艾司洛爾對膿毒癥大鼠心肌細胞β腎上腺能受體及血流動力學的影響

劉德紅 劉映峰 孟新科 徐志偉 (南方醫(yī)科大學珠江醫(yī)院心血管內(nèi)科，廣東 廣州 50280)

膿毒癥是指由感染引起的失控性全身炎癥反應綜合征(SIRS)，是臨床常見的危重癥，主要表現(xiàn)為血流動力學不穩(wěn)定和組織細胞氧代謝障礙，其病死率已經(jīng)超過心肌梗死，成為重癥監(jiān)護病房內(nèi)非心臟病人死亡的主要原因〔1〕。近年來，盡管抗感染治療和器官功能支持技術取得了長足的進步，膿毒癥的病死率仍高達30%～70%。膿毒癥治療花費高，醫(yī)療資源消耗大，嚴重影響人類的生活質(zhì)量，已經(jīng)對人類健康造成巨大威脅。艾司洛爾作為一種超短效高選擇性的β1腎上腺素能受體阻斷藥，臨床上常用于防治嚴重的心律失常，同時通過減少氧自由基生成，抑制中性粒細胞浸潤等機制對心肌起到保護作用。本研究通過觀察艾司洛爾對膿毒癥大鼠β腎上腺能受體及心臟血流動力學的影響，旨在探討艾司洛爾改善重度膿毒癥血流動力學異常的可行性。

1 材料與方法

1.1 實驗動物與分組 7～8周齡的雄性清潔級SD大鼠60只(購自北京華阜康生物科技股份有限公司，許可證號為SCXK(京)2009-0004)，體重(250±25)g，隨機分為假手術組、膿毒血癥組、艾司洛爾組，每組20只。

1.2 實驗藥物及儀器 鹽酸艾司洛爾注射液(山東齊魯制藥有限公司，批號04120042，規(guī)格0.2 g/2 ml)，血流動力學數(shù)據(jù)由MedLab生物信號采集處理系統(tǒng)(南京美易科技有限公司)采集處理。

1.3 動物模型制備 實驗前12 h禁食，自由飲水，依照文獻〔1，2〕行盲腸結(jié)扎穿孔術(CLP)復制膿毒癥動物模型。10%水合氯醛腹腔注射麻醉，固定后沿中下腹正中線切口2 cm，暴露腹腔臟器，探查并找到盲腸。假手術組找到盲腸后即刻縫合腹壁切口，術后經(jīng)股靜脈滴注生理鹽水10 ml/kg;膿毒血癥組采用7號絲線距盲腸根部1.5 cm，血管弓內(nèi)結(jié)扎盲腸，采用CLP復制膿毒癥模型，術后同樣經(jīng)股靜脈滴注生理鹽水10 ml/kg。艾司洛爾組同樣復制膿毒癥模型，術后經(jīng)股靜脈滴注艾司洛爾0.2 mg/kg體重。記錄各組手術后相關指標至18 h止。

1.4 指標檢測 各大鼠腹腔麻醉后行股動脈插管，通過壓力傳感器連接于MedLab生物信號采集處理系統(tǒng)，觀察并記錄術后6、12、18 h平均動脈壓(MAP);行左心室插管，通過該系統(tǒng)記錄左室收縮曲線;并記錄心電圖。計算左室舒張末壓(LVEDP)、左心室收縮壓(LVSP)，左心室最大收縮速率(+dP/dt)，左室最大舒張速率(-dP/dt)和心率(HR)。分別于術后0.5、2、4、6 h，采用放射配基法測定心肌細胞β腎上腺能受體活性。

1.5 統(tǒng)計學方法 應用SPSS13.0軟件進行單因素方差分析。

2 結(jié)果

2.1 術后各組大鼠MAP比較 與假手術組比較，膿毒癥大鼠手術后6 h始即出現(xiàn)MAP的明顯下降(P＜0.01)。艾司洛爾組的MAP 6 h時與膿毒血癥組大鼠有提高，隨著時間延長，差異逐漸增大，12 h時為P＜0.01。見表1。

表1 術后各組大鼠平均動脈血壓比較(s，n=20，mmHg)

表1 術后各組大鼠平均動脈血壓比較(s，n=20，mmHg)

132.6 ±12.8 128.4 ±11.3 124.5 ±11.9膿毒癥模型組 94.6 ±9.7 71.3 ±8.0 49.2 ±3.5艾司洛爾組6 h 12 h 18 h假手術組組別118.4 ±17.6 98.5 ±9.7 85 ±11.6

2.2 術后各組大鼠HR變化 膿毒癥組大鼠手術后6 h HR較假手術組略有增高，12 h時HR即開始明顯降低(P＜0.01)，而艾司洛爾組6 h時HR與膿毒癥組差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)，但自12 h開始HR較膿毒癥組明顯提高(P＜0.05)。

2.3 術后各組大鼠心功能比較 與假手術組比較，膿毒癥大鼠的LVEDP、LVSP、+dP/dt及-dP/dt自6 h始即出現(xiàn)均降低，而艾司洛爾組各項指標比膿毒癥組顯著提高(P＜0.01)。見表2～表4。

表2 術后6 h各組大鼠心臟血流動力學指標比較( s，n=20)

表2 術后6 h各組大鼠心臟血流動力學指標比較( s，n=20)

組別HR(次/min)LVEDP(mmHg)LVSP(mmHg)49膿毒癥模型組498±51 3.68±0.8473.44±5.212 459±147 3 111±186艾司洛爾組 476±34 4.74±0.4979.48±1.652 756±304 3 344±129+dP/dt -dP/dt假手術組 452±36 5.69±0.2386.68±5.482 827±247 3 627±1

表3 術后12 h各組大鼠心臟血流動力學指標比較( s，n=20)

表3 術后12 h各組大鼠心臟血流動力學指標比較( s，n=20)

組別HR(次/min)LVEDP(mmHg)LVSP(mmHg)46膿毒癥模型組357±29 3.01±0.5167.72±8.412 240±124 2 627±420艾司洛爾組 398±29 4.08±0.5474.05±6.412 547±189 3 119±124+dP/dt -dP/dt假手術組 449±38 5.43±0.2482.42±5.692 789±421 3 562±2

表4 術后18 h各組大鼠心臟血流動力學指標比較( s，n=20)

表4 術后18 h各組大鼠心臟血流動力學指標比較( s，n=20)

組別HR(次/min)LVEDP(mmHg)LVSP(mmHg)80膿毒癥模型組278±30 2.45±0.1960.51±1.282 001±210 2 339±162艾司洛爾組 412±51 3.76±0.4769.98±4.872 299±421 2 974±148+dP/dt -dP/dt假手術組 436±48 5.42±0.4578.94±8.172 664±340 3 498±4

2.3 術后各組大鼠心肌細胞β腎上腺能受體活性變化 假手術組和膿毒癥模型組各時間點β腎上腺能受體活性均無明顯變化;對應時點膿毒癥模型組合艾司洛爾組β腎上腺能受體活性明顯較假手術組低(P＜0.05);0.5 h艾司洛爾組β腎上腺能受體活性明顯高于膿毒癥模型組(P＜0.05)。見表5。

表5 不同時間點術后各組大鼠心肌細胞β腎上腺能受體活性變化( s，fmol/mgpr，n=20)

表5 不同時間點術后各組大鼠心肌細胞β腎上腺能受體活性變化( s，fmol/mgpr，n=20)

.77 ±10.19膿毒癥模型組 89.15 ±7.36 87.64 ±6.93 91.22 ±8.38 89.67 ±7.49艾司洛爾組 147.43 ±8.73 92.36 ±8.33 93.81 ±9.09 87.78 ±7.90 0.5 h 2 h 4 h 6 h假手術組 197.27 ±11.56 196.36 ±10.79 198.18 ±12.03 196組別

3 討論

膿毒癥本質(zhì)是多種因素引起的全身性炎癥反應所導致的復雜的多系統(tǒng)的臨床動態(tài)變化過程，其發(fā)病率和死亡率一直保持著較高的水平。近年來，隨著對其發(fā)病機制和病理生理變化研究的深入，發(fā)現(xiàn)膿毒癥患者血清肌鈣蛋白-I(cTnI)、血清肌酸激酶同工酶水平明顯升高，表明膿毒癥時有心肌損傷存在，Ammann等〔3〕證實，膿毒癥和膿毒性休克能引起血清cTnI升高。感染性休克犬在休克1 h后血清cTnI升高達50%，在膿毒癥、膿毒性休克患者中血清 cTnI升高31% ～80%〔4，5〕。臨床上認為cTnI的升高即意味著心肌的損傷或壞死，并且cTnI升高的幅度常反映心肌細胞損傷的程度。同時有數(shù)據(jù)表明膿毒癥誘導的心肌功能障礙是造成膿毒癥預后不良的重要原因之一，約40%～50%的膿毒癥患者可并發(fā)心功能不全，出現(xiàn)嚴重心衰者約7%〔6〕。因此，如何有效預防和治療膿毒癥誘導的心肌功能障礙是膿毒癥治療方案中的重要組成部分。艾司洛爾是一種超短效高選擇性β1受體阻滯劑，分布半衰期約為2 min，消除半衰期約為9 min，停藥后20～30 min內(nèi)臨床作用基本消失。本研究結(jié)果說明膿毒癥大鼠出現(xiàn)心肌細胞β腎上腺能受體活性降低;艾司洛爾能提高膿毒癥大鼠β腎上腺能受體活性，且起效快，2 h及以后作用不明顯。

另外，在本實驗中，膿毒癥模型大鼠手術后出現(xiàn)動脈壓的下降，而艾司洛爾組能增高其MAP，提示艾司洛爾有提高膿毒癥大鼠MAP的作用;而術后6 h，各組大鼠均出現(xiàn)不同程度的HR增快，考慮系應激反應代償所致，而12 h開始，由于失代償出現(xiàn)心臟抑制，HR減慢，同樣，艾司洛爾能調(diào)節(jié)大鼠HR，使代償期大鼠HR減慢，而失代償期大鼠HR增快。重要的是，艾司洛爾對心功能的改善非常明顯。LVSP主要反映心肌的收縮能力，LVEDP代表左心室前負荷，間接反映心室的舒張順應性，+dP/dt及-dP/dt在一定程度上反映室壁張力的變化速度，是反映左心室收縮和舒張期心肌功能的敏感指標。本研究發(fā)現(xiàn)艾司洛爾能顯著改善上述指標，提示其能改善膿毒癥模型大鼠的心臟收縮和舒張功能失常，在預防和治療膿毒癥誘導的心肌功能障礙中能起到重要的作用。

多項研究顯示，艾司洛爾具有明顯的心肌保護作用〔7〕，可能機制有:通過其β1受體阻滯作用減少心肌細胞內(nèi)ATP的消耗;降低蛋白激酶A的活性;減少鈣離子內(nèi)流;減輕缺血再灌注引起的細胞內(nèi)鈣超載;抑制血小板聚集等〔8〕。Simon等〔9〕觀察到用非選擇性β受體阻斷劑普萘洛爾預處理的心肺復蘇后大鼠心肌損傷程度明顯減輕，心功能改善。在心臟手術中，兒茶酚胺濃度在血液循環(huán)和心肌局部劇增，引起心肌β腎上腺素能受體-環(huán)磷酸腺苷(β-AR-cAMP)系統(tǒng)失敏，從而影響心臟血流動力學，影響心臟功能的恢復。作為超短效的選擇性β1-受體阻滯劑，艾司洛爾在心肌中，通過競爭兒茶酚胺結(jié)合位點而抑制β1-受體，預防β-AR-cAMP系統(tǒng)失敏，達到減緩靜息和運動心率，降低血壓，降低心肌耗氧量的作用，從而改善心臟血流動力學，改善心功能。

綜上，艾司洛爾用于輔助治療膿毒癥可有助于穩(wěn)定HR，改善心臟血流動力學從而起到改善心功能，保護心肌細胞的作用，但是據(jù)報道其產(chǎn)生的β受體阻滯作用呈劑量依賴性〔10〕，因此改變不同的艾司洛爾的劑量是否會對其保護作用產(chǎn)生影響以及其對膿毒癥模型大鼠的預后等數(shù)據(jù)尚需進一步的研究。

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