卞金俊 孟 巖 薄祿龍 鄧小明
乳酸是機(jī)體細(xì)胞代謝的重要產(chǎn)物。在圍術(shù)期臨床實(shí)踐中,經(jīng)常出現(xiàn)血乳酸水平升高的情況,通常與疾病的嚴(yán)重程度或不良預(yù)后相關(guān)。乳酸常被視為缺血、灌注不足和休克等狀態(tài)的標(biāo)志物,一直呈現(xiàn)“負(fù)面形象”。然而,細(xì)胞新陳代謝和相互作用十分復(fù)雜,乳酸雖然是某些細(xì)胞的代謝廢物,卻是另外某些細(xì)胞的代謝原料。臨床醫(yī)師對乳酸十分熟悉,卻未必知之甚詳?,F(xiàn)通過對乳酸代謝過程、高乳酸血癥的原因、乳酸酸中毒的臨床診斷與治療三方面的分析,再認(rèn)識乳酸與其在患者圍術(shù)期管理中的作用。
乳酸,學(xué)名2-羥基丙酸,分子式為C3H6O3,摩爾質(zhì)量為90.08 g/mol。在水溶液中,乳酸分子的羧基釋放一個(gè)質(zhì)子,產(chǎn)生乳酸根離子。根據(jù)旋光性不同,將其分為左旋乳酸(L-乳酸)和右旋乳酸(D-乳酸),機(jī)體內(nèi)產(chǎn)生的乳酸均為L-乳酸。1780年,瑞典化學(xué)家Karl Wilhelm Scheele首先在發(fā)酵的牛奶中發(fā)現(xiàn)并分離出乳酸[1]。1843年,德國醫(yī)師、化學(xué)家Scherer[2]在一例膿毒性休克產(chǎn)婦尸檢中發(fā)現(xiàn)乳酸水平升高,認(rèn)為其可能是膿毒癥的代謝產(chǎn)物。1961年,Huckabee提出乳酸酸中毒綜合征,認(rèn)為其與患者預(yù)后不良相關(guān)。
細(xì)胞一般通過糖酵解途徑將葡萄糖分解為丙酮酸,釋放少量ATP,而丙酮酸代謝則有兩種不同途徑。在有氧狀態(tài)下,丙酮酸進(jìn)入線粒體,被催化生成乙酰輔酶A(Co A)進(jìn)入三羧酸循環(huán)。在某些特殊情況下,丙酮酸未進(jìn)入線粒體,在細(xì)胞質(zhì)中由乳酸脫氫酶催化生成乳酸。例如,氧供不足時(shí)丙酮酸不能通過三羧酸循環(huán)代謝,導(dǎo)致乳酸生成增多。體內(nèi)無缺氧因素但存在細(xì)胞代謝異常,也可導(dǎo)致乳酸產(chǎn)生增多。例如,維生素B1缺乏抑制丙酮酸脫氫酶催化丙酮酸為乙酰Co A的反應(yīng),導(dǎo)致丙酮酸堆積,隨后乳酸生成增多。酒精中毒和酮癥酸中毒,也可促使丙酮酸生成乳酸。此外,機(jī)體糖酵解通量大幅度增加(如劇烈運(yùn)動(dòng)、使用兒茶酚胺類藥物和膿毒癥時(shí)),丙酮酸和乳酸產(chǎn)生均增多。換言之,不能簡單地將乳酸生成增多歸結(jié)為組織氧供不足。
所有組織均可產(chǎn)生乳酸。在靜息狀態(tài)下,健康機(jī)體的骨骼?。?0%~50%)和腦(13%)是產(chǎn)生乳酸的主要場所,腸道、紅細(xì)胞、白細(xì)胞等也可產(chǎn)生乳酸。在危重疾病中,乳酸產(chǎn)生的增加更多來自肺、白細(xì)胞和內(nèi)臟器官。正常情況下,機(jī)體每天產(chǎn)生乳酸1.3~1.5 mol,其產(chǎn)生和消耗量相當(dāng),血液中的乳酸濃度穩(wěn)定。乳酸的代謝和清除主要通過肝臟和腎臟,當(dāng)上述器官功能不全時(shí),乳酸清除能力下降也可導(dǎo)致血乳酸水平升高。
高乳酸血癥是指血清、血漿或血中乳酸濃度高于正常值(2 mmol/L)。乳酸酸中毒是指伴有代謝性酸中毒的中、重度高乳酸血癥[3]。從臨床角度來看,當(dāng)乳酸產(chǎn)生增多、利用和清除減少,或兩者兼而有之時(shí),可導(dǎo)致高乳酸血癥。膿毒癥和休克是高乳酸血癥的常見原因。Dugas等[4]證實(shí),超過一半的需要血管活性藥物支持的膿毒性休克患者乳酸水平升高。組織缺氧是導(dǎo)致乳酸酸中毒的最主要原因之一。在2016年膿毒癥最新定義(膿毒癥3.0)制訂過程中,大多數(shù)專家認(rèn)為“乳酸水平主要反映了膿毒癥時(shí)細(xì)胞功能障礙,組織氧供不足、有氧呼吸障礙、糖酵解加速,乳酸肝臟清除率降低也參與其中”[5]。因此,膿毒癥患者發(fā)生高乳酸血癥的原因,不能單純歸結(jié)于全身氧供不足。
1976年,Cohen和Woods將高乳酸血癥分為兩類:有組織缺氧臨床證據(jù)的乳酸酸中毒(A型)和無組織缺氧臨床證據(jù)的高乳酸血癥(B型)。B型高乳酸血癥進(jìn)一步細(xì)分為B1型(與某些潛在疾病如肝衰竭有關(guān))、B2型(由藥物或毒素引起)和B3型(由先天性代謝缺陷引起),見表1[6]。由此可見,高乳酸血癥和乳酸酸中毒可由許多因素導(dǎo)致,這些因素可能同時(shí)發(fā)生于膿毒癥患者,是乳酸酸中毒的共同致病因素,臨床工作時(shí)應(yīng)全面考慮,并積極處理。
表1 高乳酸血癥的病因(Cohen和Woods分類)
高乳酸血癥與患者預(yù)后不良相關(guān)的文獻(xiàn)不勝枚舉。一項(xiàng)包括15 179例創(chuàng)傷患者的研究發(fā)現(xiàn),血乳酸水平>6 mmol/L患者死亡率為22.7%,血乳酸水平≤6 mmol/L患者死亡率僅為2.3%。另一項(xiàng)包含5 360例急診患者的研究[7]顯示,入院時(shí)血乳酸水平<2.0 mmol/L、2.0~3.9 mmol/L和≥4.0 mmol/L患者7 d死亡率分別為2.9%、7.8% 和23.9%。值得注意的是,動(dòng)態(tài)血乳酸測定并觀察其變化,可提供比單個(gè)時(shí)間點(diǎn)測定更為準(zhǔn)確的預(yù)測信息。多發(fā)傷患者血乳酸水平若在入院24 h內(nèi)恢復(fù)正常,其生存率可達(dá)100%;若在入院后48 h內(nèi)持續(xù)升高,生存率降至78%;若48 h后仍持續(xù)升高,生存率降至14%。治療的前6 h內(nèi)血乳酸水平下降≥10%的嚴(yán)重膿毒癥患者死亡率為19%,而下降<10%的患者死亡率為60%。
與血壓、中心靜脈血氧飽和度(ScvO2)等傳統(tǒng)血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)相比,血乳酸水平可作為疾病嚴(yán)重程度的標(biāo)志,具有額外的診斷和病情評估價(jià)值。一項(xiàng)包含28 150例嚴(yán)重膿毒癥患者的研究[8]發(fā)現(xiàn),血乳酸水平>4 mmol/L但血壓正?;颊叩乃劳雎蕿?9.0%,這一數(shù)值與出現(xiàn)低血壓但血乳酸水平<4 mmol/L的患者死亡率(29.3%)相似,表明即使沒有明顯的低血壓,高血乳酸水平也可提示預(yù)后不良。治療后ScvO2達(dá)標(biāo)(≥70%)、血乳酸水平未達(dá)標(biāo)(每2 h乳酸水平降低≥初始值10%)的膿毒性休克患者死亡率為41%,而血乳酸水平達(dá)標(biāo)、ScvO2未達(dá)標(biāo)患者的死亡率僅為8%[9]。
許多研究結(jié)果表明,最初或持續(xù)的高乳酸血癥與患者不良預(yù)后相關(guān),但其臨界值(cut-off值)尚未明確。對血壓正常的膿毒癥患者,乳酸水平超過4 mmol/L是死亡率增高的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[8]。膿毒性休克時(shí),與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),甚至處于正常范圍高限(1.4~2.3 mmol/L)仍提示較差預(yù)后[10]。升高的乳酸水平開始下降與較好的預(yù)后相關(guān),且反映治療可能有效。一項(xiàng)多中心臨床隨機(jī)對照研究[11]結(jié)果表明,以乳酸水平為導(dǎo)向的治療可顯著降低ICU重癥患者院內(nèi)死亡率。在急診室復(fù)蘇期間以乳酸水平正?;癁槟繕?biāo)的患者,比沒有進(jìn)行連續(xù)乳酸水平監(jiān)測的患者死亡率更低,ICU住院時(shí)間更短,序貫器官衰竭評分(SOFA評分)更低,非機(jī)械通氣時(shí)間和無血管活性藥物治療時(shí)間更長[11]。當(dāng)然,僅憑乳酸這一項(xiàng)指標(biāo)并不能充分判定治療是否有效,還應(yīng)結(jié)合臨床其他指標(biāo)和臨床醫(yī)師的經(jīng)驗(yàn)綜合評判。
臨床醫(yī)師應(yīng)牢記,血乳酸水平升高能提示存在潛在疾病,但其本身并無危害[12]。高乳酸血癥由生理性原因?qū)е?,如運(yùn)動(dòng)或短暫的無并發(fā)癥的癲疒間發(fā)作,則無需治療。如高乳酸血癥由病理過程所致,應(yīng)針對其病因進(jìn)行治療,迅速糾正休克、擴(kuò)容,以及給予血管活性藥物;針對膿毒癥早期給予敏感的抗生素控制感染源,糾正全身氧供不足。復(fù)蘇初期旨在糾正全身氧供不足并改善循環(huán),之后有必要鑒別是否存在其他導(dǎo)致持續(xù)性高乳酸血癥的病因,并予有效治療。值得注意的是,肝功能損傷可導(dǎo)致乳酸清除率下降,故治療中應(yīng)注意保護(hù)肝臟,減輕肝損傷,并對已經(jīng)發(fā)生的肝功能障礙進(jìn)行積極治療。
一些降低血乳酸水平的特殊治療,也值得臨床醫(yī)師關(guān)注。使用多巴酚丁胺和硝酸鹽可改善微循環(huán)血流。硫胺素焦磷酸鹽是丙酮酸代謝的輔助因子,補(bǔ)充硫胺素可能是治療高乳酸血癥的一種安全合理的輔助手段。線粒體抗氧化劑、活性氧清除劑和線粒體膜穩(wěn)定劑等改善線粒體功能障礙的治療,均未見良好的臨床效果。二氯乙酸鹽(丙酮酸脫氫酶活化劑)、哇巴因(Na+-K+-ATP酶抑制劑)和腎上腺素能拮抗劑均能有效降低血乳酸水平,但并不能降低患者死亡率。相反,已有研究證明,這些藥物甚至可增加器官功能障礙并導(dǎo)致患者死亡率升高,這可能與乳酸是一種重要的細(xì)胞能量替代來源有關(guān)。
發(fā)生乳酸酸中毒時(shí),使用碳酸氫鈉治療的有效性尚存爭議,甚至可能有害。碳酸氫鈉不僅可引起高鈉血癥、低鈣血癥、堿中毒和高碳酸血癥,降低心室收縮力,還可通過上調(diào)磷酸果糖激酶促進(jìn)乳酸生成。有研究結(jié)果表明,高乳酸血癥患者輸注碳酸氫鹽可使死亡率升高,且不能顯著改善患者血流動(dòng)力學(xué)。腎臟替代治療可降低乳酸水平,糾正p H值,同時(shí)還可避免細(xì)胞內(nèi)酸中毒。連續(xù)腎臟替代治療可應(yīng)用于合并嚴(yán)重乳酸酸中毒和急性腎損傷的重癥患者,但其對臨床預(yù)后的影響尚需進(jìn)一步研究。
總之,乳酸是體內(nèi)重要的代謝產(chǎn)物,多種原因和疾病可導(dǎo)致體內(nèi)乳酸水平升高,乳酸酸中毒在嚴(yán)重膿毒癥或膿毒性休克時(shí)極為常見,且與疾病嚴(yán)重程度和預(yù)后密切相關(guān)。然而,乳酸不完全是無氧代謝的“廢產(chǎn)物”,其水平升高不僅僅反映組織缺氧[13]。臨床醫(yī)師應(yīng)該了解乳酸代謝的復(fù)雜性,充分認(rèn)識其在體內(nèi)的作用和影響因素,辨證看待乳酸的益處和危害。在臨床診療過程中,應(yīng)注意將其與其他臨床信息相結(jié)合,以期得到更為全面客觀的臨床判斷,為患者提供更為合適有效的治療策略。