乳酸升高與靜脈血?dú)饨庾x
23歲女性,因“非血性腹瀉5天、嘔吐3天伴劇烈腹痛”入院。無(wú)法經(jīng)口進(jìn)食,病程中體重下降7磅(約3.18kg),眼眶下凹。生命體征:心率144,血壓70/55,呼吸32,無(wú)發(fā)熱。腹部CT顯示結(jié)腸炎和腸梗阻表現(xiàn)。床旁靜脈血?dú)猓簆H 7.19,PvCO2 91mmHg,SvO2 91%,乳酸8.0mmol/L??紤]膿毒癥可能。
本文中A型與B型乳酸的區(qū)別在于對(duì)真性缺氧概念的理解。缺氧意味著氧化磷酸化和三羧酸循環(huán)中止。當(dāng)線粒體內(nèi)的氧無(wú)法作為終端電子受體時(shí),電子傳遞鏈中斷,線粒體內(nèi)膜中的H+向外彌散。腦電圖機(jī)丙酮酸和乳酸水平升高,并出現(xiàn)繼發(fā)性酸中毒。這就是真性缺氧時(shí)的生化改變,稱為A型乳酸升高。(見(jiàn)圖1A)
臨床中提到的所謂“缺氧”,電子傳遞鏈過(guò)程實(shí)際仍在運(yùn)行,只是速度減慢了。此時(shí)三羧酸循環(huán)無(wú)法及時(shí)處理由糖分解產(chǎn)生的大量丙酮酸。在某些應(yīng)激(如膿毒癥、運(yùn)動(dòng))或大量?jī)翰璺影窢顟B(tài)下,丙酮酸水平升高,并在H+中和過(guò)程中轉(zhuǎn)變?yōu)槿樗幔刺墙徒?,產(chǎn)生2個(gè)H+和2分子丙酮酸,2分子丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)槿樗嵬瑫r(shí)中和2個(gè)H+)。三羧酸循環(huán)緩慢運(yùn)行(此時(shí)并不缺氧),乳酸水平升高。這就是B型乳酸。
B型乳酸升高是膿毒癥中常見(jiàn)的情況。在有氧情況下乳酸升高存在多種因素,其中腎上腺素作用于肌纖維所致最多見(jiàn)。腎上腺素激活了糖酵解途徑,在三羧酸循環(huán)正常運(yùn)行的情況下,使乳酸升高。對(duì)膿毒癥患者進(jìn)行補(bǔ)液,腦電圖機(jī)降低腎上腺素濃度,使乳酸下降。這種情況類似于液體復(fù)蘇后心率下降,乳酸升高的鑒別診斷也與竇性心動(dòng)過(guò)速的鑒別相類似。
組織氧耗與CO2生成
當(dāng)心排量下降,組織氧輸送(DO2)隨之下降。不過(guò),在DO2降至某一臨界值之前,組織氧耗量(VO2)仍可保持恒定。其原因在于組織從紅細(xì)胞中攝取了更多的氧。 VO2/DO2曲線的平臺(tái)部分反映了有氧呼吸的生理學(xué)變化,組織持續(xù)耗氧量是恒定的。由于氧耗量不變,那么CO2生成量也保持恒定。CO2生成量與氧耗量的比值(VCO2/VO2)為0.7-1.0,我們把這一比值稱為呼吸熵(R)。呼吸熵主要受碳水化合物攝入量影響(圖2)。
在解讀一份靜脈血?dú)鈭?bào)告時(shí),必須理解上述生理變化規(guī)則。在曲線的有氧部分,當(dāng)心排量或氧輸送下降時(shí),機(jī)體為了維持氧耗而從血紅蛋白攝取更多的氧,從而導(dǎo)致SvO2下降。由于氧耗不變,CO2生成量理應(yīng)保持不變。但是,血流減少會(huì)導(dǎo)致單位血容量中CO2含量增加,從而出現(xiàn)靜脈回流血中CO2分壓升高的現(xiàn)象。正常的動(dòng)靜脈CO2分壓差應(yīng)小于6mmHg。
另一方面,曲線的平臺(tái)部分(即有氧條件下)呼吸熵VCO2/VO2比值< 1.0。這是通過(guò)Fick方程計(jì)算得出的。動(dòng)靜脈CO2含量差值與組織產(chǎn)生的CO2量直接相關(guān)。相類似的,動(dòng)靜脈氧含量的差值是由組織氧耗量決定的。因此,將動(dòng)靜脈CO2含量差(即VCO2)除以動(dòng)靜脈氧含量差(即VO2),得到的數(shù)值即呼吸熵,在有氧條件下應(yīng)小于1.0。在此情況下的乳酸升高,反映了前述的B型乳酸生理過(guò)程。
氧輸送臨界值(cDO2)
什么情況下組織氧耗(VO2)會(huì)開(kāi)始下降呢?是組織實(shí)際存在缺氧嗎? 首先,由于氧耗下降,動(dòng)靜脈氧含量差值縮小,在靜脈血?dú)庵斜憩F(xiàn)為靜脈氧飽和度升高。那么組織中CO2生成量是否會(huì)隨著氧耗的減少而同比例下降?也就是說(shuō)VCO2/VO2比值不變?答案是否定的,因?yàn)樵谌毖跚闆r下CO2產(chǎn)生增加。如前所述,當(dāng)電子傳遞鏈速度減慢時(shí)產(chǎn)生了游離H+,在與碳酸氫鹽緩沖過(guò)程中產(chǎn)生額外的CO2。因此在缺氧情況下,靜脈血PvCO2持續(xù)升高,VCO2/VO2比例增加。這一理論近期已有研究有力證實(shí)。Mallat等利用多種標(biāo)志物來(lái)預(yù)測(cè)VO2/DO2依賴性。VO2/DO2依賴性是指患者氧輸送降至cDO2以下的情況,即處于VO2-DO2曲線的下降支(缺氧部分)。
這部分患者在容量復(fù)蘇后VO2上升至少15%。也就是說(shuō),只有處于下降支的患者,VO2才會(huì)對(duì)DO2增加有反應(yīng)。使用中心靜脈血氧飽和度(AUC 0.624)和乳酸(AUC 0.745)均無(wú)法判斷患者是否處于VO2-DO2曲線下降支。如果以VCO2/VO2大于1.02為臨界值來(lái)判斷這類患者,曲線下面積可達(dá)到驚人的0.965。乳酸預(yù)測(cè)價(jià)值較低很可能反映了膿毒癥患者B型乳酸的生理變化。 由于CO2生成量與CO2分壓之間存在良好的線性關(guān)系,臨床上VCO2的數(shù)值可簡(jiǎn)單使用動(dòng)靜脈CO2分壓差值來(lái)替代。Pa-vCO2/VO2比值以1.7mmHg/ml為界值的預(yù)測(cè)效能極佳(AUC 0.962)。
回到病例
此病例雖沒(méi)有動(dòng)脈血?dú)饪晒?duì)照,但靜脈血?dú)馊杂幸恍┲虢z馬跡可供探索。首先,患者靜脈血氧飽和度增高,提示氧耗(VO2)下降。而且,PvCO2極高,雖然我們無(wú)法獲知?jiǎng)用}血CO2分壓具體是多少, 但患者年紀(jì)較輕且存在呼吸急促,PaCO2 應(yīng)該遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于91mmHg。雖然無(wú)法精確計(jì)算出數(shù)值,但綜合以上數(shù)值顯示VCO2/VO2比值升高, 提示患者氧輸送已低于cDO2,存在組織缺氧。該患者存在A型乳酸升高,應(yīng)當(dāng)收住ICU。
最后還應(yīng)注意,靜脈血?dú)夥治鰞H僅反映了靜脈穿刺部位的末梢組織代謝情況。在臨床實(shí)際操作中,常常是上臂靜脈血,而在Mallat研究中,使用的是中心靜脈血。如果采集頸內(nèi)靜脈血樣,還可反映腦氧情況。顯然,在解讀靜脈血?dú)鈭?bào)告時(shí)應(yīng)考慮到采集部位的因素。