Сбалансированный взгляд на сбалансированные растворы
Абстракт
В этом обзоре, посвященный сравнению сбалансированных и изотонических (кристаллоидов и коллоидов) солевых растворов для инфузии, мы постараемся разрешить все противоречия связанные с этой темой. Будут описаны методы изменения кислотно-основного баланса, основанные на выборе растворов. Будут даны определения таким ключевым понятиям как: гиперхлоремический гиперволемический ацидоз (более корректный термин, чем гиперволемический ацидоз или метаболическая гиперхлоремия, соответствующий уравнениям Хендерсона-Хассельбаха и Стюарта), изотонические солевые и сбалансированные растворы. В обзоре делается вывод о том что гиперхлоремический гиперволемический ацидоз это побочный эффект от проведения инфузионной терапии изотоническими растворами кристаллоидов в больших объемах. Это кратковременный и обратимый эффект, развития которого легко избежать, заменив часть кристаллоидов на коллоиды (в независимости от состава). Достоверных клинических сведений о влиянии данного побочного эффекта на функцию почек, систему свертывания, кровопотерю, необходимость проведения гемотрансфузии и функцию ЖКТ, получено не было. Учитывая длительную историю применения изотонических растворов (коллоидов и кристаллоидов), скудность данных касательно неблагоприятных эффектов гиперхлоремического гиперволемического ацидоза и литературных данных по эффективности применения сбалансированных растворов, на данный момент мы не можем дать каких либо конкретных рекомендаций к применению сбалансированных коллоидных растворов для инфузии.
Введение
Нормальные растворы солей уже более 50 лет используются в медицинской практике в качестве интраоперационной, реанимационной и поддерживающей инфузионной терапии. Хотя по сути они не являются ни нормальными, ни физиологическими, они все равно по прежнему остаются неким эталоном, с которым сравниваются любые другие препараты. В последнее время не мало внимания уделяется так называемым сбалансированным растворам, таким как раствор лактата Рингера и его более поздние производные. Помимо коллоидов в изотонической солевой среде, очень активно развиваются их растворы в сбалансированных средах электролитов.
Как многие могли предположить, избыточное применение солевых растворов для инфузии зачастую приводит к развитию гиперхлоремического ацидоза, который рассматривается как побочный эффект от их применения. В настоящее время ведутся дебаты на тему патогенного воздействия этого явления на организм, при этом многие утверждают, что оно крайне мало. Было сделано предположение, что использование сбалансированных растворов поможет вовсе избежать его развития.
Этот вид ацидоза довольно подробно был описан в British Consensus Guidelines, посвященном инфузионной терапии у хирургических больных [1]. В данном руководстве абсолютно четко указано, что следует применять не сбалансированные растворы кристаллоидов, а не солевые; но при этом нет никаких конкретных рекомендаций касательно выбора стандартных или сбалансированных растворов коллоидов. Будучи опубликованными эти руководства незамедлительно вызвали бурную реакцию со стороны медицинского сообщества. В колонке главного редактора журнала British Medical Journal Liu и Finfer заявили: "Несмотря на то что назначение нормальных солевых растворов может приводить к развитию гиперхлоремического ацидоза, мы, все же, не можем говорить о том, что он наносит какой-либо вред здоровью пациента. Приведенные рекомендации хотя и не должны навредить пациентам, но могут и не принести никакой пользы" [2].
Другие авторы описали физиологический эффект ацидоза. Handy и Soni отметили, что: "За время применения нормальных солевых растров, а это не менее 50 лет, не было отмечено никаких существенных патогенных эффектов, связанных с проведением инфузионной терапии" [3]. Liu и Finfer заявили добавили, что: "Под давлением опубликованного руководства, многие клиницисты будут вынуждены внести поправки в схемы проведения инфузионной терапии, которые в будущем могут оказаться экономически не целесообразны, а возможно и вредны для здоровья пациентов. Мы склонны заявить, что до момента получения достоверных первичных данных, руководствам следовало бы воздержаться от столь радикальных заявлений, а клиницистам, при подборе инфузионной терапии, руководствоваться общепринятыми стандартами" [4].
Учитывая явные противоречия, возникшие при интерпретации доступных данных, считаем их пересмотр вполне целесообразным и необходимым. Для этого следует собрать и проанализировать все доступные обзоры и статьи, опубликованные в литературе, касающиеся сравнения сбалансированных и изотонических (как коллоидных, так и кристаллоидных) растворов для инфузии, и выработать научно обоснованные предпосылки, которые и станут основой для создания руководств и рекомендаций.
Кислотно-щелочное равновесие: Хендерсон-Хасселбалх против Стюарта
В случае пациентов в крайне тяжелом состоянии, жизненно важным для выбора адекватной терапии, является определение механизма лежащего в основе регуляции кислотно-щелочного равновесия. На данный момент основным способом описания этих процессов в клинической практике является уравнение Хендерсона-Хасселбалха [5]:
pH = pK1' + log[HCO3-] / (S × PCO2)
Данное уравнение описывает способ определения рН плазмы крови посредством расчетов, учитывающих парциальное давление CO2, концентрацию ионов гидрокарбоната, теоретическую константу диссоциации угольной кислоты в плазме (рК) и растворимость двуокиси углерода в плазме. Степень выраженности ацидоза выражается в виде дефицита основного объема, то есть количества щелочи (или кислоты) или кислоты, которое должно быть добавлено в 1 литр крови, для того что бы ее рН стало равным 7.4 при парциальном давлении углекислого газа 40 мм.рт.ст. основное последствие введения изотонического солевого раствора – это снижение концентрации бикарбоната за счет увеличения объема плазмы. Незначительную роль также играет снижение концентрации альбумина, по аналогичной причине. Следовательно, данное расстройство рассматривается как гиперволемический ацидоз, связанный с дефицитом основного объема на фоне повышения концентрации хлоридов.
В 1983 году Стюарт применил другой подход к изучению кислотно-щелочного баланса, который учитывал изменения ряда переменных, которые независимо регулируют рН плазмы [6]. Он предположил, что на рН плазмы влияют три независимых фактора: РСО2, разность сильных ионов (РСИ) (представляет собой разность зарядов между сильными катионами (натрий, калий, магний и кальций) и анионами (хлорид, сульфат, лактат и другие) плазмы) и сумма всех отрицательных зарядов слабых кислот плазмы (Аtot) (представляет собой общую концентрацию стабильных буферов, альбумина, глобулинов и фосфата). Более подробную информацию можно найти в недавнем обзоре Yunos и соавторов [7]. Уравнение Стюарта можно записать в виде аналогичном уравнению Хендерсона-Хасселбалха [8]:
pH = pK1' + log[РСИ – Аtot / (1+10pKa – pH)] / (S × PCO2)
при нормальном значении рН плазмы альбумин несет слабый отрицательный заряд, который может влиять на буферизацию ионов водорода. Тоже утверждение верно и для фосфатов, но их концентрация настолько мала, что они не обладают существенным эффектом буферизации. Соответственно, уравнение Стюарта учитывает роль альбумина, фосфата и других буферов в формировании кислотно-щелочного равновесия. С его помощью можно выявить шесть причин нарушения этого баланса, в то время как уравнение Хендерсона-Хасселбалха может учесть только четыре из них. Более того, этот подход обеспечивает более внятное объяснение касательно роли хлорида в формировании кислотно-щелочного равновесия.
РСИ изотонического солевого раствора равно нулю, вливание его в больших количествах приведет к "разбавлению" РСИ плазмы и снижению значения рН. Таким образом метаболический гиперхлоремический ацидоз это снижение РСИ плазмы, связанное с увеличением концентрации хлорида. Более того, уравнение Стюарта показывает, что инфузия изотонического солевого раствора также приведет к разбавлению альбумина и снижению Аtot, что приведет к росту рН. В соответствии с уравнением физиологический раствор, с РСИ 40 мЭкв/л, приведет к развитию метаболического алкалоза. Как показали Morgan и Venkates, для исключения такого рода эффектов, сбалансированный раствор должен иметь РСИ равное 24 мЭкв/л [9]. Следует отметить, что сбалансированные растворы, содержащие органические анионы (например, лактат, ацетат, глюконат, пируват или малат) в условиях in vitro имеют РСИ равный 0, как и изотонические солевые растворы. In vivo, метаболизм этих анионов повышает РСИ и снижает осмолярность раствора.
Уравнение Стюарта, не смотря на свою логичность, в исходном виде все же остается сложным для восприятия, но в упрощенном виде оно может быть использовано для создания графической схемы кислотно-щелочного равновесия. В таком случае учитываются только самые важные вещества, влияющие на равновесие: натрий, калий, кальций и магний, минус хлорид и лактат. В этом случае теоретическое значение РСИ будет следующим (смотреть Рисунок 1):
Теоретическая РСИ = ([Na+] + [K+]) – ([Cl-] + [лактат])
 |
| Рис. 1. Графическая схема модели Стюарта. Баланс заряда в плазме крови. Разность между теоретической разностью сильных ионов (РСИа) и практической (РСИе) является анионным интервалом сильных ионов (САИ), который образуется за счет неизмеренных анионов. САИ не следует путать с анионным интервалом (АИ). Для учета вариаций в концентрации альбумина может быть рассчитан АИ с поправкой. Заимствовано и адаптировано Stewart [6]. |
Оба подхода к описанию кислотно-щелочного равновесия однотипны с точки зрения математики, но в значительной мере различаются по своей концепции. Оба не являются аксиомой. Минусом подхода Стюарта считается внесение бикарбоната в качестве переменной, в то время как с физиологической точки зрения очевидно, что он играет важнейшую роль в поддержании баланса, а его концентрация регулируется почками. Подход Хендерсона-Хасселбалха, наоборот, сконцентрирован на бикарбонате, и, следовательно, более точно отображает реальный физиологический процесс. С точки зрения концепции разбавления, при массивной внутривенной инфузии изотоническими растворами солей, метаболический ацидоз является следствием снижения концентрации бикарбоната за счет его разведения. Стюартовский подход отрицает эту теорию и объясняет это явление снижением РСИ. К такому сугубо техническому подходу некоторыми авторами выдвигаются претензии с точки зрения химии процесса [10,11]. Если вкратце, то уравнение Стюарта, хотя и верно с математической точки зрения, все равно не описывает истинную механику процесса. В тоже время использование этого подхода для клинической количественной и качественной классификации расстройств кислотно-щелочного равновесия может помочь понять принципы реализации некоторых комплексных расстройств.
При использовании другого подхода в учет не берутся внутриклеточные эритроцитарные и межклеточные буферы. В то время как они играют важную роль в формировании кислотно-щелочного равновесия и, следовательно, должны быть учтены, в особенности когда речь идет о инфузии изотонических солевых растворов [12] (Рисунок 2).
 |
| Рис. 2. Концентрация бикарбоната в плазме и относительная концентрация гемоглобина поле острой гемоделюции у различных групп пациентов. Концентрация (ммоль/л) бикарбоната (НСО3-) и относительная концентрация гемоглобина (Hb) (%) после нормоволемической гемоделюции в различных группах пациентов. Представлен сравнительный анализ теоретических (белые квадраты) и фактических (черные круги) концентраций [18] фактических показателей бикарбоната НСО3- (верхняя кривая), состоящие из расчетных значений НСО3- (черные треугольники) при разбавлении плазмы, плюс прирост за счет белков плазмы (БП), эритроцитов (Э), и межклеточной жидкости (МЖК) с учетом соответствующих буферов. Заимствовано и адаптировано из Lang и Zander [12]. |
Наиболее важным вопросом остается причина ацидоза. Он может быть следствием как физиологических процессов, так и ятрогенного воздействия. Вся сложность состоит в отделении фармакологического компонента данного явления. Например, ацидоз может быть следствием органного дистресса, возникшего по причине гипоперфузии или гипоксии органа (например, шок, кетоацидоз или нарушение функции почек) [3]. Все они могут запустить масштабные физиологические процессы, которые скорее рассматриваются как следствие ацидоза, чем как его причина. Коррекция патологического процесса может привести к компенсации ацидоза, в то время как коррекция самого ацидоза вряд ли приведет к компенсации патологического процесса. Вот почему столь важным является понимание механизма возникновения ацидоза.
Определения
В данной статье для более точной характеристики процессов и описания растворов нами были использованы следующие термины.
Гиперволемический гиперхлоремический ацидоз
Данный термин применяется вместо ранее использовавшихся гиперволемического ацидоза и гиперхлоремического метаболического ацидоза, что бы подчеркнуть вклад обеих теорий (Хендерсон-Хассельбалха и Стюарта). В реальности, большинство статей, посвященных метаболическому гиперхлоремическому ацидозу, не принимают во внимание показатель РСИ и учитывают лишь основной объемный дефицит и концентрацию хлорид ионов.
Изотонические солевые растворы
Данный термин описывает основное свойство 0.9% растворов солей. Раствор не является ни нормальным, ни ненормальным, ни несбалансированным. Ионы натрия и хлорида частично активны, осмотический коэффициент равен 0.926. Фактическая осмоляльность 0.9% солевого раствора составляет 287 мОсм/кг Н2О, что полностью соответствует осмоляльности плазмы.
Сбалансированный раствор
Наиболее часто термин применяется для описания различных растворов электролитов близких по составу к плазме, при это сбалансированные растворы не являются ни физиологическими, ни адаптированными к плазме. В таблице 1 представлен состав часто встречающихся кристаллоидов, а в таблице 2 – коллоидов.
Таблица 1.
Электролитный состав (ммоль/л) наиболее распространенных кристаллоидов
| Электролит | Плазма | 0.9% NaCI | Лактат Рингера, Хартманна | Plasma-Lyte* | Sterofundin* |
| Натрий | 140 |
154 |
131 |
140 |
140 |
| Калий | 5 |
0 |
5 |
5 |
4 |
| Хлорид | 100 |
154 |
111 |
98 |
127 |
| Кальций | 2.2 |
0 |
2 |
0 |
2.5 |
| Магний | 1 |
0 |
1 |
1.5 |
1 |
| Бикарбонат | 24 |
0 |
0 |
0 |
0 |
| Лактат | 1 |
0 |
29 |
0 |
0 |
| Ацетат | 0 |
0 |
0 |
27 |
24 |
| Глюконат | 0 |
0 |
0 |
23 |
0 |
| Малат | 0 |
0 |
0 |
0 |
5 |
*Plasma-Lyte® производства Baxter International (Deerfi eld, IL, USA). Sterofundin® производства B Braun (Melsungen, Germany).
Таблица 2.
Электролитный состав (ммоль/л) наиболее распространенных коллоидов (часть 1)
| Альбумин 4% | Plasmion® Geloplasma® | Gelofusine® | Voluven® (восковая кукуруза ГЭК 6% 130/0.40) | Venofundin® (картофель ГЭК 6% 130/0.42) | |
| Натрий | 140 |
150 |
154 |
154 |
154 |
| Калий | 0 |
5 |
0 |
0 |
0 |
| Хлорид | 128 |
100 |
125 |
154 |
154 |
| Кальций | 0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
| Магний | 0 |
1.5 |
0 |
0 |
0 |
| Бикарбонат | 0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
| Лактат | 0 |
30 |
0 |
0 |
0 |
| Ацетат | 0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
| Малат | 0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
| Октаноат | 6.4 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Таблица 2.
Электролитный состав (ммоль/л) наиболее распространенных коллоидов (часть 2)
| Hextend® (восковая кукуруза ГЭК 6% 670/0.75) | Volulyte® (восковая кукуруза ГЭК 6% 130/0.40) | PlasmaVolume® (картофель ГЭК 6% 130/0.42) | Tetraspan® (картофель ГЭК 6% 130/0.42) | |
| Натрий | 143 |
137 |
130 |
140 |
| Калий | 3 |
4 |
5.4 |
4.0 |
| Хлорид | 124 |
110 |
112 |
118 |
| Кальций | 2.5 |
0 |
0.9 |
2.5 |
| Магний | 0.5 |
1.5 |
1 |
1.0 |
| Бикарбонат | 0 |
0 |
0 |
0 |
| Лактат | 28 |
0 |
0 |
0 |
| Ацетат | 0 |
34 |
27 |
24 |
| Малат | 0 |
0 |
0 |
5 |
| Октаноат | 0 |
0 |
0 |
0 |
ГЭК гидроксиэтил крахмал.
Gelofusine®, Venofundin® и Tetraspan® производства B Braun (Melsungen, Germany).
Plasmion®, Geloplasma®, Voluven® и Volulyte® производства Fresenius-Kabi (Bad Homburg, Germany).
Hextend® производства BioTime Inc. (Berkeley, CA, USA). PlasmaVolume® производства Baxter International (Deerfi eld, IL, USA).
Количественный эффект на показатели кислотно-щелочного баланса от инфузии изотонических солевых растворов
Эффект от введения изотонических солевых растворов был хорошо описан Rehm и Finsterer для пациентов, подготавливаемых к абдоминальному хирургическому вмешательству [13]. Каждый из пациентов получал по 40 мл/кг/час 0.9% изотонического солевого раствора, что в общем составило около 6 литров за 2 часа. Теоретическое значение РСИ снизилось с 40 до 31 мЭкв/л, концентрация хлорид ионов увеличилась с 105 до 115 ммоль/л, а сдвиг оснований снизился примерно на 7 ммоль/л. Эти данные четко иллюстрируют развитие гиперволемического гиперхлоремического ацидоза в ответ на введение большого количества изотонического раствора. Прежде чем оценивать клиническую значимость данного эффекта, следует рассчитать вклад коллоидов и кристаллоидов в его развитие.
В нескольких исследованиях были показаны биологические эффекты от введения кристаллоидов [14,15]. Boldt и соавторы представили интересную иллюстрацию эффектов от введения высоких дол кристаллоидов (изотонического солевого раствора и лактата Рингера) [16]. В исследовании принимали участие пациенты, подготавливаемые к абдоминальному оперативному вмешательству; в ходе операции они получали по 8 литров кристаллоидов, а затем еще 10 литров в первые 48 часов после операции (Таблица 3); в результате каждый из пациентов получал по 18 литров изотонического солевого раствора или лактата Рингера. Как показано в таблице 3, такие сверх высокие дозы кристаллоидов приводили лишь к минимальному краткосрочному воздействию на кислотно-основное равновесие: снижение сдвига оснований на 5 ммоль/л в течение 1-2 дней.
Таблица 3.
Общий объем инфузии и диурез: влияние на концентрацию хлорида и сдвиг оснований [16]
| После операции | 5 часов в РО | Первый день после операции | Второй день после операции (всего) | |
| Накопленный объем инфузии (мл) | ||||
| Лактат Рингера | 7,950 ± 950 | 9,070 ± 920 | 14,150 ± 1,150 | 18,750 ± 1,890 |
| Солевой раствор | 8,230 ± 580 | 9,550 ± 880 | 13,790 ± 1,650 | 17,990 ± 1,790 |
| Накопленный диурез (мл) | ||||
| Лактат Рингера | 1,950 ± 340 | 4,400 ± 410 | 7,700 ± 370 | 11,450 ± 460 |
| Солевой раствор | 2,250 ± 240 | 3,920 ± 350 | 6,950 ± 430 | 12,940 ± 390 |
| Cl - (ммоль/л) | ||||
| Лактат Рингера | 104±3 | 105 ± 3 | 102 ± 2 | 102 ± 3 |
| Солевой раствор | 113 ± 4*+ | 111 ± 3*+ | 111 ± 3*+ | 106 ± 5 |
| Основный дефицит (ммоль/л) | ||||
| Лактат Рингера | -0.5 ± 0.6 | -1.0±1.2 | 2.0 ± 0.5 | 2.9 ±1.1 |
| Солевой раствор | -5.6 ± 2.1*+ | -4.2±1.9*+ | -2.8±1.1*+ | 0.3 ±1.5* |
РО, реанимационное отделение.
*P <0.05 различие от других групп.
+P <0.05 различия с исходными значениями.
Еще в нескольких исследованиях производилось сравнение эффектов от вливания больших объемов коллоидов и кристаллоидов с изотоническими солевыми или сбалансированными растворами [17-22].
В исследовании Boldt и соавторов пациенты получали коллоидные смеси (ГЭК 130/0.42) в составе сбалансированных и изотонических солевых растворов. В этом исследовании, сравнивалась полностью сбалансированная инфузионная терапия (коллоиды и кристаллоиды) и полностью изотоническая солевая [18]. Интересным является тот факт, что не смотря на громадные объемы инфузии (более 6 литров) различия между группами составили: по концентрации хлорида +8 ммоль/л, а по сдвигу оснований -5 ммоль/л (Таблица 4). Эти результаты соответствовали таковым, полученным в других исследованиях (Таблица 4).
Таблица 4.
Влияние на концентрацию хлорида и сдвиг оснований
по данным различных исследований.
| Исследование | Группа | Инфузионная терапия | Объем инфузии за время исслед-я (мл) | Миним. значение сдвига оснований (ммоль/л) | Макс. изменение конц-ции хлорида (ммоль/л) |
| Boldt и соавторы [18] | Абдомин. хирургия | Сбалансир. группа ГЭК 130/0.42 Модифицир. ЛР |
3,866 ± 1,674 5,966 ± 1,202 |
<1a | +33 |
| Солевая группа ГЭК 130/0.42 Изотонич. солевой |
3,533 ± 1,302 5,333 ± 1,063 |
-5a | +8a | ||
| Kulla и соавторы [21] | Абдомин. хирургия | Сбалансир. группа ГЭК 130/0.42 Модифицир. ЛР |
1,923 ± 989 4,268 ± 999 |
-1.8 | +3 |
| Солевая группаГЭК 130/0.42 Модифицир. солевой |
1,828 ± 522 4,490 ± 1,126 |
-4.2 | +5 | ||
| Boldt и соавторы [19] | Кардио-хирургия | Сбалансир. группа ГЭК 130/0.42 Модифицир. ЛР |
2,750 ± 640 5,200 ± 610 |
-1.2 | Нет данных |
| Солевая группа ГЭК 130 Изотонич. солевой |
2,820 ± 550 5,150 ± 570 |
-4.4 | Нет данных | ||
| Boldt и соавторы [20] | Сердечно-легочное шунтир-е | Сбалансир. группа ГЭК 130/0.42 Модифицир. ЛР |
3,090 ± 540 4,010 ± 410 |
0a | Нет данных |
| Солевая группа5% альбумин Изотонич. солевой |
3,110 ± 450 5,450 ± 560 |
-6a | Нет данных | ||
| Boldt и соавторы [22] | Сердечно-легочное шунтир-е | Сбалансир. группа ГЭК 130/0.40 Модифицир. ЛР |
2,950 ± 530 5,090 ± 750 |
-1a | Нет данных |
| Солевая группа5% альбумин Изотонич. солевой |
3,050 ± 560 5,050 ± 680 |
-5a | Нет данных |
ГЭК гидроксиэтил крахмал;
ЛР, лактат Рингера.
а Значения взяты из рисунков приведенных в статьях.
O'Dell и соавторы показали наличие обратной линейной связи между хлоридной нагрузкой и сдвигом оснований[23]. В соответствии с этим соотношением, для снижение сдвига оснований на 10 ммоль/л, у пациента массой 70 кг, потребуется инфузия 20 ммоль/кг хлоридов, то есть примерно 9 литров изотонического солевого раствора. При нормальном объеме инфузии коллоидов равном 50 мл/кг ГЭК 130/0.4, следует ожидать снижения сдвига оснований на максимум 3.5 ммоль/л; что полностью соответствует результатам опубликованных исследований. В целом можно сказать, что введение комбинированных солевых изотонических растворов коллоидов и кристаллоидов не приводит к существенному изменению кислотно-основного равновесия.
В исследовании Base и соавторов был выбран другой подход к проведению инфузионной терапии у пациентов подлежащих вмешательству на сердце. ГЭК 130/0.4 вводился в составе сбалансированного или солевого раствора. Пациенты обеих групп также получали один и тот же сбалансированный кристаллоид, лактат Рингера [17]. Показатель концентрации хлорид ионов к моменту завершения вмешательства составил: 110 ммоль/л в группе получавшей ГЭК в сбалансированном растворе и 112 ммоль/л – в группе с солевым раствором. Различия статистически значимы, но клинически не существенны. Снижение сдвига оснований было получено в обеих группах, максимальное зарегистрированное различие между ними составило 2 ммоль/л.
Наиболее хорошо влияние коллоидов и кристаллоидов на кислотно-щелочное равновесие было описано в исследовании Boldt и соавторов, при участии пожилых пациентов, готовящихся к оперативному вмешательству на органах брюшной полости [24]. Использовались три различных тактики: лактат Рингера, изотонический солевой раствор и ГЭК 130/0.4 с лактатом Рингера. Показатели хлоридной и натриевой нагрузки, а также влияние на сдвиг оснований показаны на рисунке 3. Несмотря на то что коллоидные смеси были использованы только в изотонических солевых растворах, их влияние на сдвиг оснований было аналогичным таковому лактата Рингера, и не выходило за пределы нормы.
| Группа | Хлоридная нагрузка в ммолях (% в отношении изотонического солевого раствора) | Натриевая нагрузка в ммолях (% в отношении изотонического солевого раствора) |
| Изотонический солевой | 1571 (100%) |
1571(100%) |
| Лактат Рингера | 1106(70%) |
1313 (84%) |
| ГЭК 130/0.4 + лактат Рингера | 745 (47%) |
804 (51%) |
 |
| Рис. 3. Хлоридная нагрузка и основной избыток у пожилых пациентов на фоне оперативного вмешательства на органах брюшной полости. Была рассчитана хлоридная нагрузка в трех группах пациентов: группа лактат Рингера (черные кружки), группа изотонического солевого раствора (черные квадраты) и ГЭК 130/0.4 + лактат Рингера (белые треугольники). Вариации основного избытка показаны графически. Следует отметить отсутствие какой-либо существенной разницы между показателями пациентов первой и третьей групп. *Р<0.05. ПОД, послеоперационный день. Заимствовано и адаптировано из Boldt и соавторы [24]. |
В целом, результаты исследований говорят о том, что инфузия солевых растворов приведет к повышению концентрации хлорид ионов и снижению сдвига оснований, пик этих эффектов наступает через несколько часов после завершения инфузии. Эффекты носят временный характер, показатели возвращаются к норме в течение 1-2 дней. Использование коллоидных препаратов на изотонической солевой основе в комплексе со сбалансированными растворами (например, лактатом Рингера) приводит к возникновению минимальных изменений. Ввиду недостаточности клинических данных, мы не можем точно сказать будут ли пациенты с ранее существующим ацидозом более восприимчивы к этим воздействиям. Краткосрочное снижение показателя сдвига оснований, после солевой инфузии, следует учитывать при изучении показателей тяжелых больных.
Имеет ли гиперволемический гиперхлоремический ацидоз какое-либо клиническое значение?
На данном этапе существование этого феномена полностью доказано, неизвестным остается только его влияние на функции органов и систем. В качестве потенциальных органов мишеней наиболее часто упоминаются почки, ЖКТ и система свертывания.
Влияние гиперволемического гиперхлоремического ацидоза на функцию почек
Исследования на животных говорят о том, что повышение уровня хлорида приводит к вазоконстрикции, повышению сосудистого сопротивления, снижению скорости клубочковой фильтрации и активности почек [25-28]. Однако, при нормальных и незначительно повышенных концентрациях этот эффект практически не заметен [29].
Для понимания эффектов оказываемых на функцию почек и диурез, следует учитывать различия в осмоляльности лактата Рингера и изотонического солевого раствора. Осмоляльность лактата Рингера составляет 273 мОсм/л. В разбавленном физиологическом растворе значения осмоляльности и осмолярности периодически меняются. In vivo осмоляльность лактата Рингера равна 254 мОсм/кг. Такое различие возникает по причине не полной ионизации компонентов раствора. Изотонический раствор, наоборот, полностью ионизируется и фактическая его осмоляльность соответствует расчетной 308 мОсм/л. Учитывая осмоляльность плазмы (285-295 мОсм/кг): лактат Рингера является гипотоническим раствором, а 0.9% солевой – изотоническим.
В исследовании на здоровых добровольцах, Williams и соавторы проверяли теорию о том, что инфузия больших объемов лактата Рингера и изотонического раствора по разному повлияют на функцию почек и диурез [15]. Были отмечены существенные различия в длительности мочеиспускания, а лактат Рингера вдобавок приводил к более быстрому появлению первых позывов на мочеиспускание. Предположительно снижение осмоляльности сыворотки в группе лактата Рингера привело к подавлению секреции антидиуретических гормонов. Как следствие, выделение гипотонической мочи быстро нормализовало показатели плазмы.
Эти результаты следует учитывать при интерпретации лабораторных показателей у пациентов, получающих лактат Рингера и изотонические солевые растворы. В аналогичном исследовании Reid и соавторов время до первого мочеиспускания было меньше в группе, получавшей лактат Рингера, моча также была со сниженной осмолярностью [30]. Этот факт говорит о том, что клиренс чистой воды корректируется показателями осмоляльности. Также следует отметить более высокую натриевую нагрузку на фоне инфузии солевых изотонических растворов, что также может объяснить различия в показателях диуреза. Результаты исследований говорят о том, что различия в осмоляльности инфузионных растворов следует учитывать при оценке функции почек, таких как время до первого мочеиспускания и объем диуреза.
O'Malley и соавторы сравнивали лактат Рингера и изотонический раствор у пациентов, готовящихся к пересадке почки. Они установили, что при введении солевых растворов (вместо растра Рингера) у пациентов отмечалось более значительное повышение концентрации калия и более выраженный ацидоз [31]. Происходит это по причине выхода калия из межклеточного пространства в ответ на нарастание ацидоза, на фоне того, что сниженная функция почек не способна компенсировать данные изменения. Но при даже в этом, самом худшем случае, не было отмечено никаких отрицательных эффектов от введения солевых растворов в отношении функции почек. В других исследованиях, сравнивающих изотонические и сбалансированные растворы, также нет никаких данных за наличие отрицательных эффектов (от инфузии солевых растворов) на функцию почек [31].
Boldt и соавторы опубликовали серию статей в которых сравнивали полностью сбалансированную инфузионную терапию (коллоидами и кристаллоидами) с традиционной (изотонические солевые растворы коллоидов и кристаллоидов) (Таблица 4). В одном из исследований, при участии пациентов после обширной полостной операции на органах брюшной полости, не было получено никаких существенных различий в показателях диуреза и концентрации креатинина в сыворотке крови в первый день после операции [18].
Влияния на почечную функцию также не было выявлено и в другом исследовании при участии пожилых пациентов кардиохирургического профиля [19]. В течение 60 дней после операции не было обнаружено никаких различий между группами по показателю креатинина плазмы крови. Также измерялись уровни нейтрофильного желатин-асвязываемого липокалина (НЖСЛ). В первый день после операции было отмечено небольшое увеличение данного показателя в группе изотонических растворов, однако ко второму дню все изменения в обеих группах полностью компенсировались. В целом концентрации НЖСЛ были низки (около 20 нг/мл) и явно не достигали уровня 150 нг/мл. свидетельствующего об остром повреждении почек.
Помимо этого было проведено исследование коллоидной инфузионной терапии у пациентов, готовящихся к сердечно-легочному шунтированию, Boldt и соавторы [20]. Сравнивались альбумин в солевом растворе и ГЭК в сбалансированном растворе. Существенных различий в показателе концентрации креатинина в послеоперационном периоде выявлено не было; в группе получавшей альбумин, такде было отмечено возрастание концентрации НЖСЛ до 15 нг/мл, но показатели не выходили за пределы нормы.
Считается, что НЖСЛ это ранний маркер острого поражения почек [32], но его концентрации могут варьировать даже в отсутствие факторов воздействия на почки. Использовав методику аналогичную таковой, примененной в двух предыдущих исследованиях, Wagener и соавторы показали повышение НЖСЛ до 165-1490 нг/мл в группе пациентов после сердечнососудистого оперативного вмешательства, при чем как без почечной патологии так и с ее наличием [33]. Можно сделать вывод о том что данные Boldt и соавторов очень занижены, а тип раствора значительно влияет на концентрацию НЖСЛ, но при этом нет четкой связи этого показателя и наличия значимого нарушения функции почек.
В итоге, существенных различий в показателях концентрации креатинина получено не было, концентрации НЖСЛ хотя и варьировала, но все же не достигала клинически значимых показателей. Таким образом, с точки зрения почечной функции нет никакой существенной разницы между изотонической солевой инфузионной терапией и сбалансированными растворами.
Влияние гиперволемического гиперхлоремического ацидоза на систему свертывания и кровопотерю
Данные in vitro говорят о том, что сбалансированные растворы могут иметь ряд отрицательных эффектов в отношении системы свертывания [34,35]. При этом исследователи отмечают ряд проблем, связанных с проведением такого рода опытов в условиях in vitro: гемоделюция, снижение концентрации кальция и отсутствие такого физиологического компонента как эндотелий. Учитывая это, на основании описанных экспериментов не может быть сделано никаких клинически значимых выводов.
Более надежная информация была получена из клинических исследований. Boldt и соавторы сравнивали эффекты предельно высоких доз (примерно 18 литров за 48 часов) лактата Рингера и изотонического раствора у пациентов, подлежащих оперативному вмешательству на органах брюшной полости (Таблица 3) [16]. Различий между группами, по результатам тестов на свертываемость крови и по показателю общей кровопотери, не было.
Waters и соавторы сравнивали лактат Рингера и изотонический солевой раствор у пациентов оперированных по поводу аневризмы грудного и брюшного отделов аорты (Таблица 5) [36]. Было выявлено небольшое незначимое различие в объеме кровопотери в пользу лактата Рингера (Таблица 5).
Таблица 5.
Кровопотеря в исследованиях сравнивающих сбалансированную и изотоническую солевую инфузионные терапии
| Исследование | Группа | Кровопотеря (мл) | Значение Р между группами |
| Только кристаллоиды | |||
| Waters и соавторы [36] | Лактат Рингера | 2,300 (1,600 до 3,500) | н/д |
| Изотонический солевой | 2,900 (1,930 до 4,000) | н/д | |
| Boldt и соавторы [16] | Лактат Рингера | 1,830 ± 380 | н/д |
| Изотонический солевой | 1,730 ± 390 | н/д | |
| Коллоиды и кристаллоиды | |||
| Kulla и соавторы [21] | ГЭК 130/0.42 + ацетат Рингера | 1,156 ± 917 | н/д |
| ГЭК 130/0.42 + модифицированный солевой | 1,228 ± 691 | н/д | |
| Boldt и соавторы [18] | ГЭК 130/0.42 + модифицированный ЛР | 1,798 ± 1,220 | н/д |
| ГЭК 130/0.42 + изотонический солевой | 1,557 ± 1,165 | н/д | |
| Boldt и соавторы [19] | ГЭК 130/0.42 + модифицированный ЛР | 1,510 ± 410 | н/д |
| ГЭК 130/0.42 + изотонический солевой | 1,380 ± 460 | н/д | |
| Boldt и соавторы [20] | ГЭК 130/0.42 + модифицированный ЛР | 1,200 ± 290 | <0.05 |
| Альбумин 5% + изотонический солевой | 1,520 ± 210 | н/д | |
| Boldt и соавторы [22] | ГЭК 130/0.40 + модифицированный ЛР | 1,380 ± 460 | н/д |
| Альбумин 5% + изотонический солевой | 1,510 ± 410 | н/д | |
Различий по количеству израсходованных мешков с эритроцитарной массой и свежезамороженной плазмой не было. Единственным статистически значимым различием было большее количество пакетов с тромбоцитарной массой, израсходованное в группе, получавшей изотонический солевой раствор. После суммации всех израсходованных продуктов крови, их потребление оказалось гораздо более высоким в группе пациентов, получавших изотонические солевые растворы. Но следует участь, что в обе группы были включены пациенты с аневризмой грудного и брюшного отделов аорты, патологией которая сама по себе в значительной мере различается по степени кровопотери в каждом индивидуальном случае. Никаких существенных различий в показателе смертности получено не было.
Исследования посвященные коллоидам также не выявили никакой существенной разницы по показателю объема кровопотери между их сбалансированными и изотоническими растворами. Kulla и соавторы не получили существенных различий по кровопотере у пациентов перенесших операции на органах брюшной полости; другие параметры системы свертывания также были одинаковы для обеих групп [21]. Аналогичное исследование Boldt и соавторов также не выявило никаких различий между группами по показателю объема кровопотери (Таблица 5) [18].
Различия между изотоническими солевыми и сбалансированными растворами коллоидов были получены только в одном исследовании. Сравнивая ГЭК 130/0.42 в сбалансированном растворе и альбумин в изотоническом солевом у пациентов перенесших сердечно-легочное шунтирование, Boldt и соавторы зарегистрировали значимые различия в показателях системы свертывания (Rotem, Pentapharm, Munich, Germany) в пользу сбалансированного раствора ГЭК. Помимо этого объем кровопотери в данной группе был значительно ниже [20]. Потребность в донорской крови и ее компонентах интраоперационно и в послеоперационном периоде была значительно ниже в группе сбалансированного раствора ГЭК (Таблица 5). Следует учесть малое количество пациентов в каждой из групп, по 25 человек; и крайне вариабельный объем кровотечения в ходе сердечнососудистых вмешательств. Проведенное позже аналогичное исследование (теми е авторами) не подтвердило полученных ранее результатов [22].
В итоге, крайне сомнительно, что большие объемы инфузии изотонических солевых растворов могут оказать клинически значимое влияние на систему свертывания, кровопотерю и потребность в донорской крови и ее компонентах.
Влияние гиперволемического гиперхлоремического ацидоза на функцию ЖКТ
Исследования, посвященные влиянию гиперволемического гиперхлоремического ацидоза на функцию ЖКТ дали весьма противоречивые результаты.
Williams и соавторы сообщили, что здоровые добровольцы, получавшие изотонические солевые растворы, гораздо чаще жаловались на чувство дискомфорта в животе, чем таковые, получавшие лактат Рингера [15]. Wilkes и соавторы сравнивали влияние инфузии 6% раствора hetastarch в сбалансированной среде + лактат Рингера и раствора hetastarch в солевой среде + изотонический солевой раствор, у пожилых пациентов хирургического профиля [37]. Единственным различием оказалось изменение градиента СО2 в желудке, который более существенно увеличился в группе солевых растворов. Различие минимально и скорее всего клинически не значимо (0.3±1.5 кПа в группе лактата Рингера и 1.0±0.7 кПа в группе солевых растворов), но позволяет говорить о более качественной перфузии слизистой желудка в группе, получавшей лактат Рингера. Статистически незначимое увеличение числа случаев тошноты и рвоты было зарегистрировано в группе, получавшей солевые растворы.
Moreti и соавторы получили другие результаты. Пациенты были разбиты на три группы с целью изучения эффект hetastarch в изотоническом растворе, hetastarch в сбалансированном растворе и лактата Рингера на исход послеоперационного периода [38]. Различий в частоте встречаемости рвоты и необходимости применения противорвотных препаратов между первыми двумя группами не было, в то же время эти показатели в третьей группе были гораздо выше (Таблица 6).
Таблица 6.
Частота и тяжесть послеоперационных осложнений [38]
| Переменная | 6% ГЭК в солевом растворе | 6% ГЭК в сбалансированном солевом растворе | Лактат Рингера | Значение P |
| Тошнота | 14(47%) | 11 (37%) | 22 (73%) | 0.007 |
| Тяжесть тошноты | ||||
| 1 (легкая) | 8 | 2 | 4 | 0.02 |
| 2 (умеренная) | 4 | 4 | 10 | |
| 3 (тяжелая) | 2 | 5 | 8 | |
| Рвота | 8 (27%) | 7 (23%) | 16(53%) | 0.02 |
| Применение противорвотных | 9 (30%) | 8 (27%) | 18(60%) | 0.006 |
Авторы сделали заключение, что использование коллоидов (в сравнении с кристаллоидами) в значительной мере улучшает течение послеоперационного периода с точки зрения частоты встречаемости тошноты и рвоты. Результаты говорят о том, что возможно большую роль играет не состав, а объем проводимой инфузионной терапии. Ряд других исследований говорит о том, что сокращении объемов инфузии кристаллоидов приводит к улучшению функции ЖКТ и снижению числа послеоперационных осложнений [39-41].
В итоге, убедительных литературных данных, подтверждающих влияние гиперволемического гиперхлоремического ацидоза на функцию ЖКТ, нет. Но в то же время частичная замена кристаллоидов на коллоиды в послеоперационном периоде может улучшить функцию ЖКТ и снизить частоту развития осложнений.
Влияние гиперволемического гиперхлоремического ацидоза на смертность
Метаболический ацидоз зачастую связывают с развитием осложнений; однако не следует путать причины и следствия ацидоза. В клинике метаболический ацидоз может быть следствием множества причин, одной из которых может быть и гиперхлоремия. Например, после травмы ацидоз может быть следствием гиповолемии, гипоксии тканей или шока. В таких ситуациях оценить влияние изотонических солевых растворов и учесть воздействие прочих механизмов может быть очень сложно [42-45].
Экспериментальные исследования в данном случае могут помочь понять влияние инфузионной терапии на исход заболевания. Исследование краткосрочной смертности было проведено на крысиной модели сепсиса. Животные получали сбалансированный hetastarch, лактат Рингера или изотонический солевой раствор [46]. С точки зрения смертности лактат Рингера был не лучше изотонического солевого раствора. Наилучшие показатели были получены в группе коллоидной инфузионной терапии, что говорит в пользу выбора данной стратегии при лечении сепсиса.
Gunnerson и соавторы провели обсервационное ретроспективное исследование в которое были включены 9799 пациентов, находившихся в реанимационном отделении в крайне тяжелом состоянии [47]. Они выбрали когорты (851 пациент) в которой был измерен показатель лактата артериальной крови; у 584 пациентов (64%) был выявлен метаболический ацидоз, связанный с лактатом или гиперхлоремией. Наиболее высокие показатели смертности были в группе пациентов с лактат ацидозом – 56%. Смертность в группе с гиперволемическим гиперхлоремическим ацидозом была такая же как и в группе контроля, без ацидоза (Рисунок 4). Из этого исследования можно сделать вывод о том, что смертность пациентов с гиперволемическим гиперхлоремическим ацидозом не превышает таковую пациентов в крайне тяжелом состоянии, но вовсе без ацидоза.
 |
| Рис. 4. Госпитальная смертность и ее связь с типом метаболического ацидоза. Смертность связана с главным ионом ответственным за формирование ацидоза. Госпитальная смертность связана с множеством причин, которые могут приводить к метаболическому ацидозу (Стандартный основной избыток (СОИ) < -2). Проценты в случае смертности выражают соотношение по каждой отдельной группе, но не по всей выборке. Лактат означает, что лактат ион делает как минимум 50% вклад в СОИ; ИСИ означает, что ИСИ делает как минимум 50% вклад в СОИ (не лактат); гиперхлоремия, отсутствие лактат или ИСИ ацидоза и СОИ < -2; нет, метаболического ацидоза нет (СОИ ≥ 2 мЭкв/л). Р < 0.001 при сравнении всех 4 групп. Заимствовано и адаптировано из Gunnerson и соавторы [47]. |
Noritomi и соавторы провели обсервационное исследование при участии 60 пациентов с сепсисом и септическим шоком [48]. В этой группе пациентов смертность в значительной мере была связана с прогрессирующей нехваткой неорганических ионов. Различия в концентрации хлоридов в плазме между выжившими и умершими были минимальны (3 мЭкв/л). Для заметки, в исследовании Rivers после 6 часов лечения обнаруживалось различие в показателе сдвига основний (5 мЭкв/л) между группами оптимизированного курса лечения и контроля. Высокие дозы коллоидов и кристаллоидов (6 литров против 4.5) приводило к значительному снижению смертности [49]. Но в данном исследовании на кислотно-щелочное равновесие могли повлиять сразу несколько факторов, поэтому различия в этом показателе в большей степени могут быть связаны не с гиперволемическим гиперхлоремическим ацидозом, а с причиной вызвавшей ацидоз.
В рамках проспективного обсервационного исследования, проведенного в блоке детской реанимации для пациентов после кардиохирургических вмешательств, Hatherill и соавторы установили, что гиперволемический гиперхлоремический ацидоз связан с уменьшением объемов необходимой терапии адреналином [50]. Было сделано заявление, что этот вид ацидоза не приводит к увеличению потребности пациента в проведении поддерживающей гемодинамической терапии.
В другом проспективном обсервационном исследовании, Brill и соавторы изучили 75 последовательных реанимационных хирургических больных с базовым дефицитом > 2.0 ммоль/л. Пациентов разделили на 2 группы: с гиперволемическим гиперхлоремическим ацидозом и ацидозом другой этиологии. Группы были гомогенны по возрасту, настоящему состоянию, тяжести сопутствующей хронической патологии (II бала), объему проводимой терапии. В первой группе было зарегистрировано 4 смерти (10.8%). Во второй – 13 (34.2%) (Р=0.03). авторы сделали вывод о том, что гиперволемический гиперхлоремический ацидоз является весьма частой причиной основного дефицита среди пациентов хирургического профиля, находящихся в реанимационном отделении. И смертность при этом состоянии на много ниже чем при ацидозе вызванном любой другой причиной [51]. Аналогичные результаты получили Maciel и Park [52].
Вывод
В данном обзоре представлен подробный анализ всех доступных исследований, касающихся сбалансированных растворов. Мы решили, что гиперволемический гиперхлоремический ацидоз является осложнением связанным с проведением инфузионной терапии изотоническими растворами кристаллоидов в больших объемах. Данный эффект имеет среднюю степень выраженности и сравнительно небольшую длительность (24-48 часов). И может быть минимизирован за счет использования коллоидных смесей в независимости от типа раствора-носителя. По имеющимся данным гиперволемический гиперхлоремический ацидоз не оказывает существенного эффекта на функции органов и систем, общую заболеваемость или смертность. Вдобавок, комплексное применение коллоидов и кристаллоидов позволяет снизить объем инфузии и хлоридную нагрузку.
Учитывая имеющиеся данные по безопасности и эффективности коллоидных смесей, в том числе и ГЭК (ГЭК 130/0.4) третьего поколения, и скудную информацию касательно эффективности сбалансированных растворов, мы не можем перейти на новое поколение препаратов до тех пор пока не будет доказано их преимущество над ныне существующими.
Ключевые моменты
- Термин гиперволемический гиперхлоремический ацидоз подразумевает снижение сдвига оснований или снижение РСИ, которе является следствием гиперхлоремии и нормального анионного интервала.
- Изотонический солевой раствор описывает основные свойства 0.9% раствора солей. Он ни нормальный, ни ненормальный и ни несбалансированный. Сбалансированный раствор – это термин для описания различных растворов состоящих их различных электролитов.
- Гиперволемический гиперхлоремический ацидоз это средней степени выраженности краткосрочный эффект, развития которого легко избежать минимизировав инфузию кристаллоидов за счет замены их на коллоиды.
- Данных за наличие патогенного воздействия гиперволемического гиперхлоремического ацидоза и его способности повышать смертность обнаружено не было.
- Следуя логике данного обзора, и учитывая скудность доступной информации касающейся сбалансированных растворов, отказ от общепринятых коллоидных смесей на изотонических солевых растворах, и замена их на коллоиды в сбалансированных средах, не может быть рекомендована.