允许性高碳酸血症对机体的功能影响及临床应用价值

允许性高碳酸血症对机体的功能影响及临床应用价值

允许性高碳酸血症(permissivehypercapnia,ＰＨＹ)是最近几年被认识和证实的一种保护性策略,即治疗呼吸衰竭患儿允许ＰａＣＯ2有一定程度的升高,以避免大潮气量、过度通气引起的肺损伤。此策略在成人某些肺疾病,如成人呼吸窘迫综合征(ＡＲＤＳ)、慢性气道阻塞和支气管哮喘患者机械通气中应用取得较好的效果,明显降低了气漏、肺实质损伤及脱机困难等并发症的发生;在早产儿肺透明膜病中,则明显减轻气压伤、降低支气管肺发育不良(ＢＰＤ)的发生率。

高碳酸血症对机体功能的影响1.高碳酸血症对心血管系统的效应：早在1910年,已证明高碳酸血症可产生心肌急性损害。主要表现是收缩力减低。最近Ｗａｌｌｅｙ描述了******心血管系统对急性高碳酸血症的反应,显示呼酸时改变左室收缩末期压力容积关系,产生左室收缩力下降伴收缩末期和舒张末期容积增加;同时兴奋血管运动中枢,使心率增加,结果其心输出量无明显的改变。ＰＨＹ通过局部代谢产物ＣＯ2引起冠状血管扩张,增加冠脉血流,为心肌供氧,尤其对心力衰竭时有益。但能否用于心力衰竭,尤其涉及缺血性心脏病,还需做进一步的研究。在试验动物及人麻醉时,吸入ＣＯ2或存在急性肺泡通气量减少,可发现心输出量、心率、收缩容积增加,提示ＣＯ2对心肌机械运动的抑制作用与对血管运动中枢(通过刺激交感神经和儿茶酚胺的分泌)直接效应间的平衡作用。2.高碳酸血症对中枢神经系统的效应：(1)脑细胞内酸碱平衡的变化:多数情况下,高碳酸血症的最初几小时内,脑细胞内ｐＨ值在正常范围,而细胞外ｐＨ值将或多或少的有一些变化,由于肾脏的代偿,1～3天又达新的稳定状态。(2)神经细胞氧代谢的变化:高碳酸血症对脑组织氧的消耗效应可能与生物种类、有无窒息、组织ＰＣＯ2水平等特殊情况有关。最近一项临床研究显示,在心肺分流期间,低氧血症伴轻度急性高碳酸血症(ＰａＣＯ268ｍｍＨｇ)降低30%的脑氧消耗。(3)高碳酸血症时脑血流的变化：ＰａＣＯ2的急性变化对脑血流有较大的影响。中度高碳酸血症时,ＰａＣＯ2每增加1ｍｍＨｇ脑血流增加6%;当ＰａＣＯ2达80～120ｍｍＨｇ时,脑血流较少增加,这种反应在5～15ｍｉｎ迅速达高峰。继发于脑血流的增加,可致颅内压升高,但对脑脊液的产生速度并没有影响。研究显示,高碳酸血症时,通过神经元性一氧化氮合成酶诱导产生的一氧化氮,对脑血管扩张、脑血

流改善起重要作用。高碳酸血症对未成熟动物及早产儿脑血流的效应有所不同。动物实验提示,脑血流对高碳酸血症的反应,在新生动物不比成年动物反应大;而在早产儿,脑血流对ＣＯ2的反应则比成人更强烈。据报道,早产儿的ＰａＣＯ2每增加7.5ｍｍＨｇ,脑血流增加52%～67%。其原因可能系婴儿出生时即存在相对收缩状态的脑动脉床,生后最初几天则被激活处于相对舒张状态。3.对其他器官的效应：急性高碳酸血症可降低骨骼肌的收缩力(尤其是膈肌),进一步的效应是降低耐力。慢性高碳酸血症也可显示肌力下降,但氧分压正常的急性ＰＨＹ则报道较少,可刺激肾上腺髓质分泌肾上腺素、去甲肾上腺素,也可使ＡＣＴＨ、醛固酮及抗利尿激素的分泌增加。

机体对高碳酸血症的耐受程度只要血氧饱和度正常,ＰＣＯ2从75～110ｍｍＨｇ缓慢上升,不会引起明显的临床症状。现从一些资料来认识机体对正常血氧时急性呼吸性酸中毒的耐受程度,以得出一个可允许性高碳酸血症的范围。1.动物实验:早在1960年,Ｇｒａｈａｍ等对15只麻醉的幼犬行气管插管,在吸氧前提下给予一定浓度的ＣＯ2。二氧化碳浓度(ＦｉＣＯ2)逐渐升高,每5ｍｉｎ升高5%。在ＦｉＣＯ2≤0.6时,所有实验动物的血液动力学稳定;ＦｉＣＯ2=0.65时,两例低血压、死亡;ＦｉＣＯ2=0.70时,动物的ＰａＣＯ2≥500ｍｍＨｇ,ｐＨ值在6.2～6.5,通过缓慢降低ＦｉＣＯ2至正常,13只实验幼犬皆存活,无严重心律失常发生。2.临床研究:众所周知,吸入一定量的ＣＯ2可以刺激呼吸,当ＦｉＣＯ2达0.50时可引起轻度呼吸性酸中毒,此时正常人可耐受几ｈ。Ｓｅｃｈｚｅｒ等曾做一临床实验,健康自愿者在10～20ｍｉｎ内吸入7%～14%ＣＯ2,结果最大的ＰａＣＯ2达101ｍｍＨｇ;当ＰａＣＯ2>80ｍｍＨｇ时,多数受试者意识丧失。但在高碳酸血症期间及恢复到正常状态,皆未发现心血管不稳定及严重的心律失常。在现代辅助呼吸及监护技术诞生之前,尤其在外科手术期间,常常发生急性严重高碳酸血症。在一组报道中,22例吸入性麻醉者发生严重的呼吸性酸中毒(ＰａＣＯ2达160ｍｍＨｇｐＨ值≤7.00),7例出现严重的室性心律失常;ＰａＣＯ2在80ｍｍＨｇ以上、ｐＨ值在7.2～7.0之间,数分钟内无任何副作用出现。在1990年Ｇｏｌｄｓｔｅｉｎ等报道5例儿童高碳酸血症。在35ｍｉｎ至2ｄ内,ＰａＣＯ2升至155～269ｍｍＨｇ,ｐＨ值6.76～7.10。在高碳酸血症期间

无低氧血症。虽然ＰａＣＯ2较高ｐＨ值较低,但临床上仅有暂时的神经系统抑制,表现为反应迟钝或昏迷。无远期的神经系统后遗症,预后较好。在最近一项研究中,5例机械通气的婴儿,在35～420ｍｉｎ内ＰａＣＯ2≥150ｍｍＨｇ,其中4例ｐＨ值≤6.0,另一例ｐＨ=7.1。仅有的临床表现是神经系统抑制,无抽搐,心血管系统稳定或无心律失常。

ＰＨＹ治疗早产儿呼吸衰竭的临床应用：1.应用依据:由于ＮＩＣＵ技术的进步,早产儿ＲＤＳ的早期存活率明显提高。但随之而来的支气管肺发育不良或/慢性肺部疾病(ＢＰＤ或ＣＬＤ)的问题尚未完全解决,大大影响了早产儿长期预后,引起婴儿期死亡、神经发育落后等。在发达国家,此病已成为早产儿发病及死亡的第1位原因。多种因素可引起ＢＰＤ或/ＣＬＤ,包括早产、ＲＤＳ、氧中毒、气压伤、输液过量、动脉导管开放等。回顾性研究证明,机械性通气引起的肺损伤是最主要的原因。临床资料显示机械通气时的肺损伤效应主要是大潮气量及肺容量,比压力损伤更为重要,尤其对肺不成熟的早产儿。由于新生儿呼吸衰竭用限压型呼吸机治疗,不能预调潮气量,因此有人提出减少正压呼吸时间及压力,使ＰＣＯ2高于以前的正常水平,以减少ＢＰＤ或/ＣＬＤ的发生,即应用ＰＨＹ预防、限制肺过度扩张及肺损伤。1997年,Ｍａｒｉａｎｉ等在早产儿进行了一项试验性研究。通过高碳酸血症组(Ｈ组,ＰａＣＯ245～55ｍｍＨｇ)与正常组(Ｎ组,ＰａＣＯ235～45ｍｍＨｇ)的比较,发现Ｈ组通气的ＰＩＰ、ＭＡＰ、呼吸频率低于Ｎ组;在气漏、动脉导管未闭、颅内出血及视网膜病变的发生率上无差异。这种肺保护性策略在早产儿可以降低机械通气的时间,而不增加副作用。有两项临床回顾资料显示:早产儿在生后的前4ｄ,尤其生后第1天,低水平的ＰａＣＯ2与ＣＬＤ有密切的关系。如果生后前4ｄ(尤其生后第1天)ＰａＣＯ2≥50ｍｍＨｇ、应用表面活性物质前一天ＰａＣＯ2≥40ｍｍＨｇ,可降低ＢＰＤ或ＣＬＤ的发病率和(或)严重度;婴儿可较好的耐受且无副作用。反之,生后3ｄ内机械通气的早产儿,如ＰａＣＯ2≤17ｍｍＨｇ,则增加了脑出血、脑瘫发生的危险。2.应用方法:即改变通气策略,改变过去维持"正常"血气指标及肺通气量的方法。ＰＨＹ一般是指保持ＰａＣＯ2在50～70ｍｍＨｇ。目前正在进行的一些临床研究是在生后24ｈ内开始将ＰａＣＯ2维持在45～55ｍｍＨｇ水平,持续96ｈ,代替过去35～45ｍｍＨｇ。也有学者建议小早产儿或有气漏的新生儿维持ＰａＣＯ2