糖尿病患者围术期高血糖的研究进展

莫国惠,蔡晓莹,林世清,刘德成,王钟兴

(中山大学附属第一医院麻醉科,广州 510080)

随着人口老龄化和生活方式的改变，糖尿病的患病率逐渐升高。国际糖尿病联盟研究项目指出，2017年全球约有4.51亿人患糖尿病，预计到2045年全世界将有6.93亿糖尿病患者[1]。我国流行病学调查研究显示，糖尿病的患病率高达11.6%，其中需要接受手术治疗的糖尿病患者约占糖尿病总患病人数的25%[2]。研究发现，糖尿病患者围术期相关并发症和病死率较非糖尿病患者高5～6倍[3]。糖尿病患者由于长期存在内分泌代谢紊乱，其心、脑、肾等重要器官都存在一定程度的损伤，尤其是在手术应激时，发生高血糖的风险较非糖尿病患者明显增高，而围术期高血糖通常预示着术后并发症的发生率和病死率升高[4-8]，给围术期的管理带来了巨大挑战。治疗和预防糖尿病术后并发症的关键在于围术期血糖管理，良好的术中管理可有效降低高血糖引起的并发症，改善患者预后，加速患者术后康复，缩短住院时间、降低住院费用。现就糖尿病围术期高血糖的原因、常用的监测指标、血糖控制措施以及常见的并发症和不良预后进行综述，以期给临床医师提供参考。

1 糖尿病患者围术期高血糖的原因

糖尿病患者围术期高血糖可由多种原因引起，总的来说可归为两类。一是患者自身易感性。美国糖尿病学分会2014年指南给出的糖尿病诊断标准为：糖化血红蛋白(glycosylated hemoglobin，HbA1c)≥6.5%或空腹血糖≥7.0 mmol/L或75 g口服葡萄糖耐量试验2 h血糖≥11.1 mmol/L或有典型高血糖症状或高血糖危象患者，随机血糖≥11.1mmol/L；在无明确高血糖症状的情况下，应通过反复试验以确认结果[9]。糖尿病因本身存在绝对或相对胰岛素分泌不足而引起的内分泌代谢障碍，发生高血糖的风险增高。二是非患者自身因素，包括术前准备不充分、手术操作以及麻醉相关刺激等。术前存在焦虑以及手术麻醉相关操作的刺激也会引起患者体内儿茶酚胺、糖皮质激素、胰高血糖素等胰岛素拮抗激素分泌的增多，从而导致血糖升高[10]。一般平时口服降糖药的患者应于术前1～2 d改用短效胰岛素，且必须根据患者禁食情况调整用药剂量，如术前降糖药物停用过早或剂量不足均可导致高血糖的发生。2016年围术期血糖管理专家共识指出，中、小手术会导致患者血糖升高约1.11 mmol/L；大手术可使患者血糖升高2.05～4.48 mmol/L；而麻醉所致的应激会使血糖升高0.55～2.75 mmol/L，且全身麻醉相较于其他麻醉方式对患者血糖的影响更大[11]。

2 糖尿病患者围术期血糖监测指标

2.1随机血糖水平和空腹血糖 术前血糖水平，尤其是术前随机血糖水平，可以预测术后心血管结局。糖尿病患者术前随机血糖≥7.9 mmol/L提示非心脏手术后心肌损伤[12]。术前高血糖反映机体处于氧化应激、急性炎症状态，会降低一氧化氮介导的血管扩张，导致缺血再灌注损伤以及与慢性炎症和晚期糖基化终末产物相关的冠状动脉疾病。此外，术后早期空腹血糖≥9.13 mmol/L提示术后并发症的发生率、住院时间及住院费用显著增加[13]。有研究认为，静脉血浆样本测定的血糖水平是最准确的[14]；但也有人认为，术中动脉血气分析测定的血糖更为准确[15]。

2.2HbA1cHbA1c的水平与围术期血糖水平正相关[16-17]，其可作为糖尿病患者围术期血糖控制的生物标志物[18]。HbA1c反映了患者8～12周平均血糖水平，正常人HbA1c占血红蛋白总量的3%～6%。HbA1c>8%提示患者血糖控制不良[19]，可导致糖尿病患者术后切口并发症发生率的增加。有指南建议，手术前3个月患者的HbA1c应<8.5%(69 mmol/mol)，HbA1c(mmol/mol)=[HbA1c(%)-2.15]×10.929[20]，如果HbA1c≥8.5%应推迟择期手术，同时提高血糖控制水平。另有资料显示，术前 HbA1c≤7.0%可有效预防糖尿病患者手术部位的感染[21]。但King等[22]对全国接受各种非心脏手术的糖尿病患者的调查发现，通过比较患者术前HbA1c、血糖水平以及术后第1个24 h内血糖的控制情况发现，术后第1个24 h内平均血糖>8.33 mmol/L将明显增加术后感染并发症的发生率，且与术前HbA1c和血糖水平无关。

2.3平均血小板体积(mean platelet volume，MPV) MPV是一种血小板活性标志物，可通过血常规检查获得，成本相对较低。MPV较高的患者具有更大的血小板，这些血小板在代谢和酶活性上较小的血小板更活跃，诱发血栓的风险更高[23]。目前对于糖尿病患者MPV升高的具体机制尚不完全了解，可能与高血糖所致的渗透肿胀有关[24]。有研究指出，血糖控制不良的糖尿病患者血小板活性增高；控制糖尿病患者的血糖水平后，血小板的活性可以恢复，其可能有助于降低糖尿病患者围术期心血管不良事件的发生率[25-26]。

3 糖尿病患者围术期高血糖的控制

糖尿病患者围术期血糖管理应该综合考虑患者术前血糖控制情况、手术类型、麻醉方式、患者禁食情况等，制订个体化糖尿病术前血糖管理方案。关于糖尿病患者围术期高血糖的控制，方法如下。

3.1胰岛素治疗

3.1.1基础胰岛素 糖尿病患者围术期可采用基础胰岛素治疗。有研究通过比较糖尿病患者围术期不同的血糖管理策略发现，基础胰岛素治疗策略较预混胰岛素治疗在术前血糖控制、术后切口愈合时间、低血糖事件、每日胰岛素用量、总住院时间及术后并发症等方面均较佳[27]。基础胰岛素治疗策略包括一次性注射基础胰岛素和基础胰岛素复合餐前胰岛素皮下注射，可作为围术期血糖控制的最佳方案。Piatti等[28]对心脏手术患者的研究显示，基础餐前胰岛素组14.88%的患者和餐前胰岛素单药组4.05%的患者的血糖水平均低于700 mg/L(P<0.000 1)，且与严重低血糖的发生率比较差异无统计学意义。总之，与餐前胰岛素方案相比，基础餐前胰岛素方案可降低术后感染的发生率，且不增加严重低血糖事件的发生率。

3.1.2围术期胰岛素强化治疗 强化胰岛素治疗是把患者的血糖控制在 4.44～6.11 mmol/L，当然该方法也显著增加了低血糖的发生率。有研究认为，对于危重和非危重的外科手术患者，胰岛素治疗控制血糖目标为7.78 ～ 10 mmol/L[15]；也有研究认为应控制在6.67～10 mmol/L[29]。总之均不建议严格控制血糖，轻度高血糖可能更有利于患者预后[30-31]。对于胰岛素强化治疗能否降低糖尿病患者相关不良预后尚不确定。有研究认为，对1型糖尿病患者进行强化治疗可明显降低眼科手术后并发症的发生风险[32]；但也有研究表明，与传统胰岛素治疗相比，接受胰岛素强化治疗的心脏手术患者围术期死亡率或发病率并未降低，并增加了死亡或卒中的风险[33]。

3.1.3可变速率的静脉输注胰岛素(variable-rate intravenous insulin infusion，VRⅢ) VRⅢ治疗的适应证包括：①手术时间较长者；②未接受胰岛素背景输注的1型糖尿病患者；③血糖控制不佳者，即 HbA1c>69 mmol/mol；④急诊糖尿病患者；⑤病情严重(如脓毒症等)，不能良好控制血糖者；⑥不能实施其他降糖措施者[20,34]。VRⅢ的目标血糖水平还未确定，一般认为是6.0～10.0 mmol/L[34]。此范围可避免与高血糖和低血糖相关的风险。胰岛素用量应根据当前血糖水平、血糖水平变化率及胰岛素输注率来确定。小剂量试验性胰岛素的使用有助于胰岛素输注技术的安全性。

3.1.4葡萄糖-胰岛素-钾溶液(glucose-insulin-K，GIK) GIK混合液指10%葡萄糖溶液500 mL+15 U胰岛素+10 mmol钾，起始输注速度为100 mL/h，再根据患者血糖情况进行调节，治疗时需监测血钾浓度[35]。有资料显示，糖尿病患者冠状动脉旁路移植术中采用GIK控制血糖可改善围术期预后，提高患者的生存率，减少心肌缺血事件和切口并发症的发生[36]。

3.2长效降糖药物 目前对围术期强化血糖控制尚有争议。有研究认为，单纯围术期这个较短事件内的强化血糖控制可以降低糖尿病患者心肌梗死和心血管死亡的发生率[37]。在冠状动脉造影等小手术前继续使用常规长效降糖药物可安全有效地维持围术期血糖正常，并可作为围术期血糖控制方法[38]。对重症急性胰腺炎患者强化血糖控制有助于降低血糖波动，降低感染的发生风险，促进患者康复[37]。

3.3地塞米松 地塞米松可使患者尽早恢复正常饮食，但其可导致高血糖，因此糖尿病患者应慎用[20]。然而，有研究比较了单次低剂量地塞米松给药后24 h的血糖水平与氯化钠给药后的血糖水平，结果显示两者差异无统计学意义[39]。 因此认为，使用地塞米松预防恶心和呕吐时可能不会引发高血糖。

3.4手术前后的注意事项 所有患者入院后应即刻行空腹或随机血糖筛查，以及时发现糖尿病及糖代谢异常。若为糖尿病患者，在次日晨即刻行口服葡萄糖耐量试验、检查HbA1c以明确糖尿病患者近期血糖的控制情况，根据患者手术类型、术前血糖水平、脏器功能等建立围术期血糖控制个体化治疗方案。尽量安排糖尿病患者手术为当日第1台，以减少禁食时间延长带来的干扰，手术日早晨需要测量1次空腹血糖；使用0.9%氯化钠注射液，而非葡萄糖作为抗生素和其他药物的溶剂。术后早期应关注机体对创伤的应激和营养液滴注的反应，严密监测患者血糖，以便医师及时调整降糖药物的用量、确保患者血糖水平稳定。总之，严密的血糖监测、个体化治疗方案、及时调整降糖方案是保持围术期血糖平稳的关键。

4 糖尿病围术期高血糖与相关并发症

糖尿病围术期高血糖的相关并发症主要有术后伤口愈合延迟、感染、术中心律失常、心血管不良事件以及急性肾功能损伤等，导致患者住院时间延长，卫生医疗费用增加。

高血糖通过影响胶原蛋白合成而影响糖尿病患者的切口愈合[6]。围术期血糖的剧烈波动会扰乱细胞内正常的糖代谢，从而过度激活旁路代谢，产生过量的活性氧类，激活氧化途径。活性氧类通过脂质氧化和中和一氧化氮直接导致组织损伤，损害血管扩张，减少组织灌注。高血糖也可通过激活核因子κB而激活促炎途径，导致炎症细胞因子(如肿瘤坏死因子-α、白细胞介素-6以及纤溶酶原激活物抑制因子1)产生，血管通透性升高，白细胞和血小板活化增加[6]，从而引起切口持续炎症反应而导致延迟愈合。已有研究表明，在糖尿病患者切口局部应用胰岛素治疗可加快炎症、增殖、再上皮化以及组织收缩等阶段的速度，促进切口愈合[40]。

糖尿病患者因自身遗传易感性、细胞免疫以及体液免疫防御机制的改变，血液供应、神经损伤以及胶原合成调节缺陷等都可使患者易受感染。研究发现，术后第1天血糖值>2 200 mg/L的患者的感染率是血糖值<2 200 mg/L的患者的2.7倍[41]。Ramos等[42]也发现，血管外科手术后血糖水平在1 100 mg/L的基础上每增加400 mg/L，术后感染率增加30%，住院时间延长。此外，与非糖尿病患者相比，糖尿病患者免疫功能下降，包括吞噬功能下降、细菌杀伤能力受损等[6]，这可能直接导致更严重的感染，如肺炎和尿毒症，相关死亡率也增加。van den Boom等[16]的研究发现，围术期血糖控制的改善与切口感染和裂开的发生率降低密切相关。

术中血糖升高与心脏手术后并发症的发生有关[43]。糖尿病患者手术时发生高血糖可能导致脱水和电解质紊乱。大手术后非酯化脂肪酸水平升高可抑制心功能，增加心肌耗氧量，并可能导致心律失常[44]。此外，高血糖可直接引起心肌细胞收缩功能障碍、线粒体网络断裂、蛋白激酶C活性增加，还可引起内皮细胞和平滑肌细胞活性氧类的激活和糖基化终末产物沉积，从而导致左心室向心性重塑，左心室舒张功能增强[45]。

糖尿病是肾脏疾病发展的独立危险因素[7]。全身麻醉常导致一定程度的低血压和心排血量下降，从而进一步降低肾灌注，可危及肾功能，糖尿病也会使急性肾衰竭的发生风险增高[46]。围术期肾衰竭和糖尿病相关慢性肾脏病也可加重心血管并发症的发生风险。

5 糖尿病患者围术期高血糖与不良预后

在择期脊柱手术中，与非糖尿病患者相比，糖尿病患者2年内不良预后的发生率明显增加[47]。可能是因为糖尿病可直接引起微血管的持续损伤和潜在的脱髓鞘，导致神经永久性改变。Carson等[44]比较了冠状动脉旁路移植术患者的术后不良事件发现，糖尿病患者的病死率较非糖尿病患者高1.9%，发病率高8.2%，感染率高5.4%，可能与糖尿病患者在手术时可诱发更多的合并症有关。

糖尿病还可增加癌症手术患者术后的死亡风险，其主要是通过两条途径。一是增加了术后感染的发生率，糖尿病是感染和感染相关死亡的危险因素，围术期高血糖与术后感染呈正相关[48]；二是心肌梗死，糖尿病是包括冠状动脉在内的多个血管床动脉粥样硬化的慢性危险因素，是一般人群心肌梗死和心血管疾病死亡的有效预测因素[48]。长期的动脉粥样硬化叠加是高血糖对血小板功能和血栓倾向的影响。最近的一篇关于围术期血糖变化与术后病死率关系的综述中提到，糖尿病患者由于自身存在胰岛β细胞减少或功能不良，围术期血糖波动会进一步加重胰岛β细胞的凋亡，从而增加患者围术期病死率[3]。

6 小 结

导致糖尿病患者围术期发生高血糖的原因有很多，在术中主要是手术应激，提示需要多关注该类患者术中镇静和镇痛情况，防止应激反应过强。围术期监测血糖的方法和指标根据患者的血糖控制情况有所不同。在手术中，主要通过血气分析了解患者的血糖，当出现异常增高时，静脉给予胰岛素是最常用的方法，虽然存有一定的局限性，但在临床麻醉过程中却是行之有效的。总之，对于糖尿病患者，在术中需要积极监测血糖，避免高血糖的发生，防止术中出现心血管不良事件以及术后切口延迟愈合、感染等，同时也应防止出现低血糖，以免造成患者苏醒延迟或内环境紊乱。