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,術后腎功能不全的發(fā)生率較高。隨著體外循環(huán)在基礎理論的深入及技術的改進,現在體外循環(huán)后急性腎功能衰竭(acute renal failuee,ARF)的發(fā)生率已大大減少(文獻報道約1%～5%)。但與體外循環(huán)相關的ARF一旦發(fā)生,病死率極高(文獻報道從40～80%[1～3]),目前仍是體外循環(huán)研究中的一大難題,亦是術后重癥監(jiān)護室(ICU)管理的重點之一。體外循環(huán)中的腎臟保護即是應用各種措施預防ARF的發(fā)生,并早期發(fā)現和處理?，F將近期體外循環(huán)中腎保護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20萬個腎單位。②集合管:接收多條遠曲小管中的液體,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 ①兩次毛細血管網分支:在腎小球形成的毛細血管網基本無氧耗,而是形成原尿,在腎小管和集合管形成的毛細血管網給這些部位供氧,并參與原尿的重吸收形成終尿。②血流量調節(jié):自身調節(jié):血壓變動于10.64～23.94kPa時,腎血流量基本保持恒定,此范圍的低限較腦血流的自身調節(jié)低限(6.65～7.98kPa)為高。神經和體液調節(jié):尤其在應激狀態(tài)下,機體可通過神經和體液調節(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。

1.3 腎臟功能 腎臟的泌尿功能對保持機體內環(huán)境的穩(wěn)定十分重要,可排泄代謝終產物和異物、調節(jié)水和電解質代謝、維持酸堿平衡。

2 體外循環(huán)導致ARF的發(fā)病因素及病理變化

ARF的發(fā)生是一個錯綜復雜的過程,有些環(huán)節(jié)還不十分清楚,腎缺血和腎小管上皮細胞變性壞死是其主要機制,導致ARF的常見原因可歸納為腎前性、腎內性和腎后性三方面[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致的腎臟缺血缺氧性損傷,大多無器質性改變,去除病因應即可迅速恢復,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,腎小球濾過率(GFR)下降,尤其是長時間(＞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吸引、泵管擠壓、心內異物如縫線、人工瓣膜等持續(xù)破壞紅細胞,除了釋放血紅蛋白外,也釋放部分脂質,形成微栓阻塞腎毛細血管,造成腎缺血;高濃度的血紅蛋白也會導致腎損傷[5]。

2.1.2 腎內性 腎臟已發(fā)生器質性改變,主要在腎小管、腎間質,其次才是腎小球。以往認為體外循環(huán)所導致的腎性ARF是由長期腎前性缺血、GFR降低等因素所致腎小管病變,近年有許多學者強調,腎血流減少可在早期直接引起腎小管上皮細胞病變,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,腎小球血管內皮細胞亦可受到損傷,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、預充液中低分子右旋糖酐(D-40),甚至大劑量甘露醇等均可導致腎小管上皮損傷,管腔阻塞,腎間質水腫;最近有研究認為[6],體外循環(huán)過程中血細胞比容＜24%將會增加術后ARF發(fā)生的危險,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,導致腎功能改變。③藥物因素:如氨基苷類和磺胺類抗生素、細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)可導致全身炎癥綜合征,主要與血液的非生理性接觸、內皮的損傷、中性粒細胞的激活、補體系統(tǒng)的激活及凝血途徑的激活有關,該過程是一個極其復雜的網絡,多種炎性因子與炎性介質參與了損傷多器官包括腎臟這個過程[7～9]。⑤術前已有的腎臟疾患:所有術前的腎臟器質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,導致腎小管內壓增加。常見原因有:雙側輸尿管或腎盂內血凝塊或結石阻塞、腫瘤壓迫、腎乳頭壞死等。

2.2 ARF時的病理變化 ①腎小管:上皮細胞腫脹、變性或壞死,基底膜斷裂,管腔早期狹窄、后期擴大,內有管型形成可致管腔阻塞。②腎間質:水腫、充血,白細胞浸潤,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,后期血管擴張、小球體積增大,腎小囊腔內充血、炎細胞浸潤。

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

3 RF的臨床表現與診斷

3.1 臨床表現 除少數嚴重者在體外循環(huán)過程中即出現少尿、無尿,多數ARF發(fā)生于術后24h內,進展較非心血管手術患者快得多;臨床可見短期內即發(fā)現少尿甚而無尿,強效利尿劑效果不顯著,尿比重降低,尿鏡檢可見血液細胞和大量管型,血清尿素氮和肌酐水平進行性升高(應與體外循環(huán)過程中的一過性升高相鑒別),并可出現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)相關性ARF的影響因素很多且進展迅速,超早期診斷與處理對患者預后十分重要,須適當放寬診斷標準[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:出現蛋白、細胞及各種類型的管型;④氮質血癥: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-微球蛋白的出現提示腎功能損害。

4 體外循環(huán)中ARF的預防

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

4.1 維持腎臟血流量

4.1.1 提高灌注壓力 雖然少數患者在平均動脈壓(MAP)3.99kPa時尿量仍可不減少,但對多數患者應維持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準,流量過高易致細胞破壞增多(尤其使用滾壓泵時),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體差異,建議一般手術的灌注流量不應低于 2.0L/(m2·min),較長時間的手術的流量應高于2.4L/(m2·min)。

4.1.3 擴張血管 在維持灌注壓力的前提下,應適當使用擴血管藥物,而盡量避免縮血管藥物的使用。

4.1.3.1 多巴胺的應用 關于小劑量多巴胺是否具有腎保護作用仍存在爭議。1964年,Goldberg等首次報道小劑量多巴胺[3μ g/(kg·min),Ld-DA,“腎劑量”]可促進腎血流量(RBF)、增加利尿,有腎保護作用。長期以來人們都認為 Ld-DA[1～3μ g/(kg·min)]具有預防性腎保護作用。然而,Tang等通過測定冠狀動脈旁路移植術(CABG)患者尿維生素A醇結合的含量來觀察“腎劑量” 多巴胺[2.5～4.0μ g/(kg·min)]有無腎保護作用,結果未證實有腎保護作用,因此不主張多巴胺常規(guī)用于預防性腎保護。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的觀點[11]。

4.1.3.2 血管緊張素轉換酶抑制劑(ACEI)的應用 Joob等[12]認為術前應用ACEI能預防因主動脈阻斷引起的腎臟血管張力增高。但也有研究認為[13],在體外循環(huán)過程中,若聯合使用抑膚酶和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胞質內鈣離子濃度,降低小動脈收縮,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作用。關于鈣通道阻滯藥的腎保護臨床研究還較少,有研究認為冠狀動脈旁路移植術患者中應用地爾硫罩對術后腎功能衰竭、腎小管的完整性有好處[14],但這兩個研究病例數均較少。

4.2 血液稀釋的應用 ①現普遍采用的HCT 20%～25%的稀釋度可明顯降低全血黏度,改善血流動力學,增加腎血流量。②可增加GFR,并降低腎小囊和腎小管腔內液體黏度,加快液體流速,預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物濃度降低,紅細胞破壞和游離血紅蛋白減少,并加速其排出,減輕其對腎臟實質(主要是腎小管)的損害。

4.3 脫水、利尿劑的應用

4.3.1 速尿 ①為強效腎小管髓襻利尿劑,可抑制該處Na+、K+、Cl-的重吸收,并促進遠曲小管處的 Na+-K+交換,同時帶動抑制水的重吸收,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,髓質血流增加。②體外循環(huán)中的用量因人而異,若轉流中尿量不少,可不用或少用,若轉流中尿量不足 1ml/(kg·h)或術前已有腎臟疾患者,應預防性一次給予10～20mg,以后根據尿量和電解質檢查結果追加。

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

4.4 維持電解質和酸堿平衡 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:酸性物質可使腎小管腔內產生沉淀,并加重血紅蛋白和肌紅蛋白對小管上皮細胞的毒性作用,應根據轉流中血氣監(jiān)測結果以NaHCO3糾正酸中毒,以達到堿化尿液、防止腎小管損害的目的。

4.5 減少血液破壞及腎毒性物質的產生 ①選用優(yōu)質動脈泵(如離心泵)、氧合器(如泵前氧合的膜肺)及管道,配合使用細胞膜穩(wěn)定劑,可望減少血液細胞的破壞,減少游離血紅蛋白對腎臟的損害。②術者操作輕柔和良好的心肌保護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須及時糾正,如確切認為低心排出量系由手術操作失誤引起,應果斷行再次手術。②嚴格限制液體入量:應量出為入,以避免水鈉潴留引起組織水腫。③控制氮質血癥:應以高營養(yǎng)支持減緩體內蛋白質的分解,以減少血漿中尿素氮和肌酐的濃度。④維持體內電解質和酸堿平衡:尤其應糾正高鉀血癥和代謝性酸中毒。⑤調整藥物劑量:如洋地黃、兒茶酚胺和一些抗生素應適當減量。⑥預防和控制感染:各項操作須嚴格無菌,有明確的感染灶時應及時處理。⑦病情嚴重者應盡早行透析或血液凈化治療:透析的優(yōu)點是盡快排出體內潴留的液體,使循環(huán)容量負荷明顯減輕,高血鉀、氮質血癥、酸中毒很快得以糾正,改善心、肺、腦、腎等重要臟器的功能。

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