2023 年大卫-卡斯伯森爵士讲——座​液体之旅： 影响临床实践的实验

概述

这篇综述总结了过去25年来我在体液和电解质平衡方面的一些工作，并展示了这些研究如何影响临床实践。拼图中缺失的部分通过总结他人的工作来填补。主题为生理盐水使用不当引起的生化、生理及临床问题，包括0.9%生理盐水引起的高氯血症性酸中毒。在临床实践中，准确和接近零的液体平衡的重要性也被强调。围手术期液体和电解质治疗以U型剂量反应方式对临床结果有重要影响，过量或不足逐渐增加并发症并恶化预后。体重增加超过2.5 kg时，盐和水超载会恶化手术结果，损害胃肠道功能，增加吻合口裂开的风险。过度输注0.9%生理盐水引起的高氯血症性酸中毒会导致许多器官系统的不良后果和功能障碍，尤其是肾脏。在细胞水平上，盐和水的缺乏会造成类似的不良影响，也会导致更糟糕的结果。血清白蛋白主要受稀释和炎症的影响，并不是一个好的营养指标。这些发现已被纳入英国成人外科患者静脉输液治疗共识指南(GIFTASUP)和国家健康与护理卓越研究所(NICE)住院成人静脉输液治疗指南，并正在帮助改变临床实践和改善结果。

1、介绍

从目的上讲，哺乳动物对饥饿、应激和创伤的反应是为了维持生命功能，主要是通过维持血管内体积和组织灌注，并为能量代谢提供基质。大卫-卡斯伯森爵士在他对胫骨骨折的研究中，认识到对损伤的反应有两个阶段。低潮期通常伴有长时间且未经治疗的休克，其特征是代谢率降低、高血糖、低血压和所有代谢过程的迟缓。这要么导致死亡，要么随后进入代谢率和蛋白质分解代谢增加的流动阶段。这一阶段伴有盐和水潴留以及钾排泄增加。摩尔增加了第三个阶段，即合成代谢或恢复期，在此期间合成代谢发生，愈合加速，食欲恢复正常。与此同时，细胞钾摄取增加，排泄盐和水负荷的能力恢复，摩尔称之为“钠利尿期”。了解这些变化以及体液和电解质的外部平衡、身体与其环境之间的关系，以及体液区室之间的内部平衡，对于围手术期体液和电解质治疗的合理化至关重要。这篇综述的目的是总结过去25年来我在体液和电解质平衡方面的一些工作，并展示这些研究如何影响临床实践。拼图中缺失的部分将通过总结他人的工作来填补。主题是不适当使用生理盐水引起的生化、生理和临床问题，包括生理盐水引起的高氯血症性酸中毒。在临床实践中，准确和接近零的液体平衡的重要性也被强调。

2、静脉输液和围手术期输液治疗的历史方面

表1总结了静脉输液发展中的一些重要里程碑，读者也可以参考对该主题的全面回顾。一些常用晶体的组成如表2所示。0.9% (w/v)盐水[氯化钠(NaCl)]是将9g NaCl溶解在1升水中形成的，通常被错误地称为“正常”或“生理”盐水。化学法(摩尔)生理盐水每升水应含有1mol(即58.5 g NaCl)。所以，“正常”生理盐水实际上是1/6.5。虽然溶液被描述为等渗，但它的渗透压为308 mOsm/l，略高于血浆。此外，每升溶液中含有154 mmol的钠和氯化物，超过了血浆中钠(135~145 mmol/l)和氯化物(94~105 mmol/l)的浓度。此外，它不含血浆的其他矿物质和有机成分，因此不能被认为是一种生理溶液。1:1 [Na ] ：[Cl ]的比例远低于血浆中的1.28~1.45:1的比例，会引起高氯血症性酸中毒，这将在后面详细描述。平衡晶体，如林格氏乳酸、哈特曼溶液和血浆乳酸148，相对来说更具有生理性，可能比0.9%生理盐水更不容易引起不良事件。

3、测试知识库

液体和电解质是医院实践中最常用的处方药，直到最近，0.9%生理盐水一直是静脉输液治疗的主要药物，术后患者通常每天接受3l水和242 mmol钠(和氯化物)的中位数治疗。1999年，英国国家病人结局和死亡保密调查(NCEPOD)报告说，许多病人，特别是那些极端年龄的病人，由于缺乏或没有知识和培训的初级医生输液过多或过少的液体而死亡。该报告还估计，20%的被研究患者的体液平衡记录不佳，或未被发现或未经治疗的体液失衡。

基于这些信息，我们调查了200名初级医生。英国对围手术期液体治疗的知识和实践进行了研究，发现在处方实践中存在很大的差异，在89%的情况下，外科团队中最年轻的成员负责液体处方。对医学院的体液和电解质平衡教学质量看法参差不齐，33%的反馈者认为不满意或很差。大多数答复者没有得到关于液体和电解质处方的任何正式或非正式准则，也不了解常用静脉注射液的钠和钾含量。在所有接受调查的医院中，外科病房都没有采用术后称重作为液体平衡的测量方法，只有不到10%的受访者知道常规称重是液体平衡的最佳系列测量方法。只有56%的答复者表示，早上查房时检查了体液平衡图，不到一半的人知道0.9%生理盐水或钠的需求量，虽然钾补充剂通常是正确的，但25%的受访者建议每天摄入2升0.9%的生理盐水，这是正常维持需求的三到四倍，这与Rhoads的观察结果相呼应，Rhoads在1957年写道:“水和电解质平衡的主题被一系列建立捷径的努力所掩盖”。和威奇在1986年说的:“体液和电解质疗法已经成为医学中如此熟悉的一部分，以至于很少被仔细研究”，这不是一个简单的问题，而是一个需要仔细研究和思考的问题。

然后，我们对英国710名顾问外科医生进行了邮件调查，其中大多数人认为目前围手术期液体管理的做法令人不满意。只有22%的情况下，初级医生得到了书面指导。只有16%的人认为初级医生在这方面接受了充分的培训，35%的人认为体液平衡图没有准确维护，护理短缺是最常见的不准确原因。只有30%的医生认为术后患者接受了适量的水、钠和钾。

对医生和护士进行更好的培训和教育是改善体液和电解质平衡管理的关键，我们表明，为研究生学员举办专门的体液和电解质治疗互动讲习班是解决目前知识和培训不足的成功方法。

4、建立了研究健康受试者输液效果的实验模型

在检查患者对静脉输液的反应之前，我们认为重要的是要确定在不受损伤或炎症反应影响的正常人类受试者中静脉输注各种晶体的反应。因此，他们开发了一种具有交叉设计的实验模型，该模型已被证明是富有成效和可重复性的。我们在1小时内向健康受试者输注2l液体，然后随访6小时，每小时测量体重、血液化学、尿量和化学。在第一项研究中，我们在不同的场合注射2升0.9%生理盐水或5%葡萄糖(有效的游离水)，持续1h以上。葡萄糖输注迅速排出，受试者很快恢复到基线体重，而大约2/3的生理盐水在开始输注6小时后仍留在体内。这与完成输注后红细胞压积和血红蛋白下降约8%和血清白蛋白浓度下降19%有关。血清白蛋白浓度下降较大是因为白蛋白主要分布在血浆中，而红细胞压积在全血中，因此白蛋白的稀释比红细胞压积的稀释大得多。然而，观察到的白蛋白浓度下降(~19%)大于计算的下降(~14%)，这表明除了稀释之外还有再分配因素，可能是由于内皮糖萼的损伤和快速体积扩张引起的毛细血管通透性增加。这加强了血清白蛋白浓度主要是稀释和炎症的标志，是营养状况的不良标志的结论。正如预期的那样，葡萄糖输注后出现了短暂的高血糖和低血氧症。所有受试者在盐水输注后都出现了持续的高氯血症，但当时我们没有注意到这一发现的重要性。

我们还对这些受试者进行了双频生物电阻抗分析，并惊讶地注意到葡萄糖后阻抗增加，导致计算出的全身水分和细胞外液体积的净下降。生理盐水后阻抗降低，导致计算的全身水分和细胞外液体积增加。我们假设出现这种情况的原因是，由于葡萄糖中没有电解质，而自由的水不是电的良好导体，葡萄糖溶液充当电阻并增加阻抗，而盐水中的电解质使其充当导体，导致测量阻抗降低。

随后，我们进一步发展了Nadler公式，通过体重、身高和红细胞压积来计算晚期血容量，根据体重和红细胞压积随时间的变化来计算血容量和间质液容量的变化。

5、0.9%生理盐水和高氯血症性酸中毒

0.9%生理盐水的问题早在1911年就被发现，当时Evans评论了使用0.9%生理盐水的鲁莽行为，尤其是在术后。他写道:“必须承认，记住人体每天排泄的正常盐量约为12克，这种量的盐在血液中的积累可能会对肾上皮产生明显的刺激，因为在3升溶液中，引入了27克盐。如果肾小管上膜严重受损，而肾小球的排水功能仅轻微受损，则血盐负荷过重将更为明显。然后皮下注射的溶液中的水会被排出，但氯化钠不会。”即使在最近，也有因患者摄入过量0.9%生理盐水而导致死亡的报道。

我们使用之前建立的实验模型对比0.9%生理盐水与哈特曼溶液的作用，发现在1 h内输注2 升 0.9%生理盐水后，所有受试者都出现了持续6 h以上的高氯血症。血清氯离子浓度高达108 mmol/l(我们实验室的正常上限为105 mmol/l)，而哈特曼溶液的血氯浓度保持在正常的生理范围内。盐水后强离子差的下降明显大于平衡晶体后的下降，根据Stewart假说(强离子差(mmol/l)[Na +]+[K +]-[Cl -])解释了生理盐水后发生的酸中毒。因此，即使在健康受试者中，过量生理盐水也会产生持续6小时以上的高氯性代谢性酸中毒。在两次输注结束时，体重的变化表明体重增加了大约均为2kg，但输注后下降更快，Hartmann’s溶液比生理盐水排泄快，说明前者排泄快于后者。尿液的变化也反映了这一点。哈特曼氏溶液相比生理盐水，受试者排尿更早(开始输注后70分钟和180分钟)，且更频繁。输入哈特曼溶液后尿量和钠排泄量也明显增加，说明盐水后盐和水潴留量增加。这种滞留发生在间质空间而不是血管内腔室，并导致水肿的发展。进化是一个缓慢的过程，而且发生在盐稀缺的环境中，因此，虽然我们的肾脏有效地保留了盐，但它们在排泄过量盐方面的效率要低得多，而我们只是在最近才接触到过量盐。对损伤的代谢反应也进化到试图保留盐和水以维持血管内容量。在上述实验模型中，对液体输注的激素反应的测量表明，利钠肽水平仅对体积扩张有短暂的反应，而对钠超载本身没有反应。钠超载的排泄完全依赖于肾素-血管紧张素-醛固酮系统的缓慢和被动抑制。

高氯血症是肾脏血流变化的关键决定因素，在动物研究中已被证明对肾脏有不良影响。肾内输注含氯溶液，如生理盐水或氯化铵，导致狗肾血流量和肾小球滤过率下降。其他动物实验表明，钾诱导的肾血管收缩既依赖也反应于细胞外氯离子浓度的增加。此外，氯浓度在病理范围内导致体外严重的肾血管收缩。在这些研究的基础上，我们使用先前建立的实验模型来研究生理盐水和平衡晶体(Plasma-Lyte 148, Baxter)在超过1小时输注2升以及一种平衡晶体液(Plasma-Lyte 148, Baxter健康保健，Thethford, UK)后，使用磁共振成像(MRI)研究肾脏血流动力学的效果。使用我们之前开发的公式计算的血容量变化在两次输注后几乎相同。然而，经生理盐水处理后，间质液体积的张远大于平衡晶体液。正如我们之前的实验，在生理盐水和尿液变化相似的情况下，出现了持续的高氯血症酸中毒。MRI显示，生理盐水输注后肾脏平均血流速度显著降低，血浆电解质输注后肾脏平均血流速度维持在基线附近。此外，肾皮质组织灌注在生理盐水后明显下降，但在血浆电解质输注后仍保持在基线附近。生理盐水治疗后肾容量增加的程度大于血浆电解质治疗后，但这没有统计学意义。然而，由于肾脏是一个相对较小的器官，被包裹在一个紧密的囊内，即使体积很小的变化也会增加器官内组织压力，扰乱血流动力学。

我们重复这个试验，将1升6%的羟乙基淀粉溶液混悬于生理盐水或平衡盐液中在1小时内输注。虽然两种输注的血容量扩张能力几乎相同，但有趣的是，在平衡盐液中注入胶体后，肾皮质组织灌注明显增加，而在生理盐水中注入胶体后，肾皮质组织灌注仍保持在基线附近。这表明，平衡盐液中的胶体可以增加肾皮质组织的灌注，而这种作用被生理盐水和相关的高氯血症酸中毒所抵消。

那么，高氯血症性酸中毒对肾脏有什么影响呢?整理我们从自己和其他人的实验中收集到的信息，我们看到，当传入肾小动脉中存在高氯血症时，氯化物通过肾小球过滤，而不是在近端小管中重新吸收。高氯离子浓度呈现在远端小管和氯化物进入黄斑致密引起的去极化基底膜和腺苷的释放。在肾脏中，与心脏不同，腺苷作用于a1受体并产生是血管收缩而不是血管扩张，这导致动脉阻力增加，肾血流量和灌注减少。最终结果是尿量和钠排泄减少，导致盐和水潴留。除了对肾脏的影响外，生理盐水过量和由此引起的高氯血症性酸中毒对各种代谢过程和器官功能都有不利影响（图1）。

下一个问题是这些病理生理变化对术后结果有影响吗?第一项随机临床试验(RCT)比较了生理盐水和林格氏乳酸溶液对腹主动脉瘤修复患者的影响，结果显示，接受生理盐水的患者比接受林格氏的患者需要更大体积的红细胞(780比560毫升)、血小板(392比223毫升)和碳酸氢盐治疗(30比4毫升)。虽然生理盐水组的中位血量丢失增加了600毫升，但这种差异没有统计学意义。高氯血症性酸中毒在生理盐水组是明显的，但这并没有导致结果的明显差异，除了需要大量的碳酸氢盐来纠正碱缺失并使用更大剂量的血制品。另一项比较肾移植患者0.9%生理盐水和乳酸林格盐的随机对照试验不得不提前停止，因为其中一组19%的患者出现高钾血症。由于溶液中钾的含量，人们认为它属于林格氏液组。然而，当随机编码被打破时，这被证明在生理盐水组。此外，生理盐水组有31%的患者接受代谢性酸中毒治疗，而林格氏组为零。虽然两组术后肾功能比较无统计学差异，但接受生理盐水的患者术后4 h尿量(1.6 vs. 2.1 l)和24 h肌酐清除率(84 vs. 94 ml/min)均低于接受林格氏液组的患者。第三项随机对照试验将持续创伤的成年患者随机分组，接受0.9%生理盐水或血浆在伤后24小时内进行复苏[53]。在46例可评估的患者中，血浆组对碱剩余的改善明显大于生理盐水组。达到24 h时，血浆组动脉pH值高于生理盐水组，血清氯离子浓度低于生理盐水组。然而，两组之间在给液量、24小时尿量、资源利用和临床结果比较方面没有显著差异。这些随机对照试验是在相对较少的患者中进行的，因此，两组之间临床相关结果测量没有差异可能代表II型错误。

大型观察性研究表明，0.9%生理盐水可能导致不良事件，特别是在研究肾脏结局时。一项倾向匹配的研究，2788名接受腹部大手术的成年人只接受的生理盐水和926例在手术当天仅接受平衡盐的患者，结果显示，接受生理盐水的患者未调整的住院死亡率(5.6%对2.9%)和发生并发症的患者百分比(33.7%对23%)显著高于接受0.9%生理盐水的患者(P < 0.01)。校正混杂变量后，生理盐水组的死亡率仍然较高，但差异不再具有统计学意义。生理盐水组的患者明显更需要输血，有更多的传染性并发症，需要透析的可能性是其他组的4.8倍(P < 0.001)。在平衡盐组中，发生并发症的几率降低了21%。在一项开放标签前瞻性序贯研究中，连续接受重症监护的患者(择期手术后30%)接受富氯化物(n = 760)或限氯化物(n = 773)治疗，发现在调整了共同变量后，限氯化物组患者发生急性肾损伤的风险较低[发生比(OR) (95%)]CI: 0.52 (0.37~0.75)， P < 0.001]，同时对肾脏替代治疗的需求降低[OR (95% CI) 0.52 (0.33~0.81)，[P=0.004]。然而，在住院死亡率、住院时间和重症监护病房时间方面没有显著差异。

一项对22,851例术前肾功能和血清氯化物浓度正常的手术患者的研究表明，22%的患者发生急性术后高氯血症(> 110mmol/ l)。在与血氯正常患者进行倾向匹配后，高氯血症患者术后30天死亡率的风险更高[3.0 vs. 1.9%;或(95% CI): 1.58 (1.25~1.98)]，中位住院时间比术后血氯浓度正常的患者长0.7天。术后高氯血症患者也更容易出现术后肾功能障碍。

另一项针对3116例全身性炎症反应综合征患者的倾向匹配研究显示，住院死亡率(3.27%vs1.03%，P < 0.001)与住院时间有关(4.87 vs. 4.38, P=0.016)生理盐水组高于平衡盐组。生理盐水组的再入院率、心脏、感染和凝血功能并发症也显著增加，但急性肾功能衰竭的发生没有差异。

一项随机对照试验对2278名入住重症监护室的患者进行随机分组，分别接受平衡盐或生理盐水，以预防肾脏并发症的影响。两种方案后需要肾脏替代治疗的患者比例及生存概率相同。然而，患者在重症监护病房的整个住院期间(不仅仅是一天)接受的平均总液体量为2升。此外，作者没有报告血清氯化物浓度。由于给予的液体量相对较少，患者不太可能发生液体过载，也不太可能在生理盐水后发生高氯血症酸中毒，这可能解释了两组之间缺乏差异。我们自己的研究表明，为了发生不良事件，血清氯化物浓度应≥107 mmol/l。

在美国进行的另外两项随机对照试验研究了平衡盐与生理盐水在非危重患者(SALT-ED研究，n =13,347)和危重病人(SMART研究，n=15802)中的作用。在SALT-ED研究中，与接受生理盐水治疗的患者相比，接受平衡盐治疗的患者在30天内主要肾脏不良事件的发生率显著降低，[校正优势比](aOR) 0.82 (95% CI 0.70 ~ 0.95)， P < 0.01)。在SMART研究中也看到了类似的结果，在平衡盐组中，主要肾脏不良事件较少[aOR 0.90 (95% CI 0.82至0.99)，p0.25 0.04]，无肾脏替代治疗的天数更长[aOR 1.11 (95% CI 1.02至1.20)，p0.25 0.01]。

在最近以摘要形式发表的一项体外实验中，我们试图询问是否有血管成分引起高氯血症性酸中毒引起的急性肾损伤。我们首先使用分离的猪肾动脉，并表明，如果我们把它们放在含有高浓度氯化钾池中，浓度和收缩之间几乎呈线性关系。然后，我们使用增加浓度的NaCl，发现即使在临床相关浓度的氯化物下，收缩程度也相似，尽管较小。肾动脉的浓度依赖性收缩大于肠系膜动脉。下一个目标是确定这些收缩是钠依赖还是氯依赖。我们使用了相似浓度的葡萄糖酸钠，但这并没有产生浓度依赖性的收缩性增加，这证实了高氯化物浓度是造成这种情况的原因。

最近一项实用的双盲随机对照试验研究了808名死者供者肾移植，结果显示，与生理盐水相比，含平衡盐的静脉输液治疗可降低移植物功能延迟恢复的发生率[aRR 0.74 (95%)]CI 0.66 ~ 0.84);P < 0.0001]，进一步证实0.9%生理盐水对肾脏的有害作用。

图1 生理盐水过量的不良反应

图2 胃肠道水、盐过负荷的不良反应

6、接近零液体平衡的概念

威尔金森和他的同事发现，在手术后的头六天，钠和氯化物的排泄都减少了，并在最初认为这可能是术后正常饥饿期间盐摄入量不足的结果。然而，即使在静脉或口服维持盐摄入量的情况下，这些发现仍然存在，这使他们得出结论，钠和氯化物排泄的减少“不仅是摄入失败的表现，也是某种导致钠和氯化物潴留的积极过程的表现”。这类似于摩尔描述的损伤反应的分解代谢阶段发生的钠潴留，导致钠和水潴留，表现为水肿。

虽然日常维持需水量为25~30 ml/kg，钠需水量为1~1.2 mmol/kg，钾需水量为1 mmol/kg，但术后患者可以接受大量的盐和水维持，尽管术后早期存在盐和水潴留状态。1938年，Mecray及其同事通过低蛋白饮食、反复血浆置换和每次用等体积的0.9%生理盐水替换抽取的血液，对10只低蛋白血症犬进行治疗。他们发现，通过透视观察钡餐的传输，平均胃排空时间，与血清蛋白浓度成反比。我们认为，这可能是由于盐和水超载，而不是低蛋白血症本身，特别是因为他们能够在手术和解剖组织学上证明低蛋白血症狗的胃严重水肿。

因此，我们设计了一项生理实验，通过随机分配接受无并发症结肠手术的患者，根据当时的医院惯例接受术后静脉输液，研究适度液体增加的临床后果。[≥3升水和154毫摩尔钠/天(标准组)或≤2升水和77毫摩尔钠/天(限制组)]。主要终点为术后第4天采用双同位素放射性核素显像术测量的固相和液相胃排空时间。标准组体重增加3kg，反映出盐和水的正平衡，而限制组则为零平衡。两组间尿量、尿钠排泄量及血尿素浓度比较无显著性差异。在标准组中，固相和液相胃排空时间(t50)明显更长(中位数:175 vs.72.5分钟，P = 0.028; 110分钟，分别对比73.5分钟，P = 0.017)和2.5天后排便(中位数:6.5 vs. 4天，P = 0.001)。虽然该研究的目的不是寻找并发症发生率的差异，但限制组患者的副作用和并发症较少，并且能够提前3天出院。这些结果表明，盐和水潴留不是一种无害的、不可避免的附带现象，应尽可能避免，将维持液限制在达到零平衡所需的量。布兰德斯特鲁普和他的同事进行了一项类似但规模更大的研究，他们比较了一组受到限制的人，他们接受了足够的液体来维持他们接近零的液体平衡状态，而标准组的人接受了足够的液体来增加他们的体重3~7公斤。他们发现，标准组的并发症几乎是限制组的两倍，当他们根据患者接受的液体量将这些数据进行分解时，他们发现，如果患者在手术当天接受的液体量少于3.5 升，并发症发生率远低于接受超过5.5 升的患者。同样，如果体重增加<0.5 kg，并发症发生率低于体重增加2.5 kg的。

另一项随机对照试验无法显示结肠直肠手术后接受限制和标准液体的患者在结果上的差异。然而，由于标准组的患者体重增加了约1公斤，而限制组的患者体重减轻了约1公斤，两组之间的临床结果没有差异可能是因为标准组的患者没有接受过量的盐和水。相比之下，对液体疗法的仔细研究表明，我们研究中的“标准”组和Brandstrup及其同事的研究对象实际上摄入了过量的盐和水，而“受限”组则摄入了适量的液体，以保持体液零平衡的状态。

另一项研究表明，“标准”组摄入适量的液体以保持平衡，而“限制”组可能摄入的液体太少，“标准”组的情况好于“限制”组。

液体与药物类似，具有剂量依赖性反应。随着剂量的增加，可以看到积极的效果，直到达到最佳平台。随着剂量的进一步增加，过量的不良影响变得明显。我们对随机对照试验进行了荟萃分析，随机分配患者接受标准/自由液体方案或限制方案，首先使用作者的定义，然后重新检查患者实际接受的治疗，并比较达到液体平衡状态的患者和接受过少液体或有症状的患者之间的结果。使用作者的定义，两组之间的并发症发生率和住院时间没有差异。然而，当我们根据患者实际接受的情况重新分析数据时，我们发现在液体平衡状态下进行管理的患者发生并发症的风险降低了41%，与不足或超量的人相比，住院时间缩短了3.4天。美国两项大型队列研究均证实了这一点，其中作者表明，考虑到住院时间、费用和并发症，给予适量液体的患者比给予过多或过少液体的患者表现更好。

盐和水超负荷也会损害胃肠道吻合口的愈合。一项对大鼠的实验研究表明，与未液体超载的动物相比，晶体液超负荷的动物出现粘膜下肠末梢水肿，吻合口断裂强度明显降低。一项对创伤后结肠切除术和吻合术患者的回顾性队列研究发现，发生吻合口破裂的患者在头三天每天输注的液体比没有破裂的患者多。在多变量分析后，作者确定，如果前72小时的累积晶体液负荷量＞10.5 升，则发生吻合口裂开的风险增加5倍。

从我们自己和其他人的工作中，我们已经证明了过量的盐和水管理的不良影响，以及准确的处方对实现尽可能接近零平衡的重要性。我们也展示了过量的生理盐水及其引起的高氯血症酸中毒对术后预后、吻合口愈合和胃肠道功能的不良影响(图2)。有证据表明，少量液体过量导致体重增加约1~2公斤不会产生不良影响，但当体重因液体过量而增加至少2.5~3公斤时，就会产生不良影响，并发症也会增加。

最近，在一项多中心、多国的随机对照试验中，3000名预计在接受腹部大手术时并发症风险增加的患者被随机分配到限制性或自由输液组，观察时限为术后24小时。主要结局为1年无残疾生存率，两组相同。然而，发生手术部位感染和急性肾损伤的患者数量较多，并需要肾脏替代治疗的比例，限制组明显高于自由输液组。然而，使用的液体是一种平衡的晶体，而不是0.9%的生理盐水，并且已经表明，平衡的晶体不太可能在体内保留，并且比生理盐水更少导致液体超负荷。24 h后无体液平衡记录，自由输液组体重仅增加1.6 kg，低于阈值2.5~3 kg才会产生不良反应。因此，这项研究表明，当使用平衡晶体时，适度自由的输液方案可能比真正限制的方案更安全。

最近，一项针对急性胰腺炎患者使用乳酸林格液进行目标导向的积极或中度复苏的多中心随机对照试验在中期分析后不得不过早停止(计划样本量为744例，其中招募249例)，因为早期积极的液体复苏导致较高的液体过载发生率[20.5% vs. 6.3%](调整相对风险(aRR)， 2.85;95%可信区间,(1.36 ~ 5.94, P¼0.004)]与接受更适量复苏液的患者相比，临床结果没有改善。

最近一项包含883例患者的3项随机对照试验和4项非随机研究的荟萃分析显示，尽管证据质量为中低，但避免外科病房患者术后液体超负荷与随机对照试验(RR)中总并发症发生率的降低有关(0.46, 95% CI 0.23 ~ 0.95;P < 0.03)，但在非随机研究中没有(RR 0.74, 95% CI 0.53 ~ 1.03;P < 0.07)。此外，在非随机研究中，避免液体超负荷与住院时间的显著缩短相关(平均差为1.81天，95% CI为-3.27至- 0.35;P¼0.01)，但在rct中没有(平均差异0.60天，95% CI -0.75至1.95;(0.38)。

7. 脱水和结果

虽然液体过量并不罕见，但脱水也不罕见。研究表明，夜间禁食和液体剥夺可使尿渗透压增加至800 mOsm/kg，这表明脱水。另一方面，如果遵守目前的术前禁食指南，并允许患者在麻醉诱导前长达2小时饮用清流质，他们来手术室的时候水合作用正常，尿液渗透压也正常。没有充分补水的机械肠道准备会导致体重平均减少1.6公斤，这意味着身体总水分减少1.6升。一项对接受儿科手术的患者的研究表明，术前较长的液体剥夺时间与诱导麻醉后低血压的风险增加有关。然而，即使在这十年中，患者仍然禁食和剥夺液体不必要的时间，那些接受紧急手术的患者可能比那些接受选择性手术的患者禁食的时间更长。

在一项对200名急诊住院的老年患者进行的前瞻性研究中，我们发现37%的人脱水，入院时脱水的人在医院死亡的可能性是入院时正常脱水的人的六倍。

在一项回顾性队列研究中，32,980名在医学专科住院的老年人中，2932人(8.9%)出现脱水，190人(0.6%)是入院的主要原因。急性肾损伤发生率为47.7%的脱水患者，而非脱水患者为15.9% (P < 0.001)。初步诊断为脱水的住院患者有一个，17%的30天死亡率和44%的1年死亡率相比无脱水患者分别为7%和25%(p < 0.001)。此外，在住院期间被诊断为脱水的患者在医院死亡的可能性是没有脱水的患者的两倍。

在进一步的回顾性数据库研究中，我们发现急诊病房共有6632名老年人，27%患有高渗性脱水，其中39%患有急性肾损伤。高渗性脱水患者发生急性肾损伤的可能性是正常水合患者的4倍，30天死亡率比正常水合患者高60%。

这些研究再次强调了体液状态与并发症之间的u型关系。体液超负荷对细胞和代谢的一些影响与体液和电解质缺乏类似，偏离正常体液平衡状态的任何一个方向都可能增加并发症(图3)。

8. 目标导向液体疗法

术中目标导向液体疗法(GDFT)使用测量脑卒中容量和心输出量的方法来告知管理人员输入少量液体(通常为200 - 250毫升胶体，有时为晶体液)以优化脑卒中容量，这已经使用了20多年。目的是优化病人个人Frank-starling曲线下的每搏量。每搏量改善超过10%表明需要额外的液体注射，而反应性低于10%表明心脏收缩能力足够，维持当前的基本液体输注就足够了。血流动力学监测可以使用多种设备进行，如经食管多普勒、锂稀释技术、校正血流时间和脑卒中容量变化监测。虽然最初的研究表明GDFT导致更少的并发症和更短的住院时间，但两项荟萃分析(一项针对腹部大手术患者，另一项针对结肠直肠手术患者)表明，尽管GDFT对采用传统围手术期治疗方案的患者有益，但在临床中没有统计学意义上的显著益处。这可能是因为采用ERAS治疗方案的患者不太可能像那些采用传统治疗的患者那样液体超负荷。

然而，有证据表明GDFT可能对高危患者人群更有益。这一点尚未得到证实，一项大型多中心随机对照试验对734名接受大胃肠手术的高危患者进行了研究，比较了心输出量引导血流动力学治疗与常规治疗，结果显示30天中度或重度并发症和死亡率的发生率没有显著差异。当这些数据被纳入同一篇论文的荟萃分析时，干预与并发症发生率的显著降低相关(RR 0.77;95%可信区间0.71至0.83)，但住院或30天死亡率没有显著降低。因此，建议在ERAS方案中，GDFT应用于接受高风险手术的高危患者。然而，在接受高风险手术的低风险患者或接受低风险手术的高风险患者中，可以监测每搏量的变异率。

9、降阶梯治疗

有时，特别是在重症监护室，在复苏的抢救和优化阶段，当目标是挽救生命和优化心输出量和氧气输送时，盐和水超负荷是复苏过程中不可避免的后果。有研究表明，在脓毒症患者抢救后的48小时内，患者体内总水量可增加12.5 升，体重增加12.5 kg。这种滞留的液体需要长达三周的时间才能排出。因此，一旦患者病情稳定，降低液体治疗的强度是很重要的，以避免进一步不必要的液体超负荷，防止进一步的器官损伤。这可以通过让患者停用血管加压药物并以负体液平衡为目标来实现。我们发现，如果对从重症监护病房出院的液体过多的患者进行低浓度、小容量的喂养，有时结合低剂量利尿剂或偶尔寡盐的20%白蛋白输注，水肿在7~14天内消退，体重减轻约10kg，而血清白蛋白浓度增加10g /l，主要是由于消除了液体积聚，逆转了白蛋白的稀释和重新分配，而不是由于白蛋白合成增加。

10、围手术期液体和电解质治疗实用指南

在给病人开静脉输液处方之前，我们得先问问他们的必要性。如果需要输液，有三个可能的原因:复苏、维持或更换(图4)。病人从一个阶段迅速过渡到另一个阶段。应认识到这一点，并根据病人的需要给予适当的液体和电解质。液体疗法的最终目的是支持病人直到胃肠功能恢复，病人能够吃和喝。肠道和肾脏是体液平衡的最佳调节器。一种实用的算法，液体管理的前，内和术后时期的手术路径提出如图5所示。

11、结论

液体和电解质的供应与食物和营养物质的供应是分不开的。本综述的研究表明围手术期液体和电解质治疗对临床结果有重要影响，呈u型剂量反应，过量或不足会逐渐增加并发症并恶化预后。体重增加超过2.5kg时，盐和水超载会恶化手术结果，损害胃肠道功能，增加吻合口坏死的风险。过度输注0.9%生理盐水引起的高氯血症性酸中毒会导致许多器官系统的不良后果和功能障碍，尤其是肾脏。在细胞水平上，盐和水的缺乏会造成类似的不良影响，也会导致更糟糕的结果。强调了准确和适当的液体和电解质处方的重要性以及监测(例如按体重)的价值。血清白蛋白主要受稀释和炎症的影响，并不是一个好的营养指标。这些发现已被纳入英国成人外科患者静脉输液治疗共识指南(GIFTASUP)和国家健康与护理卓越研究所(NICE)住院成人静脉输液治疗指南，并有助于改变临床实践和改善结果。