全麻状态下急性等容血液稀释时氧代谢的变化
作者：朱科明 (综述) 徐美英 邓小明 (审校)
单位：朱科明 (综述) 徐美英 邓小明 (审校) 第二军医大学长海医院麻醉科，上海 200433
关键词：
中国急救医学991160 急性等容性血液稀释是血液保护的有效方法之一，对外科手术患者具有重要意义。血液稀释涉及的首要问题是氧代谢变化，本文根据全身麻醉对机体影响的特点，对全麻状态下急性等容血液稀释时氧代谢的变化综述如下。
1 全身麻醉对机体氧代谢的影响
1.1 生理状态氧供和氧耗
生理状态下(正常体温、吸空气、自主呼吸和意识清醒)，对于一名Hb=150 g/L、CO=5 L/min、SaO2=100%和PaO2=100 mmHg(13.6 kPa)的成人，由于氧总量=结合氧+溶解氧=1.34×Hb×SaO2+0.03×PaO2=1.34×150×100%+0.03×100=200 ml/L+3 ml/L，动脉血中结合氧占氧总量98.5%，物理溶解氧占1.5%(常忽略不计)；由于混合静脉血SvO2=75%，动脉血结合氧中约1/4(50 ml)供机体组织消耗。根据Henry定律：在温度恒定时气体溶于液体之中的量与该气体在气相时的分压呈正比，每100 mmHg的PO2下，每升血中的氧溶解量为0.03 ml；物理溶解氧量取决于PaO2。HbO2(氧合血红蛋白)只是氧运输的方式，氧必须与血红蛋白分离变成游离氧才能被组织利用，氧向组织的释放最终直接取决于氧分压的高低。
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1.2 全麻状态氧代谢的变化
与生理状态不同，全身麻醉机械通气后：一方面由于肌肉松驰、控制呼吸、麻醉药的抑制、意识消失以及体温下降等，导致机体、器官和组织的代谢率下降、氧耗减少；另一方面如果吸入纯氧，动脉血氧分压可升至生理状态的5～6倍；根据Henry定律，动脉血中物理溶解氧量增加5～6倍，不但氧供增加，而且可大大提高了氧的组织利用。由于Hb浓度没变，全麻基本不改变动脉血结合氧含量。全身麻醉状态氧耗降低和氧供增加，为急性等容性血液稀释的开展提供了较为有利的环境。
2 等容血液稀释时氧代谢的变化
2.1 血液稀释度
由于红细胞数量最能反映血液主要成分比例的变化，因此常用红细胞压积(Hct)来描述血液稀释程度。血液稀释一般分五度[1]：Hct>30%为轻度，Hct 30%～20%中度，Hct 20～15中深度，Hct 15%～10%深度，Hct<10%极度。
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2.2 血液稀释时氧代谢的变化
根据血液稀释时氧代谢的变化研究Hct的生理极限，由于研究条件不同，其结果众说不一。常温体外循环下犬血液稀释研究[2]表明，Hct须大于18%才能维持机体的氧供，耗，同时全身外周血管阻力下降。Doss等[3]认为快速等容血液稀释引起外周血管阻力的降低，主要与内源性NO作用有关，而与自律神经的关系不大。河南医科大学郅兴义等[4]对17例心内直视手术患者在深低温体外循环下行极度血液稀释，Hct由42.2%降至12.1%，血温为21.4℃，而动脉氧分压升至67.12kPa(504mmHg)，结果全身氧耗量为29.1ml/m2/min，在深低温下能满足组织代谢的需要，其中氧耗量中的24.4%(7.1ml/m2/min)由HbO2提供，75.6%(22ml/m2/min)由溶解氧提供。表明在体外循环转流中供氧方式的重大改变，物理溶解氧成为机体供氧的主要来源。王清秀等[5]研究非心脏手术患者对急性等容血液稀释的耐受程度，结果Hct29.1%和25.3%时，DO2分别降低4%和20%ERO2(氧提取率)升高14%和25%，CI(心脏指数)升高9.9%和24%(P<0.05)，血乳酸及VO2(氧耗)均未显著改变；Hct23.02%时DO2降低42.3%(P<0.01)，ERO2升高34.9%，CI降至基础水平，VO2降低24.9%，明显低于血液稀释前(P<0.05)，血乳酸明显升高(P<0.01)；认为成人非心脏手术患者，术中血液稀释时Hct以不低于23%为宜。CI升高是机体对血液稀释的主要代偿机制之一，血液粘滞度降低使微循环阻力下降以及静脉回流增加是CI升高的主要原因[6]，ERO2的增加是另一重要代偿机制之一[7]。血液稀释对氧代谢的影响，归根到底是对组织氧合的影响，归根到底是对组织氧合的影响，生理性氧供依赖的出现和血乳酸升高呈正相关，是组织缺氧的敏感指标[8]；Bacher等[9]认为胃粘膜的酸度可敏感地反映组织氧合情况，应用胃肠张力测定仪是监测血液稀释时组织是否缺氧较理想手段。
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2.3 血液稀释对脑氧代谢和心肌的影响
北京医科大学关婷婷[10]对心脏直视手术病人实施急性等容血液稀释，按10 ml/kg体重放血后快速输入等量明胶溶液，平均放血量为550±130 ml，研究其对血液动力学、氧供、氧耗和脑氧合的影响。结果：Hct由39.9%降至30.9%，血液稀释后病人的心指数增加15.5%，氧供和氧耗无显著变化，氧摄取率无显著变化。颈内静脉血氧饱和度、动脉血乳酸浓度及颈内静脉血乳酸浓度无明显改变。认为麻醉诱导后急性等容血液稀释(10ml/kg左右)对于术前血红蛋白浓度正常的心脏手术病人氧供、氧耗和脑氧合影响不大。Bauer等[11]通过研究血液稀释时猫脑组织ATP和磷酸肌酸含量，认为在血液动力学不变前提下，重度血液稀释不引起脑功能或生化障碍。血液稀释降低血液粘滞度，增加脑血流，脑血流的增加足以代偿动脉氧含量的下降，因此一定范围的血液稀释可保护神经功能。
, 百拇医药 赵志青等[12]观察发现急性心肌缺血早期由于血液稀释降低血液粘滞度，对犬心脏收缩功能具有改善效应。Hobisch-Hagen等[13]的临床研究表明，Hct稀释到20%时不引起心肌肌钙蛋白的释放，不损害心肌。
2.4 血液稀释对小儿氧代谢的影响
Van Iterson等[14]研究6例4～12岁儿童血液稀释期的德液动力学和氧合作用，血液稀释后，血细胞压积从38%降至25%，外周血管阻力下降了21.5%，通过心搏量增加，心指数升高24.3%。手术过程中，由于失血，血液进一步稀释，到手术结束时，PCV降至16%，心指数升到4.4 L/min*m2，外周血管阻力进一步下降。手术结束后，将采集的自体血回输，PCV升到29%。由于血液稀释降低的携氧能力通过心输出量增加而代偿。手术结束时，Hb是54 g/L，氧释放从22%升至33%，但没有达到警戒线45%。混合静脉血PO2 6降至5.1 kPa，也没有达到警戒线4.26 kPa。随着自体血回输，Hb与氧释放均得以恢复。认为在血液稀释期间，儿童至少与成年人一术有能力代偿血液携氧能力的下降。Aly Hassan等[15]研究认为在普外大手术中，小儿可较好地耐受Hct为17%的血液稀释，心血管反应稳定。
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3 全身麻醉下急性等容性血液稀释
全身麻醉后，通过动脉放血和静脉输液达到等容血液稀释，在手术结束和麻醉苏醒前将自体血回输给患者，从而达到血液保护的目的。放血量根据公式全身麻醉后，通过动脉放血和静脉输液达到等容血液稀释，在手术结束和麻醉苏醒前将自体血回输给患者，从而达到血液保护的目的。放血量根据公式[16]V=EBV×(Ho-Hf)/Hav，其中EBV为病人全血容量，Ho为原始Hct，Hf为稀释后Hct，Hav为Ho和Hf的均值。全身麻醉不但其氧代谢变化有利于血液稀释，而且监测条件好、可控性佳、安全度高，对患者机体和精神影响小。但尚需注意：①根据手术的大小和患者的机体状况决定是否血液稀释；②血液稀释程度应全面衡量(循环、呼吸、凝血、免疫等功能和血浆渗透压)，氧代谢变化可作为重要参考；③血液稀释时适当加深麻醉和维持良好肌松，消除疼痛、寒战和呛咳等不良反应，减少不必要的氧耗；④保持稳定的血流动力学，尤其是心排量的维持。
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参考文献
[1]王建波，等.围手术期血液稀释的有关问题.国外医学《麻醉与复苏学分册》，1989，10：75-78
[2]Liam BL, et al. Hemodilution and whole body oxygen balance during normothermic cardiopulmonary bypass in dogs. J Thorac Cardiovasc Surg, 1998, 115: 1203-1208.
[3]张青叶，等.儿童用血液稀释法手术时的血液动力学及氧合作用.国外医学《输血及血液学分册》，1996，19：119-120.
[4]郅兴义，等.极度血液稀释体外循环心内直视手术中供氧机理的研究.中华胸心外科杂志，1990，6：142-145.
, 百拇医药
[5]王清秀，等.手术病人对急性血液稀释的耐受程度.中华麻醉学杂志，1997，17：652-655.
[6]Fonland JL. Oxygen consumption and cardiovascular founction in children during profund intraoperative normovolemic hemodilution. Anesth Analg, 1995,80:219-225.
[7]Estafanous FG, et al. Advantages and limitation of hemodilution. Semin Thorac Cardiovasc Surg, 1994,6:87-91.
[8]Wagner PD. Limitation of oxygen transport to the cell. Intensive Care Med, 1995,21:397-402.
, 百拇医药
[9]Bacher A, et al. Acute normovolemic hemodilution dose not aggravate gastric mucosal acidosis during cardiac surgery. Intensive Care Med, 1998,24:313-321.
[10]关婷婷，等.急性等容血液稀释对心脏手术病人血流动力学、氧供、氧耗和脑氧合的影响.中华麻醉学杂志，1998，18：196-198.
[11]Bauer R, et al. Influence of severe hemodilution on brain function and brain oxtive metabolism in the cat. Intensive care Med, 1996, 22: 47-51
[12]赵志青，等.等容血液稀释对缺血心肌收缩功能的改善效应.中华胸心血管外科杂志，1989，5：239-241.
, 百拇医药
[13]Hobisch-Hagen P, et al. No release of cardiac troonin-I during major orthopedic surgery after acute normovolemic hemodilution. Acta Anaesthesiol Scand, 1998,42:799-804.
[14]王漠，等.等容血液稀释时全身血管扩张的机制.国外医学《麻醉学与复苏分册》，1996，17：184-185.
[15]Aly Hassan A, et al. Global tissue oxygenation during normovolemic haemodilution in young children. Paediatr Anaesth, 1997,7:197-204.
[16]Cross JB. Estimating allowable blood loss corrected for dilution. Anesthesiology, 1983,58:227-223.
收稿：1999-07-14, 百拇医药
单位：朱科明 (综述) 徐美英 邓小明 (审校) 第二军医大学长海医院麻醉科，上海 200433
关键词：
中国急救医学991160 急性等容性血液稀释是血液保护的有效方法之一，对外科手术患者具有重要意义。血液稀释涉及的首要问题是氧代谢变化，本文根据全身麻醉对机体影响的特点，对全麻状态下急性等容血液稀释时氧代谢的变化综述如下。
1 全身麻醉对机体氧代谢的影响
1.1 生理状态氧供和氧耗
生理状态下(正常体温、吸空气、自主呼吸和意识清醒)，对于一名Hb=150 g/L、CO=5 L/min、SaO2=100%和PaO2=100 mmHg(13.6 kPa)的成人，由于氧总量=结合氧+溶解氧=1.34×Hb×SaO2+0.03×PaO2=1.34×150×100%+0.03×100=200 ml/L+3 ml/L，动脉血中结合氧占氧总量98.5%，物理溶解氧占1.5%(常忽略不计)；由于混合静脉血SvO2=75%，动脉血结合氧中约1/4(50 ml)供机体组织消耗。根据Henry定律：在温度恒定时气体溶于液体之中的量与该气体在气相时的分压呈正比，每100 mmHg的PO2下，每升血中的氧溶解量为0.03 ml；物理溶解氧量取决于PaO2。HbO2(氧合血红蛋白)只是氧运输的方式，氧必须与血红蛋白分离变成游离氧才能被组织利用，氧向组织的释放最终直接取决于氧分压的高低。
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1.2 全麻状态氧代谢的变化
与生理状态不同，全身麻醉机械通气后：一方面由于肌肉松驰、控制呼吸、麻醉药的抑制、意识消失以及体温下降等，导致机体、器官和组织的代谢率下降、氧耗减少；另一方面如果吸入纯氧，动脉血氧分压可升至生理状态的5～6倍；根据Henry定律，动脉血中物理溶解氧量增加5～6倍，不但氧供增加，而且可大大提高了氧的组织利用。由于Hb浓度没变，全麻基本不改变动脉血结合氧含量。全身麻醉状态氧耗降低和氧供增加，为急性等容性血液稀释的开展提供了较为有利的环境。
2 等容血液稀释时氧代谢的变化
2.1 血液稀释度
由于红细胞数量最能反映血液主要成分比例的变化，因此常用红细胞压积(Hct)来描述血液稀释程度。血液稀释一般分五度[1]：Hct>30%为轻度，Hct 30%～20%中度，Hct 20～15中深度，Hct 15%～10%深度，Hct<10%极度。
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2.2 血液稀释时氧代谢的变化
根据血液稀释时氧代谢的变化研究Hct的生理极限，由于研究条件不同，其结果众说不一。常温体外循环下犬血液稀释研究[2]表明，Hct须大于18%才能维持机体的氧供，耗，同时全身外周血管阻力下降。Doss等[3]认为快速等容血液稀释引起外周血管阻力的降低，主要与内源性NO作用有关，而与自律神经的关系不大。河南医科大学郅兴义等[4]对17例心内直视手术患者在深低温体外循环下行极度血液稀释，Hct由42.2%降至12.1%，血温为21.4℃，而动脉氧分压升至67.12kPa(504mmHg)，结果全身氧耗量为29.1ml/m2/min，在深低温下能满足组织代谢的需要，其中氧耗量中的24.4%(7.1ml/m2/min)由HbO2提供，75.6%(22ml/m2/min)由溶解氧提供。表明在体外循环转流中供氧方式的重大改变，物理溶解氧成为机体供氧的主要来源。王清秀等[5]研究非心脏手术患者对急性等容血液稀释的耐受程度，结果Hct29.1%和25.3%时，DO2分别降低4%和20%ERO2(氧提取率)升高14%和25%，CI(心脏指数)升高9.9%和24%(P<0.05)，血乳酸及VO2(氧耗)均未显著改变；Hct23.02%时DO2降低42.3%(P<0.01)，ERO2升高34.9%，CI降至基础水平，VO2降低24.9%，明显低于血液稀释前(P<0.05)，血乳酸明显升高(P<0.01)；认为成人非心脏手术患者，术中血液稀释时Hct以不低于23%为宜。CI升高是机体对血液稀释的主要代偿机制之一，血液粘滞度降低使微循环阻力下降以及静脉回流增加是CI升高的主要原因[6]，ERO2的增加是另一重要代偿机制之一[7]。血液稀释对氧代谢的影响，归根到底是对组织氧合的影响，归根到底是对组织氧合的影响，生理性氧供依赖的出现和血乳酸升高呈正相关，是组织缺氧的敏感指标[8]；Bacher等[9]认为胃粘膜的酸度可敏感地反映组织氧合情况，应用胃肠张力测定仪是监测血液稀释时组织是否缺氧较理想手段。
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2.3 血液稀释对脑氧代谢和心肌的影响
北京医科大学关婷婷[10]对心脏直视手术病人实施急性等容血液稀释，按10 ml/kg体重放血后快速输入等量明胶溶液，平均放血量为550±130 ml，研究其对血液动力学、氧供、氧耗和脑氧合的影响。结果：Hct由39.9%降至30.9%，血液稀释后病人的心指数增加15.5%，氧供和氧耗无显著变化，氧摄取率无显著变化。颈内静脉血氧饱和度、动脉血乳酸浓度及颈内静脉血乳酸浓度无明显改变。认为麻醉诱导后急性等容血液稀释(10ml/kg左右)对于术前血红蛋白浓度正常的心脏手术病人氧供、氧耗和脑氧合影响不大。Bauer等[11]通过研究血液稀释时猫脑组织ATP和磷酸肌酸含量，认为在血液动力学不变前提下，重度血液稀释不引起脑功能或生化障碍。血液稀释降低血液粘滞度，增加脑血流，脑血流的增加足以代偿动脉氧含量的下降，因此一定范围的血液稀释可保护神经功能。
, 百拇医药 赵志青等[12]观察发现急性心肌缺血早期由于血液稀释降低血液粘滞度，对犬心脏收缩功能具有改善效应。Hobisch-Hagen等[13]的临床研究表明，Hct稀释到20%时不引起心肌肌钙蛋白的释放，不损害心肌。
2.4 血液稀释对小儿氧代谢的影响
Van Iterson等[14]研究6例4～12岁儿童血液稀释期的德液动力学和氧合作用，血液稀释后，血细胞压积从38%降至25%，外周血管阻力下降了21.5%，通过心搏量增加，心指数升高24.3%。手术过程中，由于失血，血液进一步稀释，到手术结束时，PCV降至16%，心指数升到4.4 L/min*m2，外周血管阻力进一步下降。手术结束后，将采集的自体血回输，PCV升到29%。由于血液稀释降低的携氧能力通过心输出量增加而代偿。手术结束时，Hb是54 g/L，氧释放从22%升至33%，但没有达到警戒线45%。混合静脉血PO2 6降至5.1 kPa，也没有达到警戒线4.26 kPa。随着自体血回输，Hb与氧释放均得以恢复。认为在血液稀释期间，儿童至少与成年人一术有能力代偿血液携氧能力的下降。Aly Hassan等[15]研究认为在普外大手术中，小儿可较好地耐受Hct为17%的血液稀释，心血管反应稳定。
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全身麻醉后，通过动脉放血和静脉输液达到等容血液稀释，在手术结束和麻醉苏醒前将自体血回输给患者，从而达到血液保护的目的。放血量根据公式全身麻醉后，通过动脉放血和静脉输液达到等容血液稀释，在手术结束和麻醉苏醒前将自体血回输给患者，从而达到血液保护的目的。放血量根据公式[16]V=EBV×(Ho-Hf)/Hav，其中EBV为病人全血容量，Ho为原始Hct，Hf为稀释后Hct，Hav为Ho和Hf的均值。全身麻醉不但其氧代谢变化有利于血液稀释，而且监测条件好、可控性佳、安全度高，对患者机体和精神影响小。但尚需注意：①根据手术的大小和患者的机体状况决定是否血液稀释；②血液稀释程度应全面衡量(循环、呼吸、凝血、免疫等功能和血浆渗透压)，氧代谢变化可作为重要参考；③血液稀释时适当加深麻醉和维持良好肌松，消除疼痛、寒战和呛咳等不良反应，减少不必要的氧耗；④保持稳定的血流动力学，尤其是心排量的维持。
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[7]Estafanous FG, et al. Advantages and limitation of hemodilution. Semin Thorac Cardiovasc Surg, 1994,6:87-91.
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[10]关婷婷，等.急性等容血液稀释对心脏手术病人血流动力学、氧供、氧耗和脑氧合的影响.中华麻醉学杂志，1998，18：196-198.
[11]Bauer R, et al. Influence of severe hemodilution on brain function and brain oxtive metabolism in the cat. Intensive care Med, 1996, 22: 47-51
[12]赵志青，等.等容血液稀释对缺血心肌收缩功能的改善效应.中华胸心血管外科杂志，1989，5：239-241.
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[14]王漠，等.等容血液稀释时全身血管扩张的机制.国外医学《麻醉学与复苏分册》，1996，17：184-185.
[15]Aly Hassan A, et al. Global tissue oxygenation during normovolemic haemodilution in young children. Paediatr Anaesth, 1997,7:197-204.
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