颜秀侠
【摘要】 危重症患者往往出现内环境紊乱，主要表现为代谢性酸中毒、低钠血症、低钙血症、低氯血症和血糖升高等。Stewart分析可以作为一种正确的分析方法对体内酸碱数据进行分析，从而对代谢性酸中毒进行诊断。乳酸是否是导致酸中毒的主因，与高氯血症的关系如何；低钙血症是否可预测；急性反应蛋白与阴离子间隙的关系；危重症患者的应激反应状态与内环境紊乱的关系，本文从以上几个方面对危重患者机体内环境的变化进行综述。
【关键词】 危重症患者； 内环境； 紊乱； 代谢性酸中毒
doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2014.13.051
危重症是指危及生命的疾病状态，至少一个器官系统的功能出现明显障碍，进一步发展可能危及生命，危重症患者见于临床各个学科。危重症医学科是综合性医院集中收治危重症的临床科室。危重症患者可出现全身性炎症反应综合征（SIRS）、多器官功能障碍综合征（MODS）、内环境紊乱，乃至周围性或中枢性呼吸循环衰竭，抢救不及时常可导致患者死亡[1]。
1 内环境紊乱及其影响因素
内环境紊乱是指由于机体内外各种因素造成内环境的化学组成成分和整个内环境的理化性质发生变化，从而导致机体组织细胞的功能障碍，甚至引起器官系统的功能障碍，严重时危及生命。严重的内环境紊乱本身就属于危重症。危重症往往伴发内环境紊乱，而内环境紊乱也往往会加重病情。因此临床上要高度重视危重症的内环境紊乱问题，尽可能地预防、尽早发现及时诊断并治疗，进一步探讨危重症内环境紊乱的发生机制，无疑对临床上危重症的处理具有重要的指导意义和应用价值。急速进展的危重症不一定出现内环境紊乱，如心源性猝死。内环境紊乱的出现也不意味着一定是病情的危重期，如原发性醛固酮增多症。应激状态是指严重感染、创伤、重要脏器功能障碍等引起的机体全身反应状态，包括SIRS、内分泌改变、代谢紊乱等，进而导致内环境紊乱乃至MODS等系列反应状态。
内环境的检测主要通过血浆进行，组织间液目前尚不能直接检测。检测指标包括电解质、渗透压及酸碱平衡等指标。酸碱平衡检测主要为血气分析包括pH值、动脉血氧分压、动脉血二氧化碳分压、标准碳酸氢根离子浓度、实际碳酸氢根离子浓度、碱剩余、阴离子间隙（AG）、二氧化碳结合力等应用最普遍[2]。危重症与内环境紊乱的关系可用图1表示。
图1 危重症与内环境紊乱的关系
2 代谢性酸中毒
目前针对危重症内环境紊乱的研究主要局限于对水电解质酸碱平衡紊乱进行分析性描述。危重症患者特别是脓毒血症、外伤、肾脏和内分泌系统疾病等常伴有内环境的紊乱，导致患者出现代谢性酸中毒，尽管不同疾病出现代谢性酸中毒的病因不同，而且其预后也有差异，但是进行合适的病理生理诊断对代谢性酸中毒患者是至关重要的[1]。
目前常用于诊断酸碱平衡的数据有：血浆中二氧化碳与碳酸氢盐的浓度比值（CO2/[HCO3-]）、阴离子间隙（AG）、以及对碱含量过多或过少的检测（BE）、二氧化碳分压（主要用来检测呼吸性酸碱平衡）、然而对于非呼吸系统疾患导致的酸碱平衡失调，都不能确切地描述血浆中缓冲体系浓度的异常在其发病机制中的作用[3-4]。阴离子间隙为溶液中未定量的阴离子（UA）和溶液中未定量的阳离子（UG）之差。其来源于电中性的原理，即：[Na+]+[K+]+[Mg2+]+[Ca2+]+[H+]=[Cl-]+
[HCO3-]+[Protein-]+[PO4-]+[OH-]+[SO4-]+[CO32-]+[XA-]（公式1）。其中[XA-]表示为溶液中未测定的血浆强酸完全解离后的共轭碱（XAH=XA-+H+）包含着在UA中，血浆中有些离子浓度非常低，对电中性无明显影响可忽略其对电性的影响，如[OH-]、[H+]、[SO4-]、[HCO3-]可从上述公式中忽略，[PO4-]+[Protein-]+[XA-]为溶液中UA，[Mg2+]+[Ca2+]为（UG）。从以上得出AG=UA-UG=[Na+]-[Cl-]-[HCO3-]。从上述原理中可得出，AG增高即溶液中酸完全解离后的阴离子的增多，是酸增多后遗留的证据，即高AG代谢性酸中毒。但并非所有的酸中毒都会造成AG升高如盐酸增多，Cl-为溶液中可测定的阴离子，AG理论上应不变，最终只能以[HCO3-]的减少达到平衡，且呼吸对UA与UG无影响[5]。代谢性酸中毒被分为高AG代谢性酸中毒和高氯性酸中毒[6]。但临床上危重病患者很少有单纯的代谢性酸碱失衡，多为混合型酸碱失衡。为分析混合型酸碱平衡引入⊿（德尔塔）概念，对应高AG代谢性酸中毒时，实测的AG与AG的参考值之差为⊿AG，其内容描述为AG的增加量应反映[HCO3-]的减少量。即⊿AG=⊿[HCO3-]，潜在的[HCO3-]指排除高AG代谢性酸中毒对[HCO3-]的消耗的[HCO3-]，潜在的[HCO3-]=实际测得的[HCO3-]+⊿AG[7]。潜在的[HCO3-]的目的是揭示代谢性碱中毒的存在。如测出潜在的[HCO3-]大于[HCO3-]的正常最高值，多表示合并有代谢性碱中毒的存在，即表示患者代谢性酸中毒前就已经合并代谢性碱中毒。AG存在的优点为可进行床边分析直接得到，同时可考虑未测定的阴离子中可能有蛋白（主要是白蛋白）的减低造成[Protein-]的减少在一定程度上抵消AG的试剂增高（[PO4-]对未测定的阴离子影响较少，可忽略），即低蛋白血症可产生代谢性的碱中毒或掩盖代谢性酸中毒，对AG进行了蛋白修饰，Agc=AG+0.25（[白蛋白正常值]-[白蛋白实测值]），应用修正的AG可发现低蛋白血症中的酸中毒[8]。但AG测定的缺点是不能对溶液水的变化造成的酸碱中毒进行检测，临床上大部分患者有脱水或者稀释性低电解质血症。对此stewart理化法定量模型用来分析酸碱生理学应运而生[9]。其理论依据为3个自变量来解释所有的酸碱平衡：（1）溶液中解离出的强离子；（2）溶液中部分溶解后的弱酸；（3）溶液中二氧化碳分压。强阴离子为共轭碱，是酸类物质的证据，强阳离子是共轭酸，是碱类物质的证据。由此得出stewart的3个自变量：强离子差（SID）、弱酸总浓度（ATOT）、二氧化碳分压（PaCO2），只有这3个自变量的变化会导致[H+]、[HCO3-]的改变。SID=[Na+]+[K+]+[Mg2+]+[Ca2+]-（[Cl-]+[XA-]）（公式2），利用公式1可算出[XA-]推导出，SID=[HCO3-]+[Protein-]+[PO4-]（公式3）。从中可以看出SID的增加表示阳离子的增加，为代谢性碱中毒，而SID的减少表明阴离子的增加，表示代谢性酸中毒。同时为纠正水的变化对离子的影响，公式中的[Cl-]为[Cl-]c=（140/[Na+]）[Cl-]。同时结合弱酸总浓度（ATOT）升高导致代谢性酸中毒、减低代表代谢性碱中毒，弱酸主要是白蛋白。同时结合（PaCO2）三种变量的多重分析可分析各种酸碱中毒。其优点为通过Stewart的方法，危重症患者，即使是最复杂的酸碱平衡失调也可以检测出和对其进行定量分析，考虑到水及蛋白的变化及明确病因和鉴别诊断，进而得出发病因素，从而根据不同发病因素而选择最合适的治疗干预措施。但缺点是临床应用中数据计算精密、繁琐。为此，根据stewart理论，又引入了碱剩余（BE）的理论，碱剩余表示碱储量的多少。正常值为-3～+3，正值表示碱剩余增加，负值表示碱缺失，也是反映酸碱代谢、创伤并发症及和预后的指标[10-11]。BE是在37 ℃，PaCO2在40 mm Hg的条件下达到中性Ph所用的酸量。具体BE（实验室值）=BEFW+BECL+BEAlb+BEXA。BEFW=0.3（[Na+]-140），BECL=102-[Cl-]c.BEAlb=0.34（[白蛋白正常值]-[白蛋白测定值]），白蛋白单位（g/L）。BEXA=[XA-]（根据公式2与公式3可算出）。从中可以看出，BE值是stewart的延伸和简化法。此法的优点是可进行临床床边检测，运算简单，仅需要结合stewart分析中的一种变量。
上述3种分析代谢性酸中毒的方法各有不同，且尚未明确那种方法更适合医生，临床医生可决定使用哪种方法来准确地处理危重患者的酸碱失衡。同时目前对乳酸水平升高的病因及其病理生理机制尚未清楚，目前学者们对此现象定义为高乳酸血症、乳酸性酸中毒、组织灌注不足等[12]。宁波[8]在实验中发现，虽然高乳酸血症患者常伴有代谢性酸中毒，而且在一定程度上乳酸和标准碱下降水平（SB）在重症存活者和未存活者之间往往有明显区别，但是相对于乳酸，那些血浆中无法测定的阴离子在酸中毒中占有更重要的地位。对于这些酸中毒的重症患者，乳酸和SB对于预后确实很重要，但相对于预后起至关重要作用的那些无法测量的阴离子，只不过是冰山一角。任成山等[9]指出，高氯血症可导致乳酸性中毒，阴离子间隙也会相应减小，而低氯性碱中毒则正好与之相反，虽然高氯血症和低氯血症的表现明显不同，但是它们都与阳离子的浓度有关，特别是钠离子。因此在治疗酸碱平衡失调中，尤其是静脉注射治疗中应根据血浆中各种离子的浓度变化对注射液做出相应的调整，尤其是钠离子和氯离子的浓度变化，从而能更好地纠正酸碱失调。
3 低钙血症
在因各种原因外伤而入院的重症患者中，往往发生低钙血症的比例很高，达到15%～88%，且有研究揭示其与危重症患者严重程度、ICU住院时间、死亡率及预后具有明显相关性[13-14]。姜远普等[15]研究发现，脓毒症症患者APACHEⅡ与血钙值评分存在负相关性，脓毒症血钙水平越低其预后越差。目前对低钙血症的预测缺乏敏感度高的方法，还常受到一些无法避免的错误信息干扰。Dickerson等[16]则将已知的22种预测方法用于预测可能发生低钙血症的重症外伤患者，对患者的血浆游离Ca2+水平和折算的总体钙水平进行估计，结果发现这些方法皆不能正确地预测低钙血症。而对于这些重症患者，最好的办法则是直接测量血浆中的Ca离子来确定患者现在所处的状况。总体说来目前发现血钙的变化往往是疾病生理病理过程的结果，而不能早期地进行低钙血症的预测。
4 急性相反应蛋白
急危重患者多由于炎症、感染或者各种组织损伤激活巨噬细胞等其他炎症反应细胞，释放出各种细胞因子使急性时相反应蛋白等各种相关血浆蛋白基因表达增强，从而导致循环血液中急性时相反应蛋白等各种血浆蛋白浓度升高，急性期反应蛋白与危重症患者有明确的关系，能对危重症患者的早期诊断、营养状况、预后等有重要意义[17-20]。急性时相反应蛋白属于血浆蛋白的一种，从理论上能解离出血浆未测定的阴离子[Protein-]而增加AG，从而引起代谢性酸中毒。Kneidinger等[21]研究急性时相反应蛋白（CRP）与危重患者强离子间隙（SIG）之间的关系，脓毒血症患者CRP水平上升，然而SIG却未发生变化，从而认为CRP、纤维蛋白原等各种急性时相反应蛋白与SIG之间的关系是独立的，因此得出结论，急性时相反应蛋白并不会引起重症患者AG的增加。
5 应激状态
危重患者机体往往处于应激状态，应激状态下内环境发生紊乱。机体分解代谢也过于旺盛，可导致患者处于负氮平衡。危重患者在应激期体内会产生大量的应激激素，例如生长激素、胰高血糖素、糖皮质激素等，血糖水平随之而升高，并且出现一定的胰岛素耐受[22]。因此危重患者的血糖水平变化在一定程度上能反映机体应激反应的强弱，血糖的升高能进一步加重患者的病情及预测不良预后[23-24]，应激性高血糖的诊断标准：无糖尿病病史的危重患者住院时检测≥2次空腹静脉血糖≥7.0 mmol/L或随机静脉血糖≥11.1 mmol/L[25]。周玲等[26]对400例患儿进行分析，发现危重患儿应激性高血糖发生率为36.75%，证实应激产生的高血糖会进一步加重患儿内环境的紊乱。患儿中出现高血糖者其低钠和低钙血症的发生率明显高于正常血糖的患儿。且患儿出现高血糖与严重的代谢性酸中毒呈正相关，因而高血糖与酸中毒相互影响，使患儿病情加重。应激性高血糖如能控制在正常水平能更有助于降低危重患者的炎症反应，改善患者预后[27]。上述说明危重症患者应激状态同样能致内环境紊乱，尤其表现在血糖的增高方面。
6 小结
危重症患者内环境变化以及引起这些变化原因的研究对于指导临床工作很重要。目前根据Stewart的原理，按着一定的公式在计算机平台上可以对酸碱平衡中庞大的数据进行准确的分析。危重症患者常出现代谢性酸中毒，但是其原因往往并不是乳酸所致，而是血浆中无法检测的阴离子，对于这些阴离子具体是哪些，其含量多少等，应值得进一步深入研究。内环境紊乱出现的低钙血症往往不能预测，这无疑加重了医生治疗时的困难。CRP不增加阴离子间隙，因而与酸中毒没有直接的联系。应激状态下的血糖上升，会加重危重症患者的代谢性酸中毒。
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（收稿日期：2013-11-07） （本文编辑：欧丽）
