众所周知，高血糖通过促进线粒体活性氧的产生、炎症因子的释放，诱导内皮细胞凋亡，最终引起肾损伤。急性高血糖可诱导线粒体电子传递链产生过多的超氧化物，通过以下4种途径：多元醇途径通量增加、蛋白激酶C活化、己糖胺途径活性增加、细胞内晚期糖基化终产物的产生，引起组织细胞损伤^［14］。急性高血糖可导致更显著的核因子κB（NF-κB）活化和炎性细胞因子产生，导致血管通透性增加^［15］。此外，急性高血糖可诱发渗透利尿，进一步增加术后AKI的风险和严重程度^［16］。

体外实验和临床研究一致表明血糖波动比持续性高血糖更具危害性。Quagliaro等^［17］研究了持续和波动的葡萄糖对人脐带内皮细胞的影响，结果显示，与正常和恒定高葡萄糖相比，在急性波动高葡萄糖条件下，人脐带内皮细胞氧化应激和细胞凋亡均明显增强。Monnier等^［18］的研究中，对21例糖尿病患者使用连续血糖监测（CGM）和测量氧化应激的替代指标尿8-异前列腺素F2α（8-iso PGF2α）排泄率，结果显示，血糖波动对氧化应激的触发作用比持续性高血糖更显著。围手术期急性高血糖更具危害性的可能原因是，当机体长期暴露于高糖环境中时，持续存在的高血糖可能引起了机体的代谢变化，通过改变或反馈调节细胞调控机制，部分抵消了高血糖的毒性效应。由于缺少这种适应，急性高血糖可导致更明显的细胞毒性。Krinsley等^［19］的研究结果显示，非糖尿病患者对急性血糖波动的耐受性更差，血糖波动增加与非糖尿病患者死亡率的增加独立相关。与糖尿病患者相比，非糖尿病患者可能缺乏长期的高血糖及血糖变化的环境暴露。

Kahal等^［20］研究发现，低血糖可显著增加机体炎症反应和氧化应激，导致内皮细胞功能障碍和血管损伤。在Ceriello等^［21］的研究中，患者在诱导低血糖2 h后，氧化应激增加，内皮功能恶化，低血糖后高血糖进一步加重。低血糖可以：（1）诱导炎症反应；（2）引起内皮功能障碍；（3）导致凝血功能异常；（4）引起交感肾上腺反应。Saisho^［22］的研究显示，频繁的低血糖事件与更大的血糖波动密切相关。

术前应激引起的胰岛素抵抗可能是患者术前血糖波动最重要的因素。患者术前的应激状态使交感-肾上腺髓质系统兴奋，下丘脑-垂体-肾上腺皮质激素系统激活，儿茶酚胺、糖皮质激素、胰高血糖素等升糖激素释放的增加引起胰岛素相对分泌不足，使患者术前血糖应激性升高^［23］。尤其术前合并糖尿病者，由于自身存在胰岛β细胞功能受损和胰岛素抵抗，围手术期血糖更加不稳定。患者术前降糖方案的调整或临时中断、术前禁食禁饮等也可能是其术前血糖波动增加的原因。

研究显示，心脏手术风险评分越高，围手术期越易发生急性高血糖^［24］。心脏手术中外科手术创伤、术中体外循环等因素使机体处于强烈的应激状态，刺激机体产生大量细胞因子及炎性介质，引起神经内分泌、脏器功能和代谢的改变，可导致患者术中血糖波动幅度明显增加。在Efrati等^［25］的研究中，94只大鼠全身麻醉1 h，反复检测血糖、肾功能和炎症标志物。结果显示围手术期急性高血糖、全身和肾内炎症、肾素-血管紧张素系统（RAS）激活均与麻醉诱导相关，特别是吸入性麻醉药物刺激血糖升高的作用更显著。术中应用糖皮质激素、胰岛素、含糖液体、血管活性药物等均会引起围手术期血糖波动增加。

由于疼痛、应激、感染、肠内外营养液输注等因素，患者术后血糖波动明显增加^{［23，26］}。术后早期是血糖波动的高危时期。术后充分的镇静镇痛、合理的胰岛素使用以及密切的内环境及生命体征监测等都是临床医师需要关注的问题。

Sim等^［27］对1 386例接受冠状动脉旁路移植术的患者进行的前瞻性观察性研究中发现，无论是糖尿病患者还是非糖尿病患者，血糖波动的幅度都与术后AKI的发生独立相关，术后AKI的发生率随着血糖波动增大而增加；与低波动组相比，血糖波动较大的患者术后ICU住院时间延长，ICU死亡率也升高。Duncan等^［28］对4 302例接受心脏手术的患者术中和术后血糖浓度和血糖波动进行了分析，结果显示术中和术后血糖波动都是心脏手术后不良预后的重要预测指标，术后血糖波动是包括术后AKI等不良预后的独立危险因素。2019年Nam等^［29］对3 598例心脏手术患者的回顾性研究得出与之类似的结论，研究显示术中血糖波动是心脏手术后AKI的独立危险因素，而与术中平均血糖浓度无关。而Song等^［30］在非体外循环冠状动脉旁路移植术中血糖波动与术后AKI之间关系的研究中发现，心脏术后AKI与术中血糖波动增加及术中血糖浓度>8.3 mmol/L（150 mg/dl）均相关。

儿童心脏手术围手术期血糖波动与术后AKI之间也存在类似的关系。Hu等^［31］对接受心脏手术的儿童进行的回顾性研究显示，发生术后AKI的儿童术中血糖峰值更高，血糖波动更大，预后更差。进一步logistic回归分析结果显示，术中血糖波动是术后AKI的危险因素。与术中血糖波动较小的患者相比，接受心脏手术且术中血糖波动较大的儿童更容易发生术后AKI，随着血糖波动的增加，术后AKI严重程度也加重。Blinder等^［32］的研究结果与之一致，该研究发现，儿童心脏手术中最高血糖>13.9 mmol/L（250 mg/dl）时，术后AKI发生率明显升高。

围手术期血糖波动作为一个心脏术后AKI潜在的可改变的危险因素，在围手术期管理中引起了广泛重视。治疗高血糖同时避免血糖波动和低血糖可能是预防心脏术后AKI的有效方案。胰岛素治疗是围手术期糖尿病或高血糖管理的标准方法^［26］。心脏手术常需持续使用正性肌力药物且手术时间常超过4 h，首选持续静脉泵注胰岛素治疗围手术期高血糖。持续静脉泵注胰岛素半衰期短、可灵活调整剂量和速度，有利于减少围手术期血糖波动，同时避免低血糖的发生^［7］。

KDIGO和美国心脏病学会基金会制定的临床实践指南推荐通过适度的血糖控制来避免围手术期不良预后和低血糖^{［13，33］}。美国临床内分泌医师协会（AACE）工作组和美国糖尿病协会（ADA）建议危重患者的目标血糖水平为7.8~10.0 mmol/L（140~180 mg/dl）^［34］。中华医学会麻醉学分会推荐围手术期血糖控制目标应在7.8~10.0 mmol/L（140~180 mg/dl），不建议控制过严。对于术后ICU住院时间≥3 d的危重患者，推荐血糖目标值≤8.3 mmol/L（150 mg/dl）^［26］。而围手术期血糖波动目前尚无统一衡量指标，建议应尽量避免心脏手术围手术期血糖较大幅度的波动。

综上所述，围手术期血糖波动虽然是心脏术后AKI重要的独立危险因素，但目前的相关研究尚不够深入，有关围手术期血糖波动与心脏术后AKI关系的明晰有待更全面的前瞻性研究来验证。如何个性化精准确定心脏手术围手术期血糖控制靶点，最大程度地降低心脏手术围手术期血糖波动对减少术后AKI的发生有重要意义。