心臟體外循環(huán)術(shù)后高鈉血癥的原因探討

向采霏 姜文凱 郎澤昆 周明珍 王洪昌

(1.蘭州大學(xué)第二臨床醫(yī)學(xué)院，甘肅 蘭州730000；2.蘭州大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院，甘肅 蘭州730000；3.蘭州大學(xué)第一醫(yī)院急診科，甘肅 蘭州730000)

體外循環(huán)(cardiopulmonary bypass，CPB)是指經(jīng)人工方法進(jìn)行氣體交換，利用一系列特殊裝置將回心靜脈血引流到體外，調(diào)節(jié)溫度和過(guò)濾后輸回體內(nèi)動(dòng)脈系統(tǒng)的生命支持技術(shù)，常用于心臟瓣膜置換術(shù)、心臟搭橋等手術(shù)中[1]。由于CPB時(shí)間長(zhǎng)、創(chuàng)傷大，電解質(zhì)紊亂較常見。臨床研究中高鈉血癥通常指血清鈉濃度>150 mmol/L[2]。高鈉血癥死亡率高，因此，對(duì)心臟CPB術(shù)后高鈉血癥的危險(xiǎn)因素進(jìn)行分析有利于臨床醫(yī)生在術(shù)前、術(shù)中和術(shù)后對(duì)病因進(jìn)行防控，降低高鈉血癥的發(fā)病率[3]。

1 高鈉血癥

1.1 高鈉血癥的病理生理和病因

高鈉血癥時(shí)，細(xì)胞外液高滲，可使?jié)B透壓相對(duì)較低的細(xì)胞內(nèi)液向細(xì)胞外轉(zhuǎn)移，引起細(xì)胞脫水致使細(xì)胞皺縮。高鈉血癥可分為三類：低容量性高鈉血癥(高滲性脫水)、高容量性高鈉血癥(鹽中毒)和等容量性高鈉血癥[4]。低容量性高鈉血癥發(fā)生的原因主要為攝水不足和水丟失過(guò)多。高容量性高鈉血癥又稱為鹽中毒，在臨床上較少見，主要見于醫(yī)源性鹽用量過(guò)多和原發(fā)性鈉潴留所致的腎小管Na+重吸收增加[5]。等容量性高鈉血癥又稱原發(fā)性高鈉血癥，病變部位一般在下丘腦，機(jī)體對(duì)正常水平的滲透壓無(wú)反應(yīng)性感受，只有當(dāng)滲透壓明顯高于正常時(shí)，才能刺激抗利尿激素的釋放[6]。

1.2 高鈉血癥對(duì)心血管系統(tǒng)的影響

血清鈉是血清滲透壓的主要決定因素，它能影響體內(nèi)每個(gè)細(xì)胞的滲透壓和細(xì)胞體積。血清鈉可影響血管舒張因子的產(chǎn)生[7]。Ying等[8]的研究顯示血清高鈉可引起轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β水平升高，促使血管平滑肌細(xì)胞發(fā)生細(xì)胞肥大和產(chǎn)生細(xì)胞外基質(zhì)蛋白，改變動(dòng)脈血管的順應(yīng)性，引起外周血管阻力增高。機(jī)體高鈉情況下內(nèi)源性哇巴因水平升高，抑制鈉鉀ATP酶活性，使Na+-Ca2+交換體發(fā)生反向作用，心肌細(xì)胞和血管內(nèi)皮細(xì)胞Ca2+濃度升高。長(zhǎng)期的高鈉血癥還可促進(jìn)多種體內(nèi)與增殖有關(guān)基因的表達(dá)，導(dǎo)致心血管的病理性重構(gòu)[9-10]。

2 原因分析

2.1 術(shù)前原因

2.1.1 稀釋劑及預(yù)充液中水鈉比例

CPB需在手術(shù)前使用預(yù)充液進(jìn)行灌注。預(yù)充液通常是包含鉀、鎂、白蛋白、羥乙基淀粉和乳酸林格等物質(zhì)的混合液體。預(yù)沖液在心臟外科手術(shù)中用于維持體液平衡，影響心臟手術(shù)術(shù)前準(zhǔn)備的全過(guò)程[11-12]。CPB開始時(shí)，術(shù)者通常將1～2 L的預(yù)充液迅速注入到患者的血液循環(huán)中，從而使組織間液體轉(zhuǎn)移進(jìn)入血管內(nèi)，血容量增大[13]。如預(yù)充液的Na+濃度與患者血清的Na+濃度之間存在顯著差異，將會(huì)導(dǎo)致血清Na+濃度和細(xì)胞外液張力發(fā)生變化，患者術(shù)后產(chǎn)生高鈉血癥。

2.1.2 腎功能低下

腎功能不全的患者也會(huì)出現(xiàn)CPB術(shù)后高鈉血癥。費(fèi)忠化等[14]對(duì)30例CPB術(shù)后高鈉血癥和30例未出現(xiàn)高鈉血癥的患者進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果顯示CPB術(shù)后高鈉血癥的患者術(shù)前血肌酐和尿素氮含量明顯高于對(duì)照組[(184.92±50.74)μmol/L vs(67.52±17.19)μmol/L，(26.45±16.72)mmol/L vs(7.9±2.6)mmol/L]。當(dāng)腎小球?yàn)V過(guò)功能受損、腎間質(zhì)損害導(dǎo)致腎濃縮功能障礙，或尿崩癥導(dǎo)致遠(yuǎn)曲小管和集合管對(duì)水的重吸收減少時(shí)，機(jī)體會(huì)排出大量低滲性尿液，產(chǎn)生高滲性脫水，即低容量性高鈉血癥。

2.2 術(shù)中原因

2.2.1 低鈉血癥的過(guò)度糾正

蘇泓潔等[15]的研究發(fā)現(xiàn)CPB期間低鈉血癥的發(fā)生率為61.1%(50/82)，其中7例患者的低鈉血癥持續(xù)1～3 d，30例患者的低鈉血癥持續(xù)4～9 d，13例患者的低鈉血癥持續(xù)時(shí)間超過(guò)9 d。因此某些情況下需在CPB期間使用碳酸氫鈉來(lái)糾正代謝性酸中毒或急性低鈉血癥。但過(guò)度糾正低鈉血癥可引起機(jī)體內(nèi)水鈉潴留，CPB期間的急性低鈉血癥可通過(guò)機(jī)體自身的適應(yīng)機(jī)制得到部分補(bǔ)償。Lee等[16]對(duì)275例接受CPB心臟手術(shù)的兒童患者進(jìn)行了回顧性研究，發(fā)現(xiàn)血清鈉濃度在CPB手術(shù)過(guò)程中顯著降低[由(139.3±3.0)mmol/L變?yōu)?135.7±4.3)mmol/L]，在CPB結(jié)束時(shí)立即升高至術(shù)前水平之上[(142.7±4.0)mmol/L]。因此非危急情況下應(yīng)避免對(duì)血清鈉的過(guò)度矯正。

2.2.2 術(shù)中液體出入量不平衡

先天性心臟病是胎兒時(shí)期心臟及大血管發(fā)育異常引起的疾病，大多數(shù)患者需手術(shù)治療[17]。先天性心臟病手術(shù)需在CPB心內(nèi)直視下進(jìn)行，此過(guò)程中會(huì)經(jīng)皮膚的不顯性失水而丟失大量水分，發(fā)生低容量性高鈉血癥[18]。另外，在手術(shù)過(guò)程中如胃腸減壓、胸腔引流管引流和反復(fù)多次吸痰等操作都將引起各種體液的丟失，且有旁路灌注液、心臟停搏液和輸血等大量液體的給藥，由此易導(dǎo)致液體出入量不平衡。若水分丟失多于攝入或失水多于失鈉，最終會(huì)導(dǎo)致高滲性失水，患者術(shù)后出現(xiàn)高鈉血癥。

2.2.3 神經(jīng)內(nèi)分泌失調(diào)

神經(jīng)內(nèi)分泌失調(diào)是機(jī)體發(fā)生電解質(zhì)紊亂的原因之一。有研究者對(duì)主動(dòng)脈夾層術(shù)后發(fā)生高鈉血癥患者的臨床特征進(jìn)行了分析，其中高鈉血癥組出現(xiàn)神經(jīng)功能異常情況的占88.9%(對(duì)照組21.2%，P<0.05)。機(jī)體血清Na+的平衡由腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)(RAAS)和心房鈉尿肽進(jìn)行調(diào)節(jié)。CPB過(guò)程中，手術(shù)應(yīng)激、停循環(huán)血液稀釋、長(zhǎng)時(shí)間低血流量灌注和灌注不足、非搏動(dòng)性灌流、炎性反應(yīng)及術(shù)中缺血性損傷等因素均可引起腦缺血缺氧，導(dǎo)致下丘腦抗利尿激素合成分泌不足、交感神經(jīng)興奮和RAAS激活，導(dǎo)致機(jī)體對(duì)水的重吸收減少，水鈉潴留加重[19]。此外，麻醉、血液稀釋、非搏動(dòng)性灌流、降溫和復(fù)溫過(guò)程以及術(shù)中大劑量肝素和糖皮質(zhì)激素的應(yīng)用，可導(dǎo)致機(jī)體腎上腺皮質(zhì)激素和胰高血糖素等升血糖激素分泌增多，這些激素亦有一定的鹽皮質(zhì)激素作用，可潴鈉排鉀，導(dǎo)致術(shù)后血鈉升高[20]。

2.2.4 術(shù)中其他原因

電解質(zhì)的合理監(jiān)測(cè)頻率可幫助術(shù)者在手術(shù)期間對(duì)血鈉進(jìn)行實(shí)時(shí)反映，有助于對(duì)血鈉濃度的把控；不合理的監(jiān)測(cè)頻率可能導(dǎo)致術(shù)中血鈉、血鉀等指標(biāo)的變化未被監(jiān)測(cè)，影響術(shù)者對(duì)患者術(shù)中情況的判斷，進(jìn)而對(duì)患者的生理指標(biāo)產(chǎn)生與預(yù)期較大的偏差[21]。此外，費(fèi)忠化等[14]的研究表明手術(shù)時(shí)間及術(shù)中主動(dòng)脈阻斷時(shí)間也是心臟手術(shù)后高鈉血癥發(fā)生的影響因素之一，研究中發(fā)現(xiàn)術(shù)后高鈉血癥組的CPB時(shí)間為(113.50±46.12)min，主動(dòng)脈阻斷時(shí)間為(70.83±35.90)min；對(duì)照組的CPB時(shí)間為(56.23±18.49)min，主動(dòng)脈阻斷時(shí)間為(90.59±23.03)min。賀寶臣等[22]對(duì)Ⅰ型主動(dòng)脈夾層患者的臨床資料進(jìn)行分析，結(jié)果顯示深低溫停循環(huán)手術(shù)的CPB時(shí)間范圍一般為(205.5±64.5)min，升主動(dòng)脈阻斷時(shí)間范圍一般為(93.1±25.2)min，他們提出應(yīng)確定合適的CPB主動(dòng)脈阻斷時(shí)間范圍，若超過(guò)該范圍，將引起機(jī)體的水、電解質(zhì)平衡紊亂。

2.3 術(shù)后原因

2.3.1 呼吸機(jī)原因

氣管插管為患者提供了氧氣直接進(jìn)入肺部的通道，可促進(jìn)氧合，并保護(hù)肺部免受嘔吐物的吸入[23]。氣管插管接呼吸機(jī)在一定程度上增加了機(jī)體與外界接觸的面積，還由于機(jī)器發(fā)熱造成局部升溫，導(dǎo)致呼吸散熱。心臟CPB術(shù)后通常要?dú)夤懿骞芙雍粑鼨C(jī)輔助治療，使不顯性失水增加，且患者術(shù)后不能主動(dòng)飲水，直接影響經(jīng)口攝入水的調(diào)節(jié)機(jī)制。王嘉等[24]選取32例氣管插管患者和144例無(wú)氣管插管患者進(jìn)行比較，最終發(fā)現(xiàn)32例氣管插管患者中有20例發(fā)生高鈉血癥(62.5%)，因此認(rèn)為氣管插管是高鈉血癥的危險(xiǎn)因素之一。此外有研究者發(fā)現(xiàn)氣管插管表面形成的細(xì)菌生物膜和多藥耐藥菌導(dǎo)致的呼吸機(jī)相關(guān)性肺炎引起的全身性感染會(huì)導(dǎo)致機(jī)體應(yīng)激和高代謝，都將使血尿素氮及血糖升高，導(dǎo)致滲透性利尿和血鈉升高[25]。

2.3.2 藥物因素

甘露醇作為一種滲透性利尿劑，可用于減輕組織水腫和降低眼內(nèi)壓、顱內(nèi)壓。甘露醇從腎小球?yàn)V過(guò)后不易被重吸收，使尿滲透壓增高，導(dǎo)致體內(nèi)水分排出大于鈉的排出，導(dǎo)致機(jī)體高鈉；同時(shí)部分患者大量應(yīng)用甘露醇會(huì)出現(xiàn)功能衰竭導(dǎo)致鈉潴留[26]。研究者對(duì)CPB術(shù)后高鈉組患者與對(duì)照組患者的術(shù)后特征進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)發(fā)生術(shù)后高鈉的患者組甘露醇日平均劑量明顯高于無(wú)高鈉血癥組(P=0.001)[27]。Aiyagari等[28]的報(bào)告中提出甘露醇量>100 g/d是出現(xiàn)高鈉血癥的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。除此之外，術(shù)后應(yīng)用較多的正性肌力藥、大劑量袢利尿劑(呋塞米)、用于稀釋藥物的鹽水和弱酸性細(xì)胞壁抑制劑抗生素(如青霉素、頭孢菌素)也會(huì)導(dǎo)致腎臟濃縮功能變化，增加患者的鈉負(fù)荷。

2.3.3 代謝紊亂

術(shù)后高血糖使組織呈高滲狀態(tài)，可產(chǎn)生滲透性利尿，導(dǎo)致機(jī)體鈉濃度變化[29]。有研究表明高鈉血癥組CPB術(shù)后24～48 h血糖明顯升高[對(duì)照組為(12.20±1.47)mmol/L，觀察組為(15.40±2.29)mmol/L][14]。因此術(shù)后及時(shí)控制血糖，應(yīng)用胰島素控制血糖至正常范圍，有利于預(yù)防高鈉血癥的發(fā)生或減輕其嚴(yán)重程度。

乳酸性酸中毒時(shí)，糖原大量分解為小分子的乳酸，使細(xì)胞內(nèi)滲透壓過(guò)高，水分子轉(zhuǎn)移到細(xì)胞內(nèi)，造成高鈉血癥[27，30]。

表1 CPB術(shù)后高鈉血癥的原因及其病理生理機(jī)制

3 治療管理途徑

高鈉血癥對(duì)機(jī)體影響不良，應(yīng)在術(shù)前、術(shù)中和術(shù)后均給予重視和必要的防治措施。高鈉血癥的糾正速度過(guò)慢與死亡風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)，Alshayeb等[31]對(duì)131例嚴(yán)重高鈉血癥的患者進(jìn)行多因素回歸分析，結(jié)果顯示低高鈉血癥糾正率是患者30 d死亡率的獨(dú)立危險(xiǎn)因素(HR=3.85，P<0.000 1)。

術(shù)前管理方面，首先在于避免機(jī)體水分丟失和出現(xiàn)高滲內(nèi)環(huán)境，術(shù)前應(yīng)通過(guò)相關(guān)的診斷方法(詢問(wèn)病史、尿鈉測(cè)定和滲透壓測(cè)定等)幫助臨床醫(yī)生確定患者是否存在高鈉血癥的危險(xiǎn)因素。其次要優(yōu)化手術(shù)方案，即盡量采取措施避免手術(shù)期間血清Na+濃度的加速變化，并對(duì)復(fù)雜的術(shù)中環(huán)境和條件進(jìn)行把控，從而確保術(shù)中血清Na+濃度不會(huì)急劇變化。

術(shù)中處理高鈉血癥的關(guān)鍵在于輸注低張液體和控制補(bǔ)液速率。液體選擇方面，所有患者均應(yīng)接受0.45%氯化鈉或5%葡萄糖輸注，以彌補(bǔ)水分不足和持續(xù)的體液丟失[4]。在血鈉糾正的過(guò)程中，其速度需因病情不同而變化，急性高鈉血癥(<48 h)的患者可1 mmol/(L·h)的速度快速降低血清Na+，慢性或持續(xù)時(shí)間未知的高鈉血癥則應(yīng)0.5 mmol/(L·h)更為合適，最終保證每天最大減少量為10 mmol/L[32]。由于中樞神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)細(xì)胞外液的滲透壓反應(yīng)較為敏感，術(shù)中也應(yīng)避免過(guò)度糾正高鈉血癥，防止腦水腫風(fēng)險(xiǎn)增加。

術(shù)后應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)測(cè)血鈉、血氯及血鉀變化，加強(qiáng)患者管理?；颊邞?yīng)按時(shí)按次化驗(yàn)電解質(zhì)，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)血鈉、血鉀、二氧化碳結(jié)合力、腎功能和血糖水平等[17]。在特定條件下也需及時(shí)進(jìn)行干預(yù)，如高血糖的情況下使用胰島素，及時(shí)治療術(shù)后嘔吐或腹瀉等。此外，有研究者提出連續(xù)性腎臟替代治療中Na+能通過(guò)彌散和濾過(guò)快速穿過(guò)濾膜，從濃度較高的血液側(cè)進(jìn)入濃度較低的透析液側(cè)，能有效清除Na+，降低血鈉濃度[33]。

4 結(jié)語(yǔ)

高鈉血癥是CPB術(shù)后的并發(fā)癥之一，目前的臨床研究發(fā)現(xiàn)CPB術(shù)后高鈉血癥與術(shù)前腎功能不全、預(yù)沖液的成分，術(shù)中液體量出入不平衡、低鈉血癥的過(guò)度糾正、術(shù)中操作，術(shù)后的護(hù)理以及藥物和代謝因素有關(guān)。電解質(zhì)紊亂一直是外科手術(shù)后并發(fā)癥的研究熱點(diǎn)，掌握心臟外科術(shù)后高鈉血癥的危險(xiǎn)因素并進(jìn)行術(shù)前、術(shù)中和術(shù)后的管理是防治高鈉血癥的主要途徑。今后仍有待開展大樣本、多中心的臨床研究以進(jìn)一步明確CPB術(shù)后高鈉血癥的病因。臨床實(shí)踐中也需心血管外科、麻醉科和重癥監(jiān)護(hù)室的醫(yī)護(hù)人員共同對(duì)致病因素進(jìn)行探討和分析，針對(duì)性提出治療管理措施，從而降低心臟CPB術(shù)后高鈉血癥的發(fā)生率。