康斯特保护液内的钠在小儿心脏外科的意义

Preusse Claus Juergen，Lueck Sabrina，Welz Armin

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康斯特保护液内的钠在小儿心脏外科的意义

Preusse Claus Juergen，Lueck Sabrina，Welz Armin

2011年Kim等［1］的研究中描述了使用康斯特（HTK）心脏停搏液后小儿心脏病患者血钠浓度的波动情况。在其研究中回顾了628例小儿患者，其血钠水平下降幅度超过15 mmol／L，从而引起了血钠浓度的显著波动；研究同时指出18例患儿术后癫痫发作与血钠浓度显著减低之间是明显相关的。作者认为给予HTK液后引起严重的低血钠，随之在术后引发神经系统并发症。笔者对此表示怀疑，认为在小儿心脏外科迫切需有一个有关溶液相关性低血钠的发生与治疗的原则。对于新生儿和婴幼儿，首先必须分清引起术后低血钠（定义为血钠低于135 mmol／L）的两个主要原因之间的区别：① 低渗性脱水（由于体液的大量丢失，如长时间呕吐、进食减少、严重腹泻或其他原因引起的代谢紊乱）；②细胞内液型心脏停搏液（HTK液）的大量应用。

当然，另一些疾病像囊性纤维病、先天性肾上腺增生或Addison’s病也会导致低钠血症，但首先应该关注最常见的临床表现。低渗性脱水其临床症状包括嗜睡、精神混乱、甚至基于脑水肿而引发的昏迷，后者可能进一步引起脑疝。由于治疗低血钠症可能引起中枢桥脑脱髓鞘病变这样的严重并发症，因此，目前认为药物治疗急性低钠血症需要特别谨慎［最大剂量5 mmol Na＋／（kg·h）］［2］。对于心脏停搏液导致的低血钠，首先应评估在先天性心脏病新生儿和婴幼儿中所采用的不同的心脏停搏策略。在心脏手术中，为了达到充分的心脏电－机械静止状态，常常采用不同组分的心脏停搏液，如含血停搏液（Buckberd液或Calafiore液）或晶体停搏液，以及不同的灌注方法，如顺灌、逆灌或两种方法结合使用。而晶体停搏液根据其钠含量的不同被分为细胞外液型和细胞内液型，St.Thomas’液和Celsior液是细胞外液型，而WU（Wisconsin大学）液、delNido液和HTK液是细胞内液型。

HTK液的生理生化理念是 Bretschneider和Preusse［3］于1975年首次提出的，它是世界上首个高缓冲溶液（histidine／histidine－hcl buffer）。

正如以上提到的，HTK液是一个低钠（Na＋15 mmol／L）的“细胞内”溶液，渗透压30 mosmol／L。很低的钠浓度分别产生生理和生化效应。在电生理学方面，低钠首先阻止心肌的膜电位迅速去极化。其次，由于低钠溶液的应用，心肌氧耗比高钾溶液大大地减少［4］。上个世纪60年代中，Bretschneider等就研究了不同停搏液对心脏停搏灌注期间心肌能量转换方面的影响。

图1显示用含低钠、低钙和普鲁卡因溶液时灌注期间心肌氧耗是最低的。使用低钠和低钙灌注液在心肌能量转换方面影响范围也明显是最小的。

图1 使用不同心脏停搏液灌注犬心时心肌常温氧耗量的比较

除所提及的生理学效应以外，高缓冲心脏停搏液对生化影响是极为重要的。由于心脏停搏液渗透压的生理极限（300 mosmol／L）不能逾越，因此，只能使用低钠含量溶液以留出渗透压空间来添加高浓度的缓冲剂才是可行的方法。如前所述，HTK液中与钠相关的渗透压仅为30 mosmol／L，留出的渗透压空间达到270 mosmol／L，因此，可以添加高浓度的组氨酸缓冲剂。

低钠浓度心脏停搏液已经发挥了显著效果，随之而来的疑问是停搏液中理想的钙浓度应当是生理值的还是低于生理值的？以下方程式阐述了一个自然法则，也描述出了钠钙之间的密切关系。

（Nai：细胞内浓度，Nao：细胞外浓度，Cai：细胞内浓度，Cao：细胞外浓度）

根据这个方程式，假设细胞外钠浓度为150 mM，细胞外钙浓度为1.5 mM，按如下等式计算：

如果此方程式的结果可以计算得出，那么笔者也能将细胞外钠浓度降低为15 mM（也就是HTK液中的钠浓度！），并通过解方程得出相应的细胞外钙浓度。这个结果大约是0.02 mM。因此，准确来讲，应该强调HTK液是一种低钠、低钙性溶液，而不是通常所谓的一种钙浓度可随意改变的溶液。

低钙浓度在新生儿心脏的缺血保护中发挥重要作用。在未成熟兔用St.Thomas’液和新生兔间断使用含血心脏停搏液保护心肌的实验中，清楚地表明低浓度钙（0.03 mmol／L）比正常浓度钙具有优越性［5－6］。由这两个缺血再灌注的实验研究也显示出缺氧新生儿心脏对正常的钙浓度非常敏感，而这正与成熟的心肌细胞相反。而且，应当抛弃认为如果仅应用接近生理水平钙浓度的晶体液不适宜新生儿心肌细胞的假设。这个假设必须放弃，因为“正常”钙浓度的含血溶液在缺血再灌注期间也损害缺氧的新生儿心肌。根据这些发现，笔者可以做出结论，HTK液能够满足各种需求，是新生儿心肌的最佳保护剂。

仅靠心脏停搏液灌注冲刷出冠状动脉内血液的方法不可能完成有效的心肌保护，这样的观念如今已被广泛接受。因此，早在上世纪80年代就已经开始使用大剂量心肌保护液进行灌注，以达到全细胞外的同步均衡状态，而非仅仅达到血管内腔的平衡［7］。使用细胞外液型的心脏停搏液（高钠！）时，灌注约3 min即可达到充分的钠平衡，而使用细胞内液型心脏停搏液时达到这种平衡状态则需要更多的时间。

图2显示了使用HTK心脏停搏液灌注期间钠和钾的变化时程。本组研究来自于新生儿和婴幼儿的24例开心手术，患者包括男性13例和女性11例，平均年龄20.9个月（大血管转位的新生儿年龄仅几天），平均体重9.2 kg。诊断如下：室间隔缺损（n＝7），法洛四联症（n＝7），房室通道缺损（n＝4），大血管转位（n＝3），二尖瓣狭窄（n＝1），肺动脉瓣狭窄（n＝1），布兰德－怀特－加兰德综合征（n＝1）。在停搏液灌注期间，同时采集冠状动脉（art）流入和冠状静脉窦（CV）流出的标本，所有心脏手术均在全体外循环转流下进行，打开右房采集样本并吸走所有停搏液。

图2 使用HTK停搏液灌注期间art和cv钠（上图）和钾（下图）的浓度变化

结果显示，钾的平衡（大约3 min）明显快于钠的平衡，后者在开始灌注大约5 min后到达最高点。研究结果凸显了这样一个事实，即平衡过程不仅仅与容量相关，最重要的是也与时间相关。

应用“细胞内液”型晶体停跳会引起两种作用：血液稀释和低钠血症。通过使用上、下腔静脉分别插管、切开右房吸除全部停搏液的方法或使用超滤器进行血液浓缩能够抵消“血液稀释”这个副作用。

而对于低钠血症，一些病理生理学方面的因素也必须考虑。如果存在单纯的血清钠浓度的迅速改变，例如静脉内输注大量液体，渗透压随之降低，即可引起细胞外到细胞内的水转移，从而导致了出现脑水肿的风险增加；另一方面，低钠血症一旦出现，又往往会带来由于麻醉医生给予高渗盐水纠正低钠血症而导致的矫枉过正性高渗血症的风险。

由于HTK液的渗透压是生理的，因此不会引发上述的水转移。Lindner等［8］研究了心脏外科体外循环期间患者渗透压的改变，证明了在HTK液的使用期间和使用后渗透压水平保持不变。

在临床中，对于成人因血液稀释而造成的低钠血症，一般建议在体外循环中添加100 ml的氯化钠（5.85%）［9］。Sellevold（麻醉科，特隆赫姆，挪威）和Polvani（心胸外科，米兰，意大利）有关HTK液灌注后低钠血症的影响的研究（尚未发表的简讯）发现，患者并未出现神经系统方面的并发症，由此认为使用HTK液后出现的低钠血症仅仅是一种“感觉现象”，没有任何治疗的必要。

从生理学家的观点来看，由于体外循环中使用HTK液并未引起非生理性的血渗透压降低，因此其所引起的低钠血症并不会导致癫痫发作。但是对于新生儿来说，如果同时出现血钠浓度和渗透压显著降低，那么，此时的渗透压水平将在患儿的癫痫发作中起决定性作用［8］。因此，在新生儿和婴幼儿心脏手术中使用上下静脉分别插管，切开右房并吸除全部停搏液是防止出现血液稀释和低钠血症的最常用措施。当然，偶尔也可能发生因少量HTK液进入体循环而导致的低钠血症，但如上所述，因为此时血清渗透压将保持不变，所以这样的低钠血症不会引起新生儿神经系统损伤。然而，如果在ICU术后早期低钠血症进行性加重，则建议采用之前所提及的费时的平衡方法进行纠正。

综上所述，高缓冲的心脏停搏液（如HTK液）最大的好处是不必重复灌注，其所允许的最长阻断时间可达3 h，细胞内液型心脏停搏液的这个优点在临床应用中显然是利大于弊。

［1］ Kim JT，Park YH，Chang YE，et al.The effect of cardioplegic solution－induced sodium concentration fluctuation on postopera⁃tive seizure in pediatric cardiac patients［J］.Ann Thorac Surg，2011，91（6）：1943－1948.

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2014⁃03⁃10）

2014⁃04⁃10）

10.13498／j.cnki.chin.j.ecc.2014.03.05

德国波昂大学心脏外科