陸健君,方海寧

(廣西南寧市第三人民醫(yī)院麻醉科,廣西 南寧 530003 E-mail:lujjdd082@yahoo.com.cn)

早期的體外循環(huán)(CPB)對腎臟的損害較多且程度較重,術(shù)后腎功能不全的發(fā)生率較高。隨著體外循環(huán)在基礎(chǔ)理論的深入及技術(shù)的改進(jìn),現(xiàn)在體外循環(huán)后急性腎功能衰竭(acute renal failuee,ARF)的發(fā)生率已大大減少(文獻(xiàn)報(bào)道約1%～5%)。但與體外循環(huán)相關(guān)的ARF一旦發(fā)生,病死率極高(文獻(xiàn)報(bào)道從40～80%[1～3]),目前仍是體外循環(huán)研究中的一大難題,亦是術(shù)后重癥監(jiān)護(hù)室(ICU)管理的重點(diǎn)之一。體外循環(huán)中的腎臟保護(hù)即是應(yīng)用各種措施預(yù)防ARF的發(fā)生,并早期發(fā)現(xiàn)和處理?，F(xiàn)將近期體外循環(huán)中腎保護(hù)及其防治措施綜述如下:

1 腎臟生理

1.1 腎單位和集合管 ①腎單位:由腎小球、腎小囊和腎小管組成,是腎臟的基本功能單位,兩腎約有20萬個(gè)腎單位。②集合管:接收多條遠(yuǎn)曲小管中的液體,參與尿液濃縮過程,與腎單位共同完成泌尿功能。

1.2 腎血流特點(diǎn) ①兩次毛細(xì)血管網(wǎng)分支:在腎小球形成的毛細(xì)血管網(wǎng)基本無氧耗,而是形成原尿,在腎小管和集合管形成的毛細(xì)血管網(wǎng)給這些部位供氧,并參與原尿的重吸收形成終尿。②血流量調(diào)節(jié):自身調(diào)節(jié):血壓變動(dòng)于10.64～23.94kPa時(shí),腎血流量基本保持恒定,此范圍的低限較腦血流的自身調(diào)節(jié)低限(6.65～7.98kPa)為高。神經(jīng)和體液調(diào)節(jié):尤其在應(yīng)激狀態(tài)下,機(jī)體可通過神經(jīng)和體液調(diào)節(jié)使全身血液重新分配,腎血流減少,以保持心、腦等重要臟器的血液供應(yīng)。

1.3 腎臟功能 腎臟的泌尿功能對保持機(jī)體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定十分重要,可排泄代謝終產(chǎn)物和異物、調(diào)節(jié)水和電解質(zhì)代謝、維持酸堿平衡。

2 體外循環(huán)導(dǎo)致ARF的發(fā)病因素及病理變化

ARF的發(fā)生是一個(gè)錯(cuò)綜復(fù)雜的過程,有些環(huán)節(jié)還不十分清楚,腎缺血和腎小管上皮細(xì)胞變性壞死是其主要機(jī)制,導(dǎo)致ARF的常見原因可歸納為腎前性、腎內(nèi)性和腎后性三方面[4]。

2.1 發(fā)病因素

2.1.1 腎前性 在心血管外科中主要是各種因素導(dǎo)致的腎臟缺血缺氧性損傷,大多無器質(zhì)性改變,去除病因應(yīng)即可迅速恢復(fù),亦常稱功能性腎衰;但如果腎前性因素持續(xù)存在,將可引起腎小管壞死等病變,發(fā)展為腎性ARF。①體外循環(huán)中的低灌注壓:可引起腎小球的有效濾過壓降低,腎小球?yàn)V過率(GFR)下降,尤其是長時(shí)間(＞90min)低血壓狀態(tài)和高齡患者,更易發(fā)生ARF;②體外循環(huán)中的低血流量:主要是由于動(dòng)脈泵流量不足和持續(xù)大量使用縮血管藥物,有效腎血流量降低,與低灌注壓所引起的改變相似;③體外循環(huán)后低心排出量綜合征;④其它因素如體外循環(huán)中的微栓等。體外循環(huán)過程中還可能由于心內(nèi)吸引、泵管擠壓、心內(nèi)異物如縫線、人工瓣膜等持續(xù)破壞紅細(xì)胞,除了釋放血紅蛋白外,也釋放部分脂質(zhì),形成微栓阻塞腎毛細(xì)血管,造成腎缺血;高濃度的血紅蛋白也會導(dǎo)致腎損傷[5]。

2.1.2 腎內(nèi)性 腎臟已發(fā)生器質(zhì)性改變,主要在腎小管、腎間質(zhì),其次才是腎小球。以往認(rèn)為體外循環(huán)所導(dǎo)致的腎性ARF是由長期腎前性缺血、GFR降低等因素所致腎小管病變,近年有許多學(xué)者強(qiáng)調(diào),腎血流減少可在早期直接引起腎小管上皮細(xì)胞病變,而不是繼發(fā)于腎小球改變后。①腎血流量減少:可引起腎小管上皮腫脹、變性甚而壞死,即所謂“急性腎小管壞死”,功能紊亂,腎小球血管內(nèi)皮細(xì)胞亦可受到損傷,GFR減少或通透性改變;②血液因素:如體外循環(huán)中的游離血紅蛋白和肌紅蛋白大量增加、預(yù)充液中低分子右旋糖酐(D-40),甚至大劑量甘露醇等均可導(dǎo)致腎小管上皮損傷,管腔阻塞,腎間質(zhì)水腫;最近有研究認(rèn)為[6],體外循環(huán)過程中血細(xì)胞比容＜24%將會增加術(shù)后ARF發(fā)生的危險(xiǎn),分析原因可能由于血液稀釋后攜氧量下降,加重了組織缺氧;改變了血液的膠體滲透壓,導(dǎo)致腎功能改變。③藥物因素:如氨基苷類和磺胺類抗生素、細(xì)菌毒素及一些麻醉劑等亦可引起腎小管損傷;④全身炎癥綜合征:體外循環(huán)可導(dǎo)致全身炎癥綜合征,主要與血液的非生理性接觸、內(nèi)皮的損傷、中性粒細(xì)胞的激活、補(bǔ)體系統(tǒng)的激活及凝血途徑的激活有關(guān),該過程是一個(gè)極其復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò),多種炎性因子與炎性介質(zhì)參與了損傷多器官包括腎臟這個(gè)過程[7～9]。⑤術(shù)前已有的腎臟疾患:所有術(shù)前的腎臟器質(zhì)性病變均使腎臟在體外循環(huán)中對缺血缺氧的耐受性降低,體外循環(huán)又可使這些病變加重,ARF的發(fā)生率和病死率較其他患者顯著增高。

2.1.3 腎后性 腎后性由于尿流受阻,導(dǎo)致腎小管內(nèi)壓增加。常見原因有:雙側(cè)輸尿管或腎盂內(nèi)血凝塊或結(jié)石阻塞、腫瘤壓迫、腎乳頭壞死等。

2.2 ARF時(shí)的病理變化 ①腎小管:上皮細(xì)胞腫脹、變性或壞死,基底膜斷裂,管腔早期狹窄、后期擴(kuò)大,內(nèi)有管型形成可致管腔阻塞。②腎間質(zhì):水腫、充血,白細(xì)胞浸潤,并可與腎小管腔相通。③腎小球:早期血管痙攣、小球變小,腎小囊腔增大,后期血管擴(kuò)張、小球體積增大,腎小囊腔內(nèi)充血、炎細(xì)胞浸潤。

2.3 體外循環(huán)后ARF發(fā)生的危險(xiǎn)因素及術(shù)前評估 因?yàn)榛颊咝g(shù)前的條件及手術(shù)方式等能影響體外循環(huán)后ARF的發(fā)生,人們開始注重術(shù)前的評估。最近Thakar等[10]研究了33 217例體外循環(huán)手術(shù)患者,總結(jié)出預(yù)測ARF的評分系統(tǒng),該系統(tǒng)對以下幾個(gè)危險(xiǎn)因子進(jìn)行術(shù)前綜合評分:女性、充血性心力衰竭、左心室射血分?jǐn)?shù)＜35%、術(shù)前需主動(dòng)脈內(nèi)球囊反搏支持、慢性阻塞性肺病、胰島素依賴型糖尿病、二次心臟手術(shù)、急診手術(shù)、瓣膜手術(shù)或換瓣聯(lián)合搭橋手術(shù)合并其他心臟手術(shù)以及術(shù)前肌酐高于正常范圍。并認(rèn)為此評分系統(tǒng)可較好地預(yù)測心臟手術(shù)后ARF的發(fā)生率,并可能為未來臨床試驗(yàn)的綜合評估及分類提供幫助[10]。

3 RF的臨床表現(xiàn)與診斷

3.1 臨床表現(xiàn) 除少數(shù)嚴(yán)重者在體外循環(huán)過程中即出現(xiàn)少尿、無尿,多數(shù)ARF發(fā)生于術(shù)后24h內(nèi),進(jìn)展較非心血管手術(shù)患者快得多;臨床可見短期內(nèi)即發(fā)現(xiàn)少尿甚而無尿,強(qiáng)效利尿劑效果不顯著,尿比重降低,尿鏡檢可見血液細(xì)胞和大量管型,血清尿素氮和肌酐水平進(jìn)行性升高(應(yīng)與體外循環(huán)過程中的一過性升高相鑒別),并可出現(xiàn)高鉀血癥和代謝性酸中毒。

3.2 診斷 ARF的常規(guī)診斷是一排除性診斷,但體外循環(huán)相關(guān)性ARF的影響因素很多且進(jìn)展迅速,超早期診斷與處理對患者預(yù)后十分重要,須適當(dāng)放寬診斷標(biāo)準(zhǔn)[11]。①尿量減少:＜0.5ml/(kg·h)或＜400ml/24h;②尿比重降低:＜1.016或固定在1.010左右;③尿鏡檢改變:出現(xiàn)蛋白、細(xì)胞及各種類型的管型;④氮質(zhì)血癥:Bun＞50mg/L或持續(xù)＞25mg/L,Scr＞0.5mg/L或持續(xù)＞2mg/L;⑤電解質(zhì)和酸堿平衡紊亂:高鉀、低鈉、低鈣血癥,代謝性酸中毒;⑥尿糖、β-微球蛋白的出現(xiàn)提示腎功能損害。

4 體外循環(huán)中ARF的預(yù)防

在體外循環(huán)中對ARF的預(yù)防,關(guān)鍵措施在于腎前性病因的預(yù)防,避免有效腎血流的減少或盡量縮短腎血流減少的時(shí)間,輔助措施是通過脫水利尿等方法減少腎內(nèi)性因素的不良影響。一般轉(zhuǎn)流中尿量若不少于1ml/(kg·h),多不會導(dǎo)致明顯的腎臟損害[11]。

4.1 維持腎臟血流量

4.1.1 提高灌注壓力 雖然少數(shù)患者在平均動(dòng)脈壓(MAP)3.99kPa時(shí)尿量仍可不減少,但對多數(shù)患者應(yīng)維持MAP在7.98 kPa以上。

4.1.2 提高灌注流量 目前對體外循環(huán)中的灌注流量尚無恒定標(biāo)準(zhǔn),流量過高易致細(xì)胞破壞增多(尤其使用滾壓泵時(shí)),過低則臟器灌流不足,且腎血流對灌注流量的要求有一定的個(gè)體差異,建議一般手術(shù)的灌注流量不應(yīng)低于 2.0L/(m2·min),較長時(shí)間的手術(shù)的流量應(yīng)高于2.4L/(m2·min)。

4.1.3 擴(kuò)張血管 在維持灌注壓力的前提下,應(yīng)適當(dāng)使用擴(kuò)血管藥物,而盡量避免縮血管藥物的使用。

4.1.3.1 多巴胺的應(yīng)用 關(guān)于小劑量多巴胺是否具有腎保護(hù)作用仍存在爭議。1964年,Goldberg等首次報(bào)道小劑量多巴胺[3μ g/(kg·min),Ld-DA,“腎劑量”]可促進(jìn)腎血流量(RBF)、增加利尿,有腎保護(hù)作用。長期以來人們都認(rèn)為 Ld-DA[1～3μ g/(kg·min)]具有預(yù)防性腎保護(hù)作用。然而,Tang等通過測定冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)(CABG)患者尿維生素A醇結(jié)合的含量來觀察“腎劑量” 多巴胺[2.5～4.0μ g/(kg·min)]有無腎保護(hù)作用,結(jié)果未證實(shí)有腎保護(hù)作用,因此不主張多巴胺常規(guī)用于預(yù)防性腎保護(hù)。盡管存在爭議,但至今臨床仍保留小劑量多巴胺具有腎保護(hù)的觀點(diǎn)[11]。

4.1.3.2 血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑(ACEI)的應(yīng)用 Joob等[12]認(rèn)為術(shù)前應(yīng)用ACEI能預(yù)防因主動(dòng)脈阻斷引起的腎臟血管張力增高。但也有研究認(rèn)為[13],在體外循環(huán)過程中,若聯(lián)合使用抑膚酶和ACEI會加重腎損傷。

4.1.3.3 鈣通道阻滯藥 鈣通道阻滯劑一方面通過降低細(xì)胞質(zhì)內(nèi)鈣離子濃度,降低小動(dòng)脈收縮,改善灌注;另一方面在缺血一再灌注過程中可減輕鈣超載而起到腎保護(hù)作用。關(guān)于鈣通道阻滯藥的腎保護(hù)臨床研究還較少,有研究認(rèn)為冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)患者中應(yīng)用地爾硫罩對術(shù)后腎功能衰竭、腎小管的完整性有好處[14],但這兩個(gè)研究病例數(shù)均較少。

4.2 血液稀釋的應(yīng)用 ①現(xiàn)普遍采用的HCT 20%～25%的稀釋度可明顯降低全血黏度,改善血流動(dòng)力學(xué),增加腎血流量。②可增加GFR,并降低腎小囊和腎小管腔內(nèi)液體黏度,加快液體流速,預(yù)防管腔阻塞和腎小管萎縮壞死,增加尿量。③可使各種毒性代謝產(chǎn)物濃度降低,紅細(xì)胞破壞和游離血紅蛋白減少,并加速其排出,減輕其對腎臟實(shí)質(zhì)(主要是腎小管)的損害。

4.3 脫水、利尿劑的應(yīng)用

4.3.1 速尿 ①為強(qiáng)效腎小管髓襻利尿劑,可抑制該處Na+、K+、Cl-的重吸收,并促進(jìn)遠(yuǎn)曲小管處的 Na+-K+交換,同時(shí)帶動(dòng)抑制水的重吸收,即使GFR下降亦可使終尿量增加;尚可降低腎血管阻力,增加腎血流量和GFR,并使腎血流重新分布,髓質(zhì)血流增加。②體外循環(huán)中的用量因人而異,若轉(zhuǎn)流中尿量不少,可不用或少用,若轉(zhuǎn)流中尿量不足 1ml/(kg·h)或術(shù)前已有腎臟疾患者,應(yīng)預(yù)防性一次給予10～20mg,以后根據(jù)尿量和電解質(zhì)檢查結(jié)果追加。

4.3.2 甘露醇 ①為強(qiáng)效脫水利尿劑,通過血漿內(nèi)高滲作用,使組織內(nèi)水分迅速轉(zhuǎn)移至血管內(nèi),并通過在腎小管腔內(nèi)的高滲,減少Na+、Cl-的重吸收,干擾髓質(zhì)內(nèi)高滲形成,從而水重吸收減少,腎小管充盈,尿量增加;其擴(kuò)充血容量作用尚可使腎血管擴(kuò)張、腎血流和GFR增加。②體外循環(huán)中可常規(guī)預(yù)充0.2～0.5g/kg,不但可減少組織水腫、擴(kuò)充血容量,尚有一定的腎臟保護(hù)作用,以后根據(jù)尿量酌情使用,術(shù)后ARF的發(fā)生率可明顯降低。

4.4 維持電解質(zhì)和酸堿平衡 ①糾正高鈣血癥:血漿中Ca2+濃度升高后,可致腎小管腔內(nèi)鈣鹽沉積、阻塞,腎小管萎縮壞死,通過低鈣性稀釋或利尿等方法可使血漿中Ca2+濃度下降。②糾正代謝性酸中毒:酸性物質(zhì)可使腎小管腔內(nèi)產(chǎn)生沉淀,并加重血紅蛋白和肌紅蛋白對小管上皮細(xì)胞的毒性作用,應(yīng)根據(jù)轉(zhuǎn)流中血?dú)獗O(jiān)測結(jié)果以NaHCO3糾正酸中毒,以達(dá)到堿化尿液、防止腎小管損害的目的。

4.5 減少血液破壞及腎毒性物質(zhì)的產(chǎn)生 ①選用優(yōu)質(zhì)動(dòng)脈泵(如離心泵)、氧合器(如泵前氧合的膜肺)及管道,配合使用細(xì)胞膜穩(wěn)定劑,可望減少血液細(xì)胞的破壞,減少游離血紅蛋白對腎臟的損害。②術(shù)者操作輕柔和良好的心肌保護(hù)可使血液中肌紅蛋白的上升減緩,減少其對腎臟的毒性作用。

5 體外循環(huán)后ARF的治療原則

①糾正病因:主要糾正腎前性缺血,保證腎臟的血液灌注,即維持充足的血容量和良好的心功能,尤其發(fā)生低心排出量綜合征時(shí)須及時(shí)糾正,如確切認(rèn)為低心排出量系由手術(shù)操作失誤引起,應(yīng)果斷行再次手術(shù)。②嚴(yán)格限制液體入量:應(yīng)量出為入,以避免水鈉潴留引起組織水腫。③控制氮質(zhì)血癥:應(yīng)以高營養(yǎng)支持減緩體內(nèi)蛋白質(zhì)的分解,以減少血漿中尿素氮和肌酐的濃度。④維持體內(nèi)電解質(zhì)和酸堿平衡:尤其應(yīng)糾正高鉀血癥和代謝性酸中毒。⑤調(diào)整藥物劑量:如洋地黃、兒茶酚胺和一些抗生素應(yīng)適當(dāng)減量。⑥預(yù)防和控制感染:各項(xiàng)操作須嚴(yán)格無菌,有明確的感染灶時(shí)應(yīng)及時(shí)處理。⑦病情嚴(yán)重者應(yīng)盡早行透析或血液凈化治療:透析的優(yōu)點(diǎn)是盡快排出體內(nèi)潴留的液體,使循環(huán)容量負(fù)荷明顯減輕,高血鉀、氮質(zhì)血癥、酸中毒很快得以糾正,改善心、肺、腦、腎等重要臟器的功能。

[1] Nguyen MT,Ross GF,Dent CL,et al.Early prediction of acute renal injury using urinary porteomics[J].Am J Nephorl,2005,25(4):318-326.

[2] Mehta RL.Acute renalfailure and cardiac surgery:Marching in place or moving ahead?[J]J Am Soc Nephorl,2005,16(1):12-14.

[3] Chertow GM,Lazarus JM,Christiansen CL,et al.Preoperative renal risk stratification[J].Circulation,1997,95(4):878-884.

[4] 孫大金,徐守春,盛卓人.心血管麻醉和術(shù)后處理[M].上海:上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社,1999:534-540.

[5] 易俊,景華,朱家全,等.心臟瓣膜置換術(shù)后腎功能改變的

臨床分析[J].醫(yī)學(xué)研究生學(xué)報(bào),2006,19(7):603-606.[6] Habib RH,Zacharias A,Schwann TA,et al.Role of hemodilutional anemia and transfusion duringcardiopulmonary bypass in renal injury after coronary revascularization:implications on operative outcome[J].Crit Care Med,2005,33(8):1749-1756.

[7] Levy JH,Tanaka KA.Inflammatory response to cardiopulmonary bypass[J].Ann Thorac Surg,2003,75(2):S715-720.

[8] Asimakopoulos G.Mechanismsof the systemic inflammatory response[J].Perfusion,1999,14(4):269-277.

[9] Gormley SM,McBride WT,Armstrong MA,et al.Plasma and urinary cytokine homeostasis and renal function during cardiac surgery without cardiopulmonary bypass[J].Cytokine,2002,17(2):61-65.

[10] Thakar CV,Arrigain S,Worley S,et al.A clinical score to predict acute renalfailure after cardiac surgery[J].JAm Soc Nephorl,2005,16(1):162-168.

[11] 龍村.體外循環(huán)學(xué)[M].北京:人民軍醫(yī)出版社,2004:166-168.

[12] Joob AW,Hannan PK,Kaiser DL,et al.The effect of renin-angiotensin system blockade on visceral blood flow during and after thoracic aortic cross-clamping[J].J Thorac Cardiovasc Surg,1986,91(3):411-418.

[13] Kincaid EH,Ashburn DA,Hoyle JR,et al.Does the combination of aportinin and angiotensin-converting enzyme inhibitor cause renal failure after cardiac surgery?[J].Ann Thorac Surg,2005,80(4):1388-1393.

[14] Piper SN,Kumle B,Maleck WH,et al.Diltiazem may preserve renal tubular integrity after cardiac surgery[J].Can J Anaesth,2003,50(3):285-292.