早期理论认为失血性休克是由神经系统功能障碍或缺血组织释放毒素造成,而这些理论最终都被推翻,取而代之并获得公认的观点是失血导致供氧不足,并激活大量旨在维持重要器官血液灌注的体内稳态机制。细胞、组织和整个生物体水平的相关复杂机制直到目前才变得清晰,同时逐渐阐明的还有失血诱发低灌注和身体创伤造成组织损伤这两项的相对影响(图1)。
图1.失血性休克病理学
血容量减少、红细胞总量和促凝血因子损失、止血和纤维蛋白溶解系统的同时激活、代偿机制及医源性因素的综合效应导致患者出现凝血病、低体温以及进行性酸中毒,造成患者出现进一步紊乱,最终导致死亡。在创伤患者中,组织损伤加剧了凝血病。在远离出血部位处,内皮糖萼的脱落导致血管通透性增加、其他炎症和凝血病性刺激。DAMP表示损伤相关分子模式、GI表示胃肠道,tPA表示组织型纤溶酶原激活物。
在细胞水平,当供氧不足以满足有氧代谢的需氧量时,即导致失血性休克10。在这种依赖供氧的状态下,细胞转变为无氧代谢。由于氧债的增加,乳酸、无机磷酸盐和氧自由基开始累积11。损伤相关分子模式分子(称为DAMP或警报素,包括线粒体DNA和甲酰肽)的释放可引发全身炎症反应12。由于ATP供应减少,最终无法维持细胞内稳态,之后细胞通过以下几种方式死亡;细胞膜破裂后细胞坏死、细胞凋亡或程序性坏死(necroptosis)。
在组织水平,血容量不足和血管收缩引起肾、肝、肠道与骨骼肌的灌注不足及终末器官损伤,这可导致幸存者多器官衰竭。在放血导致极大量出血的情况下,脉搏消失导致脑和心肌灌注不足,几分钟内即可导致脑缺氧和致死性心律失常13。失血也会引起全身血管内皮发生根本改变14。
在出血部位,内皮和血液协同作用促进血栓形成。然而,氧债的逐渐增加及儿茶酚胺的激增最终造成保护性糖萼屏障的全身性脱落,最终诱发所谓的内皮细胞病15。
伴随着出血和休克,血液中出现适应性和非适应性变化。在出血部位,凝血级联反应及血小板被激活,形成止血栓子16。在远离出血的部位,纤维蛋白溶解活性增强,推测可能是为了防止微血管内血栓形成17。然而,糖萼脱落导致的纤溶酶活性过高和自身肝素化(autoheparinization)可能会造成病理性纤溶亢进与弥漫性凝血病14,17,18。相反,近一半的创伤患者会出现纤维蛋白溶解停滞的高凝状态表现18。血小板数量减少、贫血引