扩张性休克中应用尚需解决的问题
  外源性AVP在血管扩张性休克的作用机制尚不明确。目前提出的可能机制是:①直接作用V1受体,引起细胞内Ca浓度升高导致血管收缩。②以浓度依赖的方式抑制KATP的开放,并通过激活钙调蛋白而影响核转录因子调节基因的转录,下调KATP亚基编码基因的表达。③抑制细胞因子诱导的NO产生。④增强休克状态下血管反应性及对Ca的敏感性。
  应用外源性AVP对机体可以产生的一些不利影响,其中包括[15]:①因肠系膜血管对AVP的收缩反应比其它小动脉更敏感,故易加剧肠道粘膜损伤。②降低心脏功能,减少心输出量。③可降低肝功能,转氨酶升高。④可增加血浆血管性假血友病因子(vWF)的含量,增强血小板的黏附,从而增加血栓形成的风险,使血小板数量减少,导致凝血功能紊乱。
  外源性AVP应用方法尚有待深入研究。用量如何合适?何时应用合适?有否足够可靠的临床研究证据支持?因单独使用外源性AVP时所需剂量较大(AVP>0.1u/min),且安全剂量很窄,可出现胃肠道缺血、心排血量下降、氧输送和氧摄取降低等不良影响,故目前多主张小剂量AVP(0.01~0.04u/min)与去甲肾上腺素联合应用。应用特利加压素时,静脉注射1~2mg/次。
  3.3 血管加压素在心肺复苏中的应用
  常规心肺复苏期间,肾上腺髓质被激活,释放大量内源性儿茶酚胺,内源性肾上腺素浓度可达10000ng/L。若加上外源性肾上腺素,可导致肾上腺素能受体过度兴奋,心肌氧耗增加、通气/血流比例失衡,复苏后室性心律失常及心功能不全的发生率增加 ,神经系统功能恢复效果不满意。心肺复苏时,高浓度的促肾上腺皮质激素与肾上腺皮质激素利于机体应激,有助除颤成功及自主循环的回复。
  Lindner等的临床随机研究发现[16]:电击除颤中应用AVP 40u组,其自主循环恢复率和24h生存率高于应用肾上腺1mg组,AVP心肺復苏效果优于肾上腺素。Achleitner等临床研究发现[17]:一些病例应用肾上腺素心肺复苏无效后应用AVP复苏成功。
  Wenzel等(奥地利LEOpold Franzans大学)的研究[18],比较血管AVP组(n=589)与肾上腺素组(n=597)对院外成人心跳骤停患者的心肺复苏的效果。结果发现:AVP组29.0%的患者存活至入院,而肾上腺素组仅为20.3%。AVP组有6.2%的患者存活至出院,而肾上腺素组仅为1.7%。   國内杜昌辉等对116例心肺复苏患者进行临床研究[19],肾上腺素组(n=56):静注肾上腺素1mg/次,每3min重复,至自主循环恢复。AVP+肾上腺素组(n=60):静注(肾上腺素1mg+AVP0.5μg/kg)/次,每5min重复,至自主循环恢复。结果发现:联合用药组自主循环恢复率63.3%,恢复时间为8.2±2.2min;而肾上腺素组为21.4%恢复时间为20.3±4.2min。联合用药组24h存活率40%,出院存活率为30 % ;而肾上腺素组24h存活率14.3%,出院存活率为7.1 %。
  欧洲复苏学会将AVP40u列为推荐药,在成人室颤复苏时可代替肾上腺素。2005年美国心脏学会的心肺复苏指南中推荐每隔3~5min静脉推注肾上腺素1mg或AVP40u,AVP可经气管或骨髓内给药。有学者建议:先静注肾上腺素1mg,然后每隔3min,轮换使用AVP(40IU/次)与肾上腺素(1mg/次),至自主循环恢复[20]。
  外源性AVP利于心肺复苏的原因可能是:AVP通过优先收缩皮肤、四肢、躯干等血管,改善心、脑等重要器官血流量,不增加心肌的氧耗,并能增加促肾上腺皮质激素的释放,利于心肺复苏的成功。AVP使主要器官血流增加后反馈作用于压力感受器,可导致内源性儿茶酚胺的分泌相应减少。
  然而,对于外源性AVP利于心肺复苏仍存在质疑。Nozari等的研究发现[21]:AVP与肾上腺素的心肺脑复苏效果无显著性差异。Stiell等对(n=200例)院内复苏的效果研究表明[22]:在成活出院、1h生存率和神经功能恢复方面,AVP与肾上腺素相比并无优越性。此外,对未成年人心肺复苏的效果尚缺乏可靠的临床研究证据。心跳骤停的原因很复杂,这可能影响外源性AVP的应用效果。
  3.4 门脉高压征中的应用
  由于激动V1受体可使腹腔内脏血管床小动脉收缩,减少肝和肠的血流量,降低门脉压力,因此,门脉高压征患者应用合理外源性AVP可缓解其病情。临床研究表明[23],应用特异性V1受体激动剂——特利加压素,对门脉高压征患者治疗效果显著。食管静脉曲张出血时,可应用特利加压素止血,用法是:特利加压素1~2mg/次,可间隔4~6h静注一次。肝肾综合征时,可应用特利加压素改善肾功能,用法是:特利加压素0.5~2mg/次,24 小时内每间隔4~6h静注一次。
  3.5 外源性AVP的副作用
  心脏并发症(心肌缺血、心肌梗死、室性心律失常等)、严重高血压、严重胃肠道缺血、过敏反应、支气管痉孪、外周血管痉孪、静脉血栓形成等都是外源性AVP的副作用。其严重程度多与外源性AVP用量较高有关[24]。
  综上所述,血管加压素对机体的作用是多方面的,尤以在心血管系统的作用突出、效果确切,在临床应用过程中,也应注意其副作用,严格掌握剂量。
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