重症照護離不開靜脈輸液,但多數人開點滴時沒想過那袋水進了身體會去哪裡。這一章從體液分區講起:血漿只是全身水分很小的一格,卻是輸液唯一的目標;晶體液(crystalloid,小分子電解質溶液,會自由穿過微血管壁)均勻分布到整個細胞外液,所以大部分變成間質水腫,而氯過高的 0.9% 食鹽水還會造成高氯代謝性酸中毒與腎血管收縮,平衡液(RL、Plasma-Lyte)避開了這個問題;膠體液(colloid,含過不了血管壁的大分子)靠膠體滲透壓把水留在血管內,擴容力強得多,但白蛋白、HES、dextran 各有代價。最後作者主張:與其爭論膠體還是晶體,不如依情境挑對液體。
全身水分只有 6–7% 是血漿,而血漿卻是輸液治療唯一的目標。
總體水量(TBW)約占淨體重的 60%(男)或 50%(女),其中 2/3 在細胞內(ICF)、1/3 在細胞外(ECF);ECF 又有 80% 是間質液、只有 20% 是血漿。這一串比例的重點在最後一步:血漿是全身水分裡最小的一格,卻是輸液治療真正要撐的地方。輸進去的鹽水會平均分到整個 ECF,所以大部分不會留在血管裡;記住 20% 這個數字,後面晶體液為什麼水腫、要灌幾倍才補得回血漿,都從這裡推得出來。
水往粒子多的那一區走:鈉決定 ECF 有多大,白蛋白決定水留不留在血管裡。
滲透活性(osmotic activity)只由溶質粒子的數目決定,與分子大小、電荷或化學性質無關;兩個分區之間,粒子濃度高的一邊會把水吸過去(相對的滲透活性常用「張力 tonicity」形容)。鈉是 ECF 裡最多的溶質,所以鈉的總量決定 ECF 的容積。至於血管內與血管外之間,決定水去留的是過不了內皮的大分子——主要是血漿蛋白,它們產生的滲透力叫膠體滲透壓(COP,又稱 oncotic pressure),把水留在血管裡;白蛋白是血漿裡最多的蛋白,也是 COP 的主要來源。
0.9% 食鹽水化學上不是 1 N、生理上也不像血漿,氯比血漿高出一半是最大的問題。
「正常(normal)」在化學上指 1 N 溶液,NaCl 的 1 N 是 58 g/L(鈉加氯的分子量),而 0.9% 食鹽水只有 9 g/L,差了六倍多。生理上它也不像血漿:鈉 154 對血漿 140 mEq/L、氯 154 對 103 mEq/L、滲透壓 308 對 290 mOsm/L、pH 5.7 對 7.4。其中氯高出血漿約 50% 最要緊,後面兩張卡講的酸中毒與腎血管收縮都由它而來。所以它既不「正常」也不完全「等張」——它其實略高張。
1 L 0.9% 食鹽水只有 275 mL 留在血漿,825 mL 跑進間質變成水腫。
晶體液裡的鈉會均勻分布在整個 ECF,而血漿只占 ECF 的 20%,所以輸進去的食鹽水主要撐的是間質,不是血管。實測 1 L 0.9% 食鹽水:血漿 +275 mL、間質 +825 mL,ECF 總共 +1,100 mL——比輸入量還多 100 mL,因為食鹽水略高張,把細胞內的水也拉了出來。這就是為什麼病人灌了幾公升晶體液後全身腫、血壓卻不見得上來;食鹽水的鈉又比平衡液高,水腫傾向更強。
氯太高有兩宗罪:高氯代謝性酸中毒,以及氯介導的腎血管收縮與 AKI。
第一宗罪是高氯代謝性酸中毒,是食鹽水最常被提到的副作用,通常出現在快速或長時間灌注之後:氯進來得多,血漿為了維持電中性把 HCO₃⁻ 擠掉,pH 就往下掉;含乳酸緩衝、氯較低的平衡液沒有這個現象。第二宗罪是腎功能受損:血漿氯升高會讓腎血管收縮、腎血流下降,這就是限氯策略 AKI(急性腎損傷)較少的機轉。不過食鹽水造成的 AKI 大多輕微,也是它至今還在用的原因;但在需要大量復甦的情境(例如 DKA)已不再是首選。
RL 的氯 109 接近血漿 103 所以不酸;乳酸在肝臟轉成葡萄糖時消耗 H⁺,每 mmol 生 1 mmol HCO₃⁻。
RL(Ringer's lactate,Hartmann's solution)是把 Ringer 的鉀鈣鹽水加了乳酸鈉:為了配合乳酸鈉帶進來的鈉,鈉往下調;為了讓位給乳酸陰離子,氯也往下調到 109 mEq/L,幾乎等於血漿的 103,於是沒有高氯酸中毒。乳酸的緩衝不是直接在血中結合 H⁺,而是被肝臟吸收轉成葡萄糖,這個反應消耗 H⁺,留下的 OH⁻ 再與 CO₂ 結合成 HCO₃⁻,最後每 mmol 乳酸生成 1 mmol HCO₃⁻。RL 含乳酸 28 mmol/L 聽起來很多,但肝臟清乳酸的能力遠大於此,健康人的血中乳酸幾乎不受影響。
醋酸在肌肉代謝所以肝衰竭也能用;Plasma-Lyte 最像血漿,但臨床優越性還沒證實。
Ringer's acetate 是把 RL 的乳酸換成醋酸,其他成分相同;因為醋酸主要在肌肉代謝,肝功能差、擔心乳酸緩衝失效或乳酸假性升高的病人可以改用它,代價是醋酸可能有心肌抑制,臨床意義不明。Plasma-Lyte 與 Normosol 是同一配方:pH 更接近血漿、緩衝劑不是乳酸(避開肝衰竭與乳酸假性偏高兩個問題)、氯接近血漿不會酸、用鎂取代鈣所以可以和血品共輸、又更等張。就一般特性而言,它們最接近理想的血漿替代液,但目前沒有臨床試驗證明它們比 RL 更好。
250 mL 7.5% 高張食鹽水能讓 ECF 增加 1,235 mL,約 5 倍,水是從細胞內搬出來的。
7.5% NaCl 的滲透壓是 2,567 mOsm/L,是血漿的 9 倍;輸 250 mL 會把細胞內的水拉進 ECF,讓 ECF 增加 1,235 mL,約輸入量的 5 倍。這種「小體積換大擴容」的特性在動物出血性休克模型很漂亮,但人體創傷復甦並沒有比等張晶體液活得更多,院前小體積復甦的夢想沒有實現。現在它的主要用途是創傷腦損傷降顱內壓(ICP):效果與 mannitol 相當、更能維持腦灌流壓,又沒有 mannitol 的 AKI 風險;但降 ICP 同樣沒有轉化為存活改善。
5% 葡萄糖溶液的熱量已無意義,1 L D5W 有 650 mL 進了細胞,還會製造乳酸與高血糖。
葡萄糖完全代謝提供 3.4 kcal/g,D5W(5% 葡萄糖水)一公升只有 50 g,即 170 kcal/L;一天灌 3 L 也只有 510 kcal,這在沒有營養支持的年代用來減少身體分解自己的蛋白質(蛋白節省效應),現在不能吃的病人都有腸道或靜脈營養,這個理由已不存在。體積上,D5W 起初等張,但葡萄糖一被細胞吸收代謝,剩下的就是純水,往細胞內跑:1 L D5W 只有約 350 mL 留在 ECF,650 mL 進了細胞,撐的是細胞不是血管,還可能造成細胞腫脹。加上低灌流時葡萄糖大量轉成乳酸、以及高血糖的免疫與死亡率風險,能不用就不用。
膠體撐血漿的能力看 COP:COP 超過血漿的 28 mmHg,血漿增量會比輸入量還多。
膠體液(colloid)含有過不了微血管壁的大分子,會產生膠體滲透壓(COP)把水留在血管內;各種膠體擴容力的差異,就是它們的 COP 相對於血漿 COP(正常約 28 mmHg)的差異。COP 比血漿低或相近的(5% 白蛋白)血漿增量小於輸入量;COP 高於血漿的(25% 白蛋白、dextran、hetastarch)則會從間質把水抽進血管,血漿增量超過輸入量。以 5% 白蛋白為例,同樣一公升,留在血漿的量是食鹽水的 2.5 倍,達到同樣的血漿增量只需要約 30% 的體積——這是膠體派最核心的論點。
5% 白蛋白是補容積的復甦液,25% 是把間質的水搬進血管,兩者用途不同。
白蛋白貢獻血漿 COP 的 80%,是最合理的擴容蛋白。5% 白蛋白的 COP 約 20 mmHg 接近血漿,每次給 250 mL,≥70% 會留在血漿,效果 6 小時開始消退、12 小時大致失效,適合真正失去血量的病人。25% 白蛋白是高滲膠體,COP 是血漿的 2.5 倍,每次 50–100 mL 就能讓血漿增加輸入量的 3–4 倍,但增加的水是從間質搬過來的——它不是補回失去的容積,而是在分區之間搬水,所以不該用來復甦失血,而是用在水腫合併低白蛋白、想快速拉高血漿量與血壓的病人。
HES 依分子量與取代比分類:分子量越大、MSR 越高,作用越久也越傷凝血與腎。
HES(hydroxyethyl starch,羥乙基澱粉)是把支鏈葡萄糖聚合物接上羥基(OH)的膠體,羥基能抵抗酵素分解。分類有兩軸:分子量分高(450 kD)、中(200 kD)、低(130 kD),血中澱粉酶要把它切到 50 kD 以下才能由腎排出,所以分子量越大作用越久;取代比 MSR(每個葡萄糖單位接了幾個 OH)從 0 到 1,決定製劑名稱——hetastarch 0.7、tetrastarch 0.4,MSR 越高越耐分解、持續越久,但副作用也越多。最老的 hetastarch 是 450 kD/0.7,最新的 tetrastarch(Voluven)是 130 kD/0.4,兩軸都最低,也是目前毒性最小的一支。
Dextran 的 COP 40 mmHg 擴容力比白蛋白與 HES 都強,但出血與配血問題讓它在美國不受歡迎。
Dextran 是 Leuconostoc 菌在蔗糖培養基裡合成的葡萄糖聚合物,1940 年代就上市,兩種製劑是 10% dextran-40 與 6% dextran-70(平均分子量 40 與 70)。兩者的 COP 都是 40 mmHg,高於血漿,所以血漿增量比 5% 白蛋白或 6% hetastarch 都大,dextran-70 因作用時間較長常被優先選用。問題在副作用:劑量相關的出血傾向、包覆紅血球讓交叉配血做不出來與 ESR 上升、罕見的高滲透腎損傷、以及過敏反應,這些「被認知的風險」讓它在美國一直沒有流行起來。
膠體晶體之爭是在問錯的問題:沒有一種液體適合所有低血容,要依情境挑。
早年的出血性休克動物實驗發現只補回流失的血幾乎全死,加上 RL 才活得下來,被解讀成「補回間質缺水才是關鍵」,晶體派就此成形。之後復甦的焦點轉向心輸出量,膠體在這一點明顯較強,因為血漿擴得多;晶體派的反駁是膠體沒有存活優勢又貴,膠體派則指出晶體要三倍以上的體積、隨之而來的水腫與死亡率相關。這是作者 Marino 的主張:爭論本身預設了「一種液體打天下」,這不合理——危及生命的低血容用 5% 白蛋白快速補血漿,脫水(ECF 均勻流失)用 RL,低白蛋白造成水往間質跑的用 25% 白蛋白,這才是「問對問題」。
| 晶體液 | Na | Cl | K | 緩衝 | mOsm/L | pH |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 血漿 | 140 | 103 | 4 | HCO₃ 24 | 290 | 7.4 |
| 0.9% 食鹽水 | 154 | 154 | — | — | 308 | 5.7 |
| Ringer's lactate | 130 | 109 | 4 | 乳酸 28 | 273 | 6.5 |
| Ringer's acetate | 130 | 109 | 4 | 醋酸 28 | 273 | 6.5 |
| Plasma-Lyte/Normosol | 140 | 98 | 5 | 醋酸 27+葡萄糖酸 23 | 294 | 7.4 |
| 7.5% 食鹽水 | 1,283 | 1,283 | — | — | 2,567 | — |
| D5W | — | — | — | — | 278 | 4.5 |
| 輸入 | 血漿 | 間質 | 細胞內 |
|---|---|---|---|
| 1 L 0.9% 食鹽水 | +275 | +825 | −100 |
| 1 L D5W | ECF 共 +350 | +650 | |
| 250 mL 7.5% 食鹽水 | ECF 共 +1,235 | −985 | |
| 1 L 5% 白蛋白 | +700 | +300 | 0 |
| 膠體液 | COP mmHg | 血漿增量/輸入量 | 作用時間 |
|---|---|---|---|
| 25% 白蛋白 | 70 | 3–4× | 12 h |
| 10% dextran-40 | 40 | 1–1.5× | 6 h |
| 6% hetastarch | 30 | 1–1.3× | 24 h |
| 5% 白蛋白 | 20 | 0.7–1.3× | 24 h(6 h 開始消退) |
| 血漿 | 28 | — | — |
| HES 製劑 | 濃度 | 分子量 | MSR |
|---|---|---|---|
| Hetastarch | 6% | 450 kD | 0.7 |
| Hexastarch | 6% | 200 kD | 0.6 |
| Pentastarch | 6%、10% | 200 kD | 0.5 |
| Tetrastarch(Voluven) | 6% | 130 kD | 0.4 |