重癥病人的氧輸送與氧耗

關(guān)于重癥病人的氧輸送與氧耗缺氧作為許多疾病的共同病理生理基礎(chǔ)在危重病的發(fā)生發(fā)展轉(zhuǎn)歸中起著重要的作用，及時(shí)了解有關(guān)氧代謝狀況對(duì)指導(dǎo)危重病的救治具有重要意義第2頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天基本概念氧輸送（DO2）耗氧量（VO2）氧攝取率（O2ER）氧需與氧債氧輸送量與氧耗量的關(guān)系第3頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天氧輸送(DO2,Oxygendelivery)指每分鐘由左心室向主動(dòng)脈輸出的氧量。氧輸送直接受循環(huán)、血液及呼吸系統(tǒng)的影響第4頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天耗氧量（VO2）指單位時(shí)間內(nèi)全身組織細(xì)胞實(shí)際消耗的氧量。即組織從血液循環(huán)攝取的氧量，代表全身氧利用情況。它取決于組織細(xì)胞的功能代謝情況，但并不能代表組織對(duì)氧的實(shí)際需求量第5頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天氧攝取率（O2ER）指單位時(shí)間內(nèi)組織對(duì)氧的利用率。是組織利用氧能力的定量指標(biāo)。氧攝取率受微循環(huán)狀況、血液粘度、氧彌散距離和細(xì)胞線粒體呼吸功能的影響第6頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天氧需與氧債氧需求(Oxygendemand)機(jī)體為維持有氧代謝對(duì)氧的實(shí)際需求量。它是由機(jī)體代謝狀態(tài)所決定的。正常情況下或者病理情況下在一定限度內(nèi),成人的氧需求與氧耗一樣,也是200~250ml/min。但是危重病階段,由于存在損害氧攝取和利用的種種不利因素,可能氧耗量達(dá)不到氧需求量而導(dǎo)致機(jī)體缺氧。氧債oxygendebt（DO2-VO2）是氧耗與氧需的差。產(chǎn)生氧債往往由于氧供不足，也可以是外周氧利用障礙第7頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天氧輸送量與氧耗量的關(guān)系生理性氧供依賴正?；A(chǔ)狀態(tài)下，氧輸送量與氧耗量比例為3：1，氧輸送足以滿足氧耗，氧耗的大小由代謝決定，組織氧耗在一定生理范圍內(nèi)可以通過(guò)提高氧攝取率獲取足夠的氧，此為非氧依賴。但當(dāng)氧輸送進(jìn)行性下降，低于臨介氧輸送，O2ER的增加不能滿足組織的氧供，出現(xiàn)無(wú)氧酵解，血乳酸濃度升高，VO2隨DO2的變化而變化，二者呈線性關(guān)系。臨界氧輸送：氧耗的變化由不依賴氧輸送轉(zhuǎn)變?yōu)橐蕾囇踺斔偷霓D(zhuǎn)折點(diǎn)，正常人的臨界氧輸送（DO2Crit）值約為330ml/(min·m2)第8頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天病理性氧供依賴當(dāng)氧輸送還處于高于生理臨界氧輸送時(shí)，氧耗也隨氧輸送的變化呈線性依賴關(guān)系。臨床資料表明，存在著這種氧耗的病理性氧供依賴關(guān)系的呼吸衰竭患者病死率明顯增高。主要機(jī)制：微血管調(diào)控功能減低，組織彌散功能下降，細(xì)胞線粒體功能障礙，致使組織灌注不足，氧的攝取、利用功能受損，產(chǎn)生氧債第9頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天危重期氧代謝特點(diǎn)危重期的病人，微循環(huán)發(fā)生改變，腎上腺素分泌增多，微血管舒縮功能障礙。全身炎性反應(yīng)疾病所致的內(nèi)皮腫脹，組織水腫，體液中的血管活性物質(zhì)平衡失調(diào)，可使部分毛細(xì)血管處于機(jī)械性阻塞和功能性痙攣的狀態(tài)；紅細(xì)胞凝集成微栓，改變血流分布，動(dòng)、靜脈短路開(kāi)放增多，降低毛細(xì)血管密度，血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷，基膜破壞，內(nèi)皮細(xì)胞間隙增寬，通透性增加，組織液外滲，加重了細(xì)胞間隙水腫，血液粘度增加，微血流緩慢、淤滯，妨礙氧的輸送彌散，這些都直接影響細(xì)胞攝取氧，構(gòu)成了危重病人病理性氧代謝的基礎(chǔ)。第10頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天

患者SaO2、PaO2監(jiān)測(cè)指標(biāo)大致正常，而組織細(xì)胞里，微循環(huán)功能障礙，酸性代謝產(chǎn)物增多，氧的彌散障礙，而組織細(xì)胞仍然處于缺氧的不同步現(xiàn)象。表明機(jī)體組織處于“氧債”的狀態(tài)，最鮮明的標(biāo)志是無(wú)氧代謝產(chǎn)物乳酸的增多。乳酸增加1MMOL，表示存在11.2ML的氧債。第11頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天氧代謝失衡的原因(1)創(chuàng)傷本身的直接傷害：如胸部外傷造成胸廓穩(wěn)定性的破壞、血?dú)庑?、肺挫傷以及與之有關(guān)的急性肺損傷（ALI）、急性呼吸窘迫綜合征（ARDS）等都直接影響到氧的交換。失血性低血容量性休克對(duì)氧供的直接影響：損傷部位多、范圍廣、臟器損傷嚴(yán)重、血管斷裂、體液外滲以及由于血管通透性的改變使體液外滲第三間隙的雙重丟失，造成創(chuàng)傷病人有效循環(huán)量明顯不足，組織細(xì)胞灌注降低，影響氧輸送。第12頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天(2)缺血再灌注的損傷：抗休克時(shí)大量液體的輸入，組織間隙出現(xiàn)水腫，氧自由基的產(chǎn)生和釋放都影響到氧的穿透和彌散。貧血時(shí)血紅蛋白的降低，氧載體數(shù)目減少，使氧的攜帶能力下降。第13頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天(3)應(yīng)激反應(yīng)時(shí)，血壓升高，脈搏增快，呼吸急促，體溫升高，代謝增強(qiáng)，對(duì)氧的需求量明顯增加，使本來(lái)已經(jīng)供不應(yīng)求的氧供更顯得入不敷出。危重病中后期,機(jī)體對(duì)氧代謝的影響也很顯著：全身或局部的嚴(yán)重感染、營(yíng)養(yǎng)不良、手術(shù)的再打擊以及創(chuàng)傷修復(fù)本身對(duì)氧的需求量的增加，使氧供的缺額（氧債）更加突出。第14頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天組織缺氧時(shí)的能量利用變化1.離子泵活性減低：生命現(xiàn)象的維持無(wú)時(shí)無(wú)刻不依賴離子泵的活動(dòng)。在大腦和腎臟，超過(guò)50％的能量由N+-K+-ATP所消耗；在橫紋肌，約有20％～50％的能量消耗在CA2+-ATP。可見(jiàn)生理狀態(tài)下離子泵活動(dòng)的能耗在機(jī)體總能量消耗中占有較大的比率。最近許多研究發(fā)現(xiàn)，組織缺氧時(shí)一些組織離子泵的活性降低，這種能量的向下調(diào)節(jié)對(duì)于維持缺氧狀態(tài)下新的能量代謝平衡非常重要。第15頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天下丘腦抑制因子（hypothalamicinhibitoryfactor,HIF）是下丘腦和腎上腺分泌的一種N+-K+-ATP抑制劑。有試驗(yàn)證實(shí)，暴露于10％低氧環(huán)境3d的小鼠，其血漿的HIF水平明顯升高。進(jìn)一步研究表明，缺氧和細(xì)胞內(nèi)NaCl濃度的升高是促進(jìn)HIF分泌的始動(dòng)因素。前者直接刺激下丘腦和腎上腺分泌HIF,HIF抑制腎小管NA+-K+-ATP耗能發(fā)揮了很大的作用。研究還發(fā)現(xiàn)，腎臟N+-K+-ATP和H+-ATP的活性有相互抑制作用。缺氧時(shí)，由于無(wú)糖酵解加強(qiáng)使細(xì)胞內(nèi)乳酸堆積，H+濃度增高，使H+-ATP活性增加，從而抑制了N+-K+-ATP的活性。除N+-K+ATP活性減低外，組織缺氧時(shí)還可以通過(guò)“通道阻滯”的機(jī)制使離子泵活性下調(diào)。實(shí)現(xiàn)通道阻滯主要是通過(guò)使細(xì)胞膜內(nèi)外離子濃度梯度減低和離子通道密度減低完成的。第16頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天組織缺氧時(shí)的能量利用變化2.蛋白質(zhì)代謝減弱：蛋白質(zhì)、核酸的合成和降解都消耗ATP。有研究表明，缺氧時(shí)蛋白質(zhì)代謝所耗能量明顯降低?，F(xiàn)認(rèn)為蛋白質(zhì)合成的減少主要發(fā)生在轉(zhuǎn)錄后，包括翻譯起始和肽鏈延長(zhǎng)的抑制。依賴ATP的蛋白質(zhì)水解需要泛素的參與，組織缺氧時(shí)由于機(jī)體內(nèi)累積的酸性產(chǎn)物抑制了蛋白質(zhì)——泛素復(fù)合物的生成，從而降低了蛋白質(zhì)的降解。應(yīng)該指出的始，組織缺氧時(shí)上述能量利用下調(diào)機(jī)制固然對(duì)維持新的能量供需平衡發(fā)揮了重要作用，但同時(shí)也成為臟器功能障礙甚或功能衰竭的潛在根源第17頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天氧輸送與氧耗的測(cè)量方法SWAN-GANZ導(dǎo)管測(cè)心排量，同步取動(dòng)脈血測(cè)HB，SAO2，PAO2。依據(jù)Fick原理，可以方便地測(cè)定DO2和VO2第18頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天DO2=CaO2×CI[正常值為：580～700ml/（min·m2）

CaO2=Hb×1.34×SaO2+PaO2×0.003VO2=（CaO2—CVO2）×CICvO2=Hb×1.34×SvO2+PvO2×0.003160-220ml/min.m2氧消耗和氧輸送的比值稱為氧攝取率（ERO2），計(jì)算公式為：

ERO2=VO2/DO2

100%,經(jīng)簡(jiǎn)化可得：

CaO2–CvO2ERO2=

CI

100%(正常值：23%~32%)CaO2第19頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天組織缺氧狀況的臨床評(píng)估血?dú)夥治瞿芘袛嗖∪说娜毖醯某潭龋遣荒芊从辰M織水平的缺氧狀況。一、組織氧合的全身性監(jiān)測(cè)方法：1O2ER

反映組織從血氧中攝取氧的能力正常值：23%~32%。2PVO2

混合靜脈血氧分壓正常40mmhg，低于35考慮組織缺氧存在第20頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天3血乳酸濃度和全身酸中毒4混合靜脈血氧飽和度（SVO2）SVO2正常值為75%（60%～80%）反映周身氧供和氧需的平衡，可判斷組織的灌注和氧和情況連續(xù)監(jiān)測(cè)SVO2的意義有：1.連續(xù)反映心輸出量的變化。2.反映全身供氧和耗氧之間的平衡。3.確定輸血指征。在心輸出量、體溫和SaO2相對(duì)穩(wěn)定時(shí)，SVO2反映了Hb濃度能否滿足血液向組織供氧，從而幫助確定有無(wú)必要輸血第21頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天引起混合靜脈血氧飽和度改變的常見(jiàn)原因

第22頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、組織氧合的局部監(jiān)測(cè)

常用的有胃粘膜內(nèi)PH（PHi)，小于7.32，有組織缺氧原理：將注有生理鹽水的硅膠氣囊置入胃腔內(nèi)，依據(jù)氣體可沿其濃度梯度自由擴(kuò)算的原理，90min后胃粘膜組織的PCO2與囊內(nèi)生理鹽水達(dá)到平衡。抽取囊內(nèi)生理鹽水并測(cè)定PCO2，同時(shí)采動(dòng)脈血測(cè)定HCO3-,按Henderson-Hasselbalch方程式計(jì)算pHi。第23頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天臨床意義：當(dāng)內(nèi)臟局部氧供不能保證有氧代謝需要時(shí)，酸性代謝物增加，pHi降低。因此，測(cè)定的pHi降低反映了局部組織缺氧。PHi一般以7.32為界，小于7.32為異常。許多關(guān)于ARDS的研究證實(shí)，pHi呈低值的患者無(wú)論其多器官功能衰竭的發(fā)生率和病死率都明顯高于pHi正常者.其他的：組織氧電極，局部血氧飽和度監(jiān)測(cè)、局部組織乳酸測(cè)定第24頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天氧代謝失衡的后果(1)正常情況下，氧輸送（DO2）和氧耗（VO2）處于和諧關(guān)系，DO2約580～700ml/min，VO2約160-220ml/min.m2,DO2充裕，組織VO2正常，即使DO2一定程度的下降，VO2也維持不變，這種關(guān)系稱VO2對(duì)DO2的不依賴關(guān)系。第25頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天氧代謝失衡的后果(2)DO2下降超過(guò)一定限度，通過(guò)調(diào)節(jié)氧供不能維持VO2，則VO2就會(huì)隨DO2的繼續(xù)降低而下降，此時(shí)稱為VO2對(duì)DO2的依賴關(guān)系，這個(gè)限度稱為閾值。所以，合理的氧供是危重病救治的關(guān)鍵之一，缺氧無(wú)疑會(huì)加重機(jī)體的損害。第26頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天氧代謝失衡的后果(3)加重了對(duì)缺氧耐受性低的器官的損害，如腦組織耗氧３0ml/kg/min,完全中斷６分鐘，即產(chǎn)生腦細(xì)胞變性、壞死等不可逆的損害，出現(xiàn)煩躁、譫妄、昏迷。第27頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天氧代謝失衡的后果(4)腸道也是對(duì)缺氧耐受性低的器官，雖不像腦缺氧那樣引人注目，但胃腸絨毛頂部的上皮細(xì)胞對(duì)缺血非常敏感，缺血數(shù)分鐘即可壞死，出現(xiàn)腸壁水腫，粘膜糜爛，出血壞死，整個(gè)腸道麻痹脹氣，粘膜通透性增加，使腸道內(nèi)細(xì)菌和內(nèi)毒素不斷侵入機(jī)體，成為危重病中后期治療的難點(diǎn)這一過(guò)程被認(rèn)為是誘發(fā)膿毒血癥和多器官功能障礙（ＭＯＤＳ）最主要的原因之一。第28頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天氧代謝失衡的后果(5)誘發(fā)釋放炎性介質(zhì)，觸發(fā)和持續(xù)炎性介質(zhì)的全身反應(yīng)（SIRS）。目前臨床上治療非常棘手，死亡率很高的MODS出現(xiàn)的原因之一就是由于過(guò)度的炎癥反應(yīng)導(dǎo)致的細(xì)胞缺氧和能量代謝衰竭的結(jié)果。氧代謝失衡的后果第29頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天氧代謝失衡的后果(6)剌激骨髓造血功能。長(zhǎng)期缺氧，使血紅蛋白和紅細(xì)胞比重增高，增加血液粘稠度，易誘發(fā)腦梗塞和心肌梗塞，特別是合并有動(dòng)脈硬化的老年病人。氧代謝失衡的后果第30頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天氧代謝失衡的后果(7)通過(guò)血管緊張素的分泌，使部分臟器供血減少，以達(dá)到“丟車(chē)保帥”的作用，這種供血的重新分布，使腎血管收縮，腎血流下降，如不改善，可導(dǎo)致急性腎功能不全，特別是在低血壓，灌注不良而又盲目使用升壓藥時(shí)，更易發(fā)生。第31頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天氧代謝失衡的后果(8)細(xì)胞對(duì)氧的利用主要是進(jìn)行生物氧化，合成能源物質(zhì)ATP。在氧供不足時(shí)，造成能源危機(jī)，迫使組織無(wú)氧代謝增強(qiáng)，產(chǎn)生大量的乳酸，導(dǎo)致代謝性酸中毒，繼而產(chǎn)生高鉀血癥和細(xì)胞內(nèi)酸中毒，引起機(jī)體內(nèi)環(huán)境的酸鹼失衡。第32頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天氧代謝失衡的后果(9)據(jù)Shoemaker提供的資料，存活且無(wú)器官并發(fā)癥的最大氧債為8.0±1.5l/min,而死亡病例最大氧債是前者的4倍，且全部并發(fā)器官衰竭。可見(jiàn)，缺氧的輕重或者說(shuō)氧債的大小與病人的預(yù)后休戚相關(guān)，因此，治療上應(yīng)始終把預(yù)防和糾正細(xì)胞缺氧放在極重要的地位。第33頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天氧輸送與氧耗調(diào)控一降低氧耗：降低組織氧耗，提高組織對(duì)缺氧的耐受性。1呼吸衰竭患者應(yīng)用機(jī)械通氣2煩躁的患者充分鎮(zhèn)靜、鎮(zhèn)疼3機(jī)械通氣時(shí)人機(jī)對(duì)抗，及時(shí)調(diào)整呼吸機(jī)參數(shù)，應(yīng)用鎮(zhèn)靜、肌松，降低呼吸共功4常規(guī)的護(hù)理操作，如吸痰、物理治療可增加氧耗50%，5體溫升高增加1度，氧耗增加10%，寒顫氧耗增加100%。第34頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天氧輸送與氧耗調(diào)控二、增加氧輸送氧輸送量的大小對(duì)心輸出量的變化最敏感，1增加心排量，可通過(guò)輸液、擴(kuò)容達(dá)到最佳前負(fù)荷（PAWP），用正性肌力藥物改善心肌收縮力，用擴(kuò)血管藥物改善心