高碳酸血癥
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最初報道PHY于1965年，由Bendixen和他的同事偶然發(fā)現(xiàn)，在pH值＞7.20～7.25，PaO2正常、PaCO2＞100 mm Hg情況下患兒存活了。此后Darioli和Perret報道了PHY第1次被用于嚴重的急性哮喘患者，采用低呼吸頻率6～10次/min、低潮氣量8～12 ml/kg，防止PIP超過50 cmH2O，患兒PaCO2達90 mm Hg、持續(xù)24 h，未發(fā)現(xiàn)有威脅生命的氣壓傷，而且全部存活；最近幾年將PHY用于ARDS取得令人滿意的結(jié)果,PIP＜40 cmH2O，潮氣量4～7ml/kg，PaCO2維持于66.5（38～158）mm Hg，偶有120 mm Hg以上，pH 值7.26（6.79～7.45）并未糾正酸中毒，其并發(fā)癥的發(fā)生率較預(yù)期低。提示PHY可能改善預(yù)后。
嚴重呼吸衰竭的成人應(yīng)用低通氣維持較高的PaCO2即PHY，避免了肺的損傷。用于早產(chǎn)兒是否可以有相同的效果？有兩份回顧性研究顯示新生兒期使用高通氣量的呼吸支持、低水平的PaCO2促進肺損傷、增加腦出血、腦癱發(fā)生的危險，反之一定范圍的高碳酸血癥可降低這種并發(fā)癥。然而，由于對PHY的臨床認識不足及副作用的顧忌，一直未用于臨床實踐。直到1995年Jobe的前瞻性試驗及一些作者的推薦，才在兒科中開始應(yīng)用?！ ?/p>
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高碳酸血癥-對機體功能的影響
高碳酸血癥對心血管系統(tǒng)的效應(yīng)早在1910年，Jerusalem和Starling對離體的動物心臟進行實驗，證明高碳酸血癥可產(chǎn)生心肌急性損害。主要表現(xiàn)是收縮力減低。最近Walley描述了麻醉狗心血管系統(tǒng)對急性高碳酸血癥的反應(yīng)，顯示呼酸時改變左室收縮末期壓力-容積關(guān)系 ，產(chǎn)生左室收縮力下降伴收縮末期和舒張末期容積增加；同時興奮血管運動中樞，使心率增加,結(jié)果其心輸出量無明顯的改變 。PHY通過局部代謝產(chǎn)物CO2引起冠狀血管擴張，增加冠脈血流，為心肌供氧，尤其對心力衰竭時有益。但能否用于心力衰竭，尤其涉及缺血性心臟病，還需做進一步的研究。在試驗動物及人麻醉時，吸入CO2或存在急性肺泡通氣量減少，可發(fā)現(xiàn)心輸出量、心率、收縮容積增加，提示CO2對心肌機械運動的抑制作用與對血管運動中樞（通過刺激交感神經(jīng)和兒茶酚胺的分泌）直接效應(yīng)間的平衡作用。
高碳酸血癥-對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的效應(yīng)
[1] 腦細胞內(nèi)酸堿平衡的變化：多數(shù)情況下，高碳酸血癥的最初幾小時內(nèi)，腦細胞內(nèi)pH值在正常范圍，而細胞外pH值將或多或少的有一些變化，由于腎臟的代償,1～3 d又達新的穩(wěn)定狀態(tài)。
[2] 神經(jīng)細胞氧代謝的變化：高碳酸血癥對腦組織氧的消耗效應(yīng)可能與生物種類、有無窒息、組織PCO2水平等特殊情況有關(guān) 。如鼠的實驗結(jié)果顯示：PaCO2是80 mm Hg時，腦氧消耗增加，160 mm Hg時腦氧消耗正常，240 mm Hg時腦氧消耗降低。最近一項臨床研究顯示，在心肺分流期間，低氧血癥伴輕度急性高碳酸血癥（PaCO2 68 mm Hg）降低30%的腦氧消耗。
[3] 高碳酸血癥時腦血流的變化：Kety和Schmidt認為，PaCO2的急性變化對腦血流有較大的影響 。中度高碳酸血癥時，PaCO2每增加1 mm Hg腦血流增加6%；當PaCO2達80～120 mm Hg時，腦血流較少增加，這種反應(yīng)在5～15 min迅速達高峰。繼發(fā)于腦血流的增加，可致顱內(nèi)壓升高，但對腦脊液的產(chǎn)生速度并沒有影響。研究顯示，高碳酸血癥時，通過神經(jīng)元性一氧化氮合成酶誘導(dǎo)產(chǎn)生的一氧化氮，對腦血管擴張、腦血流改善起重要作用。高碳酸血癥對未成熟動物及早產(chǎn)兒腦血流的效應(yīng)有所不同。動物實驗提示，腦血流對高碳酸血癥的反應(yīng)，在新生動物不比成年動物反應(yīng)大；而在早產(chǎn)兒，腦血流對CO2的反應(yīng)則比成人更強烈。據(jù)報道，早產(chǎn)兒的PaCO2每增加7.5 mm Hg，腦血流增加52%～67%。其原因可能系嬰兒出生時即存在相對收縮狀態(tài)的腦動脈床，生后最初幾天則被激活處于相對舒張狀態(tài)。
高碳酸血癥-對其他器官的效應(yīng)
：急性高碳酸血癥可降低骨骼肌的收縮力（尤其是膈?。?，進一步的效應(yīng)是降低耐力。慢性高碳酸血癥也可顯示肌力下降，但氧分壓正常的急性PHY則報道較少,可刺激腎上腺髓質(zhì)分泌腎上腺素、去甲腎上腺素,也可使ACTH、醛固酮及抗利尿激素的分泌增加?！ ?/p>
高碳酸血癥-機體對高碳酸血癥的耐受程度
只要血氧飽和度正常，PCO2從75～110 mm Hg緩慢上升，不會引起明顯的臨床癥狀?，F(xiàn)從一些資料來認識機體對正常血氧時急性呼吸性酸中毒的耐受程度，以得出一個可允許性高碳酸血癥的范圍。
[1] 動物實驗：早在1960年，Graham等對15只麻醉的幼犬行氣管插管，在吸氧前提下給予一定濃度的CO2。二氧化碳濃度(FiCO2)逐漸升高，每5 min升高5%。在FiCO2≤0.6時，所有實驗動物的血液動力學(xué)穩(wěn)定 ；FiCO2=0.65時，兩例低血壓、死亡；FiCO2=0.70時，動物的PaCO2≥500 mm Hg,pH值在6.2～6.5，通過緩慢降低FiCO2至正常，13只實驗幼犬皆存活，無嚴重心律失常發(fā)生。
[2] 臨床研究：眾所周知，吸入一定量的CO2可以刺激呼吸，當FiCO2達0.50時可引起輕度呼吸性酸中毒，此時正常人可耐受幾 h。Sechzer等曾做一臨床實驗，健康自愿者在10～20 min 內(nèi)吸入7%～14%CO2，結(jié)果最大的PaCO2達101 mm Hg；當PaCO2＞80 mm Hg時，多數(shù)受試者意識喪失。但在高碳酸血癥期間及恢復(fù)到正常狀態(tài)，皆未發(fā)現(xiàn)心血管不穩(wěn)定及嚴重的心律失常。在現(xiàn)代輔助呼吸及監(jiān)護技術(shù)誕生之前，尤其在外科手術(shù)期間，常常發(fā)生急性嚴重高碳酸血癥。在一組報道中,22例吸入性麻醉者發(fā)生嚴重的呼吸性酸中毒（PaCO2達160 mm Hg pH值≤7.00），7例出現(xiàn)嚴重的室性心律失常；PaCO2在80 mm Hg以上、pH值在7.2～7.0之間，數(shù)分鐘內(nèi)無任何副作用出現(xiàn)。在1990年Goldstein等報道5例兒童高碳酸血癥。在35 min至2 d內(nèi)，PaCO2升至155～269 mm Hg，pH值 6.76～7.10。在高碳酸血癥期間無低氧血癥。雖然PaCO2較高pH值較低，但臨床上僅有暫時的神經(jīng)系統(tǒng)抑制,表現(xiàn)為反應(yīng)遲鈍或昏迷。無遠期的神經(jīng)系統(tǒng)后遺癥,預(yù)后較好。在最近一項研究中，5例機械通氣的嬰兒,在35～420 min內(nèi)PaCO2≥150 mm Hg，其中4例pH值≤6.0，另一例pH=7.1。僅有的臨床表現(xiàn)是神經(jīng)系統(tǒng)抑制，無抽搐，心血管系統(tǒng)穩(wěn)定或無心律失常。
高碳酸血癥-PHY治療早產(chǎn)兒呼吸衰竭的臨床應(yīng)用 [1] 應(yīng)用依據(jù)：由于NICU技術(shù)的進步，早產(chǎn)兒RDS的早期存活率明顯提高。但隨之而來的支氣管-肺發(fā)育不良或/慢性肺部疾病（BPD或CLD）的問題尚未完全解決，大大影響了早產(chǎn)兒長期預(yù)后，引起嬰兒期死亡、神經(jīng)發(fā)育落后等。在發(fā)達國家，此病已成為早產(chǎn)兒發(fā)病及死亡的第1位原因。
多種因素可引起B(yǎng)PD或/CLD，包括早產(chǎn)、RDS、氧中毒、氣壓傷、輸液過量、動脈導(dǎo)管開放等?；仡櫺匝芯孔C明，機械性通氣引起的肺損傷是最主要的原因。臨床資料顯示機械通氣時的肺損傷效應(yīng)主要是大潮氣量及肺容量，比壓力損傷更為重要，尤其對肺不成熟的早產(chǎn)兒。所以目前認為名詞“容量損傷（volutrauma）”應(yīng)替代舊的“氣壓傷（barotrauma）”一詞。由于新生兒呼吸衰竭用限壓型呼吸機治療，不能預(yù)調(diào)潮氣量，因此有人提出減少正壓呼吸時間及壓力，使PCO2高于以前的正常水平，以減少BPD或/CLD的發(fā)生，即應(yīng)用PHY預(yù)防、限制肺過度擴張及肺損傷。
1997年，Mariani等在早產(chǎn)兒進行了一項試驗性研究。通過高碳酸血癥組（H組，PaCO2 45～55 mm Hg）與正常組（N組，PaCO2 35～45 mm Hg）的比較，發(fā)現(xiàn)H組通氣的PIP、MAP、呼吸頻率低于N組；在氣漏、動脈導(dǎo)管未閉、顱內(nèi)出血及視網(wǎng)膜病變的發(fā)生率上無差異。這種肺保護性策略在早產(chǎn)兒可以降低機械通氣的時間，而不增加副作用。
有兩項臨床回顧資料顯示 ：早產(chǎn)兒在生后的前4d，尤其生后第1天，低水平的PaCO2與CLD有密切的關(guān)系。如果生后前4 d（尤其生后第1天）PaCO2≥50 mm Hg、應(yīng)用表面活性物質(zhì)前一天 PaCO2≥40 mm Hg，可降低BPD或CLD的發(fā)病率和（或）嚴重度；嬰兒可較好的耐受且無副作用。反之，生后3 d內(nèi)機械通氣的早產(chǎn)兒，如PaCO2≤17 mm Hg，則增加了腦出血、腦癱發(fā)生的危險。
[2] 應(yīng)用方法：即改變通氣策略，改變過去維持“正?！毖獨庵笜思?a href="/w/%E8%82%BA%E9%80%9A%E6%B0%94" title="肺通氣">肺通氣量的方法。PHY一般是指保持PaCO2在50～70 mm Hg。目前正在進行的一些臨床研究是在生后24 h內(nèi)開始將PaCO2維持在45～55 mm Hg水平，持續(xù)96 h，代替過去35～45 mm Hg。也有學(xué)者建議小早產(chǎn)兒或有氣漏的新生兒維持PaCO2在50～60 mm Hg、pH值大于7.25，可減少肺損傷，嬰兒可以耐受且無副作用。
由于人體對呼吸性酸中毒有較好的耐受性，臨床很少應(yīng)用堿性藥物治療。但pH值低于7.15或可疑有酸中毒所致的嚴重后果時，建議應(yīng)用下列堿性藥物，碳酸氫鈉、CARBICARB、三羥甲基氨基甲烷（THAM）?！ ?/p>
高碳酸血癥-的不良反應(yīng)及禁忌癥
綜上所述，急性高碳酸血癥時，如 PaCO2達80 mm Hg，pH值7.15時，對機體危害不大。如果掌握好PHY的安全界限，這一治療手段有可能擴大其應(yīng)用范圍。
當PaCO2在90～110 mm Hg，可引起CO2麻醉并抽搐 。因高碳酸血癥性酸中毒可引起腦血管擴張，致腦水腫、顱內(nèi)壓升高，尤其存在顱內(nèi)病變（顱內(nèi)損傷、出血、占位性病變及腦血管病）時，加重病情，所以此時是絕對禁忌癥；而在伴有組織低氧時，細胞內(nèi)酸中毒可增加腦代謝率、損傷血管內(nèi)皮使其通透性增高，導(dǎo)致腦間質(zhì)水腫；在暫時性缺血后重新灌注時，細胞內(nèi)酸中毒可增加自由基的形成、促進組織損害。所以應(yīng)用PHY時應(yīng)避免缺血、缺氧性損傷因素的存在。
高碳酸血癥既可降低心肌收縮力、血管舒張力，也可增加交感神經(jīng)的活性，引起心律失常。最常見的效應(yīng)是心輸出量增加以維持正常的血壓。如果交感神經(jīng)反應(yīng)減低或心肌功能受損，心輸出量不足，可引起低血壓；如高碳酸血癥伴低氧血癥，可引起肺血管收縮、肺循環(huán)阻力增加、心臟射血分數(shù)降低。故心功能受損是相對禁忌癥。在嚴重高碳酸血癥可以直接抑制心血管中樞，直接抑制心臟活動和擴張血管，導(dǎo)致血壓下降、心肌收縮力下降、心率失常。所以臨床應(yīng)避免嚴重的高碳酸血癥。
當應(yīng)用PHY時，應(yīng)該緩慢增加PaCO2，不超過10 mm Hg/h，最大限度到80 mm Hg。緩慢增加的目的在于細胞內(nèi)部酸性物質(zhì)可以充分代償。如果有些原因使PHY≥80 mm Hg，建議增加的速度要更緩慢。
總之，PHY及相關(guān)的通氣策略在嚴重肺部疾病，尤其早產(chǎn)兒RDS機械通氣中的應(yīng)用效果是肯定的，但其治療機制及具體應(yīng)用方法仍在探討與完善中。
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