血液稀释联合控制性降压对机体氧代谢的影响
【文献标识码】 A 【文章编号】 1680-6115(2003)04-0335-03
近年来由于血源相对短缺，且认识到输血具有潜在严重并发症，如免疫抑制，血源性传染病传播，特别是HIV的出现，给输血带来严重影响，如何节约用血又受到人们重视。1999年Boldt [1] 等的研究比较了控制性降压以及急性等容血液稀释(ANH)在前列腺摘除术中减少出血量的作用，其中控制性降压给失血量和需输异体血量最低，而该组在失血前已有一定程度的血液稀释。因而血液稀释和控制性降压的联合应用以进一步降低术中出血受到麻醉界的关注。以往有研究表明急性中度血液稀释对心、脑、肾等重要器官的氧供需无不良影响 [2] ，联合控制性降压有加重携氧能力及灌注压的下降，引起重要器官的低灌注和缺血的趋势。是否会造成组织器官灌流不足，产生低氧血症?成了人们担心的焦点，现就近年来，国内外学者关于联合运用这两项技术对机体氧代谢的影响研究，综述如下。
1 对整个机体及组织氧代谢的影响
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血液稀释合并控制性降压后外周血管阻力下降，后负荷降低，而每搏输出量增加，心率无明显变化，心排血量较单纯血液稀释时增加。因此在相同的血液稀释程度时，即在相同的动脉血氧含量的情况下，合并控制性降压时的氧转运较单纯血液稀释时增加而通常所计算的氧供为心指数和动脉血氧含量的乘积，代表氧转运，而并不能完全和准确地反映组织水平的氧供给。因此从整个机体氧合来看，氧供和氧耗虽然在合并控制性降压时能满足机体的需要，但在组织代谢水平并不一定能满足氧的供给。血乳酸盐水平是研究机体氧供给即组织器官氧合更为敏感和精确的指标。宋瑞平等 [3] 观察犬血液稀释合并控制性降压，发现机体氧耗无明显变化，氧摄取率下降，这似乎可以说明机体的氧供和氧耗在合并控制性降压时是基本得到满足的。但合并控制性降压时与单纯血液稀释相比，血乳酸盐在各稀释点均显著增加，且动脉血pH值有所下降。血乳酸盐水平在血液稀释至HCT0.20后明显上升，故可大致推测HCT0.25为血液稀释的最低耐受点，血乳酸盐的升高表明机体在组织代谢水平的氧供给不能完全得以满足，有无氧代谢发生。这可能是和并控制性降压期间发生全身血流重新分布，某些器官血流自动调节机制受损，或出现了微循环短路而影响组织灌注所引起，从而说明血液稀释合并控制性降压时安全性是降低的。
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2 对重要脏器氧代谢的影响
2.1 心脏 正常功能状态的心脏在HCT降至3.7%时，病人仍能安全度过手术期 [4] 。而单支冠脉病变个体，当HCT降至0.2225的情况时，心肌氧耗无明显改变，亦无缺血发生 [5] 。Crystal [6] 以麻醉下冠状动脉狭窄的犬为研究对象，用15μm的放射性颗粒测量心肌区域血流。当ANH至原HCT的50%时，心肌血流增加了2倍，而心肌氧摄取(MVO 2 )、乳酸摄取率(MVLAC)、冠状窦氧分压没有变化。联合硝普钠降压使平均动脉压(MAP)降至50%，心肌血流及MVO 2 相应下降，而MVLAC及冠状窦的氧分压不变，降压持续60min后，心肌血流及MVO 2 上升，其他参数仍不变，说明中度血液稀释联合硝普钠降压可以保持心肌氧供需平衡，是安全的。
相同条件下联合腺苷降压至MAP的50%，犬心肌氧耗量下降29%，心肌血流上升54%，心肌氧供上升72%，从而使心肌动静脉氧含量差下降，冠状窦氧分压也随之上升，说明心肌灌注较单纯中度ANH更充足了，可见腺苷直接扩张冠脉的作用使血流及氧供超过了新陈代谢的需要 [7] 。所以中度血液稀释联合硝普钠或腺苷控制性降压，在心功能正常、冠脉未梗阻时可以安全使用，但如果病人体内储存的冠脉扩张物质耗尽或由于近端狭窄而出现严重功能衰竭，即使是接受中度血液稀释也可能不安全 [8] 。
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Kobori等人观察到单纯硝酸甘油降压时冠脉血流量与基础值相同，而联合中度ANH(HCT21%)硝酸甘油降压，冠脉血流量较基础值显著下降。表明硝酸甘油引起冠脉血流增加的作用在中度ANH下消失了 [9] 。
2.2 脑 单纯ANH由于血粘滞度的下降和血管扩张作用，脑血流量(CBF)增加，足以代偿氧合血红蛋白稀释引起的血氧浓度下降，使氧供基本不变，大脑功能保持稳定 [10] 。对于大脑有损伤的个体，血液稀释有着明显的促进冻伤后脑水肿恢复的功能 [11] 。Kiyoyki [12] 发现脑缺血模型的犬在脑栓塞3h后行轻度ANH有助于减少梗塞面积，而栓塞后6h行ANH是无益的，甚至有害。
犬在中重度ANH联合腺苷降压后，CBF下降，其中脑皮质血流量下降了37%，出现了氧供不足，应值得引起临床注意 [7] 。临床运用同样程度的ANH(HCT20%)联合异氟醚及硬膜外降压(MAP=50mmHg)，发现实验组和对照组的脑电图，颈内静脉球部氧饱和度并无明显差异，且术后恢复良好，说明重度血液稀释对联合异氟醚硬膜外降压对脑的氧供需平衡无不良影响 [13] 。
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张富军等 [14] 在神经外科手术中运用血液稀释联合硝普钠或尼卡地平降压，发现尼卡地平停药后血压回升较硝普钠组缓慢，这不仅可以防止反跳性高血压以及脑血管痉挛的发生，而且对脑缺血再灌注损伤有一定保护作用。
2.3 胃肠道 有研究表明，即使是在全身组织氧供测定正常时，也可能出现胃肠道血流灌注不正常 [15] 。莫利求等 [16] 用海脉素进行急性中度ANH，猫小肠肠系膜上动脉血流量增加了40%，小肠氧供量、氧摄取率、氧耗量，及乳酸生成量均无明显改变。但合并硝普钠控制性降压使MAP下降40%后，猫小肠血流量下降，氧供下降，并出现氧摄取率的增加、氧耗量的减少及乳酸的生成增加，表明已出现氧供需平衡失调，粘膜出现缺氧。认为其机制可能是:(1)血液稀释与控制性降压同时应用造成交感神经兴奋，肠道血管收缩，血流重新分布，优先供应心、脑、肾等重要器官，而造成胃肠道缺血 [17] ;(2)小肠粘膜血管分布具有特殊性:小动脉以直角方式进入，边扩散氧边进到绒毛尖，造成绒毛尖氧分压低于基底部，这就是所谓的逆流交换机制 [18] (Counˉtercurrent Exchange Mechanism)。在小肠血流减少时，逆流交换机制亢进，从而使粘膜遭受缺血的打击。在进行血液稀释时，应注意长时间的低血压，即使未造成心、脑、肾等重要器官的损害，也可能引起胃肠道的缺氧，损害胃肠道屏障，引起细菌与内毒素易位。
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Fukusaki [19，20] 用张力计测胃粘膜内(PH i )值时发现，低度ANH时PH i 保持不变，而中度ANH时PH i 显著下降，说明中度ANH减少了胃粘膜的氧供，但联合PGE 1 降压并不会进一步加重胃粘膜的氧供减少，即使联合PGE 1 降压达80min(MAP55mmHg)，PH i亦无进一步下降。单纯超容血液稀释(Hct25±3%)时PH i 无显著下降，联合PGE 1 降压亦无变化。这意味着中度超容血液稀释对胃粘膜氧供无明显影响，优于中度ANH。ANH保证了足够的血容量储备，从而也减少了术中血液有形成分的丢失。ANH联合控制性降压还使静脉回心血量增加、心输出量增加及外周阻力降低足以代偿血液携氧能力降低，从而提高了病人的氧供，避免了组织器官缺氧的发生。如今认为PH i 能较好地反映内脏灌注，就此而言超容血液稀释与控制性降压联合可能是最安全有效的血液保护手段 [21] 。
2.4 肝脏 极度ANH至HCT8%，兔血浆乳酸浓度及动脉酮体率亦无明显改变。这提示极度血液稀释不会造成显著的肝缺血或组织损伤 [22] 。Gabriele [23] 的动物实验中HCT降至20%时，肝表面氧分压，肝静脉和门静脉的pH值及肝的乳酸摄取量均无明显改变;但HCT降至14%时尽管无明显的组织损伤，肝静脉和门静脉的pH值已下降，肝表面氧分压直方图基底部拓宽左移，表明肝脏氧供已下降。Fukusakˉi [24] 的临床实验行中度ANH(Hct21%～22%)，联合PGE 1 降压至MAP55mmHg，开始降压后80min肝功能还可维持正常，120min后动脉酮体率下降了40%，180min后下降了49%，恢复正常血压后60min下降了32%，术后SGOT，SGˉPT，LDH及总胆红素显著上升，结果表明长时间超过120min由PGE 1 降压联合中度血液稀释可能会损害肝功能。在临床应用中注意掌握降压的持续时间。
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Noldge等 [25] 以猪为实验对象，行重度ANH至HCT15%后，吸入异氟醚降压，导致心输出量及内脏血流明显下降，肝表面氧分压的直方图显示38%的氧分压介于0～5mmHg，肝的氧摄取转变成氧供依赖型，说明随着血液携氧能力下降，心血管功能的抑制对肝脏的灌注、氧合以及功能产生了不良影响。因此重度血液稀释联合异氟醚降压可能对病人不安全。
2.5 肾脏 Crystal [6，7] 发现单纯中度ANH后犬肾皮质血流量下降，氧供下降，联合腺苷或硝普钠后肾皮质血流量均进一步下降，其中联合腺苷降压肾皮质血流量下降达73%，是否会损害肾功能值得引起临床注意。
Noldge等 [26] 的临床研究发现，单纯降压时PGE 1 组的肾血流量高于尼卡地平、硝酸甘油、硝普钠和硬膜外组，认为PGE 1 是对于肾血流影响最小的降压药。但PGE 1 降压联合中度ANH维持80min，尿N-乙酰-β-氨基葡萄糖苷酸在恢复血压后上升了136%，术后第1天上升了149%，血尿 素及血清肌酐术后均在正常范围，表明肾小管功能有可能受到损害 [27] 。
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3 小结及展望
血液稀释后，心搏量及各脏器灌注轻度上升，脑和心的氧供的维持以减少非重要脏器的氧供为代价。联合降压麻醉后，全身各脏器血流重新分配，而所选用的降压药物以及降压方法和维持时间的不同对各脏器灌流的影响亦不同，临床上应针对不同的患者采取不同的方法。从目前的研究报告分析，冠状动脉狭窄的患者宜联合腺苷降压，神经外科的患者宜联合尼卡地平降压，而联合PGE 1 不会加重重要脏器氧供的减少。目前常用的血液稀释方法为ANH，而国内外对超容血液稀释联合控制性降压的研究甚少，需要进行进一步前瞻性、随机研究，以评价其安全性，确立安全的更低的HCT值及动脉压限值，为临床应用提供指导。
参考文献
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27 Fukusaki M，Matsumoto M，Yamaguchi K，et al.Effect of hemodilution duringcontrolled hypotension of hepatic，renal，andpancreatic function in humans.J Clin Anesth，1996，8(7):545-545.
作者单位:200011上海第二医科大学附属第九人民医院麻醉科
(收稿日期:2002-12-19)
(编辑何 蓓), 百拇医药(但颖之)
近年来由于血源相对短缺，且认识到输血具有潜在严重并发症，如免疫抑制，血源性传染病传播，特别是HIV的出现，给输血带来严重影响，如何节约用血又受到人们重视。1999年Boldt [1] 等的研究比较了控制性降压以及急性等容血液稀释(ANH)在前列腺摘除术中减少出血量的作用，其中控制性降压给失血量和需输异体血量最低，而该组在失血前已有一定程度的血液稀释。因而血液稀释和控制性降压的联合应用以进一步降低术中出血受到麻醉界的关注。以往有研究表明急性中度血液稀释对心、脑、肾等重要器官的氧供需无不良影响 [2] ，联合控制性降压有加重携氧能力及灌注压的下降，引起重要器官的低灌注和缺血的趋势。是否会造成组织器官灌流不足，产生低氧血症?成了人们担心的焦点，现就近年来，国内外学者关于联合运用这两项技术对机体氧代谢的影响研究，综述如下。
1 对整个机体及组织氧代谢的影响
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血液稀释合并控制性降压后外周血管阻力下降，后负荷降低，而每搏输出量增加，心率无明显变化，心排血量较单纯血液稀释时增加。因此在相同的血液稀释程度时，即在相同的动脉血氧含量的情况下，合并控制性降压时的氧转运较单纯血液稀释时增加而通常所计算的氧供为心指数和动脉血氧含量的乘积，代表氧转运，而并不能完全和准确地反映组织水平的氧供给。因此从整个机体氧合来看，氧供和氧耗虽然在合并控制性降压时能满足机体的需要，但在组织代谢水平并不一定能满足氧的供给。血乳酸盐水平是研究机体氧供给即组织器官氧合更为敏感和精确的指标。宋瑞平等 [3] 观察犬血液稀释合并控制性降压，发现机体氧耗无明显变化，氧摄取率下降，这似乎可以说明机体的氧供和氧耗在合并控制性降压时是基本得到满足的。但合并控制性降压时与单纯血液稀释相比，血乳酸盐在各稀释点均显著增加，且动脉血pH值有所下降。血乳酸盐水平在血液稀释至HCT0.20后明显上升，故可大致推测HCT0.25为血液稀释的最低耐受点，血乳酸盐的升高表明机体在组织代谢水平的氧供给不能完全得以满足，有无氧代谢发生。这可能是和并控制性降压期间发生全身血流重新分布，某些器官血流自动调节机制受损，或出现了微循环短路而影响组织灌注所引起，从而说明血液稀释合并控制性降压时安全性是降低的。
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2 对重要脏器氧代谢的影响
2.1 心脏 正常功能状态的心脏在HCT降至3.7%时，病人仍能安全度过手术期 [4] 。而单支冠脉病变个体，当HCT降至0.2225的情况时，心肌氧耗无明显改变，亦无缺血发生 [5] 。Crystal [6] 以麻醉下冠状动脉狭窄的犬为研究对象，用15μm的放射性颗粒测量心肌区域血流。当ANH至原HCT的50%时，心肌血流增加了2倍，而心肌氧摄取(MVO 2 )、乳酸摄取率(MVLAC)、冠状窦氧分压没有变化。联合硝普钠降压使平均动脉压(MAP)降至50%，心肌血流及MVO 2 相应下降，而MVLAC及冠状窦的氧分压不变，降压持续60min后，心肌血流及MVO 2 上升，其他参数仍不变，说明中度血液稀释联合硝普钠降压可以保持心肌氧供需平衡，是安全的。
相同条件下联合腺苷降压至MAP的50%，犬心肌氧耗量下降29%，心肌血流上升54%，心肌氧供上升72%，从而使心肌动静脉氧含量差下降，冠状窦氧分压也随之上升，说明心肌灌注较单纯中度ANH更充足了，可见腺苷直接扩张冠脉的作用使血流及氧供超过了新陈代谢的需要 [7] 。所以中度血液稀释联合硝普钠或腺苷控制性降压，在心功能正常、冠脉未梗阻时可以安全使用，但如果病人体内储存的冠脉扩张物质耗尽或由于近端狭窄而出现严重功能衰竭，即使是接受中度血液稀释也可能不安全 [8] 。
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Kobori等人观察到单纯硝酸甘油降压时冠脉血流量与基础值相同，而联合中度ANH(HCT21%)硝酸甘油降压，冠脉血流量较基础值显著下降。表明硝酸甘油引起冠脉血流增加的作用在中度ANH下消失了 [9] 。
2.2 脑 单纯ANH由于血粘滞度的下降和血管扩张作用，脑血流量(CBF)增加，足以代偿氧合血红蛋白稀释引起的血氧浓度下降，使氧供基本不变，大脑功能保持稳定 [10] 。对于大脑有损伤的个体，血液稀释有着明显的促进冻伤后脑水肿恢复的功能 [11] 。Kiyoyki [12] 发现脑缺血模型的犬在脑栓塞3h后行轻度ANH有助于减少梗塞面积，而栓塞后6h行ANH是无益的，甚至有害。
犬在中重度ANH联合腺苷降压后，CBF下降，其中脑皮质血流量下降了37%，出现了氧供不足，应值得引起临床注意 [7] 。临床运用同样程度的ANH(HCT20%)联合异氟醚及硬膜外降压(MAP=50mmHg)，发现实验组和对照组的脑电图，颈内静脉球部氧饱和度并无明显差异，且术后恢复良好，说明重度血液稀释对联合异氟醚硬膜外降压对脑的氧供需平衡无不良影响 [13] 。
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张富军等 [14] 在神经外科手术中运用血液稀释联合硝普钠或尼卡地平降压，发现尼卡地平停药后血压回升较硝普钠组缓慢，这不仅可以防止反跳性高血压以及脑血管痉挛的发生，而且对脑缺血再灌注损伤有一定保护作用。
2.3 胃肠道 有研究表明，即使是在全身组织氧供测定正常时，也可能出现胃肠道血流灌注不正常 [15] 。莫利求等 [16] 用海脉素进行急性中度ANH，猫小肠肠系膜上动脉血流量增加了40%，小肠氧供量、氧摄取率、氧耗量，及乳酸生成量均无明显改变。但合并硝普钠控制性降压使MAP下降40%后，猫小肠血流量下降，氧供下降，并出现氧摄取率的增加、氧耗量的减少及乳酸的生成增加，表明已出现氧供需平衡失调，粘膜出现缺氧。认为其机制可能是:(1)血液稀释与控制性降压同时应用造成交感神经兴奋，肠道血管收缩，血流重新分布，优先供应心、脑、肾等重要器官，而造成胃肠道缺血 [17] ;(2)小肠粘膜血管分布具有特殊性:小动脉以直角方式进入，边扩散氧边进到绒毛尖，造成绒毛尖氧分压低于基底部，这就是所谓的逆流交换机制 [18] (Counˉtercurrent Exchange Mechanism)。在小肠血流减少时，逆流交换机制亢进，从而使粘膜遭受缺血的打击。在进行血液稀释时，应注意长时间的低血压，即使未造成心、脑、肾等重要器官的损害，也可能引起胃肠道的缺氧，损害胃肠道屏障，引起细菌与内毒素易位。
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Fukusaki [19，20] 用张力计测胃粘膜内(PH i )值时发现，低度ANH时PH i 保持不变，而中度ANH时PH i 显著下降，说明中度ANH减少了胃粘膜的氧供，但联合PGE 1 降压并不会进一步加重胃粘膜的氧供减少，即使联合PGE 1 降压达80min(MAP55mmHg)，PH i亦无进一步下降。单纯超容血液稀释(Hct25±3%)时PH i 无显著下降，联合PGE 1 降压亦无变化。这意味着中度超容血液稀释对胃粘膜氧供无明显影响，优于中度ANH。ANH保证了足够的血容量储备，从而也减少了术中血液有形成分的丢失。ANH联合控制性降压还使静脉回心血量增加、心输出量增加及外周阻力降低足以代偿血液携氧能力降低，从而提高了病人的氧供，避免了组织器官缺氧的发生。如今认为PH i 能较好地反映内脏灌注，就此而言超容血液稀释与控制性降压联合可能是最安全有效的血液保护手段 [21] 。
2.4 肝脏 极度ANH至HCT8%，兔血浆乳酸浓度及动脉酮体率亦无明显改变。这提示极度血液稀释不会造成显著的肝缺血或组织损伤 [22] 。Gabriele [23] 的动物实验中HCT降至20%时，肝表面氧分压，肝静脉和门静脉的pH值及肝的乳酸摄取量均无明显改变;但HCT降至14%时尽管无明显的组织损伤，肝静脉和门静脉的pH值已下降，肝表面氧分压直方图基底部拓宽左移，表明肝脏氧供已下降。Fukusakˉi [24] 的临床实验行中度ANH(Hct21%～22%)，联合PGE 1 降压至MAP55mmHg，开始降压后80min肝功能还可维持正常，120min后动脉酮体率下降了40%，180min后下降了49%，恢复正常血压后60min下降了32%，术后SGOT，SGˉPT，LDH及总胆红素显著上升，结果表明长时间超过120min由PGE 1 降压联合中度血液稀释可能会损害肝功能。在临床应用中注意掌握降压的持续时间。
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Noldge等 [25] 以猪为实验对象，行重度ANH至HCT15%后，吸入异氟醚降压，导致心输出量及内脏血流明显下降，肝表面氧分压的直方图显示38%的氧分压介于0～5mmHg，肝的氧摄取转变成氧供依赖型，说明随着血液携氧能力下降，心血管功能的抑制对肝脏的灌注、氧合以及功能产生了不良影响。因此重度血液稀释联合异氟醚降压可能对病人不安全。
2.5 肾脏 Crystal [6，7] 发现单纯中度ANH后犬肾皮质血流量下降，氧供下降，联合腺苷或硝普钠后肾皮质血流量均进一步下降，其中联合腺苷降压肾皮质血流量下降达73%，是否会损害肾功能值得引起临床注意。
Noldge等 [26] 的临床研究发现，单纯降压时PGE 1 组的肾血流量高于尼卡地平、硝酸甘油、硝普钠和硬膜外组，认为PGE 1 是对于肾血流影响最小的降压药。但PGE 1 降压联合中度ANH维持80min，尿N-乙酰-β-氨基葡萄糖苷酸在恢复血压后上升了136%，术后第1天上升了149%，血尿 素及血清肌酐术后均在正常范围，表明肾小管功能有可能受到损害 [27] 。
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3 小结及展望
血液稀释后，心搏量及各脏器灌注轻度上升，脑和心的氧供的维持以减少非重要脏器的氧供为代价。联合降压麻醉后，全身各脏器血流重新分配，而所选用的降压药物以及降压方法和维持时间的不同对各脏器灌流的影响亦不同，临床上应针对不同的患者采取不同的方法。从目前的研究报告分析，冠状动脉狭窄的患者宜联合腺苷降压，神经外科的患者宜联合尼卡地平降压，而联合PGE 1 不会加重重要脏器氧供的减少。目前常用的血液稀释方法为ANH，而国内外对超容血液稀释联合控制性降压的研究甚少，需要进行进一步前瞻性、随机研究，以评价其安全性，确立安全的更低的HCT值及动脉压限值，为临床应用提供指导。
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作者单位:200011上海第二医科大学附属第九人民医院麻醉科
(收稿日期:2002-12-19)
(编辑何 蓓), 百拇医药(但颖之)