碳酸氢盐在常见临床情况下的使用回顾

介绍

碳酸氢钠最早由古埃及人使用，其形式是天然矿物纳特龙（natron），一种天然盐类复合物。其应用广泛，包括作为皮肤护理用品、木乃伊制作中的材料，甚至用于局部伤口消毒剂 (1,2)。碳酸氢钠在工业、商业和临床领域也广泛应用，如用于杀真菌剂、家居清洁产品、灭火器及发酵剂等。在医学上，碳酸氢钠传统上用于治疗高钾血症、尿液碱化（以排除肾毒性物质）以及特定毒物（如三环类抗抑郁药及其他钠通道阻滞剂过量）中毒。然而，在急诊科(ED)中，碳酸氢钠的使用情况不一，且在这些已确立的临床指征之外的某些临床情境中缺乏明确的指导，尤其是在严重代谢性酸中毒的情况下。

碳酸氢钠常用于纠正酸碱失衡。酸碱平衡对能量产生、氧输送和血流动力学稳定性至关重要。当血清pH降低（< 7.35）时称为酸血症，这通常是由于呼吸功能障碍或代谢因素导致的酸中毒过程引起的。呼吸通气不足和气体交换受损会导致血液中CO₂的积累，其进一步转化为碳酸，导致酸血症。代谢性酸中毒则是由于碳酸氢盐丢失或酸积聚引起的。代谢性酸中毒可进一步区分为阴离子间隙代谢性酸中毒（AGMA）和非阴离子间隙代谢性酸中毒（NAGMA）。虽然看似直观地认为可以通过碱性溶液（如碳酸氢钠）来治疗所有类型的酸中毒，但不加选择地使用碳酸氢钠可能带来无益或潜在的有害作用。本文提供了基于证据的方法，供急诊医师在代谢性酸中毒（尤其是非毒理性代谢性酸中毒）中使用碳酸氢钠治疗。

方法

本文作者对碳酸氢钠治疗相关文献进行了叙述性回顾。文献检索通过Google Scholar和PubMed数据库进行，范围涵盖1990年11月至2022年11月期间用英文发表的文章。检索关键词包括“bicarbonate（碳酸氢钠）”、“cardiac arrest（心脏骤停）”、“lactate（乳酸）”、“lactic acidosis（乳酸性酸中毒）”、“diabetic ketoacidosis（糖尿病酮症酸中毒）”、“rhabdomyolysis（横纹肌溶解症）”、“acidosis（酸中毒）”和“acidemia（酸血症）”。两名作者(S.H., G.W.)对文献摘要的适用性进行审查，分歧则由第三位作者(C.T.)裁定。优先选择最近的随机对照试验和荟萃分析，且若在选定文章的参考文献中判断某些文章相关，则进一步纳入。总共审查了143篇摘要，其中包含27篇原创研究和4篇荟萃分析。

证据等级和推荐强度

证据等级和推荐强度的定义依据美国急诊医师学院的临床政策方法，概述如下表（表1）。

讨论：

碳酸氢钠与酸中毒的生理效应综述

碳酸氢钠有8.4%和7.5%的50 mL安瓿，以及为儿童患者配制的4.2%浓度的10 mL安瓿。每毫升溶液中含有相等浓度的钠和碳酸氢根离子。8.4%浓度的溶液含1 mEq/mL离子，7.5%溶液含0.892 mEq/mL，4.2%溶液含0.5 mEq/mL。这些溶液的渗透压极高——8.4%溶液为2000 mOsm/L，7.5%溶液为1786 mOsm/L。静脉注射推注后，碳酸氢钠作用迅速，平均起效时间为8-10分钟 (5)。碳酸氢钠可通过安瓿推注或持续输注给药，取决于临床指征和治疗目标。常见的静脉输注配方包括在1 L的5%葡萄糖水（D5W，578 mOsm/L）、无菌水（300 mOsm/L）中加入150 mEq碳酸氢钠，或在0.45%生生成盐水或D5W中加入150-100 mEq碳酸氢钠。乳酸林格液通常不作为碳酸氢钠的基础溶液，尽管其中含有130 mmol/L的钠、28 mmol/L的乳酸（在肝脏中转化为碳酸氢盐），但不含碳酸氢盐。

代谢性酸中毒的生理效应

代谢性酸中毒的生理效应包括心肌收缩力受损、心脏易激性增加、全身血管紧张性降低、对内源性和外源性儿茶酚胺的反应降低以及肺血管收缩 (6–9)。此外，酸中毒还可能损害免疫反应和白细胞功能，使患者更易受到感染 。然而，代谢性酸中毒也有一些潜在益处，例如降低血红蛋白对氧的亲和力，从而增加氧气向组织的释放，血管扩张导致组织血流量增加，以及增加游离钙的可用性，可能增强心肌收缩力 。

碳酸氢钠给药的潜在危害

尽管直观上认为可以用碱性溶液（如碳酸氢钠）来治疗代谢性酸中毒，但碳酸氢钠的使用可能带来一些风险。过量的碳酸氢钠使用可能导致氧解离曲线向左移动，进而减少组织层面的氧气可用性 。虽然少见，但过量使用碳酸氢钠可能引起碱血症，导致钙与白蛋白结合增加，从而使游离钙水平下降，进而抑制心肌收缩力和引起低血压。此外，由于这些溶液的高渗透压性质，患者可能发生液体转移，尤其是肺水肿和脑水肿。还需注意，碳酸氢钠的使用依赖于患者的有效通气能力。碳酸氢根离子与氢离子结合最终形成CO₂，若分钟通气量不足，未能排出足够的CO₂，过量的碳酸氢钠可能导致高碳酸血症，反而降低pH。此外，8.4%碳酸氢钠的快速使用还可能导致外周静脉炎，尤其在导管不良的情况下，尽管新数据表明低浓度的制剂可能不会导致局部损伤 。

临床情境

乳酸性酸中毒

乳酸生成或清除不平衡导致乳酸水平升高，称为高乳酸血症（乳酸 > 2 mmol/L）。乳酸性酸中毒定义为血清乳酸 > 4 mmol/L 且 pH < 7.35 (17)。根据乳酸升高的原因，高乳酸血症可进一步分为类型A和类型B。类型A的高乳酸血症包括缺氧和组织灌注减少的情况，如休克、显著贫血和严重缺氧。类型B则广泛涵盖线粒体氧化磷酸化障碍、败血症、肝脏乳酸清除不良以及先天性代谢缺陷。败血性休克是急诊科危重患者中高乳酸血症的常见原因。低血压导致无氧糖酵解增加（类型A）并减少肝脏对乳酸的清除。酸血症将多余的丙酮酸转向乳酸生成，并阻止乳酸进入Cori循环以生成葡萄糖。败血症即使在无低灌注的情况下，也可能通过加速糖酵解引起显著高乳酸血症（类型B）。

酸血症被认为与心血管不稳定性和对儿茶酚胺反应降低有关，严重乳酸性酸中毒与较高的死亡率相关 。因此，通常认为在等待乳酸性酸中毒根本原因的治疗或反应的过程中，应纠正严重酸血症（通常定义为pH ≤ 7.10到7.20）。调查显示，86%的肾病学家和67%的重症监护医师会为乳酸性酸中毒患者启动缓冲治疗，87%的肾病学家和75%的重症监护医师将pH值目标设为≥7.2 。

尽管碳酸氢钠的使用广泛，但尚不清楚治疗细胞外酸中毒是否改善临床结局。先前数据显示，碳酸氢钠给药未改善乳酸性酸中毒重症患者的血流动力学 。即使在严重酸血症（pH 6.90-7.20）和同时使用血管收缩剂的患者中也未见效果。包括近期对重症监护III数据库的分析在内的多项研究发现，在重症患者严重酸血症（pH < 7.20）或代谢性酸中毒败血症患者中，碳酸氢钠未改善死亡率，除非患者伴有急性肾损伤 (25–28)。值得注意的是，大多数关于乳酸性酸中毒患者补充碳酸氢钠疗法的文献为观察性或回顾性研究。BICAR-ICU（重症监护病房中重度代谢酸中毒患者的碳酸氢钠疗法）试验是唯一的一项随机试验，共纳入了394名成人患者，条件为pH < 7.2、碳酸氢盐 < 21 mmol/L和动脉血清乳酸 > 2 mmol/L。该试验使用4.2%碳酸氢钠输液，目标是提高重症监护病房患者的pH > 7.3——不包括急诊科患者或在入组前24小时内接受过碳酸氢钠输液的患者。研究结果显示，碳酸氢钠输液组与对照组在28天死亡率或第7天的单器官衰竭发生率（主要复合结果）方面没有差异。然而，作者在预设的亚组分析中发现，对于伴有急性肾损伤且pH < 7.2的患者，碳酸氢钠治疗可降低28天死亡率（63% vs. 46%；p = 0.017）。此外，碳酸氢钠输液组的患者需要肾替代治疗的比例也减少。碳酸氢钠治疗组的显著不良事件包括高钠血症、低钙血症和代谢性碱中毒的发生率较高。

总结

总之，在乳酸性酸中毒中使用碳酸氢钠未显示出降低死亡率或改善血流动力学效果，尽管新数据显示，持续性代谢性酸中毒并伴急性肾损伤的患者在初步复苏后可能从碳酸氢钠输液中获益。因此，应注重治疗酸中毒的根本原因。

推荐

对于乳酸性酸中毒和休克状态，不推荐常规使用碳酸氢钠补充。然而，在初步复苏后，对于伴有急性肾损伤且pH < 7.2的患者，碳酸氢钠输液可能有一定作用，尽管数据有限，且正在进行的试验正在评估其益处 （证据等级：B）。

心脏骤停

在心脏骤停中快速推注碳酸氢钠疗法的效果尚存争议。低灌注导致缺氧、无氧糖酵解及乳酸生成。此外，自主呼吸停止会引起二氧化碳堆积，降低冠状动脉灌注压，并导致代谢性和呼吸性酸中毒共存。酸血症对血流动力学产生不良影响，增加心肌的易激性并降低心律失常的阈值。事实上，碳酸氢钠的使用最早在1976年被纳入高级心脏生命支持(ACLS)指南 。然而，随着数据的积累，研究发现碳酸氢钠补充并未改善复苏结果，因而对其在复苏过程中的常规使用产生了质疑。因此，碳酸氢钠在心脏骤停中的使用逐渐失去青睐，重点转向早期除颤和高质量心肺复苏，以改善冠状动脉灌注和患者预后。

有关心脏骤停中使用碳酸氢钠的文献结果不一。大多数研究发现，碳酸氢钠对结果无影响，或甚至与较差的生存率相关。然而，这可能是因为碳酸氢钠更常用于病情更严重的患者。2006年，Vukmir等人在研究中发现，对于院外心脏骤停，碳酸氢钠的使用并未改善结果，但对于停搏超过15分钟的患者，生存率有所提高（碳酸氢钠组32.8%对比对照组15.4%；p=0.007） 。2005年，Bar-Joseph等人的回顾性研究也显示，常规使用碳酸氢钠的医院（在超过50%的复苏中使用碳酸氢钠并在第一次肾上腺素注射后10分钟内使用）与不频繁使用的医院相比，自主循环恢复率和神经系统预后更好 。不过，这些医院启动ACLS干预，包括首次肾上腺素注射的时间也更早。因此，这些研究表明，碳酸氢钠在心脏骤停中的潜在作用可能取决于给药时机，有待进一步研究。

2010年，美国心脏协会（AHA）将碳酸氢钠从未分化心脏骤停ACLS算法中去除 。最新的2020年AHA成人指南保持不变，指出“常规使用碳酸氢钠不推荐用于心脏骤停患者”（推荐等级3：无益处[中等]，证据等级B-R：基于1项或多项RCT或其荟萃分析的中等质量证据）。2020年指南表明，自2010年发布以来并无新的有说服力的研究表明碳酸氢钠对患者结局有益，有数据表明其对死亡率和神经系统预后有负面影响。AHA仅推荐在心脏骤停伴疑似高钾血症、三环类抗抑郁药过量及其他钠通道阻滞毒性（如可卡因过量）时使用碳酸氢钠 。2020年AHA儿童指南也指出，“在没有高钾血症或钠通道阻滞毒性的情况下，不推荐在儿童心脏骤停中常规使用碳酸氢钠”（推荐等级3：有害[强烈]，证据等级B-NR：基于1项或多项非随机研究或其荟萃分析的中等质量证据）。儿童指南还回顾了8项研究，显示碳酸氢钠的使用与生存率降低相关，这也支持了当前的建议。

推荐

不推荐在未分化的成人或儿童心脏骤停中推注碳酸氢钠。然而，对于疑似高钾血症或钠通道阻滞毒性的情况则推荐使用（证据等级：B）。

糖尿病酮症酸中毒

糖尿病酮症酸中毒（DKA）通过多种机制导致严重代谢性酸中毒。胰岛素缺乏和高水平的反调节激素（如胰高血糖素、儿茶酚胺和皮质醇）会触发激素敏感性脂肪酶的释放，导致游离脂肪酸转化为酮酸（如β-羟基丁酸、乙酰乙酸），引起阴离子间隙代谢性酸中毒。此外，渗透性利尿、厌食和呕吐引起的体液丢失可导致急性肾损伤，加重阴离子间隙代谢性酸中毒或无阴离子间隙代谢性酸中毒。肾小球和肾小管损伤还可能导致其他未测定阴离子的排泄不足（如硫酸盐、磷酸盐和尿酸盐），加重酸血症并无形增加阴离子间隙。组织灌注减少、儿茶酚胺过剩和葡萄糖代谢改变也可能导致乳酸性酸中毒。

目前，缺乏支持碳酸氢钠疗法用于DKA的有力证据。系统回顾评估了碳酸氢钠治疗在成人和儿童DKA患者中的临床和生理结果，发现碳酸氢钠治疗与传统液体复苏相比无死亡率改善。此外，三项儿科研究观察到碳酸氢钠治疗与脑水肿的发生有关，一项多中心研究计算出脑水肿的相对风险较高，但其他两项研究在调整基线酸中毒后未发现关联。目前无成人DKA人群碳酸氢钠治疗引起脑水肿的风险评估数据。碳酸氢钠治疗对成人DKA患者的神经恢复无显著差异，两项研究中DKA成人患者的血流动力学参数（如心率、呼吸率和平均动脉压）也未见显著差异。一项小型随机对照试验显示，对于pH在6.90至7.14之间的DKA患者，碳酸氢钠治疗未改善发病率、死亡率或DKA的恢复时间，另一项研究也未发现其对住院时间有显著影响。近期的一项回顾性研究发现，无论是否使用碳酸氢钠，酸中毒恢复时间或住院时间均无显著差异，指南对碳酸氢钠的推荐不一致，一些学会在pH < 6.9时推荐使用，另一些则不推荐。

研究表明碳酸氢钠可能在DKA恢复期有一定作用。容量复苏后碳酸氢盐再生，但可能因高氯血症而被抵消，持续的肾损伤和肾脏碳酸氢盐生成减少的患者可能在理论上从碳酸氢钠补充中获益。两项成人RCT发现碳酸氢钠治疗在2小时内加速了酸中毒的逆转，但这一益处在2小时后未持续。在血糖控制、胰岛素敏感性、组织氧合或脑脊液酸中毒方面无显著差异，但低钾血症的发生率增加。此外，两项研究发现碳酸氢钠治疗可能加重酮血症，推测为肝脏酮体生成增加所致。

推荐

在DKA的初始复苏或恢复阶段，不推荐使用碳酸氢钠治疗，尤其在儿童患者中可能有害，尽管对于严重酸中毒（pH < 7.0）和高钾血症患者的相关数据仍不完善（证据等级：B）。

横纹肌溶解症

横纹肌溶解症是一种因肌肉组织分解而导致细胞内成分（包括肌红蛋白、肌酸激酶、醛缩酶、乳酸脱氢酶和钾）系统释放的状态。其病因多样，通常包括压伤、剧烈运动、缺血性栓塞或血栓形成、毒素、药物、癫痫发作、固定、热中暑、休克状态和代谢紊乱。急性肾损伤常见，尤其在严重病例中可能导致危及生命的高钾血症。治疗的核心是液体复苏，优化肾灌注，减轻缺血性肾损伤并增加尿流量，以防止肾小管内管型的形成并促进钾的排泄。

碳酸氢钠治疗在横纹肌溶解症中的假设益处是碱化尿液。在动物模型中发现，酸性尿液会加重肌红蛋白复合物的沉淀，从而进一步损害肾小管。此外，酸中毒状态下血红素蛋白诱导的血管收缩更加显著。研究还表明尿液碱化可能减少肌红蛋白诱导的氧化损伤和脂质过氧化。

然而，支持尿液碱化的临床证据有限。一项回顾性研究发现，对于危重症横纹肌溶解患者，碳酸氢钠治疗对肌酐水平无影响，表明若适当进行生理盐水复苏，碳酸氢钠治疗并无必要。两项系统评价中也未发现支持优先使用某种复苏液的证据，碳酸氢钠和甘露醇的联合或单独使用也无优势。然而，若需纠正代谢性酸中毒时，可以考虑碳酸氢钠。另一项对382名创伤患者的回顾性研究发现，使用碳酸氢钠和甘露醇的患者与未使用者在肾衰竭、透析或死亡率方面无差异。多个专业学会发布了临床实践指南，不建议常规使用碳酸氢钠，但部分指南建议在严重代谢性酸中毒患者中可考虑使用。

推荐

尿液碱化对于横纹肌溶解症患者的患者中心结局无显著改善，不推荐基于现有证据的碳酸氢钠治疗（证据等级：A）。

非阴离子间隙代谢性酸中毒（NAGMA）

NAGMA发生的原因包括胃肠道或泌尿系统直接丧失碳酸氢盐、直接或间接氯离子摄入、或慢性肾病导致的氨排泄受损。碳酸氢钠治疗在NAGMA中的作用主要取决于酸中毒的具体发生机制。肾小管酸中毒可能通过远端小管排出质子不足（1型）、近端小管碳酸氢盐重吸收不足（2型）、或集合管钠重吸收减少（4型）导致血清碳酸氢盐浓度降低，此外还可引起高钾血症和低钠血症。胃肠道或泌尿系统的碳酸氢盐丧失最常见于分泌性腹泻、肠瘘或输尿管回肠吻合术。伴随的低钠血症、低钾血症和体液容量不足可能会出现。低钠血症和细胞外液容量减少会刺激肾脏保留钠和氯。保留的氯代替了丢失的碳酸氢盐，产生相对的氯过量。氯摄入可通过富含氯的生理盐水进行容量复苏直接发生，也可通过全胃肠道营养间接发生。重要的是，NAGMA的死亡率，尤其是因富含氯溶液导致的NAGMA，低于阴离子间隙代谢性酸中毒。此外，目前没有针对严重NAGMA的碳酸氢钠治疗的随机对照研究。然而，强有力的生理依据支持补充丢失的碳酸氢盐，因此通常推荐使用碳酸氢钠，这也是缺乏随机对照试验的原因之一。

推荐

在严重NAGMA的情况下，推荐补充碳酸氢钠（推荐强度：B）。

结论

在代谢性酸中毒治疗中使用碳酸氢钠在医学界仍有争议。整体文献回顾并不支持常规使用碳酸氢钠，特别是在阴离子间隙代谢性酸中毒的情况下。人类生理中pH平衡的过程十分复杂，了解其中的机制以及碳酸氢钠补充的提供方法对急诊医生非常重要。当前仅有少量数据表明碳酸氢钠在休克状态、DKA、横纹肌溶解症或心脏骤停患者中能改善临床结局（除了钠通道阻滞毒性或高钾血症的情况下），然而碳酸氢钠可能对NAGMA患者有益，尽管生理依据明确，但目前只有很少的RCT数据能支持其使用。

文章总结

1. 该主题为何重要？碳酸氢钠在急诊科的多种临床情况下使用。使用不当和无差别的碳酸氢钠治疗可能对患者造成伤害。急诊科在一些具有争议的领域中对这种药物的使用存在差异。

2. 该综述试图说明什么？我们描述了多种非毒理学临床情况下的基础生理学（乳酸性酸中毒、心脏骤停、糖尿病酮症酸中毒、横纹肌溶解症和非阴离子间隙代谢性酸中毒），这些情况下使用碳酸氢钠。我们强调了相关文献中碳酸氢钠如何影响以患者为中心的结局。我们向急诊医生提供了适当使用碳酸氢钠的建议，涵盖了在不同情况下是否推荐使用该药物的争议。

3. 关键发现是什么？数据表明对乳酸性酸中毒、心脏骤停、糖尿病酮症酸中毒或横纹肌溶解症患者的经验性碳酸氢钠治疗作用有限。在特定情况下，如由钠通道阻滞毒性或高钾血症引起的心脏骤停，推荐使用碳酸氢钠。新兴数据表明，对急性肾损伤和代谢性酸中毒患者，碳酸氢钠输注可能有益，尽管这些数据主要源自ICU患者。生理依据和结局数据表明碳酸氢钠对NAGMA患者有益。

4. 对患者护理有何影响？适当使用碳酸氢钠可能改善以患者为中心的结局。我们建议将碳酸氢钠的使用保留在有证据表明其有益的临床场景中，而非经验性使用。

临床情境和推荐摘要

原文链接：

https://www.jem-journal.com/article/S0736-4679(23)00263-9/fulltext