Khí máu và các Xét nghiệm trong Hồi sức Cấp cứu, Ấn bản thứ 3
(Blood Gases and Critical Care Testing, Third Edition)
Tác giả: Toffaletti, John G., PhD – Nhà xuất bản Elsevier – Biên dịch: Ths.Bs Lê Đình Sáng
Chương 9: Sinh lý và đánh giá chẩn đoán Lactate
Lactate physiology and diagnostic evaluation
John G. Toffaletti, PhD; Craig R. Rackley, MD
Blood Gases and Critical Care Testing, Chapter 9, 193-203
Giới thiệu
Đến năm 1900, nhiều bác sĩ đã ghi nhận tình trạng nhiễm toan chuyển hóa ở những bệnh nhân nặng. Năm 1925, Clausen đã xác định sự gia tăng lactate cùng với nhiễm toan ở những bệnh nhân này, dẫn đến tình trạng “nhiễm toan lactic”, mặc dù các công trình sau này cho thấy lactate và acid được tạo ra trong các phản ứng sinh hóa hoàn toàn riêng biệt. Năm 1964, Broder và Weil quan sát thấy nồng độ lactate trên 4 mmol/L có liên quan đến kết quả xấu ở bệnh nhân bị sốc. Mặc dù việc giảm cung cấp oxy cho tế bào do chức năng tim, phổi hoặc tuần hoàn không đủ được công nhận là nguyên nhân gây tăng lactate trong máu, các nguyên nhân khác gần đây đã được đánh giá cao hơn, chẳng hạn như rối loạn chức năng ty thể. Cùng với nhau, những nguyên nhân gây tăng lactate máu này đã dẫn đến sự gia tăng rất lớn trong việc xét nghiệm lactate trong chăm sóc tích cực.
Trong 35 năm qua, việc đo lường lactate trong máu đã phát triển từ một xét nghiệm được coi là có ít giá trị lâm sàng thành một công cụ có giá trị cao trong việc theo dõi chức năng chuyển hóa chung. Các lý do cho sự gia tăng này bắt đầu vào năm 1986 khi một bác sĩ phẫu thuật tim nhi khoa bắt đầu sử dụng lactate máu để theo dõi tình trạng của bệnh nhân nhi trong phẫu thuật tim hở. Điều này tiếp tục với việc sử dụng trong các thủ thuật oxy hóa qua màng ngoài cơ thể (ECMO), và hơn nữa với việc sử dụng trong đánh giá bệnh nhân tại khoa cấp cứu, bao gồm cả bệnh nhân chấn thương và những người bị đau ngực, và như một tiêu chí để nhập viện vào một mức độ chăm sóc cao hơn. Trong 10-15 năm qua, sự gia tăng lớn trong xét nghiệm lactate là kết quả của các hướng dẫn chính thức khuyến nghị đo lactate để đánh giá nhiễm trùng huyết và theo dõi hiệu quả điều trị ở bệnh nhân nhiễm trùng huyết.
Sinh lý và chuyển hóa
Lactate được chuyển đổi từ pyruvate trong bào tương của hầu hết các tế bào, với nồng độ cao nhất được tạo ra trong các tế bào cơ. Trong quá trình đường phân, luôn là một quá trình yếm khí, glucose được chuyển đổi thành pyruvate. Ở các tế bào không có ty thể như hồng cầu, đường phân là con đường duy nhất để sản xuất ATP. Với nguồn cung cấp oxy đầy đủ cho các tế bào có ty thể chức năng, pyruvate được chuyển đổi thành acetyl CoA bởi pyruvate dehydrogenase với đồng yếu tố thiết yếu là thiamine, sau đó đi vào chu trình Krebs và cuối cùng được chuyển hóa bởi quá trình phosphoryl hóa oxy hóa rất phức tạp để tạo ra CO₂ và một lượng lớn ATP.
Ngược lại với niềm tin thông thường, việc sản xuất lactate từ pyruvate không tạo ra acid, mà thực sự tiêu thụ acid trong phản ứng: Pyruvate + NADH + H⁺ = Lactate + NAD⁺
Hình 9.1 Mối quan hệ của glucose, pyruvate, oxy, NAD⁺ và NADH trong sản xuất lactate. Điều này cho thấy việc sản xuất lactate từ pyruvate phụ thuộc trực tiếp vào tỷ lệ NAD⁺/NADH, và gián tiếp phụ thuộc vào nguồn cung cấp oxy. Oxy đầy đủ phải được cung cấp và chuyển hóa bởi ty thể để đảm bảo sự chuyển đổi liên tục của NADH thành NAD⁺.
Việc sản xuất lactate yếm khí này kém hiệu quả hơn nhiều, cuối cùng tạo ra ít ATP hơn và một lượng lớn lactate, khuếch tán vào máu. Các ion hydro cũng tích tụ từ sự phân hủy ATP thành ADP trong phản ứng: ATP = ADP + PO₄ + H⁺
Do đó, nồng độ lactate trong máu trở thành một dấu hiệu lâm sàng cho nhiều quá trình bệnh lý như suy tim và tuần hoàn (sốc, chấn thương, bệnh đông máu, v.v.), nhiễm trùng huyết, bệnh hoặc rối loạn chức năng phổi, và các loại quá liều thuốc hoặc độc tố khác nhau, bao gồm tiếp xúc với carbon monoxide hoặc cyanide.
Lactate chủ yếu được chuyển hóa bởi gan (khoảng 60%) và thận (khoảng 30%), và tốc độ thanh thải lactate ở gan bình thường vượt quá tốc độ sản xuất lactate của các mô khác.
Nguyên nhân của tăng lactate máu
Nồng độ lactate thường tăng ở những bệnh nhân bị bệnh cấp tính, đặc biệt là trong nhiễm trùng huyết và sốc nhiễm trùng, chấn thương, suy tim và phổi, trong và sau phẫu thuật tim, và các loại thiếu máu cục bộ khác do ngừng tim hoặc các vấn đề tuần hoàn. Do đó, các phép đo lactate trong máu thường được sử dụng để đánh giá tình trạng ban đầu của bệnh nhân và để theo dõi hiệu quả của liệu pháp. Ngoài quan điểm truyền thống cho rằng lactate trong máu tăng là do thiếu oxy đến các mô, lactate tăng cũng có thể là kết quả của rối loạn chức năng ty thể.
Bảng 9.1 liệt kê một số nguyên nhân gây tăng nồng độ lactate trong máu.
Bảng 9.1. Một số nguyên nhân lâm sàng và ví dụ về tăng lactate máu
| Nguyên nhân | Ví dụ |
|---|---|
| Sốc | Giảm thể tích, nhiễm trùng huyết |
| Suy tim | Nhồi máu cơ tim, suy tim sung huyết, ngừng tim |
| Suy hô hấp | Phù phổi, bệnh phổi tắc nghẽn, giảm oxy máu nặng |
| Thiếu máu cục bộ mô | Chấn thương, bỏng, thiếu máu ruột, thiếu máu các cơ quan khác |
| Thuốc hoặc độc tố | Rượu, cocaine, carbon monoxide, cyanide |
| Thuốc dược lý | Metformin, propofol, acetaminophen, linezolid, theophylline |
| Tăng hoạt động của cơ | Co giật, công thở quá mức, tập luyện cường độ cao |
| Bệnh ty thể | Rối loạn phosphoryl hóa oxy hóa, phá hủy/rò rỉ DNA và peptide của ty thể |
| Suy gan | Xơ gan, bệnh gan cấp tính làm chậm thanh thải lactate |
| Thiếu hụt Thiamine | Thiếu thiamine (cofactor của pyruvate dehydrogenase – PDH) |
Lactate máu trong nhiễm trùng huyết
Như đã lưu ý trước đó, một số yếu tố liên quan đến nhiễm trùng huyết ức chế chức năng ty thể và làm tăng lactate máu: viêm, cytokine, các chất hoạt hóa tiểu cầu và nội mô, yếu tố hoại tử khối u, v.v. Lactate máu có thể được sử dụng như một dấu hiệu để đánh giá và theo dõi các rối loạn tuần hoàn, tế bào và chuyển hóa phức tạp xảy ra ở bệnh nhân nhiễm trùng huyết.
Theo dõi lactate máu hiện được bao gồm trong “gói nhiễm trùng huyết” được sử dụng như các hướng dẫn để cải thiện kết quả trong nhiễm trùng huyết và sốc nhiễm trùng. Bảng 9.2 tóm tắt các định nghĩa thay đổi của nhiễm trùng huyết, và Hình 9.2 cho thấy sự tiến triển của một nhiễm trùng toàn thân đến nhiễm trùng huyết và sốc nhiễm trùng cùng với những thay đổi liên quan của lactate và các thông số sinh lý khác.
Bảng 9.2. Tóm tắt các định nghĩa thay đổi của nhiễm trùng huyết
| Loại nhiễm trùng huyết | SEP-1/SEP-2 (~2005) | SEP-3 (2016) |
|---|---|---|
| Nhiễm trùng huyết | 2 trong 4 tiêu chí SIRS + nghi ngờ nhiễm trùng | Điểm SOFA >2 + nghi ngờ nhiễm trùng |
| Nhiễm trùng huyết nặng | Nhiễm trùng huyết + suy cơ quan + giảm tưới máu hoặc hạ huyết áp | Định nghĩa này đã bị loại bỏ |
| Sốc nhiễm trùng | Lactate >4 mmol/L, HA tâm thu <90 mmHg hoặc MAP <70 mmHg, không đáp ứng với dịch | Cần thuốc vận mạch để duy trì MAP ≥65 mmHg + lactate >2 mmol/L (không do giảm thể tích máu) |
Hình 9.2 Sự tiến triển của nhiễm trùng đến nhiễm trùng huyết và sốc nhiễm trùng, dựa trên hướng dẫn SEP-3. Nhiễm trùng huyết bắt đầu bằng một nhiễm trùng toàn thân tiến triển thành một phản ứng viêm dữ dội có thể dẫn đến sốc nhiễm trùng.
Tiếp cận lâm sàng để theo dõi lactate máu
Đối với nhiều tình huống lâm sàng, các hướng dẫn đo lactate máu là tương tự nhau.
- Đo lactate càng sớm càng tốt:
- Lactate bình thường: TỐT
- Lactate tăng nhẹ: bắt đầu điều trị
- Lactate tăng rõ rệt: cân nhắc điều trị tích cực hơn
- Đo lactate mỗi 3-24 giờ:
- Lactate giảm: TỐT
- Lactate vẫn tăng: tăng mức độ điều trị
- Lactate tăng: XẤU – cân nhắc điều trị tích cực hơn
- Đánh giá sau 24 giờ:
- Lactate bình thường hoặc gần bình thường: TỐT
- Lactate vẫn tăng rõ rệt: cân nhắc điều trị tích cực nhất
Các chiến lược điều trị cơ bản cho lactate máu tăng
Vì nhiều tình trạng có thể góp phần làm tăng lactate máu, người ta phải đánh giá cẩn thận tiền sử bệnh, đánh giá thể chất và kết quả của các xét nghiệm hoặc chẩn đoán.
Khoảng tham chiếu cho lactate máu
Khoảng tham chiếu cho lactate máu khác nhau giữa các ấn phẩm và hơi khác nhau giữa máu động mạch và tĩnh mạch.
- Lactate máu động mạch: <1,8 mmol/L đối với người lớn bình thường khi nghỉ ngơi
- Lactate máu tĩnh mạch: <2,2 mmol/L đối với người lớn bình thường khi nghỉ ngơi
- Lactate máu từ 2,2 đến 4,0 mmol/L được coi là tăng vừa phải
- Lactate máu trên 4,0 mmol/L được coi là tăng nghiêm trọng
TỰ LƯỢNG GIÁ VÀ ÔN TẬP
Câu hỏi tự lượng giá
- Điều nào sau đây không có lợi cho việc sản xuất ATP tối ưu? a. Tỷ lệ NADH trên NAD+ cao b. Ty thể hoạt động tốt c. Nguồn cung cấp oxy đầy đủ cho ty thể d. Sản xuất liên tục NAD+ e. Chuyển đổi pyruvate thành acetyl-CoA
- Điều nào sau đây là một đặc điểm của hướng dẫn SEP-3: a. Đáp ứng các tiêu chí SIRS, cộng với một nhiễm trùng b. Điểm SOFA >2, cộng với một nhiễm trùng c. Nhiễm trùng huyết nặng d. Lactate máu >4 mmol/L e. Huyết áp động mạch trung bình >80 mmHg … (và các câu hỏi khác) Đáp án: 1-a, 2-b, 3-c, 4-d, 5-d
Ví dụ ca lâm sàng Ca 1: Một bệnh nhân 24 tuổi là một trong sáu người đến khoa cấp cứu sau một vụ tai nạn liên hoàn. Tại phòng cấp cứu, lactate tĩnh mạch là 1,4 mmol/L. Lactate bình thường đã giúp bác sĩ yên tâm rằng bệnh nhân có khả năng không bị thương nặng.
Ca 2: Sau phẫu thuật bắc cầu động mạch vành, một người đàn ông 56 tuổi có lactate máu là 3,2 mmol/L. Các thông số khác đã được kiểm tra lại. Mạch ở chân phải yếu. Họ cảm thấy điều này có thể là do bơm bóng làm co thắt dòng máu đến chân, vì vậy bơm bóng đã được tháo ra. Hai giờ sau, lactate đã bình thường hóa ở mức 1,5 mmol/L.
Ca 3: Một nam thanh niên 23 tuổi được đưa vào khoa cấp cứu với một vết thương do súng bắn vào hông. Dấu hiệu bên ngoài cho thấy tổn thương tối thiểu, trong khi lactate máu (3,8 mmol/L) và các xét nghiệm khác cho thấy tổn thương nội tạng nghiêm trọng hơn, được xác nhận bằng CT scan.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
- Gunnerson K.J., Pinsky M.R.: Lactic Acidosis. September 2020. https://emedicine.medscape.com/article/167027.
- Andersen L.W., Mackenhauer J., Roberts J.C., Berg K.M., Cocchi M.N., Donnino M.W.: Etiology and Therapeutic Approach to Elevated Lactate Levels. Mayo Clin. Proc. 2013; 88 (10): pp. 1127-1140.
- Toffaletti J., Hansell D.: Interpretation of Blood Lactate Measurements in Paediatric Open-Heart Surgery and in Extracorporeal Membrane Oxygenation. Scand. J. Clin. Lab. Invest. 1995; 55: pp. 301-307.
- Singer M., Deutschman C.S., Seymour C.W., et al.: The Third International Consensus Definitions for Sepsis and Septic Shock (Sepsis-3). J. Am. Med. Assoc. 2016; 315 (8): pp. 801-810.
- Cheng C.-Y., Kung C.-T., Wu K.-H., et al.: Liver Cirrhosis Affects Serum Lactate Level Measurement While Assessing Disease Severity in Patients with Sepsis. Eur. J. Gastroenterol. Hepatol. 2020;
- Abramson D., Scalea T.M., Hitchcock R., Trooskin S.Z., Henry S.M., Greenspan J.: Lactate Clearance and Survival Following Injury. J. Trauma 1993; 35 (4): pp. 584-589.
- Safari E., Torabi M.: Relationship between End-Tidal CO2 (ETCO2) and Lactate and Their Role in Predicting Hospital Mortality in Critically Ill Trauma Patients; A Cohort Study. Bull. Emerg. Trauma 2020; 8 (2): pp. 83-88.
- Zabczyk M., Natorska J., Janion-Sadowska A., Malinowski K.P., Janion M., Undas A.: Elevated Lactate Levels in Acute Pulmonary Embolism are Associated with Prothrombotic Fibrin Clot Properties: Contribution of NETs Formation. J. Clin. Med. 2020; 9: pp. 953.
- Jeppesen J.B., Mortensen C., Bendtsen F., Moller S.: Lactate Metabolism in Chronic Liver Disease. Scand. J. Clin. Lab. Invest. 2013; 73 (4): pp. 293-299.
- Levy M.M., Dellinger R.P., Townsend S.R., Linde-Zwerble W.T., Marshall J.C., Bion J., et al.: The Surviving Sepsis Campaign: Results of an Internationals Guideline-Based Performance Improvement Program Targeting Severe Sepsis. Intensive Care Med. 2010; 36: pp. 222-231.
- Levy M.M., Evans L.E., Rhode A.: The Surviving Sepsis Campaign Bundle: 2018 Update. Intensive Care Med. 2018; 44: pp. 925-928.
- Wacharasint P., Nakada T.-A., Boyd J.H., Russell J.A., Walley K.R.: Normal-Range Blood Lactate Concentration in Septic Shock is Prognostic and Predictive. Shock 2012; 38 (1): pp. 4-10.