乳酸性酸中毒(1)

重症医学 2018-09-18 09:12:45
乳酸性酸中毒(1)
重症行者翻译组  蓝雨译  单可记校对
乳酸性酸中毒是由于乳酸和氢离子在体液中聚集造成,并且常常与不良 的临床预后相关。乳酸性酸中毒的影响由其本身的严重程度和临床情况决定。当乳酸酸中毒合并低流量状态时,死亡率增加近三倍,并且乳酸越高,预后越差。尽管高乳酸血症常常是由于组织缺氧造成,但是也可以由其他原因导致。病因的控制是唯一有效的治疗方法。然而,由于对其病理生理学特点以及在此状态下引起细胞功能障碍的因素两方面的研究进展,从而导致了新疗法的出现。这篇乳酸性酸中毒的综述不仅强调乳酸性酸中毒病理生理,而且关注其乳酸性酸中毒的诊断和治疗。我们仅讨论L-乳酸的聚集,因在临床中遇到的乳酸性酸中毒的情况中的绝大多数情况如此。
病理生理学特征
正常乳酸代谢
乳酸产生和消耗的完整反应方程如下:
                 丙酮酸+NADH+H+⇋乳酸+NAD+.
丙酮酸的生成主要通过无氧糖酵解(糖酵解途径)。乳酸和丙酮酸的互变反应(氧化还原)发生在细胞浆中,反应过程被乳酸脱氢酶(LDH)催化,LDH是为四聚体,拥有5个亚型,每个亚型都是由两个亚基组成的不同复合物:LDHA和LDHB。亚基LDHA与丙酮酸比LDHB有更高的亲和力,并且还原能力比LDHB更强。因此,组织中的LDH亚型的特性影响乳酸的代谢。血乳酸和丙酮酸通常的比例为10:1,但当NADH浓度([NADH])和NAD+浓度([NAD+])的比例升高(氧化还原状态)时会升高。人体每天每公斤体重大约产生20mmol的乳酸,主要在含有LDH(富含LDHA型)的高度糖酵解组织中,例如骨骼肌。乳酸可以在富含LDHB亚型的器官,如肝脏、肾脏或其他组织的线粒体中再转化为丙酮酸进而被消耗。这些通路包括科里循环(在肝脏和肾脏里通过消耗ATP生成葡萄糖(糖异生)),以及肝脏、肾脏、肌肉、心脏、大脑以及其他组织中的三羧酸循环和氧化磷酸化(丙酮酸被氧化为二氧化碳和水,并产生ATP)。乳酸的消耗通过器官内和器官间的乳酸穿梭推动的,而乳酸穿梭是通过单羧酸转运(MCTs)推动的,MCTs介导乳酸伴氢离子的流入和流出。正常情况下,乳酸的产生和消耗是相等的,从而导致血乳酸浓度处于稳定状态。乳酸的产生可以明显的升高,例如在做极限运动过程中可以升高几百倍,但是在停止运动、癫痫或者外源性乳酸输注后,也可以被快速的消耗。
乳酸产生的生物能学可以总结如下:
葡萄糖+2(ADP+无机磷酸盐)→2乳酸+2H++2ATP。
依靠糖酵解产生乳酸离子的同时,伴有等量氢离子的释放,这些氢离子来源于ATP的水解。相反的,乳酸的消耗清除等量的氢离子,从而吃维持体内的酸碱平衡。
 
高乳酸血症
当乳酸生成超过消耗时就会出现高乳酸血症。它也意味着氢离子的增加等于乳酸离子的增加,不管当时的酸碱平衡状态。明确高乳酸血症发病机制对治疗是有指导意义的。无论是全身组织缺氧还是局部组织缺氧,乳酸过量产生和利用不足均是线粒体氧化功能受损的结果。即使全身氧输送降低并不足以引起全身缺氧时,微循环障碍就可以导致局部组织缺氧与高乳酸血症。共存的酸血症导致肝脏清除乳酸的能力下降;严重缺氧和酸血症可以使肝脏变成一个纯粹的乳酸生成器官。
高乳酸血症也可以由有氧糖酵解造成,这个术语表示由有别于组织缺氧因素导致亢进的糖酵解亢进。有氧糖酵解在应激过程中激活,即使效率不高,但也是是一种有效的、快速的生成ATP的机制。在脓毒症高动力循环阶段,β2肾上腺素受体激动剂直接的或通过增强细胞膜Na-K-ATP酶(大量消耗ATP)来增加糖酵解通量。肾上腺素水平升高的其他疾病,例如重症哮喘(特别是β2受体激动剂过度应用的)、严重的创伤、心源性或失血性休克或嗜铬细胞瘤,可以通过这种机制导致高乳酸血症。在炎症状态下,有氧糖酵解也可以被细胞因子依赖性刺激的细胞葡萄糖摄取所驱使;在碱血症障碍下,有氧糖酵解也可以被6-磷酸果糖激酶活性增强所驱使。有氧糖酵解和组织缺氧并不是相互排斥的;在某些情况下,都有助于高乳酸血症的产生。
有些药物损害氧化磷酸化,例如抗逆转录病毒药物和异丙酚等,这些药物可以增加乳酸的产生,在一些罕见情况下可以导致严重的乳酸性酸中毒。接受这些药物治疗的患者应该得到仔细的监测。
肝脏可以清除70%的乳酸。在脓毒症患者中,即使他们的血流动力学稳定及肝功能正常,乳酸清除率也是降低的,可能是通过抑制丙酮酸脱氢酶造成的。慢性肝病加重脓毒症或其他疾病的高乳酸血症,但是在缺乏这些疾病的情况下,即使严重的肝硬化也很少引起血乳酸水平升高。然而,高乳酸血症通常出现在急性暴发性肝脏疾病中,这反映了乳酸清除率下降和生成增加,并且是影响预后的重要因素。
 
对细胞功能的影响
高乳酸情况下细胞功能障碍是复杂的。如果存在缺氧,那么这是主要因素。如果细胞的周围环境也是严重酸中毒,那么细胞功能障碍有可能加剧。单独的严重酸中毒就能降低心肌收缩力、心排量、血压以及组织灌注;可以导致心律失常阈值降低;同时削弱心血管系统对儿茶酚胺类药物的反应性。
一些研究显示,与高乳酸血症相比,酸血症是细胞功能障碍和临床预后更好的预测因素。然而,在由于酸-碱紊乱时酸血症通常是不单独显示的。全身酸度和血乳酸之间的相互作用和他们对临床预后的影响需要进一步研究。
高乳酸血症本身是否是对细胞功能存在影响依然是不清楚的。体外实验提示乳酸可以抑制心肌收缩力,但是在心脏手术后,输注乳酸钠溶液使血乳酸水平至15mmol/L并不能抑制血流动力学指标。
病因
表1中列出了乳酸性酸中毒的主要原因及推测机制。通常情况下,这些原因被分为组织缺氧型(A型)和无组织缺氧型(B型)。然而,组织缺氧的证据可能是微妙的,并且高乳酸血症可以是由组织缺氧和非组织缺氧共同造成。心源性和低容量性休克、严重心衰、严重创伤以及脓毒症是乳酸性酸中毒最常见的原因,能对绝大多数病例给予解释。

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