乳酸是反應(yīng)組織缺氧的良好指標(biāo)嗎?乍一聽,這是個(gè)開腦洞的話題,但是在重癥患者的救治過程中,我們經(jīng)常會(huì)遇到這樣的情況,經(jīng)過積極的液體復(fù)蘇后,患者的中心靜脈壓(CVP) 和心輸出量(CO)等指標(biāo)逐步恢復(fù)正常,但是乳酸水平還是偏高。乳酸水平究竟是不是反應(yīng)組織缺氧的良好指標(biāo)?
生理學(xué)角度解釋高乳酸血癥
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乳酸的產(chǎn)生
葡萄糖進(jìn)行分解形成丙酮酸并提供能量,這一過程稱為糖酵解途徑,是一切機(jī)體中普遍存在的葡萄糖降解途徑。糖酵解在胞漿中進(jìn)行,在無氧或有氧條件下均能發(fā)生。糖酵解分為兩個(gè)階段:第一階段,由葡萄糖分解為丙酮酸。第二階段,在有氧條件下丙酮酸進(jìn)入線粒體參與第二階段反應(yīng),生成乙酰輔酶A,繼續(xù)參與三羧酸循環(huán);在無氧條件下,丙酮酸被還原成乳酸(圖)。
圖 乳酸的產(chǎn)生
乳酸的去路
體內(nèi)清除乳酸最主要的臟器是肝臟和腎臟。肝臟通過合成糖原和乳酸經(jīng)丙酮酸進(jìn)入線粒體氧化供能,在乳酸清除中占有重要地位,不僅清除量大(50%的乳酸在肝臟代謝),而且清除速度快。腎臟在乳酸水平增高時(shí)清除乳酸的能力不斷增強(qiáng),其機(jī)制是既能通過丙酮酸途徑進(jìn)入線粒體氧化供能、合成糖原,又可通過分泌排出。25%的乳酸在腎臟清除,其余乳酸在骨骼肌和心肌清除。
高乳酸血癥的原因
生理狀態(tài)下,乳酸的生成和消除維持動(dòng)態(tài)平衡,只有在機(jī)體嚴(yán)重缺氧時(shí),全身各組織大量產(chǎn)生乳酸,才會(huì)使得體內(nèi)乳酸的產(chǎn)生率超過清除率。從生理學(xué)角度而言,乳酸應(yīng)當(dāng)是反應(yīng)組織缺血缺氧情況的非常好的指標(biāo)。
我們來看一下乳酸水平升高的常見原因:第一類是乳酸生成過多,例如組織氧供不足、組織灌注不足、應(yīng)激反應(yīng)導(dǎo)致的高兒茶酚胺血癥、組織中毒性缺氧等;第二類是乳酸清除不足,例如嚴(yán)重的肝腎功能障礙、糖尿病、廣泛腸切除或小腸短路手術(shù)后、慢性胰腺功能不全、急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)等疾病。
從乳酸水平升高的原因不難看出,討論組織缺血缺氧歸根到底是在討論氧供、氧耗和二氧化碳潴留的問題,肺換氣和組織換氣同時(shí)參與其中。以ARDS患者為例,疾病引起持續(xù)的肺換氣困難,后續(xù)組織換氣也會(huì)受到影響,從而導(dǎo)致乳酸水平升高。
乳酸水平升高=
組織缺氧嗎?
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乳酸水平升高≠組織缺氧
回顧上述生理學(xué)知識后我們可以知道,在生理狀態(tài)下,乳酸不會(huì)大量堆積,只有組織缺氧才會(huì)造成乳酸堆積,導(dǎo)致高乳酸血癥,因此組織缺氧=乳酸水平升高,且乳酸水平升高=預(yù)后不佳,那么乳酸水平升高=組織缺氧嗎?
Bandom Suetrong等人于2016年發(fā)表在CHEST、題為“Lactic Acidosis in Sepsis: It's Not All Anaerobic:Implications for Diagnosis and Management”的文章告訴我們:血乳酸水平升高或乳酸酸中毒在嚴(yán)重膿毒癥或膿毒性休克患者中十分常見,休克狀態(tài)下發(fā)生的高乳酸血癥主要是因?yàn)檠踺斔筒蛔銓?dǎo)致的組織缺氧和無氧條件下的糖酵解增加,但是在膿毒癥患者中,乳酸水平升高并不完全因?yàn)榻M織缺氧。
高乳酸血癥的分型
高乳酸血癥分成A型和B型,A型高乳酸血癥是臨床證實(shí)的組織缺氧性乳酸酸中毒,B型高乳酸血癥則沒有組織缺血缺氧的確切證據(jù)。
由乳酸的產(chǎn)生過程可知,葡萄糖產(chǎn)生丙酮酸時(shí)確實(shí)產(chǎn)生了氫離子(H+),丙酮酸在向乳酸轉(zhuǎn)化時(shí)消耗等量的H+,因此,乳酸的產(chǎn)生過程不會(huì)導(dǎo)致質(zhì)子的凈生成,以及酸中毒的發(fā)生。那么臨床醫(yī)生熟悉的酸中毒從何而來?過多H+的生成是三羧酸循環(huán)受損的結(jié)果,當(dāng)組織處于真性氧債的情況下,三羧酸循環(huán)不再消耗細(xì)胞內(nèi)的氫,從而繼發(fā)細(xì)胞內(nèi)酸中毒和隨后的“酸血癥”,這就是A型高乳酸血癥的發(fā)生機(jī)制。A型高乳酸血癥包括各種類型休克、右心衰竭、CO降低造成的組織低灌注;窒息、低氧血癥、一氧化碳中毒、貧血造成的動(dòng)脈氧含量下降等。
B型高乳酸血癥與組織低氧和低灌注等原因無關(guān),沒有組織缺血缺氧的確切證據(jù)。B型高乳酸血癥可能發(fā)生在嚴(yán)重膿毒癥或膿毒性休克患者中;腎上腺素水平升高、外源性兒茶酚胺增多,以及乳酸清除受損的狀況時(shí),可能產(chǎn)生B型乳酸血癥;β受體激動(dòng)劑如腎上腺素可以通過刺激肝臟糖原分解和糖酵解,繼發(fā)升高血清乳酸水平。
綜上,單純的乳酸濃度升高不足以確切地評估臨床復(fù)蘇的終點(diǎn),必須與其他血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)和臨床表現(xiàn)如尿量和意識狀態(tài)等,整合在一起判斷。
是否有預(yù)測組織缺氧的
新指標(biāo)?
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VO2與DO2
氧攝取率(O2ER)是指組織從血中攝取氧的能力,O2ER=氧耗(VO2)/氧供(DO2)。DO2是指將一定數(shù)量的氧氣運(yùn)送到組織中,是氧平衡的組成成分,通常情況下,DO2的數(shù)量比組織需求大3~4倍。VO2可通過混合靜脈血氧飽和度(SvO2)計(jì)算,SvO2反映機(jī)體全身器官氧耗的綜合狀況,因此,即使部分器官發(fā)生低灌注缺氧也不會(huì)對SvO2產(chǎn)生太大的影響。臨床上出現(xiàn)VO2增加的情況,就是在指償還氧債的時(shí)期,VO2沒有增加,氧債沒有償還。因此,監(jiān)測組織水平的VO2和DO2,意義更重大。
P(v-a)CO2/C(a-v)O2比值→預(yù)測組織缺氧
呼吸商(R)是指二氧化碳產(chǎn)生量和氧氣消耗量的比值,R=0.75~0.9,通常以0.8計(jì)。從生理學(xué)角度而言,P(v-a)CO2/C(a-v)O2比值本質(zhì)上反映的是組織器官的呼吸商(RQ)。我們來回顧部分P(v-a)CO2/C(a-v)O2比值預(yù)測組織缺氧的研究。Monnet X等人于2013年發(fā)表在Crit Care Med的研究共納入51例急性循環(huán)功能衰竭的重癥患者,研究者在液體復(fù)蘇前后測量了血乳酸水平。研究結(jié)果表明,與VO2沒有增加的液體復(fù)蘇有反應(yīng)的患者相比,VO2增加≥15%的液體復(fù)蘇有反應(yīng)的患者表現(xiàn)為更高的血乳酸水平(5.5±4.0mmol/L對2.3±1.1mmol/L),以及更高的P(v-a)CO2/C(a-v)O2比值。針對VO2并沒有增加的患者,臨床醫(yī)生不需要進(jìn)行積極的液體復(fù)蘇,因?yàn)橐后w復(fù)蘇可能造成組織損傷。
P(v-a)CO2/C(a-v)O2比值主要反映機(jī)體是否存在無氧代謝,在液體復(fù)蘇過程中,如果P(v-a)CO2/C(a-v)O2比值異常升高,提示存在無氧代謝,即存在細(xì)胞缺氧,進(jìn)一步增加DO2可以給機(jī)體帶來獲益;反之,如果P(v-a)CO2/C(a-v)O2比值正常而乳酸值偏高,提示不存在無氧代謝,進(jìn)一步增加DO2可能對機(jī)體無益,還可能帶來治療相關(guān)的再損害。
如何優(yōu)化組織缺氧預(yù)測指標(biāo)
任何指標(biāo)都不是完美的,P(v-a)CO2/C(a-v)O2比值同樣存在缺陷。對于液體復(fù)蘇無反應(yīng)的重癥患者,P(v-a)CO2/C(a-v)O2比值無法預(yù)測組織的缺氧情況。因此,在使用相關(guān)指標(biāo)時(shí)要分兩步走:首先,進(jìn)行容量負(fù)荷試驗(yàn);其次,針對容量負(fù)荷試驗(yàn)陽性患者,再預(yù)測輸注液體時(shí)VO2是否增加。
膿毒癥患者液體復(fù)蘇后P(v-a)CO2/C(a-v)O2比值異常升高和乳酸未被清除有關(guān),因此,P(v-a)CO2/C(a-v)O2比值還可用于評價(jià)乳酸的清除潛能,鑒別乳酸升高是否和細(xì)胞缺氧相關(guān),在休克復(fù)蘇過程中為優(yōu)化乳酸的清除提供新的思路。
P(v-a)CO2/C(a-v)O2比值的閾值為1~1.8,變化范圍較大,可能與預(yù)測的終點(diǎn)指標(biāo)不一致有關(guān)。后續(xù)還需要大樣本臨床研究進(jìn)一步明確P(v-a)CO2/C(a-v)O2比值的閾值,及其臨床應(yīng)用價(jià)值。
乳酸不能單獨(dú)作為評估患者復(fù)蘇終點(diǎn)的指標(biāo)。臨床醫(yī)生需要重視血乳酸水平升高的原因,而且臨床醫(yī)生不能忽視A型高乳酸血癥,因?yàn)锳型高乳酸血癥可能導(dǎo)致組織受損,需要盡快進(jìn)行液體復(fù)蘇。雖然ScvO2指標(biāo)存在一定的爭議,但是ScvO2降低(<50%)結(jié)合DO2指標(biāo),可以反映VO2增加。結(jié)合P(v-a)CO2/C(a-v)O2比值指標(biāo),可以從灌注流量和細(xì)胞缺氧角度指導(dǎo)休克患者的液體復(fù)蘇。
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部分參考文獻(xiàn):
Suetrong B et al.Chest. 2016 ;149(1):252-261.