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编号:10250717
危重肺心病患者动脉血和脑脊液酸碱失衡关系的研究
http://www.100md.com 《中国急救医学》 2000年第11期
     作者:金发光 钱桂生 肖晔

    单位:金发光 肖晔(第四军医大学唐都医院呼吸内科,陕西 西安 710038);钱桂生(第三军医 大学新桥医院呼吸病研究所)

    关键词:肺心病;脑脊液;酸碱失衡

    中国急救医学001109 [摘 要] 目的 探讨脑脊液(CSF)酸碱失衡与肺性脑病的关系及肺心病呼吸 衰竭时CSF的酸碱调节机制。方法 检测103例危重肺心病患者动脉 血和腰穿CSF的主要酸碱变量并进行对照分析。结果 ①慢性呼酸时 ,如果7.998 kPa2<13.333 kPa,pHa代偿正常少见,而CSF pH能相对保持正常 ;②慢性呼酸并代碱时,pHa可偏碱、正常或偏酸,而CSF pH亦能相对正常;③慢性呼酸并 代酸时,pHa和CSF pH均显著下降;④如果CSF偏酸(pH 7.250),患者表现为中枢神经系统( C NS)抑制症状。如果CSF偏碱(pH>7.340)患者表现为CNS兴奋症状,如果CSF严重偏酸(pH<7 .200)或偏碱(pH>7.360),患者常出现昏迷;⑤各型酸碱失衡时,PaCO2与CSF PCO2 ,CSF PCO2与CSF [HCO3-]均显著正相关(P<0.01)。结论 危重肺心病患者酸碱失衡时,CSF代偿能力较血液强,CSF PCO2在CSF酸碱调节中有重要 作用。CSF酸碱失衡是肺性脑病的主要因素。
, 百拇医药
    [中图分类号] R 589.6;R 541.5 [文献标识 码] A [文章编号] 1002-1949(2000)11-0649- 03

    Study on the relationship between acid-base imbalance of arterial blood and cere brospinal fluid in chronic cor pulmonale

    JIN Fa-guang,QIAN Gui-sheng,XIAO ye

    (Department of Respiratory Diseases,Tangdu Hospital,Fourth Military Medical University,Xi′an 710038,China)

    [Abstract] Objective To study the relationship between acid-base im balance of arterial blood and cerebrospinal fluid (CSF) and the role of CSF aci d-base imbalance in pulmonary encephalopathy in chronic cor pulmonale.Methods The acid-base variables were dynamically observed in the art erial blood and CSF in 103 chronic cor pulmonale.Results ① In the chronic respiratory acidosis,when blood PaCO2 was higher than 7.998 kPa an d was lower than 13.333kPa,complete compen-sated respiratory acidosis was seldom seen,but CSF pH might keep normal;②In case of chronic respiratory acidosis wit h metabolic alkalosis,arterial pH might be alkali,normal,or acid,might keep rela tively normal;③In case of chronic respiratory acidosis with metabolic acidosis, b oth arterial pH and CSF pH were decreased;④If CSF was acid,the patients often h ad inhibitory symptoms of central nervous system(CNS).If CSF was alkali,the pati ents often had excitatory sympotoms of CNS.If CSF was seriously acidosid (pH<7 .250) or alkolosid (pH>7.360),the patients often had coma;⑤There were signifi cant correlation between CSF PCO2 and PaCO2,between CSF PCO2 and CSF HCO -3 in all kinds of acid-base imbalance.Conclusion Th e se results suggest that in acid-base disorders the ability of compensation of CS F is stronger than blood and the acid-base imbalance of CSF is closely related t o pulmonary encephalopathy.The changes of CSF PCO2 plays an important role i n regulation of CSF acid-base balance.
, 百拇医药
    [Key words] Cor pulmonale; Cerebrospinal fluid; Acid-b ase imbalance

    危重肺心病患者脑脊液(CSF)酸碱失衡的研究国内报道不多,我们通过对危重肺心病患者动 脉血和CSF酸碱变量的对照分析,探讨危重肺心病患者CSF酸碱变化特点,CSF酸碱调节机制 及CSF酸碱失衡与肺性脑病的关系。

    1 材料和方法

    1.1 材料 1993年12月~1995年12月急诊和住院的肺心病患者103例,年龄60~83岁(平均 66.8岁),共228例次动脉血气分析和60例次CSF酸碱分析,所有患者均符合第三次全国肺心 病专业会议1980年黄山市修订的《慢性肺原性心脏病诊断标准》,其中20例诊断为肺性脑病 ;另取10例60~80(平均66.5)岁健康志愿者的动脉血和CSF酸碱变量作为对照值。
, 百拇医药
    1.2 方法 常规股动脉穿刺取动脉血2ml,腰椎穿刺取CSF 1 ml,立即用IL-1303型自动血 气分析仪检测酸碱变量。将228例次动脉血气分析结果代入慢性呼吸性酸中毒(简称慢性呼酸 )预计代偿公式[1]△HCO-3=2.63×△PaCO2±5.58,分为下列3组:① 慢性呼酸组,共135例次,AB值在正常HCO3-+2.63×△PaCO2±5.58范围之内; ②慢性呼酸并代谢性碱中毒(简称代碱)组,共51例次,AB值>正常HCO-3+2.63 ×△PaCO2+5.58;③慢性呼酸并代谢性酸中毒(简称代酸)组,共42例次,符合AB值<正 常HCO-3+2.63×△PaCO2-5.58。以上各组所用的正常HCO-3值为24 mmol/L 。变量均数比较采用未配对t检验,变量的相互关系用直线回归和相关分析处理。
, 百拇医药
    2 结果

    2.1 酸碱失衡分布228例次中,慢性呼酸135例次,占59.2%;慢性呼酸并代碱51例次,占 22.4%;慢性呼酸并代酸42例次,占18.4%。

    2.2 动脉血和CSF酸碱变量值见表1。

    表1 动脉血和CSF酸碱变量值 Acid-base disorders

    Arterial blood

    CSF

    n

    pH

    PCO2

    (kPa)
, 百拇医药
    HCO 3-

    (mmol/L)

    n

    pH

    PCO2

    (kPa)

    HCO3-

    (mmol/L)

    6.665~1

    58

    7.351

, 百拇医药     7.306

    30.9

    8

    7.323

    7.838

    28.6

    7.865~2

    17

    7.460

    7.167

    38.5

    6

    7.290
, 百拇医药
    8.898

    30 .1

    3

    7

    7.185

    7.276

    20.5

    2

    7.201

    9.142

    25.2

    7.998~1

    33
, 百拇医药
    7.320

    8.718

    34.8

    7

    7.279

    9.269

    30 .6

    9.197~2

    15

    7.402

    8.635

    40.5

    4
, 百拇医药
    7.290

    10.368

    33 .5

    3

    6

    7.098

    8.349

    20.1

    3

    7.198

    10.082

    27.6

    9.331~1
, http://www.100md.com
    16

    7.312

    9.933

    38.4

    5

    7.308

    10.730

    37 .8

    10.531~2

    11

    7.395

    10.036

    47.0
, 百拇医药
    2

    7.310

    11.637

    41.2

    3

    7

    7.121

    9.868

    24.9

    3

    7.176

    1.730

    30.5
, 百拇医药
    10.664~1

    28

    7.267

    12.305

    42.9

    4

    7.310

    12.867

    45.6

    13.333~2

    8

    7.344

    12.067
, 百拇医药
    50.1

    2

    7.310

    13.799

    48.9

    3

    22

    7.070

    13.244

    30.0

    1

    7.185

    14.977
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    39.8

    正常对照组

    10

    7.401

    5.479

    24.8

    10

    7.315

    6.758

    2 3.5

    1.Chronic respiratory acidosis;2.Chronic respiratory acidosis with metabolic a lkolosis;3.Chronic respiratory acidosis with metabolic acidosis.
, 百拇医药
    2.3 动脉血和CSF酸碱变量的相关性 各型酸碱失衡时PaCO2与CSF PCO2均显 著相关 (P<0.01),其相关系数分别为慢性呼酸r=0.934,慢性呼酸并代碱r=0.921 ,慢性呼酸并代酸r=0.915。另外,CSF PCO2与CSF[HCO-3]亦显著相关 (P<0.01),其相关系数分别为慢性呼酸r=0.910,慢性呼酸并代碱r=0.8 34,慢性呼酸并代酸r=0.740。

    2.4 20例肺性脑病患者动脉血和CSF酸碱变量值见表2。

    表2 20例肺性脑病患者动脉血和CSF酸碱变量值(n=20,±s Acid-base

    disorders
, 百拇医药
    Cases

    Arterial blood

    CSF

    pH

    PCO2

    (kPa )

    HCO3-

    (mmol/L)

    pH

    PCO2

    (kPa)

    HCO3-
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    (mmol/L)

    1

    11

    7.321±0.049

    10.37 1±1.317

    41.7±6.2

    7.237±0.028

    11.305±1.240

    32.7±3.4*

    2

    5

    7.393±0.049
, 百拇医药
    10.158±0.531

    49.1±5.6

    7.356±0.032

    10.904±0.480

    42.5±2.4*

    3

    4

    7.185±0.044

    13.290±2.866

    38.7±7.5

    7.134±0.043

, 百拇医药     13.703±0.559

    31.8±4.1*

    1.Chronic respiratory acidosis;2.Chronic respiratory acidosis with metabolic a lkolosis;3.Chronic respiratory acidosis with metabolic acidosis.P<0.01 v s arterial blood.

    3 讨论

    3.1 各型慢性酸碱失衡动脉血和CSF酸碱关系分析

    3.1.1 慢性呼酸 近10余年来,国内外学者研究认为慢性呼酸时,PaCO2每升高1.333 kPa,HCO-3升高3~4 mmol/L[2,3]。本组结果显示:在PaCO2<7.99 8 kPa的58例次血气结果中,pHa平均>7.350,说明机体常可完全代偿。在PaCO2>7.9 98 的血气标本中,完全代偿少见,且随着PaCO2的增加,pHa逐渐下降,说明慢性呼酸时血液 的代偿程度与高碳酸血症的严重程度呈反比关系。我们的结果同时表明:慢性呼酸时CSF的 酸碱变化规律不同于血液,主要表现为不管pHa是否代偿,CSF pH大多能保持在7.290~7. 320的相对稳定范围之内,说明CSF代偿能力较血液强,检测的所有标本,CSF PCO2>PaC O2,CSF PCO2与PaCO2,CSF PCO2与CSF[HCO-3]均显著正相关。说明CO 2能迅速通过血-脑屏障进入CSF,并且参于CSF的酸碱调节,因而临床上应以积极控制肺 部感染、改善通气、尽快排出体内过多的CO2纠正呼酸,而不宜使用碱性药物。
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    3.1.2 慢性呼酸并代碱 本组结果呼酸并代碱者共51例次,其中仅有PaCO2<7.998k P a的17例次,pHa>7.440,其余均随着PaCO2的升高,pHa逐渐下降到正常或低于正常。而 CSF pH在PaCO2不同水平仍能保持在7.290~7.320的相对稳定范围之内,并未受到pHa的 明显影响。CSF PCO2>PaCO2,CSF PCO2与PaCO2,CSF PCO2与CSF[HCO- 3]显著相关。结果表明呼酸并代碱时CSF的代偿能力也较血液强。临床上防止低钾低氯 的 出现是在积极抗感染和改善通气的同时,给予氯化钾、精氨酸,必要时给予少量的氯化 铵、醋氮酰胺等治疗,可缓解病情。如果只抗感染和改善通气,可出现PaCO2和CSF PCO 2下降,血液和CSF[HCO-3]却相对保持在较高水平,加重碱中毒,引发肺性脑病 。
, 百拇医药
    3.1.3 慢性呼酸并代酸 严重肺心病患者常出现慢性呼酸并代酸,病死率极高。本组共4 2例次,在不同PaCO2时均表现为HCO-3相对下降,pHa明显下降,并随着PaCO2的 升高呼酸并代酸发病明显提高。CSF pH随着pHa的下降而下降,但△CSF pH<△pHa ,CSF PCO2与PaCO2,CSF PCO2与CSF[HCO-3]亦显著相关。同样说 明CSF代偿能 力较血液强。其处理原则应为积极抗感染、改善通气、迅速降低PaCO2和CSF PCO2。在 改善通气的前提下,可小剂量、缓慢输入5%碳酸氢钠溶液40~60 ml,既可纠正血液代酸, 又 不至于引起碱中毒[5]。同时还应积极治疗引起代酸的根本原因,如提高吸氧浓度 和改善肾功能。

    3.2 CSF酸碱失衡与肺性脑病的关系 本组20例肺性脑病患者慢性呼酸11例,CSF pH为7. 237,与Vanheijet等[6]报道的及本组10例健康人的正常参考值比较为低,患者临 床表现均为中枢神经系统(CNS)抑制症状,如淡漠、嗜睡、对各种反应迟钝等;慢性呼酸并 代碱5例,其CSF pH平均为7.356,CSF偏碱,患者的临床表现均为CNS兴奋症状,如神志恍 惚 、精神异常、兴奋、多语、语无伦次、谵妄、躁动、肌肉轻度抽动等;呼酸并代酸4例,CSF pH平均为7.134,CSF严重偏酸,患者主要表现为半昏迷或昏迷。由此可见,肺心病患者CS F酸碱失衡与肺性脑病密切相关,CSF酸碱失衡是肺性脑病发病的主要因素。
, 百拇医药
    3.3 肺心病患者酸碱失衡时CSF酸碱调节机制

    本组结果表明肺心病患者各型酸碱失衡时CSF的代偿能力较血液强。其主要调节机制可能是 :①CSF PCO2>PaCO2,CSF PCO2与PaCO2和CSF[HCO-3]均显著相关。提示随 着PaCO2的升高,CSF PCO2及CSF[HCO-3]亦随之升高。脉络丛上皮细胞内含丰富 的碳酸酐酶(CA),在CSF PCO2升高时,CA活性增强,CO2水化作用加速,HCO-3大量 形成并分泌进入CSF,维持CSF [HCO-3]相对处于较高水平[1];②血-脑屏 障、血-CSF屏障对HCO-3、H+的通透性极低,血液中的酸碱变化很难直接影响CSF的 酸碱值 [8];③脉络丛上皮细胞HCO-3/Cl-交换功能,Kopito等[9]从小鼠脑c DNA文库中筛选出脑带3蛋白cDNA克隆,并认为其具有介导HCO-3/Cl-等量交换的功能 。酸中毒时,HCO-3/Cl-交换减弱,碱中毒时交换增强,因此在血液处于酸碱紊乱时 ,能相对保持CSF[HCO-3]的适当水平, 保持CSF pH的相对稳定。另外,本组呼酸并代酸时CSF pH表现为明显下降,主要是由于呼酸 并代酸患者大多有严重缺氧或肾功能不全,继发性引起体内有机酸增多所致,有机酸能自由 弥散进入CSF,使CSF[HCO-3]减少,CSF pH随之下降[10]
, 百拇医药
    [基金项目] 国家自然科学基金资助项目(批准号:39570306)

    本课题1996年获军队科技进步二等奖,1998年获国家科技进步三等奖。

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    [收稿:2000-02-16], 百拇医药