第二节 人体烧伤发生发展的病理生理过程
一、概 述
烧伤一般是由于热力,如沸液(水、油、汤)、炙热金属(液体或固体)、火焰、蒸汽和高温气体等所致之体表的损害,主要是皮肤的损害,严重者可以伤及皮下组织、肌肉、骨骼、关节、神经及血管,甚至是内脏。 烧伤也可以发生在体表黏膜部位,如眼、口腔、食管、胃、呼吸道,直肠、肛门等。 由于电能、化学物质、放射线等所致的组织损害与热力损伤引起的病理变化和临床过程相近,因此,临床上习惯将它们所致的组织损伤,也称为烧伤,实际上它们在病理变化,全身影响、病程转归及预后等方面,各具有特殊性,并不完全相同,故在临床上将它们区分为热力烧伤、电烧伤、化学烧伤、放射性烧伤。 无论平时还是战时,均以热力烧伤最为常见,其在各种原因的烧伤中占85%～90%。
烧伤不仅对受伤局部组织造成病理性改变,而且尚可引起一系列的全身性的病理生理变化,在烧伤的整个发展病程中有一定的规律性可循,即烧伤后不同的时期有不同的主要矛盾,呈现出一定的阶段性,可将烧伤的临床发展过程进行分期,增加临床工作的预见性和主动性,利于及时采取措施对某些并发症加以预防。 如在处理当时的主要矛盾时预见到尚处于次要地位的矛盾有可能激化,因势利导,保持矛盾中有利于机体的一面,尽可能地将不利于机体的一面转化为有利。
人体烧伤发生发展的病理生理过程,因烧伤面积的大小以及烧伤程度的不同而异。 一般而论,小面积的浅度烧伤主要表现为烧伤局部组织的病理变化和愈合过程,全身反应不明显;大面积的严重烧伤则烧伤局部组织的病理变化与全身反应都很明显,按其发展过程大致可以分为四个阶段:体液渗出期、急性感染期、创面修复期及康复期。 显然这是人为的划分,事实上各期之间是有内在联系的,并且相互交错,而且烧伤越严重,它们之间的关系越密切,难以截然分开。
本节以热力烧伤为例,阐述人体烧伤发生发展的病理生理过程。
二、热烧伤引起的局部组织病理生理变化
(一)烧伤区域的形态学变化
皮肤受到热力损伤的程度与热源的强度、皮肤接触热源的时间呈正相关。 一般认为,造成正常人体皮肤烧伤的温度阈值为45℃,热能愈高,作用时间愈长,组织损伤愈严重。 例如皮肤表面温度保持44℃,约需要6 小时才能引起表皮基底细胞的不可逆变化;如温度升至70℃或以上时,约需要1 小时就会引起贯穿表皮的坏死。
据研究,高热性皮肤损伤的细胞学改变表现为:最早变化的是表皮细胞核内染色质的再分布,开始出现于表皮中间层,以后则见于深层;如损伤较深,基底细胞胞质和表皮全层细胞核均发生肿胀和崩解;由于基底细胞内及其与真皮相连的细胞黏合质出现上述变化,表皮和真皮之间的连接出现不可逆的破坏,临床上常见表皮层极易自烧伤创面撕下。当致伤温度进一步增高,损伤更严重时,表皮即发生凝固,渐进性变干,最后是炭化。 表皮轻度损伤时角质层疏松成分层状,表皮细胞以及细胞核肿胀,这可能是由于质膜与核膜的脂蛋白损伤,使其通透性改变,水分进入细胞及胞核内所致。 稍重者呈渐进性坏死,更严重者呈凝固性坏死。
真皮内的变化过程与表皮相似,亦随温度的高低和受热时间的长短而异。 真皮内最早的变化为小血管(微动脉)立即发生收缩,继之血管扩张,同时血管通透性增高,液体外渗形成水肿。 如温度增高,则发生凝固性变化,温度进一步增高则引起真皮组织干燥化,最后导致炭化。 温度很高或长时间接触的火焰烧伤或沸液烫伤,不但皮肤全层被烧伤,有时肌肉骨骼也遭到损伤。 真皮胶原纤维常凝固成束状或融合成片,呈嗜双色性;毛囊扭曲,周围上皮细胞坏死,有时形成缺口或裂隙;血管内皮细胞肿胀、变性,排列疏松而致血管内血栓形成及血管通透性增加和渗出性出血。
Ⅲ度烧伤时,皮肤病变均很严重,尤其以钢水、火焰等因素致伤者为重,皮肤全层包括皮肤附件、血管及神经末梢等均被彻底的烧毁,皮下组织、肌肉组织和骨组织均有明显的变性,其中胶原纤维呈现干缩的、均质的凝固性坏死,皮肤附件亦消失。
烧伤对呼吸道黏膜亦可以造成直接损伤,损伤的程度取决于吸入空气的温度和持续时间。 轻者黏膜上皮细胞变性,重者发生凝固性坏死。 通常,湿热空气比干热空气的损伤作用更严重,尤其易于发生下呼吸道和肺的损伤,这是因为蒸汽所含的热能远比干热空气所含有的热能高的缘故,同样速度很高的火焰远比静止的火焰造成的损伤严重。 在核战中,由于吸入光辐射高温热气流,可导致肺和气道的热损伤,并在短时间内甚至在救治前大批死亡。
(二)烧伤区域的微循环变化
烧伤后受伤组织的微循环变化是有规律的,掌握这些规律对于提高我们救治烧伤患者的水平将有很大的帮助。
Robb(1967)在热烧伤实验中,以显微电影记录烧伤微循环的改变,发现烧伤微循环紊乱的程度与烧伤时全身微循环的变化过程相一致,表现为:①Ⅰ度烧伤时,微动脉和微静脉扩张,有时微动脉先有阶段性收缩或收缩与扩张交替出现,毛细血管内有红细胞通过;②Ⅱ度烧伤时,微静脉扩张和微静脉内血流停滞,红细胞和血小板聚集,白细胞附壁,并且逐渐阻塞管腔,但微动脉内仍有血液流动,此时血管通透性增加;③Ⅲ度烧伤时,微动脉、微静脉和毛细血管内均可见血栓形成,血液停滞,微循环闭塞。 若皮肤受热达65℃持续1 分钟,用兔耳窗直接观察,可见烧伤后微血管有收缩型和扩张型两种不同的反应,如表现为收缩型,则微动脉和微静脉长时间痉挛,血流缓慢,易有白色血栓形成,一周后取材切片镜检为全层皮肤坏死;如表现为扩张型,则血流较快,血栓形成较轻且较晚,1 周后病理切片镜检为皮肤Ⅱ度烧伤。 由此说明,微血管收缩、血流缓慢等在促进烧伤皮肤微循环血栓形成方面起着重要作用。
一般来说,烧伤局部可形成3 个区带,Jackson将此三个区带分别命名为凝固坏死带、淤滞带和充血带。 以Ⅲ度烧伤为例,中心区为凝固区,组织坏死,微动脉和微静脉有广泛的血栓形成,毛细血管完全淤滞;边缘区为充血区,微动脉、微静脉和毛细血管扩张充血,血流缓慢;在中心区和边缘区之间为淤滞区,有广泛的微血管扩张充血,微静脉呈节段性收缩,微静脉和毛细血管内大量红细胞聚集,血流呈节段状,血流缓慢,部分微血管内有血栓形成。 特别值得指出的是,淤滞区微循环障碍的转归决定着烧伤局部损伤的程度,如果微循环淤滞加重,血栓形成增多,则可能发生全层皮肤坏死;如果微循环改善,则可使局部损伤减轻,组织坏死范围减小。 因此,有人提出临床上在烧伤局部用药配方的选择上应注意避免对组织和血管造成新的损伤。
(三)烧伤区域的细胞功能和代谢变化
通过测定烧伤区域的细胞呼吸,可见损伤轻者细胞呼吸存在,严重者细胞呼吸停止。 如Hershey在实验中观察到:热对氧耗量的作用因皮肤受热温度而不同,氧耗量的减少,约在50℃时突然明显,在60℃时迅速下降至零,但在45℃时减少甚微,除非损伤时间持续超过10 分钟。 热损伤后细胞氧摄取量为何降低,这可能与酶系统的活力减弱有关。 在55℃时加热1 分钟皮肤丧失50%的酶活力,这一温度损伤的皮肤在组织培养中是不能存活的,这说明测定灼伤皮肤中酶的活力可能有一定的实用价值,如酶的测定预示灼伤皮肤不能存活,临床上就可更早地将正在死亡的皮肤切除。
研究表明,热损伤中琥珀酸脱氢酶的活力减弱是肯定的,其他的一些皮肤酶对热的反应则有差异。如当表皮匀浆被加热时,延胡酸酶在极短时间的低温加热后,其活力将明显下降,醛缩酶的活力则无明显降低,乳酸脱氢酶、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶等对热比较稳定。
三、热烧伤引起的全身性病理生理变化
大面积烧伤,在引起局部烧伤组织的病理生理变化的同时,还会对全身造成影响,出现一系列的病理生理变化,按其发展过程大致可以分为体液渗出期、急性感染期、创面修复期及康复期四个阶段,这四个阶段各有自己的特点,但难以截然分开。
(一)体液渗出期(休克期)
烧伤后体液渗出期,无论烧伤的深浅或面积的大小,烧伤后均会立即发生体液渗出,特点是伤后 2～3 小时即明显,6～8 小时最快,15～24 小时达到高峰,持续时间一般为36～48 小时,以后逐渐趋于稳定,水肿开始吸收。
研究表明,烧伤急性期体液渗出是以血管通透性增高为主要特征,一般分为两个时相:第一时相在烧伤后即可发生,主要发生在微静脉,血管通透性增高,时间较短,一般不超过30 分钟,此时相可被组胺受体拮抗剂完全或部分抑制,故认为此时相的血管通透性增高与组胺有关;第二时相,又称延迟性血管通透性反应,一般发生在烧伤半小时后,4 小时达高峰,特点是血管通透性增高程度更为显著,不单纯发生于微静脉,而且发生于其他毛细血管,持续时间较长,且不受组胺受体拮抗剂的影响,其致病因子可能是其他化学递质,如激肽、前列腺素等发挥作用。
在小面积烧伤,烧伤急性期体液渗出,经过机体的代偿,对机体有效循环血量的影响不明显。 但在比较严重的大面积烧伤中,如果处理不及时或处理不当,则可能发生休克,故此期又称为休克期。 一般烧伤面积成人超过20%,小儿超过10%都有发生休克的可能。 休克曾经是大面积烧伤患者最重要的死亡原因,随着对烧伤休克病理机制认识的不断深化和相应的治疗措施在临床上的推广应用,目前直接死于休克者已经不多见,但是休克仍是烧伤患者最常见的并发症。 是否能够平稳度过休克期,对烧伤后续病程和转归起到至关重要的影响。
烧伤休克的发生时间与烧伤严重程度关系密切,面积越大,深度越深者,休克发生越早越重。 休克期过渡不平稳者,常由于补液延迟、长途转送或气道阻塞问题而导致较长时间的组织缺血缺氧,既容易引发感染,又广泛损害了多个内脏,从而影响整个病程的平稳以及能否成功救治。
烧伤休克期的特点为低血容量性休克,随着血容量的持续减少,休克持续加重。 其发生原理,可以概括为以下几个方面:
1.血容量减少
主要机制如下:
(1)毛细血管通透性增高:
毛细血管通透性增高是由于高温对毛细血管壁的直接损害和烧伤后立即释放的血管活性物质(如血管活性肽、氧自由基、β-内啡肽、组胺、缓激肽、5-羟色胺、前列腺素等)的作用。 在较大面积的烧伤,除烧伤区域外,甚至在远隔部位也能引起血管通透性增高。 由于血管通透性增高,大量的血浆成分自血管渗出,一部分随创面渗出液丢失,另一部分进入组织间隙,被称为水肿液。烧伤水肿液的蛋白浓度很高,可以达到血浆浓度的80%,形成高胶体组织渗透压,保持了大量的水分,这些因素都导致血容量减少。
(2)细胞外液减少:
烧伤后总的功能性细胞外液的减少更为明显。 例如在烧伤后18 小时使用核素51Cr、131I、35S 同时测定功能性细胞外液量,结果显示血浆量减少23%～27%,而功能性细胞外液量减少了38%～50%,失去的细胞外液有相当的部分移入受损的细胞内和胶原纤维内,导致细胞内和组织水肿。 细胞外液和钠离子的减少,又促使血管内液及钠离子的移出,加重血容量的减少。
2.心输出量下降
严重的烧伤后不久,心输出量即有明显下降。 以往认为烧伤后心输出量下降是由于血容量减少、回心血量不足引起,但进一步的实验研究表明,在血容量未减少前即可见到心输出量下降,并非完全由于血容量减少所致,而可能是由于烧伤后在血液中出现了心肌抑制因子,导致心肌收缩力减弱。 心肌抑制因子是溶酶体释放后,水解蛋白产生的一种物质,是分子量在500～1000 的多肽类物质,能溶于水,可透析,主要来自休克时缺血、缺氧的胰腺,对心肌收缩力有抑制作用,使用抑肽酶以及糖皮质激素药物可以防止心肌抑制因子的产生。
3.弥散性血管内凝血
严重烧伤后可发生弥散性血管内凝血,此时微循环内形成广泛的微血栓,致使微循环更加受阻,血液趋于淤滞,有效循环血量更加不足,休克因此而加重。 严重烧伤时会造成红细胞发生破裂、凝集、变形性改变,同时在一段时期内机体造血功能也受抑制,这些都是造成有效循环血量不足的因素。
此外,由于皮肤的破坏,失去了控制水分蒸发的屏障,故在大面积烧伤,从创面蒸发的水分量甚多,也是引起体液丧失不可忽视的因素。
烧伤休克的主要表现为:①心率增快、脉搏细弱,听诊心音低弱;②血压的变化:早期往往表现为脉压变小,随后为血压下降;③呼吸浅、快;④尿量减少是低血容量休克的一个重要标志,成人每小时尿量低于20ml 表示血容量不足;⑤口渴难忍,在小儿特别明显;⑥烦躁不安,是脑组织缺血、缺氧的一种表现;⑦周边静脉充盈不良、肢端凉,患者诉畏冷;⑧血液化验常出现血液浓缩(血细胞比容升高)、低钠血症、低蛋白、酸中毒。
休克可以使机体抗感染功能显著下降,从而使感染加速或加重。 严重休克可直接引起死亡或急性肾衰竭、急性肺损伤、肺水肿等并发症。
(二)急性感染期
烧伤急性感染期一般为伤后1～2 周。 烧伤水肿回收期一开始,感染就上升为主要矛盾。 严重烧伤后,此期紧接休克期之后,甚至与休克期重叠起来发生,是由于机体抗感染功能明显削弱所致。 例如烧伤后皮肤失去防御屏障作用,干痂和焦痂均是无血液循环的坏死组织,血液中的抗感染因素(以及治疗药物)难以到达该处发挥作用,从而为细菌繁殖提供了良好条件;又如烧伤时,炎性反应减弱,白细胞趋化性和移动性明显降低,白细胞虽能吞噬细菌,但是消化作用降低,中性粒细胞溶酶体内的酶减少,血浆和组织免疫球蛋白以及补体等均见下降。因而在大面积严重的烧伤病例中,几乎都有轻重不等的感染,不仅有致病性细菌导致的感染,而且一般条件致病菌也可以引起感染。
感染是救治烧伤中突出的问题。 严重烧伤患者由于体表、体腔防御屏障的破坏,全身免疫功能的下降,广泛坏死组织的存在和外界、自身菌群的侵袭,感染的威胁始自烧伤发生,并延续到创面愈合。 近年来研究表明,烧伤常涉及的死亡原因——多器官功能衰竭(MOF)最常见的“启动因素”是感染,或者称MOF 是潜在的、未被控制的感染的一种表现形式。
热力损伤组织,先是凝固性坏死,随之为组织溶解。 伤后2～3 周,组织广泛溶解阶段,又是全身性感染的另一峰期。 与此同时,与健康组织交界处的肉芽组织也逐渐形成。 坏死组织如能及时清除或引流,肉芽组织屏障多数在2 周左右形成,可限制病原菌的侵入。 如处理不当,病原菌可侵入邻近的非烧伤组织。 烧伤创面大面积的侵入性感染,痂下组织的细菌量常超过105 个/g,细菌量继续增多,可形成烧伤创面脓毒症。 创面表现晦暗、糟烂、凹陷,出现坏死斑,即使细菌未侵入血液,也可致死。 为此,近年多采用早期切痂或削痂手术,及时皮肤移植以消灭创面。 当创面基本修复后,并发症明显减少。 细菌也可以侵入血液循环而导致脓毒血症。 据统计,有80%～90%的烧伤脓毒血症来自于创面感染,其他还可能来自于肠道、化脓性静脉炎、深部坏死组织以及尿道和呼吸道的感染。
我国烧伤工作者早在20 世纪60 年代初即观察到并提出肠源性感染的概念。 实验证明,严重烧伤,肠黏膜屏障有明显的应激性损害,肠道微生物、内毒素等均可移位,肠道可成为一个重要的内源性感染的来源。 对严重烧伤伴有严重休克、未能及时液体复苏的患者,尤应注意。 吸入性损伤后,继发肺部感染的几率高。 长时间静脉输液,静脉导管感染是最常见的医源性感染。
烧伤感染细菌主要来源于受伤当时或以后的创面污染,其次是隐藏在残存的皮肤附件内或周围皮肤皱褶中的细菌。 病原菌在早期以革兰阳性球菌为主,2～3 天后往往转变为革兰阴性杆菌。
1.创面感染
由于烧伤创面存在大量变性坏死组织和富含蛋白质的渗出液,加之皮肤防御屏障受损,血液循环障碍,有利于病原微生物的繁殖及侵入。 因此烧伤后创面感染发生率高,是全身性感染的主要来源,因而将创面感染区分为非侵入性的感染和侵入性感染。
(1)非侵入性感染:
随着坏死组织的液化,脓性分泌物的形成,创面的细菌量可以较高,但创面基底的肉芽组织屏障如能健康形成,对坏死组织与脓性分泌物能及时清除引流,创面的细菌量虽高,但病原菌不一定能侵入邻近的活组织,组织细菌量也常被限制在“临界菌量”(105 个/g 组织)以下,这类感染属于非侵入性感染,临床表现除有轻度或中度发热外,全身症状不明显。
(2)侵入性感染:
主要标志是病原菌侵入到邻近的活组织,随侵入程度的不同,邻近活组织可出现充血水肿,接触创面时易出血,感染严重时创面可出现明显的坏死灶,浅度烧伤可急剧转变为深度烧伤,肉芽组织可再度出现坏死痂。 上述变化不仅是病原菌对残存皮肤组织的损害,还由于病原菌侵袭血管、发生进行性的血管栓塞,导致供血区域的进行性坏死,直至波及筋膜下,同时多伴有全身情况的急剧恶化,甚至死亡。 上述情况是G-杆菌及某些真菌(如曲霉菌、毛霉菌等)侵入性感染的特点。 金黄色葡萄球菌、念珠菌的创面侵入性感染,较常见的表现特征是活组织中出现脓性病灶。
(3)烧伤创面脓毒症:
是侵入性感染的弥散或发展,已超过一般局部感染的范畴。 其临床表现为:①创面感染严重,组织糜烂,出现出血点和坏死斑;②全身感染症状明显,而血培养多属阴性;③烧伤创面附近的活组织内有大量的细菌入侵,细菌多集中血管周围,多为G-细菌,其中以铜绿假单胞菌为多见,其他如大肠埃希菌、变形杆菌、金黄色葡萄球菌等也有之;④每克感染组织的细菌量超过10 万个以上。 目前对痂下活组织的细菌学与组织学检查已成为临床诊断中一项重要手段。
2.静脉感染
静脉感染居医源性感染的首位。静脉内导管植入,不仅引发静脉炎,还是全身性感染的重要来源。 烧伤患者静脉感染,表面的红肿疼痛等静脉炎征象常不明显,特别是深部静脉插管者,有时是在尸检中才发现。
许多研究证明,静脉置管3 天后,感染率明显增加;以静脉切开代替穿刺,以塑料导管代替不锈钢针头,可使静脉感染率几倍增加。 近代开展的静脉高价营养,营养液中的成分如高糖、氨基酸、脂肪乳剂等又特别适合于部分微生物的生长,如金黄色葡萄球菌、念珠菌、克雷白肺炎杆菌等,潮湿的环境也适合于多种G-杆菌的生长,表皮葡萄球菌可分泌一种黏质,对塑料制品有特殊的亲和力等,都是引起静脉感染的原因,应引起烧伤临床工作者的注意。 如能够进行静脉穿刺的应尽量避免静脉切开,能使用浅层静脉的少用深部静脉,静脉输液过程中应注意局部的消毒与护理,特别是要限制留置导管的时间。72 小时是个危险时限,一旦发现静脉输液不畅,或者是不明原因的发热、菌血症等,应立即拔除静脉内置管,同时作导管尖端的微生物培养。
3.呼吸道感染
严重烧伤后,机体免疫功能的下降,对微生物的易感性明显增加,呼吸道的情况也是如此。 呼吸道可成为全身性感染的重要途径,特别是合并吸入性损伤、气管切开的患者,更应引起足够重视。 烧伤后呼吸道感染中突出的细菌是G-杆菌,如铜绿假单胞菌、沙雷菌、克雷白肺炎杆菌、肠杆菌、不动杆菌等,这些细菌特别容易在湿润环境中存在,不需特殊营养也可繁殖。 近代临床上已经广泛应用各种吸入装置,如气体湿化器、雾化器、输氧装置中的湿化瓶等,这些装置经常可检出上述细菌,且这些装置所形成的雾粒小,有的可达到下呼吸道,如不加注意,可成为病原菌侵入的重要途径。
4.肠源性感染
传统的观念认为烧伤感染的病原菌总是来自创面,即所谓外源性感染。 现代的研究发现有不少患者在创面尚未出现细菌以前,血培养已经出现细菌,而且往往是肠道常驻菌,故提出了严重烧伤后可能存在肠源性感染的问题。 原因是因为肠道是人体中最大的储菌所,健康机体携带微生物的总重量约为1271g,其中肠道1000g、皮肤200g、肺20g、口腔20g、其他部位30g,肠胃道中细菌量占人体微生物总量的78.7%。 此外,近代危重患者继发感染的常见菌除大肠埃希菌外,还有肺炎克雷白杆菌、铜绿假单胞菌、黏质沙雷菌、变形杆菌、肠杆菌、不动杆菌、阴沟杆菌等,都是肠道的常驻菌。
肠源性感染的发病机制,大致可归纳为以下三个方面:
(1)肠道菌群微生态平衡紊乱:
正常菌群是微生物和大生物在历史进化过程中共同形成的微生态系统,其中包括细菌、真菌、原虫和其他微生物。 正常菌群在体内分布很广,以肠道菌群对宿主的影响最大。 人或动物出生时肠内无菌,2～4 小时后,即有细菌进入定居并繁殖,称为定植。 最初是大肠埃希菌,肠球菌等需氧菌,继而为厌氧菌,这一过程在1～2 周内完成。 除非有外来因素影响,定植后菌群的种类和数量相对稳定。 肠道菌群至少有400～500种之多,数量大,每克干粪中有1011～1012 个细菌,其中90%～99%是厌氧菌。 肠道菌群在肠腔内形成一个多层次的生物层:深层主要寄生着厌氧性双歧杆菌和乳酸杆菌;中层为类杆菌、消化链球菌、韦荣球菌和优杆菌等;表层才是大肠埃希菌、肠球菌等。电镜观察深层的细菌紧贴在肠黏膜表面,称为膜菌群,被糖包被,比较稳定;表层的细菌则可游动,主要在肠腔中,称为腔菌群,相互之间构成一个复杂的生态平衡。
肠道菌群对宿主的作用,以及它们之间的相互作用,有着重要的生物学意义。 在宿主生长发育过程中,许多生理功能完善,均有赖于肠道菌群的辅助,而肠道菌群之间又是建立在相互拮抗和相互协同关系的基础上。 肠道中厌氧性的膜菌群是机体一道十分重要的防御屏障,它能阻止具有潜在致病性的需氧菌或外袭菌在黏膜下定植,称为定植抗力。如果厌氧菌数量减少,定植抗力下降,需氧菌等得以定植或侵入。 肠道菌群有着十分敏感的生理系统,宿主在器质上、功能上或精神上的改变,外界环境中的物理、化学或生物性变化,都可影响到菌群的变化,后者又可反馈性地引起宿主一系列的生理或病理变化,轻者因菌群失调而发生腹痛腹泻,重者可因肠腔中细菌和内毒素的侵入,引起肠源性感染。 无菌动物因体内无菌,利用其可以观察到在没有定植抗力的条件下,外来机会菌与肠源性感染的关系,如将无特殊病原菌盲肠中的正常菌群,接种到无菌动物的肠道中,1 周后从无菌动物的肠系膜淋巴结中,依序可培养出:大肠埃希菌、肠球菌、肺炎克雷白杆菌等,给另一组无菌动物肠道中接种单株大肠埃希菌,2 周后,96%的动物肠系膜淋巴结中,可培养出该菌,对正常动物,肠道接种上述菌群后则无此现象。
有实验研究证明,在正常肠道厌氧菌中,梭状杆菌是发挥定植抗力的主要菌种,它能释放多种挥发性短链脂肪酸,控制着腔菌群在肠黏膜的定植。 如小鼠盲肠是厌氧菌重要的定植部位,切除盲肠后,肠道中梭状杆菌及多种挥发性短链脂肪酸随之下降,G-杆菌的菌量可增加1000 倍,又由于定植抗力的下降,肠道细菌不但侵入肠系膜淋巴结,还进而播散到肝脾等多种脏器。 烧伤患者,临床上长期、大剂量应用广谱抗生素是最常导致肠道菌群微生态紊乱的原因,这在实验研究中也得到证明。 如给小鼠口服青霉素、克林霉素、甲硝唑等能抑制厌氧菌的抗生素,3 日后肠道G-杆菌的菌量可增长万倍,并侵入体内,停药后,G-杆菌菌量随之下降,侵入体内的过程逐步停止。
(2)肠黏膜屏障的损害:
生理条件下,肠腔中所含的细菌和内毒素足以将宿主致死数遍有余,因此,肠黏膜必须是一道有效的防御屏障。 任何原因造成了肠黏膜损伤,肠道中的细菌、内毒素就可乘机侵入。 严重烧伤后,早期发生的肠源性感染,其关键原因是肠黏膜的应激性损害,已如上述,损害的部位不只限于上消化道,下消化道也很明显,该处正是体内最大的贮菌所。 在实验研究中,体表造成25%的Ⅱ度烧伤的小鼠,24 小时后,肠黏膜即可出现上皮细胞层脱落,间质裸露等情况,早期细菌侵入的发病率达74%;如使用黄嘌呤氧化酶抑制剂别嘌醇,可降低氧自由基的产生,减轻肠黏膜的损伤,细菌侵入的发病率可减低到30%。 再如,Morehonse 给动物口服蓖麻酸造成肠黏膜损伤,4 小时后,肠道细菌不仅侵入到肠系膜淋巴结,还播散到肝、脾等内脏器官,待肠黏膜自然修复后,细菌移位的情况也随之停止。 所以,肠源性感染的发生和发展是随着肠黏膜屏障损害的程度而上下浮动。
(3)免疫功能受抑:
严重烧伤后体内多项免疫功能受抑,包括细胞和体液免疫功能。 免疫功能受抑制与感染发生及发展的关系已被公认。 肠源性感染的特点是:致病微生物多数是机体内正常的“常驻菌”,致病时其毒力似无增强,相对的是宿主的易感性显著增高。 机体免疫功能下降的诸因素中,细胞免疫功能下降已有较多的证明。 先天性无胸腺的小鼠和后天摘除胸腺的小鼠,肠源性感染的自然发生率是50%,这是只有T 细胞免疫功能缺陷的条件下,发生肠源性感染的很好例证。 对上述动物进行胸腺移植,T 细胞免疫功能恢复后,肠源性感染的发生率下降至8%。 如果对无胸腺小鼠再造成30%的体表烧伤,肠道细菌将广泛侵入肝、脾、腹腔及血液循环中,可发生致死性的肠源性感染。
在免疫功能受抑的研究中,已发现其和营养的关系密切,特别是蛋白质营养不良。 蛋白质营养不良可使胸腺发生萎缩,淋巴细胞数量减少,皮髓质分化区消失,Hassall 小体膨胀变性等。 外周淋巴组织和脾脏组织中的动脉周围为T 细胞依赖区,也发生类似的萎缩。 皮肤迟发型变态反应能力下降也是营养不良所致的细胞免疫功能降低的表现,其机制涉及T 细胞亚群在数量和功能上发生变化,包括对抗原的识别和处理的功能障碍。 生理状态下,由肠黏膜的杯状细胞分泌的黏液在黏膜表面形成一个黏弹性凝胶层,黏液糖蛋白是其中的主要功能成分,协同分泌型IgA 在肠黏膜表面形成一个抗感染的抗体——黏液屏障,通过正常的肠蠕动将捕获在黏液层中的细菌和毒素清除出去。 当黏液和黏蛋白含量下降时,肠黏膜定植抗力减弱,肠源性感染发生的几率增高。
研究表明,肠源性感染的发病机制是复杂的,是多种因素交互促成的。 这一潜在感染的机制还有待深入研究。 如当前,国内外学者已注意到细菌、内毒素通过肠黏膜屏障移位至肠淋巴管、门静脉和腹腔,进一步与体内巨噬细胞作用后,促使后者释放大量的细胞因子,如白介素IL-1、IL-6、肿瘤坏死因子及花生四烯酸的产物,如血栓素、前列腺素等,也能促进神经介质的产生,再刺激内分泌器官产生大量的皮质醇、儿茶酚胺和高血糖素等,从而导致临床急性的发热反应、免疫功能下降、机体持续超高代谢、干扰肝脏的正常蛋白质的合成和产生异常的蛋白质,广泛引起的脏器损害,所以已有学者提到:肠道可能是多脏器功能衰竭的“始动器官”。
5.烧伤全身性感染
烧伤全身性感染发生时,临床总有一些骤然变化的迹象,如:①性格的改变,初始时仅有些兴奋、多语、定向障碍,继而可出现幻觉、迫害妄想,甚至大喊大叫,也有表现对周围淡漠;②体温的骤升或骤降,波动幅度较大,体温骤升者,起病时常伴有寒战,体温不升者常示为革兰阴性杆菌感染;③心率加快,成人常在140 次/分以上;④呼吸急促;⑤创面骤变,常可一夜之间出现创面生长停滞、创缘变锐、干枯、出血坏死斑等;⑥白细胞计数骤升或骤降;⑦其他,如尿素氮、肌酐清除率、血糖、血气分析都可能变化。
烧伤全身性感染的预后与早期诊断和治疗有关。 防治烧伤全身性感染的成功,关键在于对其感染发生和发展的规律性认识。 应理解烧伤休克和感染的内在联系,及时积极地纠正休克,维护机体的防御功能的重要性;应认识烧伤感染途径是多渠道的,包括外源性与内源性以及静脉导管感染等,才能全面予以防治。
除上述细菌外,近年来,真菌感染逐渐增多,这可能是由于抗生素的大量使用等原因,一般细菌的繁殖受到抑制,因而有利于真菌的生长。
烧伤越深,面积越大,感染机会也越多、越重,在此期中,内脏并发症多,常见的有肺部感染、肾功能障碍、心功能不全、急性消化道溃疡和急性化脓性静脉炎等,它们往往互为因果。 因此,抗感染、防止全身性感染的发生是本期的主要任务。
(三)创面修复期
烧伤创面的修复过程,与其他创伤一样,于伤后不久即开始。 组织烧伤后,炎症反应的同时,组织修复也已开始。 创面感染愈轻、修复愈早,预后愈好。烧伤创面经历变性坏死、炎症反应、细胞增殖、基质形成及组织重塑等变化过程。
烧伤创面修复的时间与方式因烧伤程度不同而异。 Ⅰ度烧伤经3～5 天痊愈,无瘢痕形成。 浅Ⅱ度烧伤,由于生发层仅部分被毁坏,如无感染,经1～2周后,创面愈合,愈合一般也不留有瘢痕或仅有轻度的外观上的改变。 深Ⅱ度烧伤表皮下的生发层已经全部坏死,主要依靠残存的皮肤附件上皮再生将创面覆盖而愈合,有时也可“痂下愈合”,但因创面在未被增殖的上皮小岛覆盖以前,已经有一定量的肉芽组织形成,故创面愈合后可产生瘢痕。 临床上称深Ⅱ度烧伤的坏死组织为焦痂,其大多在伤后2～3周或更长时间开始与肉芽组织分离,自溶脱痂,此时不但有大量的坏死组织液化,感染机会增多,而且脱痂后大片肉芽组织外露,大量液体和营养物质丧失,可能造成代谢紊乱,发生脱水、缺钾、、低蛋白血症和贫血等,如不及时植皮消灭创面,将影响机体的抵抗力和促使全身性感染的发生。 Ⅲ度烧伤或发生严重感染的深度烧伤,由于皮肤附件上皮被破坏,创面只能由创缘的上皮向内生长覆盖,创面较大的,如不经植皮,多难自愈。
此期,促进创面早期愈合是主要任务,如控制感染、加强营养、扶持机体修复能力均是十分重要的措施。
(四)康复期
深度烧伤创面愈合后产生的瘢痕、内脏器官的损害以及大面积深度烧伤创面愈合后体温调节能力差等情况,均需要一个锻炼、调整、适应和恢复的过程。 因此,此期称为“功能恢复期”或“康复期”,历时较长,需要数月或数年。 此期,少数患者可能发生后遗症,如骨、关节畸形及瘢痕癌等。
目前,随着现代医疗水平的发展,烧伤救治技术及质量的提高,需要康复的烧伤残疾人群的比例显著增加。 康复治疗对烧伤患者后期的功能和形态恢复具有重要的作用。 烧伤早期进行物理与康复治疗,不仅可以促进创面的早期愈合,预防和减轻后遗症,如肥厚性瘢痕和关节挛缩的发生,而且对患者进行心理治疗,使其积极主动地参与训练,早日重返社会。 有研究比较了常规治疗组及康复治疗组的烧伤患者,前者发生关节挛缩的比例为73%,后者为6%。
烧伤康复治疗介入的时机越早越好,一般在烧伤后就要注意选择适当的方法进行物理康复治疗。如采用紫外线照射预防感染,将肢体放置在适当的体位,加强功能锻炼等。
烧伤康复治疗的预后与烧伤的深度和面积有关,与患者的工作、婚姻状况、生活条件等因素有关。烧伤康复治疗的最佳方案是通过有关的多个学科组成康复综合小组,共同进行处理伤口、疼痛管理、功能锻炼和心理支持等综合康复治疗工作,以达到患者最大限度地恢复形态和功能,减少并发症的发生。
综上所述,人体烧伤发生发展的病理生理过程,主要表现在体液渗出期、急性感染期、创面修复期、功能康复期之间的相互重叠、相互影响。 例如在体液渗出不久创面修复期已经开始,与急性感染期不能截然分开;严重的休克往往易导致全身性感染的发生,而急性感染发生后又可影响休克的发生发展;没有感染的和削(切)痂植皮的创面愈合早、瘢痕少,相反则愈合延迟,瘢痕增多。 但并非所有烧伤患者都必须经历上述过程。 例如小面积浅Ⅱ度烧伤处理得当可以痂下愈合,局限性深度烧伤早期切痂植皮后可获得愈合,无明显的急性感染期或其急性感染期很短暂等,即使是较大面积的深度烧伤,由于采用削(切)痂植皮的方法,亦可以使这些创面愈合的时间大为缩短。 这些创面修复自然进程的改变,值得临床注意。