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开脑洞系列——乳酸是反应组织缺氧的良好指标吗?

  昆明医科大学第二附属医院重症医学科的黄青青教授在会议中讨论的话题是“乳酸是反应组织缺氧的良好指标吗?”乍一听,这是个开脑洞的话题,但是在重症患者的救治过程中,我们经常会遇到这样的情况,经过积极的液体复苏后, 患者的中心静脉压(CVP) 和心输出量(CO)等指标逐步恢复正常,但是乳酸水平还是偏高。乳酸水平究竟是不是反应组织缺氧的良好指标?




生理学角度解释高乳酸血症



  乳酸的产生


  葡萄糖进行分解形成丙酮酸并提供能量,这一过程称为糖酵解途径,是一切机体中普遍存在的葡萄糖降解途径。糖酵解在胞浆中进行,在无氧或有氧条件下均能发生。糖酵解分为两个阶段:第一阶段,由葡萄糖分解为丙酮酸。第二阶段,在有氧条件下丙酮酸进入线粒体参与第二阶段反应,生成乙酰辅酶A,继续参与三羧酸循环;在无氧条件下,丙酮酸被还原成乳酸(图)。




  乳酸的去路


  体内清除乳酸最主要的脏器是肝脏和肾脏。肝脏通过合成糖原和乳酸经丙酮酸进入线粒体氧化供能,在乳酸清除中占有重要地位,不仅清除量大(50%的乳酸在肝脏代谢),而且清除速度快。肾脏在乳酸水平增高时清除乳酸的能力不断增强,其机制是既能通过丙酮酸途径进入线粒体氧化供能、合成糖原,又可通过分泌排出。25%的乳酸在肾脏清除,其余乳酸在骨骼肌和心肌清除。



  高乳酸血症的原因


  生理状态下,乳酸的生成和消除维持动态平衡,只有在机体严重缺氧时,全身各组织大量产生乳酸,才会使得体内乳酸的产生率超过清除率。从生理学角度而言,乳酸应当是反应组织缺血缺氧情况的非常好的指标。


  我们来看一下乳酸水平升高的常见原因:第一类是乳酸生成过多,例如组织氧供不足、组织灌注不足、应激反应导致的高儿茶酚胺血症、组织中毒性缺氧等;第二类是乳酸清除不足,例如严重的肝肾功能障碍、糖尿病、广泛肠切除或小肠短路手术后、慢性胰腺功能不全、急性呼吸窘迫综合征(ARDS)等疾病。


  从乳酸水平升高的原因不难看出,讨论组织缺血缺氧归根到底是在讨论氧供、氧耗和二氧化碳潴留的问题,肺换气和组织换气同时参与其中。以ARDS患者为例,疾病引起持续的肺换气困难,后续组织换气也会受到影响,从而导致乳酸水平升高。




乳酸水平升高=组织缺氧吗?



  乳酸水平升高≠组织缺氧


  回顾上述生理学知识后我们可以知道,在生理状态下,乳酸不会大量堆积,只有组织缺氧才会造成乳酸堆积,导致高乳酸血症,因此组织缺氧=乳酸水平升高,且乳酸水平升高=预后不佳那么乳酸水平升高=组织缺氧吗?


  Bandom Suetrong等人于2016年发表在《CHEST》、题为“Lactic Acidosis in Sepsis: It's Not All Anaerobic:Implications for Diagnosis and Management”的文章告诉我们:血乳酸水平升高或乳酸酸中毒在严重脓毒症或脓毒性休克患者中十分常见,休克状态下发生的高乳酸血症主要是因为氧输送不足导致的组织缺氧和无氧条件下的糖酵解增加,但是在脓毒症患者中,乳酸水平升高并不完全因为组织缺氧。



  高乳酸血症的分型


  高乳酸血症分成A型和B型,A型高乳酸血症是临床证实的组织缺氧性乳酸酸中毒,B型高乳酸血症则没有组织缺血缺氧的确切证据。


  由乳酸的产生过程可知,葡萄糖产生丙酮酸时确实产生了氢离子(H),丙酮酸在向乳酸转化时消耗等量的H,因此,乳酸的产生过程不会导致质子的净生成,以及酸中毒的发生。那么临床医生熟悉的酸中毒从何而来?过多H+的生成是三羧酸循环受损的结果,当组织处于真性氧债的情况下,三羧酸循环不再消耗细胞内的氢,从而继发细胞内酸中毒和随后的“酸血症”,这就是A型高乳酸血症的发生机制。A型高乳酸血症包括各种类型休克、右心衰竭、CO降低造成的组织低灌注;窒息、低氧血症、一氧化碳中毒、贫血造成的动脉氧含量下降等。


  B型高乳酸血症与组织低氧和低灌注等原因无关,没有组织缺血缺氧的确切证据。B型高乳酸血症可能发生在严重脓毒症或脓毒性休克患者中;肾上腺素水平升高、外源性儿茶酚胺增多,以及乳酸清除受损的状况时,可能产生B型乳酸血症;β受体激动剂如肾上腺素可以通过刺激肝脏糖原分解和糖酵解,继发升高血清乳酸水平。


  综上,单纯的乳酸浓度升高不足以确切地评估临床复苏的终点,必须与其他血流动力学指标和临床表现如尿量和意识状态等,整合在一起判断




是否有预测组织缺氧的新指标?



  VO2与DO2


  氧摄取率(O2ER)是指组织从血中摄取氧的能力,O2ER=氧耗(VO2)/氧供(DO2)。DO2是指将一定数量的氧气运送到组织中,是氧平衡的组成成分,通常情况下,DO2的数量比组织需求大3~4倍。VO2可通过混合静脉血氧饱和度(SvO2)计算,SvO2反映机体全身器官氧耗的综合状况,因此,即使部分器官发生低灌注缺氧也不会对SvO2产生太大的影响。


  临床上出现VO2增加的情况,就是在指偿还氧债的时期,VO2没有增加,氧债没有偿还。因此,监测组织水平的VO2和DO2,意义更重大。



  P(v-a)CO2/C(a-v)O2比值→预测组织缺氧


  呼吸商(R)是指二氧化碳产生量和氧气消耗量的比值,R=0.75~0.9,通常以0.8计。从生理学角度而言,P(v-a)CO2/C(a-v)O2比值本质上反映的是组织器官的呼吸商(RQ)。


  我们来回顾部分P(v-a)CO2/C(a-v)O2比值预测组织缺氧的研究。Monnet X等人于2013年发表在《Crit Care Med》的研究共纳入51例急性循环功能衰竭的重症患者,研究者在液体复苏前后测量了血乳酸水平。研究结果表明,与VO2没有增加的液体复苏有反应的患者相比,VO2增加≥15%的液体复苏有反应的患者表现为更高的血乳酸水平(5.5±4.0mmol/L对2.3±1.1mmol/L),以及更高的P(v-a)CO2/C(a-v)O2比值。针对VO2并没有增加的患者,临床医生不需要进行积极的液体复苏,因为液体复苏可能造成组织损伤。


  P(v-a)CO2/C(a-v)O2比值主要反映机体是否存在无氧代谢,在液体复苏过程中,如果P(v-a)CO2/C(a-v)O2比值异常升高,提示存在无氧代谢,即存在细胞缺氧,进一步增加DO2可以给机体带来获益;反之,如果P(v-a)CO2/C(a-v)O2比值正常而乳酸值偏高,提示不存在无氧代谢,进一步增加DO2可能对机体无益,还可能带来治疗相关的再损害。



  如何优化组织缺氧预测指标


  任何指标都不是完美的,P(v-a)CO2/C(a-v)O2比值同样存在缺陷。对于液体复苏无反应的重症患者,P(v-a)CO2/C(a-v)O2比值无法预测组织的缺氧情况。因此,在使用相关指标时要分两步走:首先,进行容量负荷试验;其次,针对容量负荷试验阳性患者,再预测输注液体时VO2是否增加。


  脓毒症患者液体复苏后P(v-a)CO2/C(a-v)O2比值异常升高和乳酸未被清除有关,因此,P(v-a)CO2/C(a-v)O2比值还可用于评价乳酸的清除潜能,鉴别乳酸升高是否和细胞缺氧相关,在休克复苏过程中为优化乳酸的清除提供新的思路。


  P(v-a)CO2/C(a-v)O2比值的阈值为1~1.8,变化范围较大,可能与预测的终点指标不一致有关。后续还需要大样本临床研究进一步明确P(v-a)CO2/C(a-v)O2比值的阈值,及其临床应用价值。




小结



  乳酸不能单独作为评估患者复苏终点的指标。临床医生需要重视血乳酸水平升高的原因,而且临床医生不能忽视A型高乳酸血症,因为A型高乳酸血症可能导致组织受损,需要尽快进行液体复苏。虽然ScvO2指标存在一定的争议,但是ScvO2降低(<50%)结合DO2指标,可以反映VO2增加。结合P(v-a)CO2/C(a-v)O2比值指标,可以从灌注流量和细胞缺氧角度指导休克患者的液体复苏。

 

 

本篇参考文献:

Suetrong B et al.Chest. 2016 ;149(1):252-261.

 


责编:姜旭晖




(内容源于2019.29期《麻醉·眼界》杂志,转载需经授权并注明出处!)

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