體外循環心臟術后乳酸升高的影響因素及其不良健康結局的研究進展

【摘要】高乳酸血癥是體外循環心臟手術后常見的并發癥，其發生與術中低灌注、組織缺氧、炎癥反應、代謝紊亂、體外循環時間等多種因素有關?，F旨在系統地總結和分析體外循環心臟手術后乳酸升高的原因及其對患者健康結局的影響，以此為基礎，探討可行的臨床干預策略，為心臟術后乳酸升高的患者管理提供更加合理的參考和指南，并對心臟手術后的風險評估和臨床干預策略的制定產生積極的推動作用。

【關鍵詞】心臟術后；乳酸；影響因素；不良健康結局

【Abstract】Hyperlactacemia is a common complication after cardiopulmonary bypass surgery. Its occurrence is related to many factors，such as tissue hypoxia，inflammatory response and metabolic disorders，intraoperative hypoperperfusion，This paper aims to systematically summarize and analyze the causes of elevated lactic acid after cardiopulmonary bypass heart surgery and its impact on patient health outcomes，and on this basis，explore feasible clinical intervention strategies，aiming to provide a more reasonable reference and guideline for the management of patients in the later stage of cardiac surgery，and positively promote the risk assessment and the formulation of clinical intervention strategies after cardiac surgery.

體外循環廣泛應用于心臟外科手術，以維持全身灌注和氧合。在接受體外循環心臟手術后患者的血流動力學不穩定，約45.2%的患者發生高乳酸血癥[1]。心臟手術可導致一系列的應激反應，線粒體的改變、必需酶活性的降低、代謝的改變都可能與術后乳酸水平增高相關。乳酸水平是通常用作評估治療反應和病情進展的指標。鑒于乳酸水平與患者預后之間密切相關，探討其影響因素及后期健康結局，對改善心臟術后患者生活質量與預后評估具有重大的臨床與科研意義。

1""高乳酸血癥的概念演變

高乳酸血癥是指血液中乳酸水平異常升高的情況。自1964年Broder和Weil[2]首次報告乳酸水平升高與休克患者死亡率增加之間的關聯以來，高乳酸血癥的概念不斷演變。乳酸是糖酵解過程中的產物，通常在有氧條件下代謝產生能量。但在缺氧或其他特定條件下，乳酸會積累，導致高乳酸血癥。乳酸＞2 mmol/L通常被認為異常[3]。心臟外科患者的高乳酸血癥可分為早發型和遲發型。早發型高乳酸血癥發生在體外循環開始至術后6～12"h內，乳酸水平＞3 mmol/L[4]，與術中缺氧有關，預后較差。遲發型高乳酸血癥發生在術后6～12"h后，通常在24"h內自行消退。

2""高乳酸血癥的分型

高乳酸血癥分A、B型，A型因血液灌注不足導致無氧代謝增加[5]，乳酸積累，可通過測定動脈血乳酸水平升高顯示代謝性酸中毒及存在組織缺氧證據來診斷，治療關鍵是糾正組織缺氧，恢復組織灌注，包括積極治療原發病、補液擴容等，嚴重酸中毒時可給予碳酸氫鈉等堿性藥物糾正。B型在組織灌注充分時出現，病因多樣，可分為先天性和獲得性[6]。先天性主要與遺傳因素有關，獲得性與藥物、毒物、疾病等因素有關[7-9]，針對不同的病因采取相應的治療措施，例如，停用可疑藥物、治療糖尿病、改善肝功能等。

3""高乳酸血癥的影響因素分析

術后高乳酸血癥的影響因素在許多研究中得到了探討。但是，由于術后高乳酸血癥的復雜性和多樣性，其確切的病因和機制仍不完全清楚，可能的因素如下幾方面，見表1。

3.1""心輸出量低和組織灌注不足

當患者出現組織灌注不良，左室射血分數降低或者收縮壓下降時，可能會促進無氧條件下乳酸的產生，導致血液中乳酸水平的升高。心率較快的患者也傾向于更高的血乳酸水平，這可能是由于心輸出量不足或心肌工作過度，導致組織缺氧和無氧代謝增加。低血壓[收縮壓≤90 mmHg（1 mmHg＝0.133 3"kPa）]的患者傾向于有更高的血乳酸水平，這可能反映了組織灌注不足和氧氣供應不足，導致細胞通過無氧代謝產生乳酸[10]。

3.2""微循環異常

Greenwood等[11]的研究發現，心臟手術后微循環異?？梢杂绊懭樗釀恿W，導致乳酸酸中毒的發生和持續。微循環異常包括微血管血流速度減慢、微血管密度降低、微血管血流異質性增加等。當微循環異常發生時，組織的供氧可能受到限制，導致細胞無法正常進行氧化代謝，從而產生乳酸。乳酸的積累會導致血液酸中毒，進一步影響心臟、肝臟、腎臟等器官的功能。乳酸動力學的異常與術后并發癥和死亡率的增加有關。

3.3""肝腎功能不全

術后乳酸水平與肝腎功能密切相關，肝臟和腎臟是乳酸代謝的主要器官。有研究[12，18]報道，肝臟和腎臟損傷是心臟手術后常見的并發癥。當肝功能受損時，乳酸的代謝能力減弱，導致乳酸在體內積累。同時肝臟的乳酸分解也減少，進而引發乳酸酸中毒[12]。Aoun等[19]的研究中將150例接受心臟手術的患者納入分析發現，術后急性腎損傷的發生率為9.3%，且發生急性腎損傷的患兒在兒童重癥監護病房的停留時間更長，乳酸水平更高。這可能是因為術后腎臟缺血再灌注損傷、炎癥反應和氧化應激等因素，影響乳酸的代謝和清除，導致乳酸水平升高。

3.4""藥物因素

心臟手術后通常使用多種血管活性藥物，調節心臟收縮舒張功能以及外周血管阻力。心臟收縮增強、外周血管收縮都會增加機體耗氧量，嚴重外周血管收縮還可能引起組織灌注不足；而低心排血量、外周阻力低，也會造成組織缺血缺氧。研究[20]表明，嚴重的乳酸酸中毒降低心血管的腎上腺素能受體對血管活性藥物的反應，引起血管功能性障礙，從而發生血管活性藥物使用劑量增加、乳酸增高、血壓降低、血管活性藥劑量再次增加的惡性循環。

應評估患者健康狀況及用藥情況，若血管活性藥會加重缺血缺氧，應考慮其他治療方法維持循環，如液體復蘇等。當患者出現嚴重低血壓等危及生命情況時，需用血管活性藥物維持血壓和組織灌注，要根據患者反應和血流動力學指標調整劑量，病情穩定后可逐漸減少劑量并停藥。

3.5""體外循環時間

研究[21]表明，體外循環時間是術后高乳酸血癥的獨立危險因素。體外循環過程中血液直接與異物表面接觸，導致白細胞與內皮細胞激活、體溫變化、腸道內毒素釋放等均可引發全身炎癥反應綜合征，誘發以炎性細胞因子、補體、中性粒細胞相繼被激活的“炎性瀑布”效應也是引起高乳酸血癥的主要原因[22]。Worrell等[23]指出，體外循環時間＞2.5"h與乳酸水平較高相關。Li等[14]證實了體外循環下的心臟手術導致的微循環受損與高乳酸血癥之間的關系，炎癥反應對高乳酸血癥的影響。

3.6""高血糖

Masharani等[15]研究發現，乳酸水平升高與血糖水平和氫離子濃度呈正相關。血糖水平每增加1.00 mmol/L，乳酸水平增加0.04 mmol/L；而氫離子濃度每增加1個單位，乳酸水平也會相應增加。Klee等[24]的研究發現：乳酸酸中毒與高血糖呈正相關。在心臟手術后4"h和12"h，乳酸水平與血糖水平升高呈現出一定的關聯，這表明高血糖可能是導致乳酸酸中毒的一個因素。

3.7 "低磷血癥

Steck等[16]的研究發現，在心臟手術患者中，低磷血癥與術后嚴重乳酸酸中毒有關。機制尚不完全清楚，可能與三磷酸腺苷合成受阻、乳酸清除減少、酸堿平衡紊亂等因素相互作用有關，同時也可能受到高劑量胰島素使用或腎功能不全的影響。

3.8""心臟移植

K?dziora等[17]研究了心臟移植接受者術后早期高乳酸血癥的發生率和乳酸水平的變化趨勢。研究發現，在心臟移植術后的48"h內，血清乳酸水平呈現出先增加后減少的趨勢。其中，約一半的患者在觀察結束時血清乳酸水平恢復正常，另一半患者仍然存在高乳酸血癥。研究還發現，心臟移植接受者在術后都至少經歷了一次高乳酸血癥的發作。

4""高乳酸血癥的不良健康結局

4.1""住院時間延長

Krasivskyi等[25]的研究發現，乳酸水平升高（gt;2 mmol/L）與急性腸系膜缺血的發生有關，而急性腸系膜缺血又與較長的住院時間相關，可以推斷乳酸水平的升高可能會導致嚴重的胃腸道并發癥，進而延長患者的住院時間。Chen等[26]研究發現心臟術后高血糖患者的乳酸濃度較高，并且這些患者的通氣時間明顯延長，這表明乳酸濃度的升高可能是術后高血糖的一個預測因子，并且與患者的住院時間延長有關。乳酸增高患者需要更長的治療時間進行康復治療，恢復組織的氧合狀態，從而延長住院時間。

4.2""死亡率增加

Seghrouchni等[27]研究發現，在心臟手術中，乳酸水平＞5 mmol/L的患者的院內死亡率是乳酸水平正常的患者的8倍。Kim等[28]研究結果顯示，中度乳酸組和高乳酸組的患者死亡風險較低乳酸組更高。Doi等[29]研究發現，79.9%的患者術后乳酸峰值水平＞5 mmol/L。乳酸峰值水平＞10 mmol/L的患者在術后30"d內的死亡率更高。

4.3 "多器官功能障礙綜合征

Zheng等[30]研究發現，乳酸酸中毒與術后的多器官功能障礙綜合征存在關聯。乳酸酸中毒不僅會導致組織缺氧和乳酸積累，從而直接引發多器官功能障礙綜合征，還可能通過炎癥反應、免疫功能紊亂和線粒體功能障礙等機制間接參與其發生過程。

4.4""貧血

Zhang等[31]的研究指出，乳酸不僅是代謝產物，也是重要的信號分子。乳酸可通過調節肝臟中的肝鐵素表達，導致鐵限制性貧血的發生。最近的研究[32]表明，乳酸可調節赫普西丁表達影響鐵代謝致貧血發展。此外，乳酸化修飾是新的蛋白質后轉錄修飾方式，可與組蛋白賴氨酸殘基發生乳酸化修飾，在多種疾病中起重要調節作用[32-33]。雖然乳酸化修飾與貧血關系尚不明確，但鑒于其在基因和蛋白質調控中的重要作用，推測可能在貧血發展中發揮一定作用。

4.5 "左心室輔助裝置植入術后不良結局

Hong等[34]研究了早期術后高乳酸血癥對左心室輔助裝置植入術后結果的影響。研究發現，術后高乳酸血癥與左心室輔助裝置植入術后并發癥的發生率增加相關，包括再次手術、腎功能衰竭和肝功能異常。術后高乳酸血癥組的90"h和1年生存率也顯著較低。多變量回歸分析顯示，術后高乳酸血癥是左心室輔助裝置植入術后整體死亡率的獨立預測因子。此外，乳酸恢復時間的延長也會增加左心室輔助裝置植入術后的死亡風險。

4.6""腸系膜缺血

有研究[35]表明，高乳酸血癥是腸道菌群過度生長過程中早期腸系膜缺血的敏感標志物，并成為評估早期腸道灌注不良的指標。A型主動脈夾層患者術后心輸出量低或循環不穩定，使用高劑量兒茶酚胺類藥物，導致胃腸道血管收縮，灌注減少，術中和術后鎮靜鎮痛藥物的使用，抑制胃腸道蠕動排空功能，導致菌群紊亂，有害菌群增生，最終導致患者感染和營養吸收不良，增加了患者術后死亡的風險。

5""高乳酸血癥的管理策略

心臟術后高乳酸血癥患者的最佳管理策略應當是多方面的，主要包括以下幾個關鍵步驟，見圖1。

5.1""評估和監測

心臟術后患者需定期監測血乳酸水平，以了解酸堿狀態，識別高乳酸血癥的癥狀，如抽搐、嗜睡、嘔吐、肌肉無力、低血壓、腹瀉、體溫降低等。

5.2""確定原因

若發現乳酸水平升高，需迅速評估原因，包括組織低灌注、感染、藥物副作用、代謝異常等，以及是否存在遺傳代謝性疾病，如丙酮酸羧化酶、丙酮酸脫氫酶缺陷等。

5.3""補堿糾酸

患者肺腎功能正常，首選碳酸氫鈉[36]；二氯醋酸能增強乳酸代謝并抑制其生成[37]；血容量過多或血鈉過剩時，可使用三羥甲氨基甲烷[38]；亞甲藍制劑也可用于乳酸性酸中毒。避免使用含乳酸的制劑，適當補充維生素B族、C等營養素，以改善乳酸代謝[39]。

5.4""優化氧輸送

通過改善心輸出量、糾正貧血、優化呼吸功能等措施提高氧輸送，確保組織充足供氧[40]。包括吸氧、保持呼吸道通暢、使用呼吸興奮劑等，嚴重時可能需要體外膜氧合或肺移植治療。

5.5""改善組織灌注

治療高乳酸血癥需維持良好心輸出量和循環狀態，補充生理鹽水或輸注全血、血漿，避免使用血管收縮藥[41]，可使用異丙腎上腺素等血管活性藥，必要時使用機械輔助循環設備[42]。

5.6""控制血糖

心臟術后患者應嚴格控制血糖，糖尿病患者乳酸性酸中毒需用胰島素治療[43]。

5.7""綜合評估

使用肺動脈導管、經食管超聲心動圖檢查等來綜合評估心臟功能、血流動力學狀態和組織氧合情況。

5.8""個體化治療

根據患者的具體情況和反應，調整治療策略，包括藥物劑量、支持措施等。

5.9""持續監測和評估

治療過程中，持續監測患者的乳酸水平、血流動力學參數和器官功能，以評估治療效果和及時調整治療方案。

5.10""多學科團隊合作

心臟外科醫生、重癥醫學醫生、麻醉醫生、護士和其他專業人員，需共同參與患者的治療和管理。

5.11""教育和溝通

向患者及其家屬解釋乳酸血癥的潛在風險、治療方案和預后，確保他們理解治療過程和目標。

通過上述綜合管理策略，可以有效地處理心臟術后高乳酸血癥患者，改善患者預后。

6 "小結

心臟圍手術期高乳酸血癥的發生機制復雜，受多種因素影響，目前尚無統一理論框架。高乳酸血癥與不良預后相關，但因果關系等尚不明確，最優治療方案也無共識，未來研究需闡明病理機制并評估治療干預的效力和安全性，期望未來能實現更科學和個體化的預防、監測及治療。

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收稿日期：2024-05-14