轻度高碳酸血症影响心脏骤停早期幸存者机械通气脑氧合

轻度高碳酸血症影响心脏骤停早期幸存者机械通气脑氧合,2017,1,允许性高碳酸血症,permissive hypercapnia, PHY指在治疗呼吸系统疾病如时允许CO2在一定范围内升高，以避免大潮气量、过度通气引起的肺损伤。,2,对中枢神经系统的效应,1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（PaCO2 68 mm Hg）降低30%的脑氧消耗。2 高碳酸血症时脑血流的变化：Kety和Schmidt认为，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1 mm Hg脑血流增加6%；当PaCO2达80120 mm Hg时，脑血流较少增加，这种反应在515 min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。,3,Nomura等对40个离体羔羊心脏用冷血停跳液灌注停跳24小时后，用不同PH值灌注液再灌注，通过改变氧合器中的二氧化碳浓度改变再灌注液的PH值。结果表明：长时间缺血后，短时间高碳酸灌注液灌注有助于心脏功能的恢复，PH 6.8的效果最好。作者认为这是氢离子抑制了钙离子的内流，并能激动冠脉的KATP通道，扩张冠脉所致。,4,NCC：控制性高碳酸血症增加SAH患者脑血流量和脑组织氧含量,2016年10月，德国的Thomas Westermaier等在Neurocrit Care上发文控制性高碳酸血症增加SAH患者脑血流量和脑组织氧含量：I期研究结果。,5,研究发现从发病第4天到14天之间，过度通气都会降低CBF，高碳酸血症期间（PaCO2 60 mmHg）CBF增加到最大值141 - 53 % of baseline。同样，在高碳酸血症期间脑组织氧饱和StiO2也逐渐提高。PaCO2维持在30和50 mmHg之间时CBF和StiO2最高，作者认为，即使在血管痉挛最严重的时期，控制性高碳酸血症（PaCO2直到60 mmHg）可以增加CBF和StiO2。,6,研究纳入心脏骤停复苏后36小时内行机械通气的患者。前瞻性双交叉生理研究，使用近红外光谱(NIRS)评估区域脑组织氧饱和度(SctO2)，比较血碳酸正常(PaCO2 35-45mmHg)和轻度高碳酸血症(PaCO2 45-55mmHg)对区域脑组织氧饱和度(SctO2)的影响。研究共纳入7例心脏骤停复苏后36小时内行机械通气患者，发生心脏骤停后自主循环灰度的平均时间是28分钟，行机械通气的平均时间是26.5小时。血碳酸正常组, 中位数PaCO2 37 mmHg 32 - 45 mmHg)中位数NIRS左额叶SctO2 61% 52 - 65% ，右额叶SctO2 61% 54 - 68%。轻度高碳酸血症组PaCO2 52mmHg 43-55mmHg) 左额叶SctO2增加到69% 59-78% ，右额叶SctO2 增加到73% 61-76%(P=0.001）。在心脏骤停复苏后早期行机械通气患者，采用NIRS评估，轻度高碳酸血症增加脑氧合。研究人员将进一步研究心脏骤停患者复苏后行机械通气，保持长时间轻度高碳酸血症与提高脑氧合、改善患者预后的效果。,7,缺血缺氧脑损伤动物实验发现：轻中度高碳酸血症时，有更多的氧提供给脑组织，促进葡萄糖有氧代谢，以保证组织的高能磷酸的储备，从而产生脑保护作用，轻度至中度高碳酸血症通气对短暂缺血再灌注脑组织具有保护作用，这可能与细胞凋亡的调节蛋白有关，另有研究表明，在心肺分流期间，低氧血症伴有轻度急性高碳酸血症可将脑耗氧量降低30%，对脑血管扩张，脑血流改善有重要作用，增加脑血流量和氧供，提高了大脑对葡萄糖的利用率，促进氧化代谢，更好的维持脑组织的高能磷酸储备，发挥脑保护。,8,控制肺损伤,有研究证明：高碳酸血症性酸中毒可减少内毒素、缺血再灌注、通气相关性肺损伤模型所引起的肺损伤。在肺再灌后行高碳酸血症疗法能减少肺组织和全身的损伤，也可减少细胞凋亡。离体肺研究中，有趣地发现，低碳酸性碱血症能导致肺损伤，而缓冲高碳酸性酸中毒，可减轻急性肺损伤。,9,通过局部代谢产物2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。 中度高碳酸血症时，动脉二氧化碳分压每升高1mmHg，CBF相应增加约6%。然而，严重的高碳酸血症会引起脑水肿，抑制心血管系统，导致心输出量下降，反过来加重脑缺血和原有的脑损伤。,10,一项COPD治疗中允许性高碳酸血症上限值的研究中，发现肺性脑病发生的主要影响因素与高碳酸血症不直接相关，而应为低氧血症。国内刘昌起等认为只要血氧饱和度正常，PCO2从75110 mm Hg缓慢上升而代偿良好者，不会引起明显的临床症状 。,11,心脏骤停后可能会有明显的代谢性酸中毒，因此有通过过度换气来使血PH达到正常的诱惑。然而，一旦恢复足够的灌注，代谢性酸中毒就有可能逆转。在正常大脑，PaCO2降低1mmHg会导致大脑血流减少约2.5%4%，心脏骤停后大脑血流仍然对CO2有反应，ROSC后，初始有持续1030min的充血性血流反应，之后有一个更长时间的低血流期。在迟发性低灌注期的后段，可能会发生血流（作为氧供的一部分）和氧需求的失调。这个阶段的过度换气会降低PaCO2，引起脑血管收缩，加剧大脑缺血损伤。人类生理数据显示，过度换气会导致心脏骤停后患者额外的脑缺血，持续低碳酸血症（低PaO2）可能会降低大脑血流。对十名心脏骤停后昏迷的受试者进行大脑中动脉经颅多普勒检查和颈静脉窦（jugular bulb）氧饱和度检查显示，过度换气伴低碳酸血症不影响血流，但会降低颈静脉窦氧饱和度至低于缺血的阈值（55%）。相反，通气不足伴高碳酸血症则会产生相反的影响。,12,PHY提升氧合的机制,高碳酸血症明显有利于氧合，主要机制如下：1.在急性呼吸酸中毒时可以通过波尔效应使氧离曲线右移，降低氧气与血红蛋白的亲和力，促进氧气向组织解离。2.高碳酸血症可以扩张小血管，促进氧气的运输和组织灌注。高碳酸血症可以通过增强低氧肺血管收缩改善通气血流比例，高碳酸血症可以增加心出量，而心出量是外周组织氧供的重要因素之一，因此可以改善外周组织氧供。,13,CO2作为刺激脑血管扩张强有力的刺激因子，在脑血管自主调节功能完整的情况下，可以扩张脑部血管，降低脑部血管阻力，增加CBF和颅内压。一般来说，颅内压升高会减少脑灌注，引起血管窃血从而造成大脑缺血，然而最近的研究在轻至中度的高碳酸血症（PaCO2为60-100mmHg）虽然显著升高了颅内压，但却明显减轻了脑缺血再灌注损伤。虽然高碳酸血症引起颅内压增高已广为临床医师接受，研究显示与直接提高动脉氧分压相比，轻中度高碳酸血症时提高相同程度的PaCO2引起的脑氧分压增加幅度是前者的三倍，而脑氧含量的增加会诱导正常脑组织的血管收缩，结果会降低颅内压，使血液流向缺血区。,14,越来越多的证据表明，高碳酸血症可以改善组织灌注量和氧合，因此当机