血乳酸是葡萄糖无氧代谢的最终产物,是由丙酮酸降解而形成,在皮肤、大脑、骨骼肌、红细胞和小肠黏膜中均可以产生,主要在骨骼肌、心肌细胞中氧化为丙酮酸,丙酮酸可合成葡萄糖或进人三羧酸循环氧化生成二氧化碳和水,经过肝脏代谢后由肾脏分泌排泄。一般情况下,血乳酸水平总是保持一定的水平,其水平反映了组织和肝脏的基本代谢量。组织缺氧时由于呼吸循环或细胞功能的失调导致乳酸产生过量,同时肝脏的低灌注和利用不足亦导致乳酸升高。正常人的动脉血乳酸<1．5 mmoL／L,静脉血乳酸<2．0 mmoL／L,当血乳酸>4．0 mmoL／L时即为乳酸中毒^{[ 1]}。乳酸中毒多因乳酸产生过多和利用障碍两者共存的结果。乳酸合成的唯一途径是细胞内的丙酮酸在乳酸脱氢酶催化下转化为乳酸,乳酸的利用也是通过此途径转化为丙酮酸。转化途径：丙酮酸+还原型的尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（即还原型辅酶Ⅰ,nicotinamide adenine dinucleotide,NADH）+氢离子（H⁺ ）←→乳酸+尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（辅酶Ⅰ,NAD⁺ ）。血液中乳酸水平是由丙酮酸水平和细胞液中NADH／NAD⁺比值决定的。乳酸和丙酮酸的平衡取决于丙酮酸合成与分解之间的平衡。NADH／NAD⁺比值反映了胞浆内氧化还原状态。NADH／NAD⁺比值增高,氧化反应受到抑制。因此乳酸增高是由丙酮酸水平增高或NADH／NAD⁺比值增高所致。丙酮酸的主要来源为糖酵解途径。丙酮酸是碳水化合物和氨基丙酸代谢的中心点并且是糖酵解途径最初的终末产物;丙酮酸也可由肝脏内的丙氨酸脱氢基和肾脏的谷氨酞氨生成。这虽是一条重要的糖原异生途径,尤其是在肝脏中,但其生成丙酮酸的量比糖酵解要少得多。

二、乳酸与临床疾病

1． 乳酸与脓毒症 脓毒症被定义为由感染引起的全身炎症反应综合征（systemic inflammatoryresponse syndrome,SIRS）,是诱发脓毒性休克、器官功能障碍综合征（multiple organdysfunction syndrome,MODS）的重要原因。早期积极干预脓毒症发生、发展有助于并发症的防治。脓毒症的特征是机体有效循环血量急剧减少。当组织灌注减少,组织细胞缺氧时,糖的有氧氧化过程受限,三羧酸循环受阻,而无氧酵解的产能途径被激活,乳酸被大量合成,如果超过肝脏等其他器官的利用能力,则造成乳酸堆积,使本来中性的糖原转变为强酸性的丙酮酸、乳酸,从而导致乳酸血症的形成^{[ 2]}。当发生严重感染时,在常规血流动力学监测指标改变之前,往往已经存在组织低灌注和细胞缺氧,血乳酸水平已升高,从而出现高乳酸血症。由于脓毒症,尤其是重度脓毒症和脓毒症休克患者极易出现氧供与氧耗失衡、组织灌注异常。而血乳酸水平升高是组织灌注和氧输送不足的早期敏感生化指标,因此血乳酸可作为评估疾病严重程度及预后的指标之一。血乳酸水平短期恢复正常者预后良好。由此可见,乳酸监测对于脓毒症患者来说是十分必要的^{[ 3]}。多年来血乳酸已经被用于反映心排量,用以评估氧消耗和氧输送之间的关系,帮助评估高危患者的预后^{[ 4, 5]}。Henning等^{[ 6]}证实脓毒症休克患者乳酸水平从2 mmol／L上升至8．0 mmol／L时其存活率从90％降至10％。许多研究也发现,脓毒症患者血乳酸水平的升高程度与死亡率密切相关。严重脓毒症患者无论有无合并器官功能衰竭和休克,其早期血乳酸水平与死亡率呈明显正相关。Trzeciak等^{[ 7]}研究1 177例感染患者,乳酸水平正常（<2．0 mmol／L）、中（≥2．0~3．9 mmol／L）、高（≥4．0 mmol／L）的患者的死亡率分别为15％、25％、38％。许丽等^{[ 8]}和李政霖等^{[ 9]}的研究都显示脓毒症患者死亡组血乳酸明显高于生存组（ P<0．01）。这些研究结果都表明脓毒症患者早期血乳酸水平可以作为死亡预兆的一个指标。因此,血乳酸水平能准确反映机体的状态、疾病的严重程度,可作为评估预后的一项重要指标。但由于脓毒症是一个复杂的动态变化过程,而血乳酸水平是乳酸生成、清除、转化及利用的一个综合过程。因此测定某一时间的血乳酸水平还不能准确反映机体组织的氧合状态、疾病的严重程度及预后。近年来临床上开展了对血乳酸的动态监测,并提出了血乳酸清除率的概念^{[ 4, 10]}。临床上常用早期动态监测严重脓毒症患者动脉乳酸及6 h动脉乳酸清除率来判断患者预后和病情的严重程度。

2． 乳酸与ACOP ACOP仍是急性中毒死亡的最主要原因^{[ 11]}。当机体暴露于高浓度一氧化碳（CO）环境后,CO通过肺迅速弥散入血,与红细胞上的血红蛋白（Hb）结合,形成稳定的碳氧血红蛋白（COHb）,同时使氧合血红蛋白（HbO₂）的解离曲线左移,引起血液性缺氧;CO与Hb的亲合力比氧（O₂）与Hb的亲合力大240倍,而COHb解离为HbO₂解离的1／3 600^{[ 12]}。因此,即使肺吸入相对少量的CO,血液中也会产生大量COHb。COHb不仅本身不能携氧,还影响HbO₂携氧,妨碍O₂的运输,引起缺氧。由于组织缺氧,使机体处于严重缺氧和能量代谢障碍状态,可导致细胞水肿、缺氧、酸中毒及细胞膜通透性增高。有研究表明,高浓度CO可与含二价铁的肌球蛋白结合,影响O₂从毛细血管弥散到细胞内的线粒体,损害线粒体的功能,使体内发生氧化损伤和脂质氧化损伤,进一步造成机体严重缺氧^{[ 13]}。ACOP临床症状与COHb含量（COHb％）密切相关^{[ 14]},COHb％越高,症状越重。乳酸是体内无氧酵解的正常产物。当氧化不足时,过量的NADH积聚,即启动了糖酵解途径,乳酸随之产生。机体缺氧程度越深,乳酸产生也越多。杨聪慧等^{[ 15]}的研究表明乳酸在ACOP诊断和疗效观察中具有与COHb同等的应用价值。因此乳酸可作为ACOP病情判断的敏感指标,其监测使临床能及时快速地了解ACOP患者的内环境,可以为患者制订抢救治疗措施以及病情监测和预后提供重要依据。

3． 乳酸与新生儿窒息 新生儿窒息是新生儿最常见的症状及致残或死亡的主要原因。对于窒息新生儿,出生后的Apgar评分、头颅影像学检查及血气分析不能很好反映病情的严重程度及预后,不能正确地反映新生儿出生后缺氧及酸中毒的程度。目前临床上已用新生儿乳酸水平及乳酸清除率来评估窒息的程度。方琼英^{[ 16]}的研究表明窒息患儿的血乳酸水平明显高于正常对照组（ P<0．05）,重度窒息组血乳酸水平明显高于轻度窒息组（ P<0．05）。提示随着缺氧和患儿窒息程度的加重,血乳酸水平明显升高。因此,乳酸可作为围生期新生儿缺氧的生化监测项目之一。Shah等^{[ 17]}通过测试窒息足月新生儿出生后1 h、剩余碱（BE）、酸碱度（pH值）及血清乳酸水平,发现中、重度新生儿缺氧缺血性脑病（hypoxic-ischemic encephalopathy,HIE）患儿最初的乳酸水平明显偏高,为（11．09±4．60）mmol／L,并且乳酸水平需要持续相对长的时间恢复正常,而轻度HIE患儿乳酸水平为（7．10±4．70）mmol／L;还发现血乳酸>7．5 mmol／L与中、重度HIE相关,其敏感性为94％、特异性为67％;血乳酸对于HIE的敏感性和预测价值均比pH值、BE高。Abessolo等^{[ 18]}测定了新生儿脐带血中乳酸、超氧化物歧化酶（super-oxide dismutase,SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase,GPx）水平,并分析这些指标与5 min Apgar评分的相关性,发现乳酸同5 min Apgar评分相关性最强。Groenendaal等^{[ 19]}通过测定动脉血乳酸水平来预测早产新生儿是否发生严重后果（死亡、异常脑发育）,发现出生后3 h内动脉血乳酸水平可反映早产儿有严重后果。因此,用乳酸水平来评估高危新生儿的方法是很有临床应用前景的。目前,已有学者提出通过测定尿乳酸水平升高率来早期评价是否存在HIE高危因素^{[ 20]}。Liu等^{[ 21]}通过研究足月窒息新生儿、正常足月新生儿在出生后3 d内尿神经损伤特异性蛋白（S100B）水平和乳酸／肌酐比值,发现在1~3 d内窒息患儿的尿S100B水平和乳酸／肌酐比值明显偏高,且敏感性较高。急、慢性胎儿窘迫胎儿脐血中每100个白细胞中的有核红细胞数目、乳酸水平均高于正常新生儿,且中、重度HIE者高于轻度HIE;2个指标联合检测可以早期预测HIE的发展和严重程度^{[ 22]}。虽然把乳酸作为组织低灌注唯一的敏感、特异的标志物一直有争论,但是许多研究发现早期血乳酸测定对判断病情及预后比其他指标更有帮助,而且更省时、经济、准确。

4． 乳酸与严重创伤、急性失血性休克等疾病 MODS／多脏器功能衰竭（MOF）是创伤后最严重的并发症之一。近年来研究表明,多种致病因素诱发机体出现的失控性SIRS是MODS最重要的病理学基础和形成的根本原因^{[ 23]}。严重创伤后常合并失血性休克,造成微循环障碍,直接损伤器官功能,而缺血／再灌注损伤的危害则更大。创伤后合并感染加重原有创伤性全身炎症反应的失控,造成器官功能的进一步损伤^{[ 24]}。因此,早期、准确地监测严重创伤和急性失血性休克组织低灌注和细胞缺氧程度非常重要。外伤尤其是严重多发创伤,由于存在不同程度的组织低灌注和氧合障碍,易发生高乳酸血症。为了准确评估机体组织细胞的灌注和氧代谢情况以及患者对治疗的反应,需要动态监测血乳酸水平的变化。所以乳酸清除率可作为一个重要的评估预后的指标。Bakker等^{[ 25]}把血乳酸水平超过2 mmol／L的持续时间定义为评估患者脏器功能恢复和预后的指标。Nguyen等^{[ 26]}报道,以10％作为高乳酸清除率组和低乳酸清除率组的分界值。存活组乳酸清除率明显高于死亡组,血乳酸水平在12 h内恢复至正常水平的脓毒症患者存活率为99．5％,而在12 h内血乳酸水平持续升高的脓毒症患者往往有较高的死亡率。因此将乳酸清除率<10％作为评估预测住院期间死亡率有较好的特异性和敏感性。邵秋萍等^{[ 27]}研究证实,低乳酸清除率组比高乳酸清除率组有更高的休克发生率和死亡率。血乳酸得不到有效清除,提示组织细胞灌注和氧合没有改善,病情继续恶化,极易进展为休克,致使死亡率升高。如果临床抢救治疗得当,组织灌注和氧合得以很快好转恢复,组织细胞内乳酸水平下降,乳酸清除率升高,则病情好转。因此,乳酸清除率可用于评估疾病的预后及转归。休克时由于组织器官的血液灌流发生障碍,组织细胞供氧不足,线粒体氧化磷酸化受阻,细胞内代谢由优先利用脂肪酸转向优先利用葡萄糖供能,导致糖酵解加强,胞浆内丙酮酸转化为乳酸。当体内乳酸生成率超过清除率,血乳酸水平增加,增加的幅度反映组织缺氧的程度。休克或组织低灌注时,乳酸的生成速度超过在肝、肾的代谢速度时,就表现为血乳酸水平升高^{[ 28]}。由此可见,血乳酸是反映组织缺氧的高度敏感的指标之一,其增高常较其他休克征象先出现。既往研究表明,血乳酸可作为评价重症患者疾病严重程度的指标,血乳酸持续升高提示预后不良^{[ 29, 30, 31]}。有研究表明,在创伤后失血性休克的患者中,血乳酸与器官功能障碍的程度及死亡率相关^{[ 32, 33, 34]}。在一项关于血乳酸临床应用的荟萃分析中,共纳入研究142项,结果表明血乳酸监测数据容易获得、影响因素少、临床可操作性强^{[ 35]}。由于严重创伤和围手术期患者氧代谢障碍的严重程度与预后密切相关,而血乳酸作为全身灌注与氧代谢的重要指标,其升高反映了低灌注情况下无氧代谢的增加。因此临床应重视严重创伤、急性失血性休克及围手术期等患者的血乳酸监测,及时发现组织低灌注和细胞缺氧,从细胞水平遏制休克和MODS的进展,从而改善患者的预后。

5． 乳酸与运动 人在休息时,体内产生少量的乳酸,数量常维持在约1 mmol／L。通常运动时血乳酸的浓度可以达到安静时的3~5倍。机体运动时主要是骨骼肌的运动。运动初期,机体对能量的需求量急增,机体主要是通过糖酵解作用来迅速产生能量, 血乳酸是糖酵解作用的最终产物。因此运动中乳酸生成量越大,说明糖酵解供能的比例越大,无氧耐力素质越好。血乳酸能够较准确地反映不同运动方式及运动强度下能量系统的供能情况,并且对运动员竞技状态具有明显的影响^{[ 36]} 。 郭黎等^{[ 37]}研究发现运动后血乳酸浓度和运动成绩有密切相关。周洁^{[ 38]}的研究表明用血乳酸测试监控训练强度是有效的。因此目前血乳酸水平检测被广泛用于运动训练监控中,人们运用这一指标来指导运动训练,控制运动强度,进行机能评定等。在体育科研中,尤其是在游泳、田径、划船等项目中,掌握适宜的训练强度是制定训练计划、评定训练效果的重要手段,并取得了良好的效果。

三、乳酸的检测方法

血乳酸检测法有酶显色法（检测血清、血浆乳酸）、酶电极法（检测末梢全血乳酸或动脉全血）。酶显色法用于生化仪大批量检测;全血乳酸检测法采用血乳酸测定仪或特殊的血气乳酸测定仪,方便于在临床床边操作或运动员乳酸含量的监测。酶显色法检测的血乳酸标本采集要用干肝素抗凝毛细管、一次性真空管或真空特殊抗凝管[抗凝剂：肝素锂碘乙酸盐、氟化乙二胺四乙酸（EDTA）、氟化草酸盐、氟化钠]。末梢全血乳酸检测要求采血要顺利,这样才确保血量足够且没有凝块,急诊床边全血乳酸检测由于是与血气各检测项目一起同时测定的,所以采血时多数采用的是肝素充分抗凝的动脉血,采血后应严格密封并快速检测。如需送检验科检测的全血乳酸或用酶显色法检测的血乳酸标本在采集后应马上送检,运送中应避免过度震荡,夏季需采取冷藏。在评价运动员无氧耐力素质时,应对照运动前、运动开始后不同时间段的血乳酸结果进行综合分析。临床上准确评估机体组织细胞的灌注和氧代谢情况以及患者对治疗的反应,需要动态监测血乳酸水平的变化（乳酸清除率）。史小波等^{[ 39]}研究发现同一血乳酸标本分别用血气分析仪与全自动生化分析仪测定,2台仪器的乳酸检测结果具有良好的相关性,检测结果差异无统计学意义。这说明用酶显色法和酶电极法测定乳酸具有良好的相关性。

四、结语

血乳酸是评估组织低灌注和细胞缺氧程度的良好指标,但仅以血乳酸尚不能充分反映组织的氧合状态,如合并肝功能不全的患者,而血乳酸清除率才是目前临床上评估组织氧合的常用指标。血乳酸清除率作为全身灌注与氧代谢的重要指标,其升高反映了低灌注情况下无氧代谢的增加,具有高敏感性和准确性,并且应用简便、临床操作可行,具有广阔的应用前景。