低鈉血癥細胞外液治療量與骨鈉分布量的函數(shù)關(guān)系

蘇亞榮,李智超,任晶晶,韓子巖

(山西醫(yī)科大學第二醫(yī)院消化科,太原 030000;*通訊作者,E-mail:rweiliaoshi@126.com)

低血鈉是嚴重的內(nèi)環(huán)境紊亂,加重原有疾病,誘發(fā)心、肺、肝和腎功能不全;可因腦水腫等造成永久性神經(jīng)損害或死亡[1-3]。計算血清鈉或細胞外液鈉需求量已熟知,對低鈉治療中鈉在骨新增分布和繼續(xù)丟失量討論甚少。近年低血鈉治療進展研究和相應(yīng)指南[4]主要體現(xiàn)在3%高滲鹽水應(yīng)用、經(jīng)驗性預防脫髓鞘并發(fā)癥、細胞外液新增鈉離子濃度所需量、繼續(xù)丟失量和抗ADH治療藥物[5-8],對當日補鈉總量為細胞外液新增鈉離子濃度所需的量、骨鹽耗竭后再分布量和繼續(xù)丟失量缺乏討論,尤其是對骨鹽耗竭后再分布量最為欠缺。鈉鹽長時間攝入不足時,骨骼中可補償?shù)拟c會被耗竭,在補鈉治療中骨會被再次補充,從而減弱血鈉升高,治療量不足時甚至不升,謂之“骨吃鹽”。能否計算低鈉治療中的骨鹽的再分布的量,本研究對此進行了函數(shù)研究。

1 資料與方法

1.1 資料

收集2005年1月至2019年1月于山西醫(yī)科大學第二醫(yī)院住院并診斷為缺鈉性低血鈉的成年患者，并根據(jù)血鈉水平及癥狀分為3組：重度低血鈉組，≤115 mmol/L且有嗜睡或昏迷癥狀；中度低血鈉組，115-125 mmol/L且有倦怠、食欲不振和惡心癥狀；輕度低血鈉組，125-135 mmol/L且有乏力和輕度食欲減退癥狀。

納入標準：①血清鈉離子<135 mmol/L。②疾病種類包括顱頸外傷、普外手術(shù)、腫瘤、血腫或腦血管疾病不能進食者。③能夠連續(xù)2 d監(jiān)測血清鈉離子水平；并第1天留24 h尿液。④24 h尿量范圍1 500-3 000 ml，準確記錄24 h出入量(不顯性失水0.5-0.7 L，本研究均選用0.6 L)，24 h出入量差值<500 ml，連續(xù)2 d監(jiān)測體質(zhì)量，要求體質(zhì)量差值不超過500 g。⑤所有入選者24 h尿鈉電解質(zhì)丟失大于220 mmol(正常上限值)者。⑥血流動力學穩(wěn)定。⑦停止補鹽3-5 h后靜脈采血者。⑧保證患者基本腸外營養(yǎng)攝入(熱量20-25 kcal/kg，蛋白1.0 g/kg，維生素常規(guī)格劑量1支/安瓿)。

排除標準：①老年(>75歲)和兒童。②有胸腹水、四肢或全身浮腫、肝硬化、心功能不全、休克、血漿抗利尿激素(ADH)異常分泌綜合征、尿崩癥、腹瀉、嘔吐和發(fā)熱伴出汗過多的患者。③血流動力學不穩(wěn)定：收縮壓<90 mmHg，或心率>120次/min，或多巴胺用量>20 μg/(kg·min)或需要升壓藥維持血壓，或需要大量補液維持血壓。④血肌酐值>132.5 μmol/L或補鈉開始前6 h平均尿量<1 ml/(kg·h)。⑤糖尿病或血糖>11.1 mmol/L。⑥中重度低血鉀者。⑦pH值超出7.30-7.50范圍，或剩余堿超出±6 mmol/L。⑧正在使用或觀察期之前的6 d內(nèi)使用過以下藥物：胰島素、皮質(zhì)激素、支氣管擴張劑、利尿劑、脫水劑和碳酸氫鈉。⑨重度低體質(zhì)量或BMI小于18.5 kg/m2或大于28.0 kg/m2。

1.2 方法

設(shè)次日新增(Δ)細胞外液鈉離子量(mmol)為自變量X,次日新增骨鈉離子實際值(mmol)為因變量Y。低血鈉治療量(mmol)是指新增細胞外液鈉濃度的量。繼續(xù)丟失量是指每日經(jīng)尿液、汗液、糞便和呼吸的鈉量。據(jù)正常細胞內(nèi)外鈉離子濃度比例可以算出細胞內(nèi)液轉(zhuǎn)移量為細胞外液新增鈉量/5,汗液和糞便排泄量約10 mmol/d[7],呼吸丟失的鈉量忽略不計,并設(shè)血鈉的最大新增濃度不超過每天10 mmol/L(小于12 mmol/L),且上限治療目標值不超過135 mmol/L。日總補鈉量(mmol)=新增細胞外液量+預估尿液丟失的量+細胞內(nèi)液轉(zhuǎn)移量+汗液和糞便丟失量。3%或10%NaCl注射液中心靜脈緩慢20 h泵完。檢測24 h尿量、24 h尿鈉量(mmol)、連續(xù)2 d的補鈉結(jié)束后血清鈉濃度(mmol/L)以及2 d的體質(zhì)量(kg)。次日新增細胞外液鈉離子量X(mmol)=(第2天鈉離子濃度×第2天體質(zhì)量-第1天鈉離子濃度×第1天體質(zhì)量)×20%。次日新增骨鈉離子實際值因變量Y(mmol)=總補鈉-24 h尿鈉-Δ細胞外液鈉離子-細胞內(nèi)液轉(zhuǎn)移鈉離子-10;細胞內(nèi)液轉(zhuǎn)移鈉離子(mmol)=細胞外液新增鈉離子/5。汗液和糞便排泄量約等于10 mmol/d。癥狀和血清鈉水平改善為有效。記錄任何不良反應(yīng)。

1.3 統(tǒng)計分析

使用SPSS25.0軟件進行樣本正態(tài)分布檢驗并繪制直方圖和P-P圖,數(shù)據(jù)描述采用均數(shù)±標準差或中位數(shù),配對t檢驗、單因素方差分析、散點圖和標準化殘差和擬合比較回歸系數(shù)F檢驗,α=0.05為檢驗水準。

2 結(jié)果

2.1 正態(tài)性分析

最終入組病例62例,繪制X、Y的直方圖及P-P圖,以及Kolmogorov-Smirnov和Shapiro-Wilk檢驗,檢驗水準α=0.05,結(jié)果顯示X、Y樣本服從正態(tài)分布(見圖1,2,表1)。

表1 細胞外液新增鈉(X)與新增骨鈉(Y)正態(tài)分布檢驗

圖1 細胞外液新增鈉離子(X)的正態(tài)直方圖和P-P圖Figure 1 Histogram and P-P diagram of increment of extracellular sodium

2.2 統(tǒng)計量描述及配對t檢驗

62例治療前的血清鈉離子濃度范圍在102.17-127.53 mmol/L之間,治療后的鈉離子濃度范圍在107.47-135.61 mmol/L。運算X、Y的均數(shù)描述以及X-Y的配對t檢驗,結(jié)果見表2。

表2 細胞外液新增鈉(X)與新增骨鈉(Y)均數(shù)描述及配對t檢驗 (mmol)

圖2 骨新增鈉離子(Y)的正態(tài)直方圖和P-P圖Figure 2 Histogram and P-P diagram of increment of bone sodium

2.3 擬合分析及方程

X與Y的散點圖和標準化殘差散點圖均顯示較好的集中同向趨勢(見圖3)。X與Y的回歸系數(shù)F檢驗顯示三次曲線、二次曲線、直線、對數(shù)和Y=f(X)的反函數(shù)的P值均為0.000,擬合比較顯示三次函數(shù)曲線擬合程度最好(見圖3)。三次函數(shù)方程曲線見圖3。三次曲線函數(shù)方程:Y=121.133+0.472X-0.024X2+0.000 104X3。

圖3 新增細胞外液鈉離子量(X)與新增骨鈉離子(Y)函數(shù)曲線擬合步驟Figure 3 Fitting procedure of multivariate function between independent variable X and dependent variable Y

表3 細胞外液新增鈉(X,mmol)與新增骨鈉(Y,mmol)最佳擬合分析

2.4 輕、中和重度低鈉血癥骨鈉分布的均數(shù)比較

輕、中和重度低血鈉Δ骨鹽分布各組數(shù)據(jù)呈正態(tài)分布,各樣本所在總體的方差齊(見表4);三組間均數(shù)方差分析不全相同,三組間差異有顯著性(見表5);輕、中和重度低鈉血癥的骨鈉分布依次增加,各組間兩兩比較具有顯著差異(見表6)。輕、中、重度低血鈉對應(yīng)的X變量均數(shù)95%可信區(qū)間分別為68.69-125.36 mmol,90.62-111.86 mmol,59.53-92.92 mmol;75%可信區(qū)間分別為81.79-112.27 mmol,95.14-107.34 mmol,66.73-85.72 mmol。

表4 輕、中和重度低鈉血癥骨鹽分布量組間方差齊性檢驗

表5 輕、中和重度低鈉血癥骨鹽分布量的組間方差分析

表6 輕、中和重度低鈉血癥骨鹽分布量最小顯著差法組間多重比較

2.5 療效與不良反應(yīng)

患者血鈉水平均上升(新增血清鈉1.63-11.36 mmol/L),所有低血鈉患者癥狀改善,均未發(fā)生不良神經(jīng)系統(tǒng)癥狀。

3 討論

電解質(zhì)的研究是一個古老的議題,基礎(chǔ)醫(yī)學早已完善,但臨床上,重度低鈉血癥治療時,我們發(fā)現(xiàn)按照傳統(tǒng)的細胞外液補鈉公式進行補鈉,常常無法達到預期的目標,就這一問題,查閱近幾年文獻資料,未能獲解。通過對相關(guān)基礎(chǔ)醫(yī)學知識學習,獲知骨鹽耗竭及其“骨吃鹽”參與這一階段補鈉治療的“掠奪”[9]。新近一篇[10]文獻闡述了Na+由骨基質(zhì)中釋放,是通過破骨細胞促進骨重吸收作用實現(xiàn)的,從而實現(xiàn)血漿Na+平衡狀態(tài),其作用機制與低鈣血癥時Ca2+由骨骼中釋放極其相似。我們的研究,用統(tǒng)計科學的函數(shù)式,論證和解析了這一現(xiàn)象,并能指導臨床治療,填補臨床這方面研究的空白。

人體鈉主要分布在細胞內(nèi)液、細胞外液和骨骼,按比例地移動和分布。低鈉血癥時骨骼中的鈉和細胞內(nèi)液鈉會向細胞外液中釋放補償,維持細胞外液的鈉離子濃度,而首當其沖是骨骼中的鈉,所占比例最高,直至耗竭。低鈉血癥治療中,對兼顧骨鈉的聯(lián)合補充認知甚少,如何具體計算骨鹽補充也無文獻報道[5-7]。本研究對細胞外液容量的波動性做了嚴格規(guī)定,推算鈉離子濃度波動在小數(shù)點后1-2位,最大程度地減輕系統(tǒng)誤差?？紤]到了細胞內(nèi)外鈉的轉(zhuǎn)移、分布和平衡所需的時間,采取了緩慢恒定泵注,并于停止泵注后3-5 h采血的原則,保證了對細胞內(nèi)外液鈉離子轉(zhuǎn)移量(mmol)能夠達到或近似正常。研究得出細胞外液和Δ骨鈉的數(shù)據(jù)為正態(tài)分布,符合生理指標變量常態(tài)均為正態(tài)分布的特點,研究同時給出同一個體的細胞外液與Δ骨鈉的均數(shù)有顯著差異,兩種統(tǒng)計分析結(jié)果為本研究的繼續(xù)進行呈現(xiàn)了可行性。細胞外液和Δ骨鈉(mmol)的散點圖和標準化殘差散點圖顯示細胞外液與Δ骨鈉有極高的同向趨勢,擬合比較顯示三次函數(shù)曲線擬合程度最好,三次函數(shù)方程為Y=121.133+0.472X-0.024X2+0.000 104X3。

單因素方差分析顯示輕、中和重度低鈉血癥組間均數(shù)差異顯著,表明了輕、中和重度組有著各自的獨立性。不同分度低血鈉均數(shù)可信區(qū)間,可以看出,重度低血鈉均數(shù)75%可信區(qū)間與中度和輕度低血鈉均數(shù)75%可信區(qū)間幾乎無交集,所以重度低血鈉的X自變量是函數(shù)曲線橫軸起始段唯一貢獻者;進而看出,重度低血鈉時,新增骨鈉顯著,新增細胞外液鈉輕微。

從函數(shù)曲線呈S形上看,曲線起始部表示低鈉嚴重時骨“吃鹽”(Δ骨鈉)也嚴重,呈平臺緩慢下滑,中等程度近似負相關(guān)直線,而輕癥低鈉和接近正常時曲線漸漸進入平滑。這一曲線特點與人體血氧飽和度與氧分壓的曲線相似。輕、中、重低鈉血癥也可以得出各自函數(shù)曲線,但本文三合一,給出全部散點圖擬合成一個函數(shù)曲線,它包含了輕、中、重各自曲線函數(shù),展現(xiàn)了治療過程生理效應(yīng)的完整性和連續(xù)性,揭示了不同低血鈉水平糾正時的側(cè)重,提出了治療的輕重緩急,即,重度及時加大治療量,輕度及時減緩補給劑量,臨床治療指導意義極大。

輕、中度低血鈉均數(shù)可信區(qū)間有較大交集,可能與樣本例數(shù)不足有關(guān),加大樣本例數(shù)有望看到交集顯著減少。今后臨床實踐中,尤其是嚴重的低鈉血癥,應(yīng)用本公式作為指導思想,在計算細胞外液鈉需要量的同時,兼顧骨鹽的補充,能較好地服務(wù)于治療,尤其是重癥低鈉早期治療。