感染性休克复苏治疗时的液体选择

·继续教育园地 (危重病医学系列第 38 讲) · 作者单位 :100730 北京 ,中国医学科学院 中国协和医科大学 北 京协和医院加强医疗科 感染性休克复苏治疗时的液体选择 杜斌 　　感染性休克是一种危及患者生命的临床综合征 ,常常伴 有多器官系统功能障碍。感染性休克时 ,由于全身和微循环 血流分布异常 ,毛细血管的有效灌注减少。导致组织灌注减 少的一个重要因素即低血容量。所有的感染性休克患者均 不同程度地存在循环容量相对或绝对不足。因此 ,液体复苏 治疗以及必要时应用适当的强心或升压药物成为感染性休 克的一线治疗 ,并可能影响患者预后。 在介绍感染性休克液体复苏治疗前 ,首先回顾血浆胶体 渗透压的概念。 一、血浆胶体渗透压 1. 基本概念 :如果溶质浓度不同的两种溶液被半透膜 所分隔 ,渗透压即是防止溶剂经过半透膜移动所必须具备的 压力。若水和小分子量物质能够透过半透膜 ,而大分子量物 质 (血浆蛋白等胶体) 不能通过半透膜 ,即产生胶体渗透压 (COP) 。 蛋白质的分子量较大 ,是血液中唯一不能自由通过毛细 血管膜的物质。蛋白质一旦通过毛细血管膜进入组织间质 , 则可以经淋巴系统返回到循环中。在危重病患者 ,尽管血管 通透性增加导致组织间质蛋白质含量升高 ,但是血液中的蛋 白质仍然相当于组织间隙中的 2 倍。毛细血管膜两侧蛋白 质浓度的差异是导致血浆胶体渗透压的主要原因。分子的 数量决定了 COP。 血浆蛋白质包括多种成分 ( 1) 。COP 的 75 %由白蛋 白浓度决定。正常的 COP 约为 25 mm Hg(1 mm Hg = 01133 kPa) 。仰卧位时血容量增加引起轻度的血液稀释 ,因此 COP 稍有降低。 表 1 　血浆蛋白质成分及其胶体渗透压 血浆蛋白 平均分子量 浓度(g/ L) 胶体渗透压 (mm Hg) 白蛋白 69 000 45 20 球蛋白 140 000 25 5 纤维蛋白原 400 000 3 012 2. 渗透压的计算 :理想溶液的 COP 可以根据 vant Hoff 公式进行计算 :COP = cRT/ M 　　　　　(1) 其中 ,c 为溶液的浓度 (g/ L) ,R 是气体常数 , T 为绝对温 度 ,M 是胶体分子的平均分子量。因此 c/ M 为胶体的摩尔 浓度。但是 ,随蛋白质浓度的增加 ,COP 与浓度之间不再呈 良好的线形相关关系 ,如果仍采用上述公式将导致较大的偏 差。为解决这一问题 ,Landis和 Pappenheimer 提出了一个三 次多项式 : COP = 2. 1[ TP] + 0. 16[ ( TP) 2 + 0. 009 ( TP) 3 ] 　　(2) 其中 TP 为总蛋白质浓度。 尽管如此 ,这个公式仍不能准确估计 COP。这表明 ,在 危重病状态下 ,血浆胶体渗透压不能通过蛋白质浓度进行准 确估计。 毛细血管膜并非完全的半透膜 ,胶体渗透压和静水压梯 度是决定体液流动的重要因素。体液通过毛细血管壁的流 动 (Q)符合 Starling 定律 : Q = Kf [ ( Pmv - Ppmv) -σ(πmv -πpmv) ] 　　(3) 其中 , Kf 是毛细血管滤过系数。P 是毛细血管 (mv) 和 毛细血管周围 (pmv)的静水压。π为毛细血管和毛细血管周 围的胶体渗透压。σ为溶液反折系数。溶液反折系数代表 了半透膜阻止蛋白质通过的能力 ,其数值介于 0～1 之间。 如果蛋白质同水一样能够自由通过毛细血管膜 ,则σ值为 0 , 表明此时胶体渗透压没有任何作用。如果蛋白质完全不能 通过毛细血管膜 ,则σ值为 1 ,此时胶体渗透压梯度与静水压 梯度作用相同。正常情况下 ,肺毛细血管的σ值为 018。 很明显 , ICU 患者具有发生肺水肿的危险。Starling 定 律中肺毛细血管的两个重要压力 ,即 COP 和反映毛细血管 静水压的肺动脉楔压 ( PAOP) 可以在临床进定。PAOP 正常值为 7 mm Hg ,因此 COP2PAOP 压力梯度通常为 18 mm Hg。这个压力梯度的存在可以防止肺组织间隙内体液的 蓄积。由于肺毛细血管对蛋白质的渗漏甚于体循环 ,因此肺 间质胶体渗透压相对较高 ,约为血浆胶体渗透压的 70 % ,体 循环毛细血管床间质胶体渗透压仅为血浆胶体渗透压的 20 %～30 %。体循环的πmv 2πpmv 大 ,意味着外周组织对血 液稀释耐受性小 ,即容易发生外周水肿。 Tranbaugh 将 Starling 方程简化为 : Q = Kf [ PAOP - 018 (COP - 017COP) ] 　　　　　　　　　　(4) Q = Kf ( PAOP - 0124COP) 　　　　　(5) 根据 Starling 定律可以发现 ,即使在较低的 PAOP 水平 下 ,胶体渗透压的下降仍可引起肺水肿。但是 ,如果 PAOP 显著升高 ,则 COP2PAOP 梯度可能为负值。而且 ,根据公式 (4)和 (5) 可以推断 ,COP 减低的重要性仅相当于 PAOP 增 加的 1/ 4。因此 ,在肺水肿产生方面 , PAOP 比 COP 更为重 要。 ·4731· 中华医学杂志 2003 年 8 月 10 日第 83 卷第 15 期　Natl Med J China , August 10 ,2003 ,Vol 83 , No. 15 二、晶体溶液和胶体溶液的基本特点 液体复苏治疗时可以选择两种液体 :晶体溶液 (如生理 盐水和等张平衡盐溶液) 和胶体溶液 (如白蛋白和人工胶 体) 。由于 5 %葡萄糖溶液很快分布到细胞内间隙 ,因此不 推荐用于复苏治疗。 1. 晶体液 :液体复苏治疗常用的晶体液为 019 %生理盐 水和乳酸林格氏液 (表 2) 。由于临床常常采用血乳酸水平 评价组织灌注情况 ,因此大量输注乳酸林格氏液的一个顾虑 就是对血乳酸水平的影响。但是 ,林格氏液中所含的乳酸在 复苏过程中可以迅速代谢 ,所以不会影响动脉血乳酸测定。 表 2 　常用晶体液与血浆的比较 种类　　 血浆 019 %生理盐水 乳酸林格氏液 钠 (mmol/ L) 141 154 130 氯 (mmol/ L) 103 154 109 钾 (mmol/ L) 425 2 4 钙或镁 (mmol/ L) 5/ 2 2 3/ 0 碳酸氢根 (mmol/ L) 26 2 2 乳酸 (mmol/ L) 2 28 p H 714 517 617 渗透压 (mmol/ L) 289 308 273 生理盐水和乳酸林格氏液主要分布于细胞外液。在理 想情况下 ,输注的晶体液约有 25 %存留在血管内 ,而其余 75 %则分布于血管外间隙。临床上输注 1 L 等张晶体液后 , 血管内容量可增加 100～200 ml。在最初的 24 h 内 ,感染性 休克的复苏治疗常常需要大量的晶体液 (6～10 L) ,这可以 引起血浆蛋白的稀释以及胶体渗透压的下降。 高张盐溶液中钠含量为 400～2 400 mmol/ L。高张溶液 的优点包括改善心肌收缩力和扩张毛细血管前小动脉 ,主要 的危险在于医源性高张状态。感染性休克时应用高张溶液 的经验很少。 21 胶体液 :目前有很多不同的胶体液可供选择 ,包括血 浆、白蛋白、明胶、低分子右旋糖苷和羟乙基淀粉。临床复苏 治疗中应用的胶体液主要有白蛋白和羟乙基淀粉 (表 3) 。 表 3 　常用胶体液 25 % 白蛋白 5 % 白蛋白 6 %羟乙基 淀粉 低分子 右旋糖酐 胶体渗透压 (mm Hg) 70 40 30 40 单位容积 50 ml 250 ml 500 ml 500 ml 扩容能力 3 4∶1 113∶1 113∶1 2∶1 出血 - 01001 01010 01010 价格 403 元/10 g 3 3 8617 元/2 g △ 135 元/500 ml ▲ 1015 元/500 ml 5. 8 元/ 500 ml △△ 　　3 扩容能力表示为每输注 1 ml 胶体液所增加的血管容量 (ml) 。3 3 :20 %人血白蛋白 ; △: 10 %人血白蛋白 ; ▲: 6 %赫斯 ; △△: 6 % 706 代血浆 　　白蛋白是一种天然的血浆蛋白质 ,在正常人构成了血浆 胶体渗透压的 75 %～80 %。白蛋白的正常浓度为 35～50 g/ L。40 %的白蛋白分布于血管内 ,其余在血管外。在国内 , 人血清白蛋白有 10 %和 20 %两种浓度 ,而美国则有 5 %和 25 %两种浓度。250 ml 的 5 %白蛋白溶液中含有 1215 g 白 蛋白 ,胶体渗透压为 18～20 mm Hg ;而 50 ml 的 25 %白蛋白 溶液中含有 1215 g 白蛋白 ,胶体渗透压为 100 mm Hg。 在复苏治疗初期 ,应使用 5 %的白蛋白溶液。输注 1 L 的 5 %白蛋白溶液后 ,血浆溶液增加 500～1 000 ml。如果输 注 25 %的白蛋白溶液 ,只有当血管外间隙液体可以移动到 血管内时 ,才能有效地增加血管内容量。如果体液能够从组 织间隙进入到血管内 ,则输注 100 ml 的 25 %白蛋白溶液1 h 后 ,可以使血管内容量增加 400～500 ml。但是 ,在血管通透 性增加如感染性休克时 ,仅有少量的组织间液能够进入血液 循环。 羟乙基淀粉是一种人工合成的胶体溶液 ,为 6 %的生理 盐水溶液 ,即羟乙基淀粉的含量为 60 g/ L ,其胶体渗透压约 为 300 mmol/ L。输注 1 L 羟乙基淀粉能够使循环容量增加 700～1 000 ml ,至 24 h 后仍可维持 40 %的最大扩容效果。 羟乙基淀粉还可以影响内皮细胞的活化 ,其机制尚未阐明。 在全身性感染患者 ,与输注白蛋白相比 ,输注羟乙基淀粉能 够减少循环中的可溶性粘附分子 ,这可能有助于避免内皮细 胞的活化和损伤。上述机制能够部分解释在全身性感染模 型中 ,输注羟乙基淀粉溶液可以保持微循环横截面积不变。 羟乙基淀粉能降低 Ⅷ因子活性 ,使部分凝血活酶时间延 长 ,且对出凝血的影响呈剂量依赖性。在多数临床研究中 , 上述改变主要与输注大量羟乙基淀粉所引起的血液稀释有 关。在低血容量休克和创伤性休克患者 ,输注羟乙基淀粉后 凝血指标仅有轻度异常 ,出血发生率并不增加。 大分子量羟乙基淀粉颗粒长期沉积在网状内皮系统 ,可 能导致免疫功能抑制 ,这一点已经引起重视。在一项研究 中 ,试验动物接受羟乙基淀粉输注后 ,巨噬细胞功能和网状 内皮清除脂肪乳的能力均未发生改变。 三、复苏治疗时液体的选择 胶体溶液和晶体溶液的主要区别在于 ,胶体溶液具有一 定的 COP。输注晶体溶液常常导致 COP 的下降 ,但是输注 胶体溶液则能够保持或增加 COP。与胶体溶液相比 ,输注 等量的晶体溶液后最初的扩容效应较差 ,而且持续时间较 短。尽管静水压才是调节体液跨毛细血管移动的最重要因 素 ,但是 COP 的下降容易导致肺水肿的发生。针对危重病 患者的研究并未发现任何一种液体在复苏治疗中具有更大 的优越性。无论使用晶体溶液抑或胶体溶液都能达到预定 的血流动力学指标。然而 ,此时所需的晶体溶液相当于胶体 溶液的 3～4 倍 ,而且体重增加以及外周水肿更为明显。周 围组织水肿的临床意义尚不明确 ,但是实验研究显示 ,组织 水肿的加重可能影响组织氧合。研究表明 ,在左室充盈压力 没有过度升高的条件下 ,输液种类的选择并不会对呼吸功能 产生不良的影响。对相关随机对照临床研究进行荟萃 ·5731·中华医学杂志 2003 年 8 月 10 日第 83 卷第 15 期　Natl Med J China , August 10 ,2003 ,Vol 83 , No. 15 (meta2analysis) ,并未显示胶体或晶体溶液治疗对患者病死 率的不同影响。与晶体溶液相比 ,胶体溶液治疗能够更快地 恢复血流动力学的稳定性。 现有的几种胶体溶液在物理化学性质、最初的扩容效应 以及血浆半衰期等方面均有所不同。进行复苏治疗时 ,使用 不同的胶体溶液对循环呼吸系统的影响相似。实验研究发 现 ,某些人工胶体溶液对改善微循环状态有益。但是 ,截止 到目前 ,对于感染性休克的液体复苏治疗时人工胶体溶液的 选择尚无特别的推荐性意见。一般而言 ,与人工胶体溶液相 比 ,白蛋白更为昂贵 ,在常规应用时应考虑价格因素。 由于缺乏液体复苏治疗终点的科学证据 ,很难对输注液 体的容量以及输液速度提出推荐性意见。事实上 ,输液容量 及速度与液体的选择、当前血压、患者的治疗反应以及脏器 灌注指标如神志状态、尿量和动脉乳酸浓度等因素有关。 根据临床经验 ,合理的推荐意见是首先选择 1 000 ml 晶 体溶液或 500 ml 胶体溶液快速输注。应根据心室充盈压力 以及氧合情况的测定结果指导其后的输液治疗。充分的液 体复苏治疗应维持收缩压至少为 90 mm Hg ,这样脏器灌注 才得以改善。应当指出的是 ,对于老年患者以及缺血性心脏 病和/ 或脑血管病患者 ,收缩压应保持在 100 mm Hg 以上。 感染性休克早期可以考虑留置中心静脉插管以指导大 量液体复苏治疗和血管活性药物的治疗。血管活性药物常 规应经中心静脉插管而非外周静脉插管给予。尽管没有确 切的证据表明监测中心静脉压 (CVP)能够改善患者的预后 , 但是 CVP 仍可用于指导液体复苏治疗 ,特别是用于确定输 液量和速度。然而 ,需要强调的是 ,中心静脉置管操作过程 不应干扰或延迟液体复苏治疗。30 %至 50 %的感染性低血 压患者单纯通过输液治疗即可维持血压 ,对这些患者可以不 留置中心静脉插管。即使在进行 CVP 监测时 ,仍然需要根 据临床反应指导输液治疗。一旦达到预定的临床指标 ,无论 CVP 如何 ,均应将输液速度降低至维持速度。如果仍不能 达到预定的临床指标 ,应慎重考虑是否继续输液治疗以进一 步提高 CVP ,因为 CVP 超过 12～15 mm Hg (即 15～18 cm H2O)将明显增加肺水肿的危险。在这种情况下 ,可以考虑 留置肺动脉漂浮导管。 四、疗效 晶体液可用于补充细胞外液的丢失 (脱水) ,也可以补充 血容量的丢失。在急性出血或低血容量时 ,均伴有组织间液 的缺乏。在出血性休克的动物模型中 ,在输血的同时补充含 盐的溶液以纠正组织间液的缺失 ,能够显著降低死亡率。尽 管有学者对急性出血时组织间液缺乏的重要性提出质疑 ,但 晶体液用于急性出血患者的复苏治疗仍然是有效的 ,而且也 是创伤患者复苏中最常使用的液体。 晶体液和胶体液都能够有效地进行感染性休克患者的 液体复苏治疗。心输出量和全身氧输送的增加与血管内容 量的增加呈相关关系。无论使用晶体液抑或胶体液 ,只要达 到相同的充盈压 ,都能有效恢复组织灌注。与胶体液相比 , 输注晶体液的量需增加 2 至 4 倍 ,而且达到血流动力学治疗 终点所需的时间稍长 (约相当于胶体液的 2 倍) 。使用 5 % 白蛋白或 6 %羟乙基淀粉进行复苏时 ,所需输液量相同。而 在改善心输出量和氧输送方面 ,胶体液比晶体液更为优越。 尽管如此 ,目前的观点仍认为 ,无论使用晶体液抑或胶 体液进行复苏治疗 ,都不会影响低血容量休克患者的预后。 五、并发症 液体复苏治疗最主要的并发症为肺水肿和全身水肿。 感染性休克时上述并发症与以下因素有关 : ①静水压的升 高 ; ②COP 的降低 ; ③微血管通透性增加。事实上 ,有关晶 体液和胶体液的争论主要集中在维持血浆 COP 的重要性方 面。大量晶体液的复苏治疗会导致血浆 COP 下降 ,而输注 胶体液则能够维持 COP。在试验研究中 ,血浆 COP 的下降 可以引起血管外肺水增加。临床报告观察到 COP 2 PAOP 的压力梯度减小时 ,将出现肺水肿。在一些临床研究中 ,患 者随机接受晶体液或胶体液的输注 ,结果发现肺水肿的发生 情况并不一致。有些研究中发现使用两种液体在肺水肿发 生方面没有差异 ,而另外的研究则发现使用晶体液后容易出 现肺水肿。全身性感染的试验模型证实 ,当静水压保持在较 低水平时 ,血管外肺水并不增加。这表明在全身性感染时 , 导致血管外肺水增加的主要因素为毛细血管的压力而非 COP。综上所述 ,这些资料说明 ,如果能够维持较低的充盈 压力 ,使用晶体液或胶体液不会影响肺水肿的发生。但是 , 对于心室功能不全的患者 ,需要较高的充盈压力以改善心脏 功能 ,此时输注胶体液可以减少血管外肺水的产生。 约有 30 %～60 %的感染性休克患者发生急性呼吸窘迫 综合征 (ARDS) 。对于 ARDS患者 ,临床医生通常的顾虑是 , 由于毛细血管通透性的增加 ,胶体颗粒如果进入组织间质 , 将增加血管外肺水 ,使肺水肿加重。为此 ,研究者采用了毛 细血管通透性增加的动物模型 ,并进行了感染性休克和 ARDS患者的临床研究 ,结果均未发现输注胶体液后肺水增 加或呼吸功能受到影响。 全身性水肿是液体复苏治疗中的常见并发症。毛细血 管通透性增加 ,静水压力升高以及血浆 COP 下降等因素在 感染时全身性水肿发生中的作用尚不明确。组织水肿时 ,氧 的弥散距离增加 ,因此组织的氧分压降低。在腹膜炎模型 中 ,与胶体液相比 ,晶体液治疗可以加重内皮细胞肿胀 ,减少 全身毛细血管横截面积。 完整的胃肠道黏膜对细菌的移位起到了屏障作用。输 注晶体液后 COP 的下降以及组织水肿的产生都不影响胃肠 道黏膜的完整性。对比晶体液和胶体液治疗烧伤的效果 ,发 现细菌移位的主要决定因素是复苏的程度而非液体的选择。 思考题 : 11 什么是胶体渗透压 ? 其主要决定因素包括哪些 ? 21 请叙述有关体液通过毛细血管壁的流动的 Starling 　定律。 31 如何理解液体复苏治疗中晶体和胶体液的差异 ? (收稿日期 :2003206230) (本文编辑 :李群) ·6731· 中华医学杂志 2003 年 8 月 10 日第 83 卷第 15 期　Natl Med J China , August 10 ,2003 ,Vol 83 , No. 15