重症医学 | 碳酸氢钠治疗的多面性与最新研究进展|乳酸|电解质|碳酸氢钠|血清|血症|酸中毒|重症医学

介绍

碳酸氢钠在临床实践中常用于治疗各种病症，如高钾血症、心脏骤停以及三环类抗抑郁药和阿司匹林的毒性摄入。此外，碳酸氢钠还用于治疗不同类型的急性代谢性酸中毒，如乳酸酸中毒 (LA)、糖尿病酮症酸中毒 (DKA) 和横纹肌溶解症。然而，其在治疗这些不同病症方面的疗效证据差异很大，导致数十年来关于其益处和潜在危害的争论不断。

治疗上述病症的目的是恢复体内平衡，为酶在不同身体器官中的功能和生化反应提供合适的环境。碳酸氢钠是常用于实现体内平衡的药物之一，因为它理论上能够快速纠正血液 pH 值，随后逆转急性酸中毒引起的不良影响，例如心肌抑制、血流动力学不稳定、心室心律失常、细胞能量产生受损、对儿茶酚胺的反应性降低、代谢改变、酶抑制、免疫功能障碍、凝血病和氧输送无效。

治疗急性酸中毒有两种方法。第一种方法是循序渐进的方法，侧重于解决酸中毒的根本原因。第二种方法是除了治疗根本原因外，还要使用缓冲剂，例如静脉注射碳酸氢钠，以迅速使动脉血气 (ABG) 参数正常化。用碳酸氢钠治疗急性酸中毒似乎有益；然而，对酸中毒患者使用碳酸氢钠可能会造成伤害。研究发现，碳酸氢钠与许多不良反应有关，例如氧输送受损、脑水肿、反常性脑脊液 (CSF) 酸中毒、神经功能障碍、低钙血症、低钾血症、动脉二氧化碳分压 (PCO2) 升高、乳酸生成和反常性细胞内酸中毒。

本文讨论了碳酸氢钠对总体死亡率、脑脊液 pH 值、神经状态、脑水肿和氧气输送的影响。我们还强调了碳酸氢钠引起的神经功能障碍的潜在病理生理学。此外，本综述深入了解了碳酸氢钠对特殊亚群的影响，例如急性肾损伤 (AKI)、横纹肌溶解症、DKA、LA、正常阴离子间隙代谢性酸中毒 (NAGMA)、心脏骤停和高钾血症患者。此外，我们还提到了最新的临床试验、观察研究和关于在不同情况下使用碳酸氢钠的指南。

碳酸氢钠给药对神经系统状态的影响

一些研究调查了碳酸氢钠注射与成人神经系统结局之间的关联。对于心脏骤停患者，院前注射碳酸氢钠与出院时的神经系统结局呈负相关。在 Touron 等人的一项随机临床试验中，与对照组相比，院前注射碳酸氢钠与北美人群的神经系统结局较差显著相关。在 Zaidi 等人的另一项回顾性研究中，与对照组相比，碳酸氢钠注射与 30 天时神经系统恢复的减少显著相关。

这种神经功能障碍与碳酸氢钠给药有关，可通过碳酸氢钠引起的小动脉 PCO2 和 HCO3 变化来解释。这些变化导致脑脊液和血浆之间的 pH 值失衡，随后导致急性反常脑脊液酸中毒和神经功能障碍，如下所述。

碳酸氢钠给药对脑脊液 pH 值的影响

脑脊液是颅腔内除脑实质和血液之外的主要成分之一。脑脊液由脑室内血管丰富的组织脉络丛以每分钟0.3至0.4cc的速度分泌；然后，脑脊液从脑室系统流入蛛网膜下腔，蛛网膜绒毛将脑脊液重新吸收到硬脑膜窦中。

根据 Stewart 的方法，有三个变量调节和影响生物体液的 pH 值。这些因素包括 (1) PCO2、(2) 强阴离子和阳离子之间的浓度差 (SID) 和 (3) 弱的非挥发性缓冲剂，如白蛋白和磷酸盐。相反，CSF 不含有非挥发性缓冲剂，如白蛋白和磷酸盐。因此，CSF 的 pH 值受 PCO2 和 SID 控制。由于 CSF 没有非挥发性弱酸缓冲剂，CSF 中的 SID 与碳酸氢盐浓度相同。因此，二氧化碳-碳酸氢盐比几乎是影响 CSF pH 值的唯一因素。

脑脊液 pH 在急性酸血症时对呼吸控制起着重要作用。在先前的动物和临床研究中，通气量会随着脑脊液 pH 调节而发生变化，以恢复正常的脑脊液 pH。在脑脊液酸化过程中，通气率增加。相反，在脑脊液碱化过程中，通气率降低。在蛛网膜下腔出血患者中，脑脊液中乳酸浓度升高会导致脑脊液 SID 降低。脑脊液局部低 pH 值会刺激呼吸频率，导致脑脊液代偿性低碳酸血症，从而导致脑脊液酸碱平衡正常。同时，这种反射会导致动脉呼吸性碱中毒。这说明了动脉 PCO2 和脑脊液 pH 之间的双向关系，两者可以相互影响。

血脑屏障 (BBB)，包括血液-脑脊液屏障和血脑屏障，对大多数极性物质和离子都具有不可渗透性。相反，CO2 却可以自由渗透。因此，动脉 PCO2 的变化会显著影响呼吸性酸中毒患者或接受碳酸氢钠治疗患者的脑脊液 pH 值，而代谢性酸中毒患者的酸生成增加不会影响脑脊液 pH 值，因为 BBB 具有保护作用。我们在日常医疗实践中看到动脉 CO2 对神经系统状态的这种强烈影响。急性呼吸性酸中毒患者通常会迅速出现神经功能障碍，并可能出现嗜睡和昏迷，而严重急性代谢性酸中毒患者仍然可以保持清醒、警觉和定向力。这种现象的解释是 CO2 很容易穿过 BBB 并迅速改变脑脊液 pH 值。相反，在代谢性酸中毒患者中，血脑屏障阻止质子和酸进入脑脊液，从而保护脑脊液pH值并使其保持在接近正常水平。这解释了人体如何通过血脑屏障的保护作用来保护脑脊液pH值，从而耐受严重的代谢性酸中毒。

Posner 等人对这一先前的解释进行了评估，他们比较了重度代谢性酸中毒患者和呼吸性酸中毒患者的脑脊液 pH 值和动脉 pH 值。有趣的是，Posner 等人发现，重度代谢性酸中毒患者的脑脊液 pH 值接近正常，精神状态完好无损。相比之下，由于 CO2 通过 BBB 的扩散性很高，急性呼吸性酸中毒患者患有严重的脑脊液酸中毒，随后出现神经功能障碍、昏迷和昏迷。这些先前的研究表明，脑脊液 pH 值低、动脉和脑脊液 PCO2 升高与神经系统状态下降有关，而动脉 pH 值与神经系统功能障碍无关。研究还表明，代谢性酸中毒患者的脑脊液 pH 值接近正常，因为 BBB 无法透过血液中新产生的高浓度酸，而呼吸性酸中毒患者的脑脊液酸中毒严重，因为 CO2 通过 BBB 的扩散性很高。这或许可以解释为什么严重代谢性酸中毒患者的动脉 pH 值可能较低，但神经系统状态却保持正常。另一方面，呼吸性酸中毒患者的动脉 pH 值可能较低，但神经系统功能障碍较严重（图 1）。

图 1.急性呼吸性酸中毒患者和碳酸氢钠给药后发生神经功能障碍的病理生理学。碳酸氢钠给药导致动脉 PCO 急性升高2.由于 BBB 可自由渗透 CO2、高动脉 PCO2引起 CSF 酸中毒。CSF 酸中毒会影响神经调节剂和神经递质的释放和摄取以及离子通道的活性。随后，这会影响神经活动和动作电位。相反，急性代谢性酸中毒会导致 CSF pH 值发生轻度变化;因此，它会导致轻度神经功能障碍。缩写：PCO2、二氧化碳分压;CSF，脑脊液;BBB，血脑屏障。

理论上，碳酸氢盐给药可能会同时增加 PCO2 和血清碳酸氢盐水平。然而，CO2 穿过 BBB 的速度比碳酸氢盐快。这可能导致脑脊液反常酸中毒，从而导致神经功能障碍。这或许可以解释为什么在之前讨论的研究中，使用碳酸氢钠与神经功能障碍有关（图 1）。

脑脊液 pH 对脑细胞外间质液 (IF) 的影响

脑细胞和神经元周围的细胞外液通过脑淋巴系统与蛛网膜下腔中的脑脊液相连。脑脊液由脑室系统中的脉络丛产生，然后通过脑室系统流入蛛网膜下腔。在蛛网膜下腔中，脑脊液通过小动脉周围间隙流入脑神经元和细胞周围的间质液 (IF)。该小动脉周围间隙由星形胶质细胞足板形成。胶质足板上的水通道蛋白-4 (AQP-4) 帮助 IF 和脑脊液混合。然后，IF 通过静脉周围间隙排入硬脑膜窦（图 2）。

图 2.围绕皮质动脉的 Virchow-Robin 间隙。Virchow-Robin Space（绿色虚线区域）是围绕动脉、小动脉、小静脉和静脉的血管周围空间。Virchow-Robin 间隙通过蛛网膜下腔和软脑膜下间隙（蓝色虚线区域）传递到脑实质。Virchow-Robin Space 将蛛网膜下腔的 CSF 连接到脑实质中的 IF。

围绕动脉、小动脉、静脉和小静脉的血管周围空间被称为 Virchow-Robin 空间。Virchow-Robin 空间穿过蛛网膜下腔和软膜下腔到达脑实质，将脑脊液从蛛网膜下腔输送到脑实质，再从 IF 输送回静脉窦（图 2）。这表明脑脊液 pH 值或压力的任何变化都会直接影响 IF pH 值和压力。

细胞外IF pH 值的变化会影响大脑功能。低IF pH 值会影响配体门控通道和电压门控通道。因此，IF pH 值的任何变化都会影响神经活动。一般来说，IF pH 值的降低会抑制神经活动和大多数离子通道，而IF pH 值的升高会刺激神经活动。这种 pH 诱导的神经活动通常与 N-甲基-D-天冬氨酸受体 (NMDA) 活性的增加有关。

IF pH 值的变化也会影响神经调节剂和神经递质的吸收和释放。例如，研究发现突触间隙酸中毒对突触前电压门控 Ca2+ 通道有抑制作用。此外，研究发现，细胞外酸中毒会降低大鼠脑突触体中谷氨酸的囊泡释放，而谷氨酸的吸收没有变化。相反，在低细胞外 pH 值下，乙酰胆碱前体胆碱的吸收也受到抑制。在另一项研究中，低细胞外和终端内 pH 值都会刺激氚化多巴胺的释放。总之，细胞外IF pH 值的变化会影响 (1) 神经细胞中的配体和电压门控离子通道、(2) 神经活动、(3) 动作电位和 (4) 神经调节剂和神经递质的释放和吸收。这也许可以解释为什么患有酸性脑脊液和IF的患者会出现神经功能障碍 (图 1)。

碳酸氢钠引起的脑水肿

一些动物和临床研究报告称，给与碳酸氢钠与脑水肿发生之间存在关联。然而，这些临床研究仅在儿童和青少年中讨论了碳酸氢钠与脑水肿之间的关联。没有临床研究调查过成人中的这种关联。鼓励临床研究调查给与碳酸氢钠与成人脑水肿之间的关联。

给与碳酸氢钠后出现脑水肿的一个潜在病理生理学是碳酸氢钠引起的脑缺氧。在 Bureau 等人进行的一项动物研究中，服用碳酸氢钠显著降低了盐酸酸中毒犬和酮症酸中毒犬的脑脊液氧分压 (PcsfO2)。相比之下，未接受碳酸氢钠治疗的酮症酸中毒犬的 PcsfO2 没有显著变化。还发现池 PO2 和池乳酸之间存在负相关。这项动物研究表明，碳酸氢钠不仅影响血液中的氧输送，还影响脑血和脑脊液中的氧输送。这种缺氧可能会诱发脑细胞损伤，导致脑水肿的发生。

碳酸氢钠可能诱发脑水肿的另一个潜在机制是增加脑血流量 (CBF)。碳酸氢钠给药后出现的脑脊液反常酸中毒可诱发动脉血管扩张，导致 CBF 增加和脑水肿。在 Nakashima 等人的一项研究中，碳酸氢钠的给药导致大脑所有区域的平均 CBF 显著增加。他们还发现碳酸氢钠与全身细胞内 pH 值下降有关。碳酸氢钠给药后 CBF 增加可能解释了使用碳酸氢钠后脑水肿的发病率。

碳酸氢钠给药对组织氧合的影响

血红蛋白对氧的亲和力因多种因素而异，例如 pH 值和 PCO2。血红蛋白亲和力的这种变化使其适合发挥其生理作用。碳酸氢钠给药可通过不同方式影响血红蛋白对氧的亲和力。快速给药碳酸氢钠可能导致 pH 值快速升高，进而诱发碱中毒。碱中毒会增加血红蛋白对氧的亲和力，并可能导致氧-血红蛋白解离曲线左移。在 Douglas 等人进行的动物研究中，碳酸氢钠给药导致动脉氧张力和动脉氧合血红蛋白饱和度升高，静脉氧张力降低。这表明碳酸氢钠会增加血红蛋白对氧的亲和力，从而导致动脉氧合血红蛋白饱和度升高和静脉 PO2 降低。这表明碳酸氢钠可能导致氧-血红蛋白解离曲线左移，从而损害外周氧输送。

碳酸氢钠还可能通过增加 PCO2 引起急性反常呼吸性酸中毒，尤其是对于患有肺病且无法清除因给与碳酸氢钠而产生的过量 CO2 的患者。在肺血管水平，增加的 PCO2 可能会降低血红蛋白对氧的亲和力，并导致氧-血红蛋白解离曲线右移。这可能会影响外周组织的氧合。我们认为，当碳酸氢钠引起的 PCO2 足够高以致引起反常呼吸性酸中毒时，它可能会导致氧-血红蛋白解离曲线右移，尤其是在患有肺病的患者中。

在 Munk 等人的研究中，糖尿病酮症酸中毒患儿的碳酸氢钠给药与氧-血红蛋白解离曲线的变化之间没有显著关联。这表明碳酸氢钠引起的氧-血红蛋白解离曲线变化不足以改变组织氧合。在 Battaglia 等人的另一项研究中，发现碳酸氢钠给药与氧-血红蛋白解离曲线的显著变化无关。这两项研究对碳酸氢钠对氧气输送的显著影响表示怀疑。这可能是因为人群样本的异质性，因为许多因素都会改变碳酸氢钠对氧-血红蛋白解离曲线的影响，例如肺部疾病的存在、碳酸氢钠的剂量和碳酸氢钠给药速度。鼓励进行更多研究来评估碳酸氢钠对氧-血红蛋白解离曲线的影响。我们也鼓励研究碳酸氢钠代谢操纵剂（如碳酸酐酶抑制剂）的作用。

碳酸氢钠对细胞内酸中毒和乳酸生成的影响

碳酸氢钠可能导致细胞内反常酸中毒。碳酸氢盐与细胞外液中的氢离子结合，会降低氢离子浓度，并增加细胞外 pH 值。碳酸氢盐离子和氢离子之间的这种反应会导致碳酸形成，随后产生 CO2。 CO2 可以扩散穿过细胞膜，并与细胞内的 H2O 结合形成碳酸，从而降低细胞内的 pH 值。

在 Ritter 等人进行的体外研究中，发现在悬浮于 Tyrode 缓冲液中的人类血小板中，给予碳酸氢钠会导致细胞外 pH 值快速升高，同时细胞内酸中毒。有趣的是，碳酸酐酶抑制剂乙酰唑胺已被证明可以抑制碳酸氢钠引起的细胞内酸中毒。在另一项使用白细胞悬浮液的体外研究中，将乳酸和丙酸添加到细胞外以模拟代谢性酸中毒环境。发现碳酸氢钠会导致细胞内酸中毒。然而，使用一系列小剂量碳酸氢钠后，这种影响是暂时的。

理论上，细胞内酸中毒增加可能会增加乳酸的产生。有趣的是，给与碳酸氢钠后，血清乳酸水平有所升高。乙酰唑胺在抵消碳酸氢盐引起的细胞内酸中毒方面的作用很有希望，如先前的研究所示。鼓励开展更多临床研究，以评估碳酸酐酶抑制剂与碳酸氢钠同时给药对死亡率的影响。

碳酸氢钠对肾上腺素受体和血流动力学状态的影响

人们普遍认为酸中毒会对肾上腺素受体的表达及其敏感性产生负面影响。关于β受体，许多实验研究报告称β受体的敏感性和表达均下降，随后心肌收缩力在酸中毒反应中下降。然而，Schotola等人的一项实验研究表明，轻度酸中毒和正常pH值之间的收缩力和儿茶酚胺反应没有差异。在Andersen等人的另一项研究中，当pH值低于6.9时，心输出量开始下降。这两项研究表明，酸中毒对心肌的负面影响很可能与其更严重的形式有关。除了对β受体的影响外，酸中毒还可能通过抑制肌原纤维对钙离子的反应性对收缩力产生负面影响。

关于α受体，研究发现，酸中毒会减弱人类骨骼肌动脉中苯肾上腺素和氯化钾引起的α1介导的血管收缩。根据这项研究，许多其他体内研究表明，酸中毒可能对动脉血管收缩产生负面影响，尤其是中型动脉。相反，一些体外研究发现酸中毒与血管收缩增加有关。酸中毒对动脉血管收缩或扩张的不同影响可能是由于不同肾上腺素能受体在不同大小的血管中的表达不同以及从不同物种收集动脉样本所致。鼓励开展更多的体内和体外研究，以了解酸中毒对血管血管活性特性的影响。

接受血管加压药治疗的酸中毒患者使用碳酸氢钠

从临床角度来看，患有低血压的酸中毒患者可能受益于碳酸氢钠，因为如上所述，酸中毒会影响肾上腺素受体对血管加压药的敏感性和心肌收缩力。从理论上讲，使用碳酸氢钠纠正这些患者的急性酸中毒是合理的，可以提高肾上腺素受体对血管加压药的敏感性并逆转酸中毒引起的心肌功能障碍。在两项临床试验中，与生理盐水组相比，碳酸氢钠对代谢性酸中毒患者的血流动力学没有显著影响。这两项临床试验规模较小。其中一项有 10 名患者，另一项有 14 名患者。在 Fang 等人进行的一项更大规模的临床研究中，评估了不同类型的液体对脓毒症患者血流动力学的影响，这些患者在最初两小时内未接受血管加压药治疗。他们发现，生理盐水、碳酸氢钠和高渗盐水对平均动脉压 (MAP)、心输出量和心率的影响并无差异。然而，研究发现，碳酸氢钠比生理盐水和高渗盐水能更快地改善 MAP 。

Fujii 等人发现，与未接受碳酸氢钠治疗的患者相比，对患有代谢性酸中毒的血管加压药依赖型患者早期使用碳酸氢钠可使 6 小时时 MAP 更高（比值比为 5.99（95% CI，从 1.84 到 10.2）且 6 小时时每剂量血管加压药的 Delta MAP 更高（比值比为 8.87（95% CI，从 3.34 到 14.48））。这表明，对于依赖血管加压药的酸中毒患者，碳酸氢钠可能与对血管加压药的反应性更高有关。然而，重症监护病房 (ICU) 死亡率没有统计学差异。这可能是因为早期接受碳酸氢钠治疗的患者在诊断为代谢性酸中毒时病情更重，pH 值更低，乳酸水平更高。

碳酸氢钠治疗对酸中毒患者死亡率的影响

对急性酸中毒患者使用碳酸氢钠是值得考虑的，因为理论上它有助于快速恢复 ABG 参数，从而纠正患者的酸中毒并抵消酸中毒引起的不良影响。然而，碳酸氢钠的使用可能有许多副作用，例如高钠血症、低钙血症、组织氧合减少和二氧化碳潴留，尤其是在患有肺部疾病的患者中。二氧化碳潴留可能导致反常呼吸性酸中毒，随后增加细胞内酸中毒。此外，碳酸氢钠的使用还可能导致反常脑脊液酸中毒和精神状态改变。

在 Fujii 等人于 2019 年发表的一篇系统综述中，他们发现有 12 项研究讨论了碳酸氢钠的生理和生化作用，只有两项研究讨论了其对酸中毒患者的临床效果 [80]。两项研究中的一项讨论了临床效果，比较了 18 名患有轻度代谢性酸中毒的 ICU 患者中碳酸氢钠和三羟甲基氨基甲烷 (THAM) 的情况。研究发现，THAM 和碳酸氢钠都产生相似的碱化作用。有趣的是，与 THAM 相比，碳酸氢钠可以降低钾水平并增加钠水平。Hoste 等人没有报告其他临床结果，例如 ICU 住院时间、死亡率和 MAP 变化。Jaber 等人的另一项研究研究了碳酸氢钠在 pH 为 7.15（7.09, 7.18）的酸中毒患者中的使用情况。Jaber 等人发现 pH 值为 7.15（7.09–7.18）的碳酸氢钠组与 pH 值为 7.15（7.11, 7.18）的对照组之间，28 天死亡率或第 7 天器官衰竭发展情况无统计学差异。他们还观察到接受碳酸氢钠治疗的患者发生高钠血症、低钙血症和代谢性碱中毒的几率更高。

在 2021 年由 Fujii 等人进行的一项国际回顾性研究中，在研究的总体人群中，接受早期碳酸氢钠治疗的 pH 为 7.19（7.11, 7.25）的酸中毒患者与未接受碳酸氢钠治疗的 pH 为 7.26（7.21, 7.28）的酸中毒患者之间，住院死亡率、ICU 死亡率、6 小时和 12 小时时每剂量血管加压药的 delta MAP 以及 6 小时和 24 小时时的血管加压药剂量之间没有统计学差异。先前讨论的研究表明，碳酸氢钠组和对照组之间的总体死亡率没有统计学上的显着差异。然而，这可能是因为没有根据酸中毒的不同原因和不同的合并症对患者进行亚组分析。在这篇综述中，我们将讨论碳酸氢钠在不同亚组酸中毒患者中的使用情况，以及其在心脏骤停复苏、AKI 和高钾血症中的作用。

碳酸氢钠在高阴离子间隙代谢性酸中毒患者中的应用

代谢性酸中毒是 ICU 中常见的一种疾病。它可能是由于碳酸氢盐损失而发生的，导致 NAGMA 或酸的过量产生，从而导致高阴离子间隙代谢性酸中毒 (HAGMA)。阴离子间隙是通过从钠浓度中减去氯离子和碳酸氢盐浓度的总和来计算的。所有这些浓度均以 mEq/L 为单位进行测量，正常的阴离子间隙通常在 8 mEq/L 到 12 mEq/L 之间。高阴离子间隙是由于未测量的有机酸水平升高造成的。HAGMA 的原因包括 LA、DKA、因长期使用对乙酰氨基酚、二甲双胍、甲醇、乙二醇、丙二醇和阿司匹林而产生的焦谷氨酸。

计算出的钠水平（而不是校正的钠水平）用于计算阴离子间隙，因为在高血糖患者中，由高渗透压驱动的水向细胞外空间转移，会将所有电解质（包括钠、氯化物和碳酸氢盐）稀释至相似水平。因此，无需校正高血糖患者的电解质值来计算阴离子间隙。在白蛋白过低或过高的情况下，应校正阴离子间隙。白蛋白带负电荷，占正常阴离子间隙的最大部分。因此，白蛋白水平的任何变化都会影响阴离子间隙。由于每克白蛋白带有 2.5 mEq 负电荷，因此每 1 g/dL 白蛋白少于 4.5 g/dL，就应将 2.5 的值添加到阴离子间隙中。以下公式可用于计算校正的阴离子间隙。校正阴离子间隙等于未校正阴离子间隙与 2.5 × (4.5 − [白蛋白]) 之和。值得注意的是，校正阴离子间隙被发现是缺血性卒中患者和脓毒症相关 AKI 患者住院死亡率的潜在预测因子。

碳酸氢钠在糖尿病酮症酸中毒患者中的应用

高血糖急症，包括 DKA 和高血糖高渗状态 (HHS)，是常见的急症，也是频繁住院的原因。与治疗酸中毒病因并让 pH 值缓慢纠正相比，用碳酸氢钠快速纠正 pH 值和血清碳酸氢盐水平更有吸引力。然而，碳酸氢钠可能有害，并导致许多潜在的并发症，如反常的脑脊液酸中毒、氧气输送减少、低钙血症、低钾血症、高钠血症、高碳酸血症、反常的呼吸性酸中毒和细胞内酸中毒。此外，没有临床证据支持在 DKA 患者中常规使用碳酸氢钠。

许多临床研究表明，对于 DKA 和严重代谢性酸中毒患者，碳酸氢钠治疗与死亡率或酸血症缓解时间无关。此外，Hale 等人发现，与未接受碳酸氢钠治疗的患者相比，碳酸氢钠与总血酮体下降幅度较小、血清乳酸和乳酸：丙酮酸比率下降延迟有关。Okuda 等人的临床和动物研究也显示出类似的结果。Okuda 等人的研究还表明，碳酸氢钠可能对肝脏生酮有刺激作用，并可能增加酮体的产生。

对于 pH < 7.0 的 DKA 患者，Duhon 等人发现，出院时间和酸中毒缓解时间均与静脉注射碳酸氢钠无关。pH < 6.9 的患者亚组也发现了相同的结果。值得注意的是，碳酸氢钠组在最初 24 小时内需要更多的液体和胰岛素。鼓励在进一步的大型临床试验和观察性研究中，根据 AKI、并发 NAGMA、并发乳酸性酸中毒和高钾血症等其他病症的存在对 DKA 患者进行分组，以评估碳酸氢钠在这些不同亚组中的作用。

美国糖尿病协会 (ADA) 2009 年指南及其 2024 年最新更新均指出，使用静脉输液和胰岛素治疗 DKA 患者的代谢性酸中毒就足够了，不建议常规使用碳酸氢钠，因为使用碳酸氢钠可能会产生不良后果。他们还建议在 pH < 7.0 的严重代谢性酸中毒中考虑使用碳酸氢钠，因为严重酸中毒会产生不良影响。在这种情况下，建议每两小时使用 400 mL 无菌水中的 100 mmol 8.4% 碳酸氢钠溶液，以达到 pH > 7.0 的目标。

2022 年英国糖尿病联合住院治疗指南建议通过静脉输液和胰岛素解决 DKA 患者的代谢性酸中毒。他们指出，不建议使用碳酸氢钠，因为碳酸氢钠可能会增加 CO2 分压，从而导致脑脊液反常酸中毒。碳酸氢钠还可能损害氧输送，导致血乳酸：丙酮酸比和酮体下降速度延迟。尽管如此，2022 年英国糖尿病联合住院治疗指南建议，当 DKA 患者需要使用正性肌力药物或 pH 值仍然较低时，偶尔使用碳酸氢钠。

横纹肌溶解症患者使用碳酸氢钠

横纹肌溶解症是由肌肉组织的创伤性和非创伤性损伤以及细胞内电解质和酶释放到血液中引起的。横纹肌溶解症可能因癫痫发作、抗精神病药物恶性综合征、恶性高热、中暑、饮酒、感染和电解质紊乱而发生。接触某些药物或毒素后也可能发生，例如他汀类药物、贝特类药物、抗精神病药、抗抑郁药、锂、两性霉素 B、抗组胺药、可卡因、苯丙胺和海洛因。细胞内内容物的释放可能导致许多生化变化，例如血清肌酸激酶 (CK)、肌红蛋白、钾、磷、尿酸、乳酸脱氢酶和肌酐水平升高，血清钙水平降低。横纹肌溶解症患者也可能患上 HAGMA。

由于肌红蛋白堵塞肾小管以及受损肌肉内积液导致血管内血容量不足，横纹肌溶解症患者常发生急性肾损伤。此外，抗利尿激素、肾素-血管紧张素系统和交感神经系统等多种代偿机制的激活可能会导致肾血管收缩，从而加重肾脏损伤。横纹肌溶解症的主要治疗方法是液体复苏，在去除致病因子（如果存在）后。液体复苏可减少肾脏的缺血性损伤，增强肾脏灌注，并清除肾小管中的肌红蛋白沉淀物。

横纹肌溶解症患者使用碳酸氢钠进行尿液碱化存在争议。理论上，通过给予碳酸氢钠进行尿液碱化可能会减轻酸中毒引起的肾血管收缩、自由基的产生和肾小管中的肌球蛋白沉淀。然而，没有临床证据支持横纹肌溶解症患者使用碳酸氢钠。

2019 年，丹麦重症监护医学会 (DSIT) 和丹麦麻醉和重症监护医学会 (DASAIM) 建议不要对横纹肌溶解症患者常规使用碳酸氢钠进行碱化以预防 AKI 发展；这是一项证据质量低的弱建议。此外，他们提到，对于横纹肌溶解症和严重酸中毒患者，可以考虑碱化。斯堪的纳维亚麻醉和重症监护医学会 (SSAI) 临床实践委员会 (CPC) 审查并支持 DASAIM/DSIT 关于预防横纹肌溶解症患者 AKI 的指南。

2022 年，Kim 等人最近进行了一项回顾性研究，评估了横纹肌溶解症患者使用碳酸氢钠的情况。与未使用碳酸氢钠的患者相比，使用碳酸氢钠的患者 AKI 发生率更高，比值为 3.17。此外，使用碳酸氢钠的患者住院时间延长和透析依赖的风险更高，死亡率也更高。此外，研究发现，使用碳酸氢钠是透析的风险因素和死亡率的预测因素。当根据横纹肌溶解症的原因对患者进行分组时，Kim 等人发现，碳酸氢钠与横纹肌溶解症的医学和外科原因患者发生 AKI 有关。有趣的是，这种关联在横纹肌溶解症的外科原因患者中更强。关于治疗前 72 小时内接受的液体量，接受超过 5.5 mL/kg/h 的液体与更高的死亡率有关。与仅暴露于单一风险因素相比，同时使用大量液体和碳酸氢钠治疗会增加发生 AKI 的风险。

Kim 等人的研究表明，碳酸氢钠不仅没有益处，还会使横纹肌溶解症患者的预后更差。碳酸氢钠导致的更差预后可能是由于碳酸氢盐引起的反常呼吸性酸中毒，这可能会增加细胞内酸中毒，尤其是在缺乏有效通气来清除碳酸氢盐引起的二氧化碳产生的情况下。此外，如前所述，碳酸氢盐对氧气输送的负面影响可能会影响肾小管的氧输送。鉴于上述数据，我们建议不要在横纹肌溶解症患者中常规使用碳酸氢钠，除非同时伴有严重的代谢性酸中毒。

乳酸性酸中毒患者使用碳酸氢钠

乳酸性酸中毒是由于乳酸生成增加或清除率降低所致。根据Cohen和Woods的乳酸性酸中毒分类，乳酸性酸中毒可分为两大类：（1）A型乳酸性酸中毒，与组织氧合减少有关；（2）B型乳酸性酸中毒，在无组织缺氧的情况下发生。B型乳酸性酸中毒又细分为（1）B1型乳酸性酸中毒，其原因为脓毒症、肝功能衰竭、嗜铬细胞瘤、恶性肿瘤和硫胺素缺乏等原有疾病；（2）B2型乳酸性酸中毒，其原因为肾上腺素、吸入性一氧化氮、特布他林、乙二醇、甲醇、乙醇、丙泊酚、利奈唑胺、异烟肼、硝普钠、对乙酰氨基酚和阿司匹林等毒素或药物；（3）B3型乳酸性酸中毒，其原因为先天性代谢缺陷，例如丙酮酸脱氢酶缺乏、葡萄糖-6-磷酸酶缺乏、果糖-1,6-二磷酸酶缺乏和线粒体的氧化磷酸化缺陷。

脓毒症可通过组织缺氧增加乳酸生成，并通过预先存在的或脓毒症引起的肝功能障碍以及通过儿茶酚胺的给药减少乳酸清除。因此，脓毒症可导致 A 型和 B 型乳酸酸中毒。有趣的是，β 受体阻滞剂被发现可减少脓毒症患者的乳酸生成。这可能解释了使用 β 受体阻滞剂治疗脓毒症患者死亡率较低的原因。几十年来，在患有乳酸酸中毒的脓毒症患者中使用碳酸氢钠一直是临床医生争论的话题，因为它可能有害且益处值得怀疑。

许多研究表明，在患有乳酸性酸中毒的脓毒症患者中使用碳酸氢钠不会改善死亡率。在 2018 年 Zhang 等人的一项回顾性研究中，在患有代谢性酸中毒和乳酸水平升高的脓毒症患者中，死亡率与碳酸氢钠输注之间没有显著关联。在 2010 年 El-Solh 进行的另一项回顾性研究中，与乳酸水平为 3.36 ± 1.7 mmol/L 和 pH 为 7.19 ± 0.09 的对照组相比，乳酸水平高至 4.87 ± 2.1 mmol/L 和 pH 为 7.17 ± 0.1 的脓毒症患者中，碳酸氢钠持续输注与通气持续时间减少和 ICU 住院时间减少有关。然而，碳酸氢钠输注与 28 天死亡率之间没有统计学上的显著关联。这些发现表明，使用碳酸氢钠可能有助于减少通气时间和 ICU 住院时间，但不会影响总体死亡率。

值得注意的是，在 2013 年 Kim 等人的一项回顾性研究中，碳酸氢钠与乳酸性酸中毒患者的高死亡率相关。这一结果可能归因于接受碳酸氢盐治疗的患者通常表现出更高的初始乳酸水平和更严重的酸中毒。然而，即使排除了酸中毒不太严重的患者，观察到的显著关联仍不受影响。在 2019 年 Lo 等人对两项随机试验和三项观察性研究进行的荟萃分析中，使用碳酸氢钠与 HAGMA 脓毒症患者死亡率改善无显著相关性.

2021 年拯救脓毒症运动指南建议，不要使用碳酸氢钠来减少脓毒症休克和乳酸性酸中毒患者的血管加压药需求或改善血流动力学；这是一项证据质量低的弱建议。相反，他们建议对严重酸中毒 (pH ≤ 7.2) 和 AKI 2 期和 3 期的脓毒症患者使用碳酸氢钠，这是一项证据质量低的弱建议。同样，法国重症监护协会和法国急诊医学协会的指南建议对中度至重度 AKI 和严重代谢性酸中毒 (pH ≤ 7.20，PaCO2 < 45 mmHg) 的 ICU 患者使用碳酸氢钠，作为一项可选建议，具有中等程度的证据。

正常阴离子间隙代谢性酸中毒 (NAGMA) 患者的碳酸氢钠

NAGMA 的发生是因为碳酸氢钠通过胃肠道或肾脏流失。也可能是由于高氯血症和氨排泄受损而发生的。胃肠道碳酸氢盐流失通常是由严重腹泻、回肠造口术和胰瘘引起的。此外，考来烯胺也可能导致胃肠道碳酸氢盐流失。此外，尿流改道可能导致碳酸氢盐流失，因为尿液长时间暴露于胃肠道黏膜。

约 4500 mmol 的碳酸氢盐通过肾小球滤过。几乎所有滤过的碳酸氢盐都会通过肾小管重新吸收，尿液中不会出现任何碳酸氢盐。约 80% 的滤过碳酸氢盐在近端小管中重新吸收，而剩余的碳酸氢盐则通过亨利氏环升支、远端小管和集合管重新吸收。由于近端小管碳酸氢盐重吸收减少，肾脏可能会丢失碳酸氢盐，如 2 型肾小管酸中毒 (RTA) 所见。这种情况可能是由于单克隆丙种球蛋白病和药物（如异环磷酰胺、乙酰唑胺、托吡酯、丙戊酸和各种抗逆转录病毒药物）中排出的单克隆免疫球蛋白轻链水平高引起的.

远端小管质子的肾脏排泄受损会影响 A 型插入细胞中碳酸酐酶的碳酸氢盐生成。这种情况被称为 1 型 RTA，可能由多种自身免疫性疾病和药物引起，例如膦甲酸、异环磷酰胺锂和两性霉素 B 。集合管钠重吸收不足，如 4 型 RTA，可能是由于醛固酮不敏感和药物引起的，例如醛固酮拮抗剂、血管紧张素转换酶抑制剂、非甾体抗炎药、钙调磷酸酶抑制剂和血管紧张素 II 受体阻滞剂。此外，生理盐水引起的高氯血症会损害碳酸氢盐的重吸收。其他富含氯化物的液体，如全肠外营养液，也观察到了类似的效果。、

与 HAGMA 不同，目前尚无临床试验评估碳酸氢钠治疗 NAGMA 的有效性。使用碳酸氢钠治疗危重 NAGMA 是基于对 NAGMA 病理生理学的理解。根据法国重症监护协会和法国急诊医学协会的指导方针，对于临床耐受性较差的患者，建议使用碳酸氢钠治疗胃肠道或肾脏碳酸氢盐丢失。

碳酸氢钠治疗对AKI合并酸中毒患者中的应用

急性肾损伤 (AKI) 是指肾脏功能突然且通常可逆性的下降，表现为血清肌酐水平快速升高、尿量急剧减少或两者兼有。根据病因，AKI 可分为肾前性、肾性和肾后性氮血症。AKI 患者由于碳酸氢钠排泄增加、碳酸氢盐合成减少、高磷血症、高氯血症以及未测量的阴离子（如硫酸盐、醋酸盐和柠檬酸盐）滞留而发生酸中毒。急性酸中毒是 AKI 患者中最常见的酸碱紊乱。急性酸中毒和 AKI 同时存在是预后较差和死亡率增加的指标。

Zhang 等人在一项回顾性研究中发现，在脓毒症伴代谢性酸中毒患者中，死亡率与碳酸氢钠输注之间没有显著相关性。然而，碳酸氢钠与 AKI 2 期和 3 期脓毒症患者死亡率降低有关。Jaber 等人在一项临床试验中发现，在 AKI 网络 (AKIN) 评分为 2 或 3 的酸中毒患者中，碳酸氢钠治疗与 28 天死亡率降低和第 7 天器官衰竭减少有关。该研究未提供研究人群中使用的生理盐水比例的信息。AKI 患者通常使用生理盐水，这可能导致高氯性代谢性酸中毒。使用其他类型的液体可能会减少对碳酸氢钠的需求并影响酸中毒的发生率。这项研究的另一个局限性是，许多其他因素（如血流动力学稳定性）可能会影响器官衰竭的发生率。

与之前的临床试验相反，Fujii 等人在 2021 年进行的一项回顾性研究表明，与未接受碳酸氢钠治疗的患者相比，接受碳酸氢钠治疗的 AKI 酸中毒患者的 ICU 死亡率降低并不具有统计学意义。这两项研究之间的矛盾可能归因于两项研究的碳酸氢盐剂量、研究设计和样本量差异。另外，值得一提的是，Fujii 等人的研究中的患者仅接受了 110 mmol 碳酸氢钠，而 Jaber 等人的临床试验中的患者在最初 24 小时内接受了 250 mmol 碳酸氢钠。

根据 AKI 病因、酸中毒严重程度、酸中毒病因、AKI 严重程度、血流动力学状态和并发合并症对 AKI 酸中毒患者进行亚组非常重要，因为所有这些变量都可能影响对碳酸氢钠的反应。Zhang 等人发现，在 AKI 酸中毒患者总体人群中，碳酸氢钠治疗与死亡率之间没有显著关联。通过根据 AKI 相关合并症对患者进行亚组，Zhang 等人发现，对于合并胰腺炎的 AKI 患者，碳酸氢钠治疗与死亡率降低相关，风险比为 0.53，对于严重酸中毒（pH < 7.15），风险比为 0.75]。同样，Wang 等人在 2023 年进行的最新研究表明，对于合并代谢性酸中毒的 AKI 患者，碳酸氢钠治疗与死亡率降低无关。然而，根据阴离子间隙对患者进行分组后，他们发现，在高阴离子间隙代谢性酸中毒（阴离子间隙> 18 mmol / L）的 AKI 患者中，使用碳酸氢钠与死亡率改善相关。鼓励更多的临床试验来评估碳酸氢钠对不同亚组 AKI 酸中毒患者的有效性。

根据法国重症监护协会和法国急诊医学协会的指南，对于中度至重度 AKI 和严重代谢性酸中毒（pH ≤ 7.20，PaCO2 < 45 mmHg）的 ICU 患者，应使用碳酸氢钠作为可选建议，证据水平中等。此外，2021 年拯救脓毒症运动指南建议，对于严重酸中毒（pH ≤ 7.2）和 AKI 2 期和 3 期的脓毒症患者，使用碳酸氢钠作为弱建议，证据质量低。

碳酸氢钠在心脏骤停复苏中的作用

在心脏骤停期间，由此产生的缺氧预计会导致高水平的乳酸，并因此导致酸中毒。从理论上讲，心脏骤停患者可能受益于碳酸氢钠治疗，因为它可以纠正患者的潜在酸中毒并提高复苏药物（如肾上腺素）的有效性。然而，如上所述，碳酸氢钠治疗可能会导致氧输送减少，并增加动脉 PCO2，导致反常呼吸性酸中毒，尤其是那些没有足够的呼吸驱动来清除碳酸氢钠治疗产生的 CO2 的心脏骤停患者。碳酸氢钠治疗还可能增加发生急性高钠血症、高渗性、高血容量、碱血症、低钾血症、低钙血症和细胞内酸中毒的风险。由于具有这些潜在的好处和有害影响，关于在心脏骤停复苏期间使用碳酸氢钠的争论仍在继续。

鉴于没有证据表明碳酸氢钠在复苏过程中具有潜在益处（如下文详细讨论），碳酸氢钠的理论益处和危害引发了关于其在复苏中益处的历史和持续争论。自 1976 年美国心脏协会 (AHA) 提出支持在心脏骤停复苏中使用碳酸氢钠以来，由于担心碳酸氢钠可能产生的有害影响，引发了一场争论。自 2010 年以来，高级心脏生命支持 (ACLS) 指南建议不要在心脏骤停复苏期间常规使用碳酸氢钠。AHA 建议在 ACLS 期间仅对有限的适应症使用碳酸氢钠，包括严重酸中毒 (pH < 7.2)、高钾血症 (钾水平 > 5.5 mmol/L) 和三环类抗抑郁药毒性。此外，根据欧洲复苏委员会 (ERC) 的现行指南，由于缺乏支持使用碳酸氢钠的证据，不建议在心脏骤停复苏期间常规使用碳酸氢钠。ERC 指南建议在有效通气的情况下，在无反应的长期复苏中使用碳酸氢钠，以抵消长期复苏中预期的酸中毒的影响。这表明，根据目前的指南，不建议在心脏骤停复苏期间常规经验性地使用碳酸氢钠。

碳酸氢钠治疗高钾血症

高钾血症可导致心肌膜去极化，导致心电图（ECG）异常，例如 T 波高尖、PR 间期长、QRS 波群宽和正弦波模式。如果不及时治疗，这些变化可能会进展，可能导致心脏骤停。有几种治疗方法可用于治疗高钾血症，包括静脉使用钙盐、葡萄糖胰岛素、沙丁胺醇和静脉使用碳酸氢钠。对于重度高钾血症患者，常规使用碳酸氢钠和钙盐。钙盐稳定心脏细胞膜，碳酸氢钠有助于钾通过血液碱化进行氢和钾交换，将钾重新分配到细胞中。尽管碳酸氢钠在高钾血症的治疗中常规使用，但没有强有力的证据支持这种做法。许多研究讨论了连续输注碳酸氢钠治疗高钾血症的应用。然而，在常规临床实践中，碳酸氢钠通常作为快速输注给药。这种区别表明，这些研究的结果可能并不直接适用于或不支持以快速输注形式使用碳酸氢钠。

2021 年，Geng 等人的一项研究表明，在静脉注射胰岛素中加入静脉注射碳酸氢钠治疗高钾血症患者与降低钾水平没有显著相关性。然而，Gen 等人没有提到所有患者的基线 pH 值，也没有根据患者的基线 pH 值对患者进行分层。基线 pH 值和酸中毒类型也可能影响碳酸氢钠的作用。碳酸氢钠的作用也可能受到高钾血症病因和同时胰岛素给药的影响。尽管碳酸氢钠的治疗主要基于对病理生理学的理解，并且缺乏其治疗稳定的高钾血症患者疗效的证据，但许多研究表明，碳酸氢钠在高钾血症心脏骤停患者中的作用很有希望，如下所述。

Wang 等人发现，碳酸氢钠给药与 IHCA 高钾血症患者的持续 ROSC 显著相关。他们还发现血清钾水平与钙和碳酸氢钠给药的疗效呈正相关。该研究支持AHA关于高钾血症患者心脏骤停患者给予碳酸氢钠的建议。

与 IHCA 相反，Lee 等人发现，与未接受抗高钾血症药物（如碳酸氢钠、钙和胰岛素加葡萄糖）的患者相比，接受抗高钾血症药物的高钾血症 OHCA 患者 ROSC 发生率较低。根据初始钾水平对患者进行亚组时，接受抗高钾药物的组与未接受任何抗高钾药物的组之间没有统计学意义差异。这项研究表明，抗高钾药物，如碳酸氢钠、钙和胰岛素与葡萄糖的给药，不会影响 OHCA 中 ROSC 的发生率。本研究的结果受到许多因素的限制，例如样本量小、无法确定抗高钾药物给药的时间以及抗高钾药物给药时没有基线 pH 值。鼓励更多的临床试验来研究碳酸氢钠在稳定患者和心脏骤停患者治疗高钾血症中的作用。

碳酸氢钠治疗酸中毒诱导凝血病

在一项动物研究中，酸中毒和高乳酸都与心脏手术猪术后出血增加显著相关。酸中毒诱发的凝血病的病理生理学机制尚不完全清楚。从理论上讲，酸中毒可能会影响控制凝血因子激活的酶的功效，下调某些凝血因子的产生，或损害血小板的聚集或粘附。在动物研究中，发现酸中毒以不同的方式影响凝血。

Martini 等人发现酸中毒不会影响纤维蛋白原的产生。然而，它增加了其消耗量，导致酸中毒猪缺乏纤维蛋白原。酸中毒还与血小板计数减少、部分活化凝血活酶时间（PTT）延长和凝血酶原时间（PT）延长有关。这表明酸中毒可能诱导凝血参数的弥散性血管内凝血（DIC）样变化。根据这项研究，Broersma等人发现，酸中毒的狗通过不同器官的血栓形成和凝血因子的消耗，降低pH值与DIC的发展之间存在关联。此外，发现许多凝血因子的活性受到酸中毒的负面影响。研究还发现酸中毒会抑制血小板功能。

急性纠正酸中毒似乎有利于逆转酸中毒引起的凝血病。然而，动物研究并未显示急性使用碱化剂（如碳酸氢钠和THAM）对立即逆转凝血功能障碍有显著益处。然而，最近的一项体外研究发现，碳酸氢钠逆转酸中毒与某些凝血参数的改善有关。没有临床试验或人体体内观察性研究酸中毒逆转对凝血恢复的影响。鼓励对人类进行体内临床研究，以评估碳酸氢钠给药对酸中毒诱导的凝血病患者的凝血参数和血小板功能的影响。

结论

尽管专业医学会制定了指导方针和限制，但碳酸氢钠在临床实践中已被过度用于治疗各种疾病，例如急性代谢性酸中毒、心脏骤停、横纹肌溶解症、DKA、AKI、高钾血症和休克患者对儿茶酚胺的肾上腺素能受体耐药。过度使用碳酸氢钠可能是因为希望快速纠正 ABG 参数，而不是通过治疗代谢性酸中毒的原因来实现体内平衡。重要的是要注意过量使用碳酸氢钠可能造成的潜在危害。

支持在这些不同病理中使用碳酸氢钠的证据差异很大。鼓励更多的临床试验来评估碳酸氢钠给药对不同病理患者的潜在益处和危害。

出处：斌哥话重症