围术期乳酸监测和临床意义的再认识

2019-11-20 08:18卞金俊薄禄龙邓小明
上海医学 2019年9期
关键词:丙酮酸酸中毒乳酸

卞金俊 孟 岩 薄禄龙 邓小明

乳酸是机体细胞代谢的重要产物。在围术期临床实践中,经常出现血乳酸水平升高的情况,通常与疾病的严重程度或不良预后相关。乳酸常被视为缺血、灌注不足和休克等状态的标志物,一直呈现“负面形象”。然而,细胞新陈代谢和相互作用十分复杂,乳酸虽然是某些细胞的代谢废物,却是另外某些细胞的代谢原料。临床医师对乳酸十分熟悉,却未必知之甚详。现通过对乳酸代谢过程、高乳酸血症的原因、乳酸酸中毒的临床诊断与治疗三方面的分析,再认识乳酸与其在患者围术期管理中的作用。

1 乳酸的代谢

乳酸,学名2-羟基丙酸,分子式为C3H6O3,摩尔质量为90.08 g/mol。在水溶液中,乳酸分子的羧基释放一个质子,产生乳酸根离子。根据旋光性不同,将其分为左旋乳酸(L-乳酸)和右旋乳酸(D-乳酸),机体内产生的乳酸均为L-乳酸。1780年,瑞典化学家Karl Wilhelm Scheele首先在发酵的牛奶中发现并分离出乳酸[1]。1843年,德国医师、化学家Scherer[2]在一例脓毒性休克产妇尸检中发现乳酸水平升高,认为其可能是脓毒症的代谢产物。1961年,Huckabee提出乳酸酸中毒综合征,认为其与患者预后不良相关。

细胞一般通过糖酵解途径将葡萄糖分解为丙酮酸,释放少量ATP,而丙酮酸代谢则有两种不同途径。在有氧状态下,丙酮酸进入线粒体,被催化生成乙酰辅酶A(Co A)进入三羧酸循环。在某些特殊情况下,丙酮酸未进入线粒体,在细胞质中由乳酸脱氢酶催化生成乳酸。例如,氧供不足时丙酮酸不能通过三羧酸循环代谢,导致乳酸生成增多。体内无缺氧因素但存在细胞代谢异常,也可导致乳酸产生增多。例如,维生素B1缺乏抑制丙酮酸脱氢酶催化丙酮酸为乙酰Co A的反应,导致丙酮酸堆积,随后乳酸生成增多。酒精中毒和酮症酸中毒,也可促使丙酮酸生成乳酸。此外,机体糖酵解通量大幅度增加(如剧烈运动、使用儿茶酚胺类药物和脓毒症时),丙酮酸和乳酸产生均增多。换言之,不能简单地将乳酸生成增多归结为组织氧供不足。

所有组织均可产生乳酸。在静息状态下,健康机体的骨骼肌(40%~50%)和脑(13%)是产生乳酸的主要场所,肠道、红细胞、白细胞等也可产生乳酸。在危重疾病中,乳酸产生的增加更多来自肺、白细胞和内脏器官。正常情况下,机体每天产生乳酸1.3~1.5 mol,其产生和消耗量相当,血液中的乳酸浓度稳定。乳酸的代谢和清除主要通过肝脏和肾脏,当上述器官功能不全时,乳酸清除能力下降也可导致血乳酸水平升高。

2 高乳酸血症与乳酸酸中毒

高乳酸血症是指血清、血浆或血中乳酸浓度高于正常值(2 mmol/L)。乳酸酸中毒是指伴有代谢性酸中毒的中、重度高乳酸血症[3]。从临床角度来看,当乳酸产生增多、利用和清除减少,或两者兼而有之时,可导致高乳酸血症。脓毒症和休克是高乳酸血症的常见原因。Dugas等[4]证实,超过一半的需要血管活性药物支持的脓毒性休克患者乳酸水平升高。组织缺氧是导致乳酸酸中毒的最主要原因之一。在2016年脓毒症最新定义(脓毒症3.0)制订过程中,大多数专家认为“乳酸水平主要反映了脓毒症时细胞功能障碍,组织氧供不足、有氧呼吸障碍、糖酵解加速,乳酸肝脏清除率降低也参与其中”[5]。因此,脓毒症患者发生高乳酸血症的原因,不能单纯归结于全身氧供不足。

1976年,Cohen和Woods将高乳酸血症分为两类:有组织缺氧临床证据的乳酸酸中毒(A型)和无组织缺氧临床证据的高乳酸血症(B型)。B型高乳酸血症进一步细分为B1型(与某些潜在疾病如肝衰竭有关)、B2型(由药物或毒素引起)和B3型(由先天性代谢缺陷引起),见表1[6]。由此可见,高乳酸血症和乳酸酸中毒可由许多因素导致,这些因素可能同时发生于脓毒症患者,是乳酸酸中毒的共同致病因素,临床工作时应全面考虑,并积极处理。

表1 高乳酸血症的病因(Cohen和Woods分类)

3 乳酸酸中毒的预后评估和治疗

高乳酸血症与患者预后不良相关的文献不胜枚举。一项包括15 179例创伤患者的研究发现,血乳酸水平>6 mmol/L患者死亡率为22.7%,血乳酸水平≤6 mmol/L患者死亡率仅为2.3%。另一项包含5 360例急诊患者的研究[7]显示,入院时血乳酸水平<2.0 mmol/L、2.0~3.9 mmol/L和≥4.0 mmol/L患者7 d死亡率分别为2.9%、7.8% 和23.9%。值得注意的是,动态血乳酸测定并观察其变化,可提供比单个时间点测定更为准确的预测信息。多发伤患者血乳酸水平若在入院24 h内恢复正常,其生存率可达100%;若在入院后48 h内持续升高,生存率降至78%;若48 h后仍持续升高,生存率降至14%。治疗的前6 h内血乳酸水平下降≥10%的严重脓毒症患者死亡率为19%,而下降<10%的患者死亡率为60%。

与血压、中心静脉血氧饱和度(ScvO2)等传统血流动力学指标相比,血乳酸水平可作为疾病严重程度的标志,具有额外的诊断和病情评估价值。一项包含28 150例严重脓毒症患者的研究[8]发现,血乳酸水平>4 mmol/L但血压正常患者的死亡率为29.0%,这一数值与出现低血压但血乳酸水平<4 mmol/L的患者死亡率(29.3%)相似,表明即使没有明显的低血压,高血乳酸水平也可提示预后不良。治疗后ScvO2达标(≥70%)、血乳酸水平未达标(每2 h乳酸水平降低≥初始值10%)的脓毒性休克患者死亡率为41%,而血乳酸水平达标、ScvO2未达标患者的死亡率仅为8%[9]。

许多研究结果表明,最初或持续的高乳酸血症与患者不良预后相关,但其临界值(cut-off值)尚未明确。对血压正常的脓毒症患者,乳酸水平超过4 mmol/L是死亡率增高的独立危险因素[8]。脓毒性休克时,与乳酸水平正常的患者相比,乳酸水平中等程度升高(2~4 mmol/L),甚至处于正常范围高限(1.4~2.3 mmol/L)仍提示较差预后[10]。升高的乳酸水平开始下降与较好的预后相关,且反映治疗可能有效。一项多中心临床随机对照研究[11]结果表明,以乳酸水平为导向的治疗可显著降低ICU重症患者院内死亡率。在急诊室复苏期间以乳酸水平正常化为目标的患者,比没有进行连续乳酸水平监测的患者死亡率更低,ICU住院时间更短,序贯器官衰竭评分(SOFA评分)更低,非机械通气时间和无血管活性药物治疗时间更长[11]。当然,仅凭乳酸这一项指标并不能充分判定治疗是否有效,还应结合临床其他指标和临床医师的经验综合评判。

临床医师应牢记,血乳酸水平升高能提示存在潜在疾病,但其本身并无危害[12]。高乳酸血症由生理性原因导致,如运动或短暂的无并发症的癫疒间发作,则无需治疗。如高乳酸血症由病理过程所致,应针对其病因进行治疗,迅速纠正休克、扩容,以及给予血管活性药物;针对脓毒症早期给予敏感的抗生素控制感染源,纠正全身氧供不足。复苏初期旨在纠正全身氧供不足并改善循环,之后有必要鉴别是否存在其他导致持续性高乳酸血症的病因,并予有效治疗。值得注意的是,肝功能损伤可导致乳酸清除率下降,故治疗中应注意保护肝脏,减轻肝损伤,并对已经发生的肝功能障碍进行积极治疗。

一些降低血乳酸水平的特殊治疗,也值得临床医师关注。使用多巴酚丁胺和硝酸盐可改善微循环血流。硫胺素焦磷酸盐是丙酮酸代谢的辅助因子,补充硫胺素可能是治疗高乳酸血症的一种安全合理的辅助手段。线粒体抗氧化剂、活性氧清除剂和线粒体膜稳定剂等改善线粒体功能障碍的治疗,均未见良好的临床效果。二氯乙酸盐(丙酮酸脱氢酶活化剂)、哇巴因(Na+-K+-ATP酶抑制剂)和肾上腺素能拮抗剂均能有效降低血乳酸水平,但并不能降低患者死亡率。相反,已有研究证明,这些药物甚至可增加器官功能障碍并导致患者死亡率升高,这可能与乳酸是一种重要的细胞能量替代来源有关。

发生乳酸酸中毒时,使用碳酸氢钠治疗的有效性尚存争议,甚至可能有害。碳酸氢钠不仅可引起高钠血症、低钙血症、碱中毒和高碳酸血症,降低心室收缩力,还可通过上调磷酸果糖激酶促进乳酸生成。有研究结果表明,高乳酸血症患者输注碳酸氢盐可使死亡率升高,且不能显著改善患者血流动力学。肾脏替代治疗可降低乳酸水平,纠正p H值,同时还可避免细胞内酸中毒。连续肾脏替代治疗可应用于合并严重乳酸酸中毒和急性肾损伤的重症患者,但其对临床预后的影响尚需进一步研究。

总之,乳酸是体内重要的代谢产物,多种原因和疾病可导致体内乳酸水平升高,乳酸酸中毒在严重脓毒症或脓毒性休克时极为常见,且与疾病严重程度和预后密切相关。然而,乳酸不完全是无氧代谢的“废产物”,其水平升高不仅仅反映组织缺氧[13]。临床医师应该了解乳酸代谢的复杂性,充分认识其在体内的作用和影响因素,辨证看待乳酸的益处和危害。在临床诊疗过程中,应注意将其与其他临床信息相结合,以期得到更为全面客观的临床判断,为患者提供更为合适有效的治疗策略。

猜你喜欢
丙酮酸酸中毒乳酸
中西医结合治疗牛瘤胃酸中毒
3-溴丙酮酸磷脂复合物纳米乳的制备及其对乳腺癌MCF-7细胞的抑制作用
丙酮酸钠药理作用及其临床应用前景研究进展
奶牛亚急性瘤胃酸中毒的发生及饲养对策
奶牛瘤胃酸中毒的发病特点、临床表现和治疗措施
老年心力衰竭患者BNP及乳酸水平与心功能的相关性
乳酸催化转化丙酮酸溶液中乳酸与丙酮酸络合萃取分离技术研究
膳食补充剂丙酮酸钙的合成工艺研究
腹腔镜手术相关的高乳酸血症或乳酸性酸中毒
蒙西医结合治疗糖尿病酮症酸中毒1例