Vai trò của xét nghiệm Lactat trong thực hành ICU

Lactate là một thông số trao đổi chất quan trọng có truyền thống liên quan đến giảm tưới máu mô và thiếu oxy trong rối loạn chức năng tuần hoàn cấp tính [1- 4]. Trên thực tế, tăng lactate máu dai dẳng là yếu tố tiên lượng bất lợi một cách mạnh mẽ trong các trạng thái sốc, và ngược lại, việc giảm nồng độ lactate trong quá trình hồi sức được cho là có liên quan đến sự thay đổi của phục hồi và được coi là một dấu hiệu của tái tưới máu [5-9]. Vì những lý do này, đánh giá mức độ lactate máu được khuyến nghị là một phần cơ bản trong việc theo dõi bệnh nhân bị bệnh nghiêm trọng. Hơn nữa, tăng lactate máu đã được đưa vào định nghĩa sốc nhiễm trùng mới nhất [10] và được đề xuất như một mục tiêu hồi sức của Chiến dịch sống còn trong Nhiễm trùng huyết (SSC) [11].

Trong chương này, chúng ta sẽ xem xét cơ sở sinh lý của việc tạo và thanh thải lactate, các yếu tố quyết định chính của nó trong các trạng thái sốc và cung cấp một số manh mối để hỗ trợ cho việc giải thích mức độ lactate ở bệnh nhân bị bệnh nặng.

HÌNH THÀNH LACTATE KỴ KHÍ

Lactate được sản xuất trong tất cả các tế bào của con người như là một phần của việc xử lý glucose nội bào [12 .14]. Sự chuyển hóa glucose thành hai phân tử pyruvate tạo ra hai phân tử adenosine triphosphate (ATP) ròng và không cần oxy (O2), do đó được gọi là ly giải đường kỵ khí. Pyruvate có thể được chuyển hóa qua các con đường khác nhau, sự chuyển hóa có liên quan nhất của nó là thành lactate bởi lactate dehydrogenase (LDH) hoặc chu trình Krebs của ty thể tùy thuộc vào hoạt động của phức hợp pyruvate dehydrogenase (PDH) và tính sẵn có của O2. Việc chuyển đổi pyruvate thành lactate tái tạo nicotinamide adenine dinucleotide (NAD), một đồng yếu tố chính để duy trì sự ly giải đường[12].

Ly giải đường kỵ khí là cơ chế mà các tế bào bị giảm tưới máu có thể tạo ra ATP, và tốc độ của nó có thể tăng lên nhiều lần bù cho đến một lúc nào đó sự suy giảm thực sự của chức năng ty thể (Hình 17.1). Trong quá trình giảm tưới máu quá mức hoặc tiềm ẩn, tăng lactate được tạo ra theo con đường yếm khí được đưa vào tuần hoàn và có thể cảnh báo các bác sĩ về sự hiện diện của các mô được hồi sức dưới mức. Dữ liệu thực nghiệm kinh điển cho thấy việc sản xuất lactate kỵ khí tăng lên khi việc cung cấp O2 giảm xuống dưới ngưỡng tới hạn mà mức tiêu thụ O2 trở nên phụ thuộc vào nguồn cung [3, 15]. Trong bối cảnh này, khi dòng chảy hệ thống và khu vực và oxy hóa mô được phục hồi, có thể loại bỏ lactate thông qua các chất vận chuyển monocarboxylate (MCT) chuyên biệt bằng chính các tế bào nơi nó được giải phóng và chuyển thành pyruvate và đi vào chu trình Krebs, báo hiệu hồi sức thành công [12 ]. Tuy nhiên, những bất thường vi tuần hoàn nghiêm trọng có thể ngăn cản sự phục hồi oxy hóa mô, và một số nghiên cứu đã tìm thấy mối tương quan tốt giữa những bất thường này và tình trạng tăng lactate máu tiến triển [16, 17, 18].

Hai biến số có thể đo được trên lâm sàng đã được đề xuất là đại diện gần đúng cho tình trạng thiếu oxy mô là tỷ lệ chênh lệch hàm lượng CO2 trong tĩnh mạch-động mạch và mức chênh O2 động mạch-tĩnh mạch (Cv-aCO2 / Da-vO2) [19] và tỷ lệ lactate / pyruvate (L / P) [20]. Cả hai tỷ lệ có thể là đại diện của một biểu hiện của chuyển hóa yếm khí ở cấp độ tế bào và do đó có thể được cho là gắn liền với tình trạng thiếu oxy. Vì vậy, chúng có thể hỗ trợ trong việc cho thấy thiếu oxi mô là một nguyên nhân gây tăng lactate.

Hình 17.1 Hình minh họa cho thấy hai cơ chế chính liên quan đến việc tạo ra lactate: glycolysis kỵ khí trong các mô bị giảm tưới máy và glycolysis hiếu khí do adrenergic ở cấp độ cơ.

Tỷ lệ Cv-aCO2 / Da-vO2 này có thể hữu ích như là chất thay thế cho chỉ số hô hấp [19,21,22]. Tỷ lệ > 1.4 có thể xác định việc tạo CO2 yếm khí [19,21,22]. Tỷ lệ Cv-aCO2 / Da-vO2 cao trong bệnh cảnh tăng lactate máu có thể ủng hộ cho một nhận định là quá trình chuyển hóa yếm khí là nguồn gây tăng lactate có thể có, trong khi tỷ lệ Cv-aCO2 / Da-vO2 bình thường có thể cho thấy sự tích lũy Lactate do các nguyên nhân không liên quan đến tình trạng giảm tưới máu mô [19, 21, 22]. Trong một nghiên cứu gần đây, người ta đã quan sát thấy tình trạng tăng lactate máu kéo dài kết hợp với tỷ lệ Cv-aCO2 / Da-vO2 cao có liên quan đến rối loạn chức năng cơ quan và tử vong nghiêm trọng, trong khi bình thường hóa tỷ lệ Lactate và Cv-aCO2 / Da-vO2 có kết cuộc tốt nhất [19].

Một số tác giả đã đề xuất rằng nên đo pyruvate cùng với lactate để phân biệt tình trạng tăng lactate mà do thiếu oxy hay không do thiếu oxy [20, 23]. Trong điều kiện yếm khí, pyruvate được chuyển thành lactate, và do đó tỷ lệ L / P tăng lên ≥18 [23]. Tỷ lệ L / P có thể là một trong những chỉ số cho tình trạng thiếu oxy đáng tin cậy nhất ở những bệnh nhân nguy kịch, nhưng nó chưa bao giờ được sử dụng rộng rãi vì những khó khăn về mặt kỹ thuật khi đo pyruvate.

HÌNH THÀNH LACTATE HIẾU KHÍ

Trong quá trình viêm toàn thân, nhiễm trùng huyết và các trạng thái sốc, hoạt hóa các cớ chế bù trừ phức hợp thần kinh-thể dịch adrenergic dẫn đến sự gia tăng nồng độ epinephrine tỷ lệ thuận với cường độ của tổn thương. Epinephrine kích thích thụ thể adrenergic beta-2 cơ xương làm tăng hoạt động AMP vòng, do đó thúc đẩy glycogenolysis và glycolysis hiếu khí với hoạt hóa đồng thời của bơm Na+ / K+ -ATPase [12,14] (Hình 17.1). Pyruvate được tạo ra cuối cùng vượt quá khả năng PDH trong thời gian có stress và viêm nặng, do đó làm tăng chuyển đổi thành lactate. Lactate được phóng thích và có thể được sử dụng làm nhiên liệu trao đổi chất bởi các nhóm tế bào cơ hoặc các cơ quan từ xa khác như não và tim trong điều kiện stress và sốc [12].

Sản xuất Lactate liên quan đến Adrenergic là một quá trình hiếu khí, vì nó xảy ra trong sự hiện diện của oxy cơ đầy đủ và tạo thành một con thoi trao đổi chất cơ bản. Nó có thể được điều biến trong các thiết lập thực nghiệm và lâm sàng bằng cách ngăn chặn bơm Na+/K+ -ATPase hoạt động hoặc bằng cách giảm trương lực hệ adrenergic [24, 25] (Hình 17.1).

Ngoài ra, nhiều nguyên nhân khác như sự hiện diện của mô hoại tử hoặc mô bị nhiễm trùng và ức chế PDH bởi các chất trung gian gây viêm, có thể góp phần tăng cường sản xuất lactate trong quá trình viêm toàn thân [12].

HÌNH THÀNH LACTATE TRONG SUY TUẦN HOÀN CẤP

Sự phân biệt về sự hình thành lactate kỵ khí và hiếu khí bằng cách nào đó đã được thực hiện qua mô hình nhân tạo và mô phạm. Sản xuất lactate gia tắng luôn luôn là đa yếu tố trong các trạng thái sốc. Trên thực tế, khi quá trình giảm tưới máu mô phát triển, các tế bào chuyển hình thành ATP thành ly giải đường kỵ khí như một cơ chế sinh tồn cơ bản, và đồng thời phản ứng thần kinh thể dịch bừ trừ kích hoạt ly giải đường hiếu khí ở cấp độ cơ. Ở những bệnh nhân được hồi sức thành công, việc sản xuất lactate giảm liên quan đến cả tái tưới máu và ngừng hoạt động của phản ứng hệ adrenergic [1]. Ngược lại, tăng lactate máu dai dẳng và tiến triển là một dấu hiệu đặc trưng của sốc kháng trị có thể đại diện cho tổng lượng thiếu oxy, “nhiễm độc” của hệ adrenergic tăng hoạt động và các cơ chế khác [1].

ĐỘNG HỌC VÀ THANH THẢI LACTATE

Khoảng 1500 mmol Lactate được sản xuất hàng ngày trong điều kiện sinh lý, và các cơ quan chuyển hóa có liên quan nhất là gan và thận. Các cơ quan này cùng nhau chiếm hơn 90% độ thanh thải lactate toàn thân, bằng cách oxy hóa hoặc tân tạo đường thông qua chu trình Cori [12-14].

Độ thanh thải của Lactate đã được xác định bằng sự thay đổi nồng độ Lactate giữa hai thời điểm và được biểu thị bằng mức giảm 10 – 20% mỗi giờ hoặc giảm ít nhất 10% trong 6 giờ khi hồi sức sớm [12-14]. Tuy nhiên, mức thanh thải nghiêm ngặt hơn là một thuật ngữ dược động học được sử dụng để mô tả loại bỏ thuốc hoặc chất nội sinh từ sinh vật. Theo nghĩa này, thuật ngữ “độ thanh thải lactate” đã được sử dụng không chính xác trong các tài liệu y khoa vì việc giảm nồng độ lactate có thể được gây ra do giảm sự hình thành hiếu khí hoặc kỵ khí hoặc tăng độ thanh thải lactate [1, 26]. Do đó, tốt hơn là sử dụng thuật ngữ “động học Lactate” hay “khoảng thời gian” [26].

Một đánh giá có hệ thống gần đây về động học Lactate đã tìm thấy một mô hình tiến hóa không đồng nhất về mức độ Lactate ở những bệnh nhân bị bệnh nghiêm trọng, trong đó một số bệnh nhân giảm, những người khác tăng lên và những người khác biểu hiện một quá trình ổn định theo thời gian trong đáp ứng với điều trị [26]. Dựa trên những quan sát này, có vẻ như việc đánh giá lại lactate cứ sau 1 hoặc 2 giờ là đủ trong hầu hết các điều kiện lâm sàng.

Gan chịu trách nhiệm cho 60% thanh thải lactate toàn thân là một cơ quan dễ bị tổn thương trong rối loạn chức năng tuần hoàn cấp tính liên quan đến nhiễm trùng huyết. Rối loạn chức năng gan trong bối cảnh nhiễm trùng huyết không kiểm soát được hoặc giảm tưới máu gan trong sốc nhiễm trùng có thể ảnh hưởng đến việc chuyển hóa lactate ở gan [12, 27-29]. Tuy nhiên, điều đáng chú ý là tình trạng tăng lactate kéo dài chỉ liên quan đến rối loạn chức năng gan trong tình trạng sốc nặng với thiếu máu cục bộ rõ rệt như biểu hiện bằng sự gia tăng men gan hoặc hạ đường huyết hoặc trong bệnh xơ gan tiến triển [27, 28]. Thật vậy, thiếu các nghiên cứu sinh lý toàn diện liên quan đến vai trò của gan trong tăng lactate máu dai dẳng và các nghiên cứu thực nghiệm và lâm sàng cho đến nay đã cho kết quả mâu thuẫn.

Trong một nghiên cứu sinh lý gần đây, chúng tôi đã đề cập đến vai trò của tưới máu gan-lách đối với động học lactate trong quá trình hồi sức [27]. Một nhóm gồm 15 bệnh nhân sốc nhiễm trùng huyết tăng cường hồi sức tích cực đã được theo dõi đặc biệt bao gồm đánh giá lactate nối tiếp nhau, cùng với đo niêm mạc dạ dày và tỷ lệ biến mất trong huyết tương của chất chỉ thị indocyanine màu xanh lá cây (ICGPDR (LiMON, Pulsion Medical Systems, Munich, Đức)). ICG-PDR phụ thuộc vào lưu lượng và chức năng của gan, nhưng do chức năng không thay đổi trong thời gian ngắn, nên việc giảm PDR từ phạm vi bình thường là 20-30% / phút được cho là phản ánh quá trình giảm tưới máu. Bệnh nhân giảm so với không bị suy giảm lactate lúc 6 giờ biểu hiện giảm tưới máu gan do cả hai kỹ thuật (ICG-PDR (9,7 so với 19,6% / phút, p <0,05) và khoảng cách pCO2 (33 so với 7,7 mmHg, p <0,05)). Huyết động học hệ thống có thể so sánh giữa các nhóm, một lần nữa nhấn mạnh một thực tế là các thông số huyết động học vĩ mô bình thường không loại trừ sự hiện diện của tình trạng giảm tưới máu gan-lách. Tuy nhiên, khía cạnh thú vị nhất là các men gan bao gồm transaminase không phân biệt được bệnh nhân giảm hoặc không giảm lactate [27]. Điều này có thể có nghĩa là một vai trò tiềm năng đối với rối loạn chức năng gan trong động học lactate bất thường có thể không được loại trừ chỉ bằng cách xem xét các thông số hệ thống của bất kỳ loại nào.

Một sự suy yếu vừa phải của sự thanh thải lactate toàn cơ thể đã được chứng minh bởi Levraut et al. trong một đoàn hệ bệnh nhân nhiễm trùng huyết ổn định với mức độ tăng nhẹ của lactate nhưng không có thuốc vận mạch [30]. Để đánh giá độ thanh thải thực sự, một liều 1 mmol/kg natri lactate đã được truyền qua ống thông tĩnh mạch trung tâm trong hơn 15 phút. Các mẫu máu động mạch nối tiếp để đánh giá lactate được lấy tại mức nền, trong quá trình truyền, và sau đó, tuần tự trong 40 phút sau khi tiêm lactate. Thanh thải sau đó đã được phân tích bằng phương pháp bình phương phương pháp toán học [30]. Nghiên cứu này đã chứng minh rằng độ thanh thải của lactate có thể bị suy yếu ở bệnh nhân nhiễm trùng huyết theo cách dưới lâm sàng ngay cả khi không có rối loạn chức năng tuần hoàn rõ ràng, cho thấy có tồn tại rối loạn chức năng trao đổi chất.

Để khám phá chủ đề này sâu sắc hơn, các nhà nghiên cứu đã thực hiện một loạt các nghiên cứu thực nghiệm [31, 32]. Mục tiêu của họ là thiết lập động lực học và mức độ nghiêm trọng của suy giảm thanh thải lactate ngoại sinh trong sốc nội độc tố (LPS) và khám phá vai trò tiềm năng của giảm tưới máu gan trong giai đoạn đầu của sốc [31]. Sau khi gây mê, 12 con cừu đã được theo dõi huyết động/tưới máu bao gồm một catheter được đặt tĩnh mạch gan và tĩnh mạch cửa, và một đầu dò siêu âm gan, sau đó được chọn ngẫu nhiên để LPS hoặc giả dược. Sau 60 phút sốc, các con cừu LPS đã được hồi sức bằng dịch truyền và thuốc vận mạch. Đánh giá nối tiếp của tất cả các thông số bao gồm cả độ thanh thải lactate ngoại sinh và sorbitol lặp đi lặp lại được thực hiện đến 2 giờ sau khi hồi sức sốc. Tăng lactate máu tiến triển đã được quan sát thấy ở động vật LPS đạt mức 10,2 mmol/L sau 2 giờ. Song song, độ thanh thải lactate ngoại sinh giảm xuống 10% giá trị của động vật không LPS khi kết thúc thí nghiệm. Suy giảm nghiêm trọng này không liên quan đến giảm tưới máu gan do vận chuyển, tiêu thụ và trích xuất oxy ở gan, tổng lưu lượng máu của gan, hô hấp của ty lạp thể, transaminase và độ thanh thải sorbitol (một thông số liên quan đến dòng chảy) có thể so sánh giữa LPS và không LPS [31]. Trong một nghiên cứu tiếp theo sử dụng cùng một mô hình như vậy, các nhà nghiên cứu đã chứng minh rằng những bất thường trong thanh thải lactate ngoại sinh và thanh thải lactate của gan có thể bị suy giảm khi sử dụng các chất điều chỉnh hệ adrenergic như dexmedetomidine và esmolol [32]. Trong nghiên cứu sau này, các mẫu song song của tĩnh mạch gan và tĩnh mạch cửa và catheter động mạch đã được thực hiện để đánh giá một loạt mẫu lactate nối tiếp nhau sau khi sử dụng natri lactate bolus, phát hiện ra rằng không có độ chênh giữa nồng độ lactate tĩnh mạch gan và tĩnh mạch cửa, cho thấy trích xuất gan không đáng kể (không được công bố quan sát nghiên cứu [31]).