膿毒症(Sepsis)是嚴重創(燒、戰)傷、休克、感 染、外科大手術患者常見的併發症，進一步發展可導致膿毒性休克、多器官功能障礙綜合徵 (MODS)，是臨床危重患者的最主要死亡原因之一。膿毒症和MODS來勢凶猛、病情進展迅速、預後險惡，給臨床救治工作帶來極大困難，已成為現代危重病醫學面臨的突出難題。
膿毒症中促炎反應及抗炎反應同時存在，一般早期表現為過強的炎症反應綜合徵，易導致多器官功能障礙，而後期機體多處於免疫抑制狀態可導致對病原體清除能力下降。心臟作為膿毒症發展過程中受損傷的重要器官，逐漸得到廣泛的重視。
1984年Parker等首次提出膿毒症心肌病的概念，他們觀察到65％的感染性休克患者發生了左室收縮功能障礙（定義為射血分數<45％）。臨床研究證實，膿毒症早期就已有心肌損傷，而它可加重其它器官功能的進一步損害，心室造影發現，膿毒性休克患者早期出現心室擴張和LVEF下降，意味著心功能不全作為多器官功能衰竭的一部分，在膿毒性休克的早期就已經發生。除左室收縮功能外，膿毒症患者的左室舒張功能和右室同樣受累。應用床旁超聲心動圖評估左室舒張期末壓發現，左室舒張功能不全可單獨存在，並早於收縮功能不全。
膿毒症心肌病尚無確切的診斷標準，大多數臨床研究以膿毒症患者心排量下降或LVEF下降(LVEF<50％)作為診斷標準，但並不嚴謹。明確診斷至少要包含兩個要點，一是存在心肌內在收縮力下降，二是除外冠脈阻塞的證據。有文獻認為應包括以下三個特點：左心室擴張，伴有正常或偏低的充盈壓，這可能與左室順應性增加有關；心室射血分數的下降；通常情況下這些改變能在7－10天內恢復正常。
很多心臟功能指標如心排量和每搏量，包括LVEF都受前後負荷的影響，為排除前負荷的影響，Ognibene等通過觀察左室每搏作功指數發現，膿毒症患者左室功能明顯受損，對液體反應性差。但膿毒症的特點是血管麻痺導致的後負荷持久而明顯下降，在充分液體復甦的情況下，心臟功能受後負荷影響更大。為此，Werdan等提出應用後負荷相關的心功能指標來評估心功能。在有創檢查受限的情況下，床旁超聲心動圖由於其便攜性和無創性，常用來評估膿毒症患者的心肌抑制。Beraud等評估了床旁超聲心動圖在危重患者中應用的可行性，發現分別有90％和74％的患者可以通過超聲心動圖來評估LVEF及舒張功能，並且不受體質指數、機械通氣、心動過速以及高齡的影響，嚴重的二尖瓣反流和主動脈瓣狹窄是進行舒張功能評價的主要障礙。新的超聲技術如應變超聲心動圖應用二維斑點追蹤技術，多方位評估左室的應變能力，克服了心室結構的複雜性帶來的診斷誤差，可以更直觀地瞭解心室病變的範圍。應變超聲心動圖有助於更好地理解膿毒症心肌病的機械特徵，結合小劑量多巴酚丁胺負荷試驗，觀察給藥後病變心肌應變和應變率的變化，可以評估心肌是否存活，給藥後1h氧攝取率增加>15％提示預後良好。
由於膿毒症本身也可以導致心肌損傷，所以單純的心肌標誌物如肌鈣蛋白I(TnI)升高等，並不能作為診斷依據，但膿毒症心肌病患者的TnI升高幅度遠遠小於急性心肌梗死(AMI)患者，並且恢復時間更短，可以作為診斷的提示點。膿毒症患者B型腦鈉肽(BNP)和N末端B型腦鈉肽前體(NT—proBNP)常升高。研究顯示，膿毒性休克患者BNP升高，且與LVEF下降密切相關，並可作為預後預測指標。研究也表明，NT—proBNP水平與膿毒性休克患者的預後和嚴重程度相關。但BNP的影響因素較多，如慢性心力衰竭、腎損傷、肺動脈高壓以及中樞神經系統疾病均可導致其升高，且有研究顯示，膿毒症患者可以出現BNP水平很高，但心功能異常並不明顯的現象，單純BNP升高不能作為膿毒性心肌病的診斷依據。受限於膿毒症患者自身的條件，很多檢查手段如冠脈造影、心室造影及心臟磁共振成像(CMRI)等難以實現，而膿毒症心肌病的心電圖表現又缺乏特異性，故難以和ACS相區別。
目前關於膿毒症心肌病的發病機制有分子機制、信號通路、細胞穩態失衡等學說。
瀰漫性心肌缺血假說是膿毒症心肌病的一種早期理論。但有研究利用熱稀釋導管監測膿毒症心肌病患者冠狀動脈血流，發現患者的冠狀動脈血流量與正常人相比是相同甚至增多的。
其他的研究也證實這一觀點，並發現膿毒症患者的冠狀動脈血流中沒有明顯乳酸產物的升高。可見膿毒症心肌病中心肌不存在缺血、缺氧。有研究證明，死於膿毒症的患者心肌細胞胞質中有脂質的堆積，這提示膿毒症患者心肌細胞的能源物質由首先利用脂質變為糖，從而使脂質攝取減少造成堆積。
Jia等研究證明，炎性因子IL一1β能下調極低密度脂蛋白受體表達，使細胞攝取脂質障礙影響心肌功能。線粒體作為能量及活性氧的主要產生部位，其功能不全是細胞能量衰竭的基礎，其產生的活性氧等能導致器官及組織損傷。在心臟中，線粒體佔心肌細胞體積的30％，因此，線粒體的氧化應激更易使心肌細胞損傷。
Solomon等通過向犬腹腔內注射活的細菌製作膿毒症模型發現，心肌組織中性粒細胞浸潤、局部肌纖維溶解、線粒體腫脹伴髓樣物質形成與射血分數下降及心功能不全改變相關。線粒體受損後導致大量的ATP依賴的離子通道功能不全，從而使細胞內外離子濃度失調、細胞水腫及多種酶激活造成細胞的損傷。
細胞因子TNF－α、IL－1β、IL－6等在膿毒性心功能不全發展具有重要作用。Goldhaber等發現，將兔子的心肌細胞暴露於濃度大於10000U的TNF－α中20min後，可導致肌絲的反應性降低，從而使心肌的收縮能力明顯下降。Kumar等研究發現，TNF－α和IL－1β均對心肌細胞收縮具有抑制作用，且與劑量呈正相關，並且培養10 min後就有明顯抑制作用。Piper等研究發現，給健康志願者注射一定量內毒素(4 ng／kg)3 h後，可觀察到與嚴重膿毒症相似的血流動力學改變，但是，外周可檢測到的內毒素含量十分微少，研究認為細菌和內毒素本身不能對心肌造成損害，而是通過激活相應受體後產生其他物質(如細胞因子TNF－α等)改變心肌功能。
Pathan等發現，IL－6可明顯抑制心肌細胞的收縮功能，而且移除由腦膜炎鏈球菌所致膿毒症患者血清中的IL－6後可消除血清的負性肌力作用。Toll樣受體(Toll—like receptor，TLR)在這一過程中具有關鍵作用。到目前為止，已經發現了13種TLRs且不同的TLR表達於細胞的不同部位，可啟動各種細胞炎性因子(TNF－α、IL－1、IL－6等)的轉錄。
除了免疫細胞可表達大量TLRs外，心肌細胞至少表達4種抗原識別受體，包括CD14和TLR2、TLR3、TLR4、TLR9。心肌細胞在嚴重燒傷及膿毒症中，除了受免疫細胞分泌的炎症因子影響外，而且可通過激活自身TLRs分泌TNF－α、IL－1、IL－6、巨噬細胞遷移抑制因子及高遷移率蛋白等抑制自身的功能。
越來越多的研究發現，NO在膿毒症心肌病中具有重要的作用，NO如同一把雙刃劍，對心肌既有有利的一面，又有有害的一面。NO在維持心血管系統的穩定及殺滅微生物方面具有重要作用，同時NO在炎症情況下過多表達又會損害心肌功能。NO是L一精氨酸在NOS（一氧化氮合酶）的作用下生成。NOS分為三型：神經性NOS(NOS1)，誘導性NOS(NOS2)，內皮型NOS(NOS3)，其中NOS1和NOS3，在生理條件下就表達，NOS2僅在炎性因子的刺激下表達。NOS在膿毒症心肌病中的作用尚無明確的答案，但眾多研究表明，抑制NOS2可改善膿毒症中心肌功能。研究發現，細胞因子對心肌的抑制作用可被NOS阻斷劑逆轉。
膿毒症心肌病理論上是自限性疾病，治療仍以控制原發疾病為主，膿毒症的標準治療包括控制感染與血流動力學參數的優化，治療方法包括液體復甦與升壓藥物。
但在心功能不全的情況下，左室和左房的壓力已經明顯升高，過度的液體復甦可能導致肺水腫，事實上，有10％～20％的患者復甦失敗是由於心臟功能不全造成的，因此膿毒症心肌病可能有效的治療方案介紹如下。
針對膿毒症心肌病的發病機制，早期研究應用腫瘤壞死因子(TNF)抗體、白細胞介素－1(IL－1)受體拮抗劑等針對炎性介質的治療均未取得明顯的臨床效果。動物體內及體外實驗均證明，TNF拮抗劑和IL拮抗劑對膿毒症心肌病的心肌有明顯的改善作用，但是臨床中對膿毒症心肌病患者的死亡率沒有明顯的改變。鑑於脂多糖與TLR4(Toll樣受體4)結合使TNF－α、IL－1β、IL－6和誘導性NO合酶等表達上調可導致心肌細胞的功能障礙，所以相關研究預防性或治療性給予膿毒症大鼠TLR4拮抗劑發現，炎性因子的產生明顯減少及大鼠死亡率明顯改善，但是在三期臨床隨機對照試驗中，其與安慰劑相比不能改變嚴重膿毒症患者的死亡率。
動物模型研究制定的治療方法對人類膿毒症效果不明顯，可能是因為動物模型不能完全模仿膿毒症患者的疾病狀態，因為模型用的都是年幼動物，而膿毒症患者往往是年老者，且有各種併發症(糖尿病、高血壓等)及物種間基因差異等。
由於兒茶酚胺的大量釋放在膿毒症心肌病的發生中發揮一定作用，有文獻報道β腎上腺素能受體阻滯劑(β受體阻滯劑)對於膿毒症患者血流動力學和預後的影響，肯定了β受體阻滯劑在應用過程中的安全性。β受體阻滯劑能降低患者的心室率，提高心室的作功效率，改善每搏量，而且對平均動脈壓和組織灌注無不良影響但應注意β受體阻滯劑作為負性肌力藥物，應用的時機和劑量必須嚴格把握，否則可能加重低血壓休克。β受體阻滯劑對膿毒性休克患者預後的影響仍不能肯定。
儘管膿毒性休克指南推薦多巴酚丁胺作為一線正性肌力藥物，但有研究表明，β受體激動劑可以加重心肌損傷，且膿毒症心肌病患者心肌細胞β受體反應性的下降，被認為可能是減少炎症損傷的一個保護機制，故在膿毒症心肌病可能應避免應用β受體受體激動劑作為強心藥物。
新型的正性肌力藥－鈣離子增敏劑左西孟旦在動物模型中改善了左室收縮和舒張功能及心室血供，同時對改善右室功能及肺循環也有良好效果，左西孟旦也有用於膿毒型心肌病的臨床研究。Morelli等研究發現，左西孟旦與多巴酚丁胺相比， 在改善血流動力學的同時，能增加胃黏膜血流、肌酐清除率、尿量，降低血乳酸水平，同時未發現對平均動脈壓有不利影響。左西孟旦也能改善應用多巴酚丁胺無效的膿毒性休克患者的血流動力學，但其效果仍有待於進一步的臨床研究。
主動脈內球囊反搏(IABP)是機械性輔助循環方法之一，通過物理作用，提高主動脈內舒張壓，增加冠狀動脈供血和改善心肌功能。已廣泛應用於心功能不全等危重病患者的搶救和治療。
在膿毒症心肌病患者中IABP被期望能增加心輸出量和減少升壓藥物的劑量，在嚴重感染性休克伴低心排的犬動物模型中，研究發現IABP能延長生存時間和降低升壓藥劑量。
體外膜肺氧合（ECMO)是將體內的靜脈血引出體外，經過特殊材質人工心肺旁路氧合後注入病人動脈或靜脈系統，起到部分心肺替代作用，維持人體臟器組織氧合血供的支持系統。目前國外有數例在搶救膿毒症心肌病後難治性心源性休克中成功使用的報道，這一治療措施被認為可以支持患者至抗感染治療起效。然而在這類患者中ECMO的應用經驗非常有限，因此目前機械循環支持還不能作為標準治療方案，而應該作為這類患者發生心源性休克時最後的一個選擇方案。
膿毒症心肌病是以左心室擴張及射血分數抑制為特點的可逆性心肌功能不全，多在7—10天恢復正常。膿毒症心肌病作為膿毒症過程中的併發症， 其確切的特點、發病機制及治療仍不清楚。其中細胞因子及NO在發病機制中似乎具有重要作用，可能是血液中的炎性因子及心肌細胞受到致炎物質刺激後，分泌的炎性因子作用於心肌細胞，激活下游的信號通路對心肌功能形成抑制。臨床上已經證明，單一抑制某種炎性因子並不能改善心肌功能，但是臨床中膿毒症患者的心肌功能抑制大都 是可逆的，多在膿毒症改善後恢復正常並不遺留後遺症，可見，膿毒症主要影響心肌的功能而不改變心肌的結構。膿毒性心肌病理論上是自限性疾病，治療仍以控制原發疾病為主。
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