燈盞花素對心肺轉(zhuǎn)流瓣膜置換術(shù)患者心肌缺血-再灌注損傷的影響

周 瑩，李國利，滕金亮

0 引 言

心肌缺血-再灌注損傷(myocardial ischemiareperfusion injury，MIRI)是心肺轉(zhuǎn)流(cardiopulmonary bypass，CPB)心內(nèi)直視手術(shù)常見的并發(fā)癥，可導致心功能異常、心肌細胞壞死和凋亡，直接影響患者的預后［1－2］。燈盞花素具有改善微循環(huán)、清除自由基、減少心肌氧耗、降低血液黏滯度、抑制細胞凋亡等多種生物活性［3－4］。有實驗表明燈盞花素可減輕大鼠MIRI，但其對CPB 下瓣膜置換術(shù)患者MIRI 的影響尚待研究［5］。本研究擬通過觀察CPB 下瓣膜置換術(shù)患者圍術(shù)期血清心肌肌鈣蛋白(cardiac troponin-I，cTnI)、肌酸激酶同工酶(creatine kinase isoenzyme，CK-MB)及超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)的變化，評價燈盞花素對CPB 下心臟瓣膜置換術(shù)患者MIRI 的影響。

1 資料與方法

1.1 研究對象 選取我院2013 年5 月至2014 年7月CPB 下行瓣膜置換術(shù)的風濕性心臟病患者為研究對象，男23 例、女17 例，年齡40 ～65 歲，平均(55.3±8.7)歲，體重50 ～75 kg，平均(64.4±13.1)kg。ASA:Ⅱ－Ⅲ級，心功能:Ⅱ－Ⅲ級，左心室射血分數(shù)＞40%。所有患者均為首次心臟手術(shù)，術(shù)前無肝腎功能異常，無高血壓、糖尿病、冠心病病史，無中重度肺動脈高壓，無感染性疾病。本研究已獲本院倫理委員會批準，并與患者或家屬簽署知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 分組與處理方法 采用隨機數(shù)字表法將患者分為對照組和燈盞花素組，每組20 例。麻醉誘導完成后采用微量泵分別向2 組靜脈輸注等滲鹽水15 mL 與劑量為0.75 mg/kg 的燈盞花注射液，30 min內(nèi)輸注完畢。

1.2.2 麻醉方法 所有患者術(shù)前30 min 肌注東莨菪堿0.3 mg，入室后面罩吸氧，常規(guī)進行心電監(jiān)測，建立上肢外周靜脈通路，使用腦電雙頻指數(shù)儀(bispectral index，BIS)監(jiān)測麻醉深度。局部麻醉下行左撓動脈穿刺置管監(jiān)測有創(chuàng)動脈壓，右頸內(nèi)靜脈穿刺置管監(jiān)測中心靜脈壓(central venous pressure，CVP)和采血。麻醉誘導依次靜脈注射咪達唑侖0.05 mg/kg、芬太尼5 μg/kg、依托咪酯0.2 mg/kg、羅庫溴銨0.6 mg/kg，3 min 后經(jīng)口明視氣管插管，行機械通氣，設(shè)置吸入氧流量2 L/min，潮氣量8 ～10 mL/kg，1∶E為1∶2，呼吸頻率10 ～12 次/min，維持呼氣末CO2分壓(PETCO2)35 ～45 mmHg。麻醉維持:血漿靶控輸注丙泊酚1.5 ～2.0 μg/mL，吸入1%～2%七氟醚，間斷注射芬太尼、羅庫溴胺，維持BIS 值40 ～50。

1.2.3 CPB 方法 使用Stockert-Ⅲ型人工心肺機和MAQUET 膜肺，在肝素化后常規(guī)建立體外循環(huán)。CPB 期間采用中低溫(鼻咽溫度30 ～32 ℃)、中度血液稀釋(Hct 20%～30%)，中高轉(zhuǎn)流量2.2 ～2.4 L/(m2·min)，維持激活全血凝固時間(activated coagulation time，ACT)＞480 s，平均動脈壓(mean arterial pressure，MAP)50 ～80 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)，復溫后酌情使用多巴胺、多巴酚丁胺或硝普鈉維持循環(huán)。

1.2.4 指標測定 分別于切皮前(T0)、主動脈開放后30 min(T1)、6 h(T2)、12 h(T3)、24 h(T4)5 個時間點抽取頸內(nèi)靜脈血5 mL，肝素抗凝，以1000 r/min離心15 min，離心半徑為10 cm。取血清放入－80 ℃冰箱保存。采用化學發(fā)光法測定cTnI 的濃度，采用免疫抑制法測定CK-MB 的活性，采用黃嘌啉氧化酶法測定SOD 的活性。為排除心肺轉(zhuǎn)流血液稀釋對測定值的影響，測定結(jié)果均使用公式(校正值=實測值×轉(zhuǎn)流前HCT/采樣時HCT)校正。

1.3 統(tǒng)計學分析 采用SPSS 17.0 統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計分析，計量資料以均數(shù)±標準差)表示，組內(nèi)比較采用重復測量設(shè)計的方差分析，組間比較采用成組t 檢驗，計數(shù)資料比較采用χ2檢驗。以P≤0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié) 果

2.1 臨床資料比較 2 組患者性別構(gòu)成比、年齡、體重、主動脈阻斷時間、CPB 時間和手術(shù)時間差異均無統(tǒng)計學意義(P ＞0.05)。見表1。

2.2 各時間點cTnI 及CK-MB 濃度比較 與T0時比較，T1至T4時2 組血清cTnI 和CK-MB 濃度明顯升高(P ＜0.05)，在T2時達峰值。與對照組比較，燈盞花素組T1至T4時血清cTnI 和CK-MB 濃度明顯降低，差異有統(tǒng)計學意義(P ＜0.05)。見表2。

2.3 各時間點SOD 濃度比較 與T0時比較，T1至T4時兩組SOD 活性明顯降低(P ＜0.05)。與對照組比較，T1至T4時D 組SOD 活性明顯升高，差異有統(tǒng)計學意義(P ＜0.05)。見表3。

表1 行瓣膜置換術(shù)的風濕性心臟病患者臨床資料比較Table 1 Comparison of general clinical information between two groups

表1 行瓣膜置換術(shù)的風濕性心臟病患者臨床資料比較Table 1 Comparison of general clinical information between two groups

組別 n 男/女(n) 年齡(歲) 體重(kg) 主動脈阻斷時間(min) CPB 時間(min) 手術(shù)時間(min)對照組20 11/19 56±8 64±13 87±18 118±22 217±35燈盞花素組20 12/18 54±10 62±11 78±16 131±24 229±38

表2 行瓣膜置換術(shù)的風濕性心臟病患者各時間點cTnI 和CK-MB 濃度比較Table 2 Comparison of cTnI and CK-MB at each time points between two groups

表2 行瓣膜置換術(shù)的風濕性心臟病患者各時間點cTnI 和CK-MB 濃度比較Table 2 Comparison of cTnI and CK-MB at each time points between two groups

與切皮前比較，*P ＜0.05;與對照組比較，#P ＜0.05

指標 n 切皮前 主動脈開放后30 min 主動脈開放后6 h 主動脈開放后12 h 主動脈開放后24 h cTnI(ng/mL)對照組 20 0.36±0.14 3.94±1.10* 7.32±2.21* 6.28±1.49* 4.57±1.71*燈盞花素組 20 0.34±0.12 2.43±0.85*# 4.54±1.40*# 3.56±1.25*# 2.81±1.01*#CK-MB(U/L)對照組 20 4.22±1.72 36.35±9.71* 61.43±12.30* 7.91±13.14* 28.71±9.77*燈盞花素組 20 3.76±1.60 25.82±10.73*# 37.67±11.51*# 31.25±10.93*# 19.07±8.64*#

表3 行瓣膜置換術(shù)的風濕性心臟病患者不同時間點SOD 濃度比較，U/mL)Table 3 Comparison of SOD at each time points between two groups，U/mL)

表3 行瓣膜置換術(shù)的風濕性心臟病患者不同時間點SOD 濃度比較，U/mL)Table 3 Comparison of SOD at each time points between two groups，U/mL)

與切皮前比較，*P ＜0.05;與對照組比較，#P ＜0.05

組別 n 切皮前 主動脈開放后30 min 主動脈開放后6 h 主動脈開放后12 h 主動脈開放后24 h對照組 20 79.9±15.8 59.1±13.4* 44.3±8.6* 49.2±6.7* 62.7±11.9*燈盞花素組 20 80.8±18.3 68.7±14.2*# 60.8±11.1*# 65.9±13.2*# 70.5±9.7*#

3 討 論

由于主動脈長時間阻斷和再開放，在CPB 下行心臟瓣膜置換術(shù)必然伴隨MIRI，并引起心肌收縮功能障礙、心率失常和不可逆的心肌細胞損害。因此，心肌保護是心臟手術(shù)的重要環(huán)節(jié)，并對手術(shù)成敗有著重要影響。多項基礎(chǔ)和臨床研究顯示，全身炎性反應、氧自由基大量產(chǎn)生、鈣超載、中性粒細胞釋放酶、血管內(nèi)皮受損、微循環(huán)障礙和細胞凋亡等均可能參與MIRI 的發(fā)生機制［6－8］。其中，活性氧自由基損傷及其引起的脂質(zhì)過氧化反應是造成心肌損傷的啟動因素，在MIRI 中占重要地位［9］。

心肌細胞損傷時，由于心肌細胞內(nèi)pH 值下降及蛋白溶解酶激活，cTnI 和CK-MB 可通過破損的細胞膜釋放入血，致血漿cTnI 和CK-MB 含量升高［10］。其中，cTnI 是心肌細胞中特有的受損調(diào)節(jié)蛋白，更具敏感性和特異性，是近年來反映心肌損傷的首選標志物［11］。SOD 是生物體內(nèi)重要的抗氧化酶，其含量可反映機體清除氧自由基的能力，間接反映心肌損傷程度?；谏鲜鲈?，本試驗選擇cTnI、CK-MB 和SOD 這3 個指標對MIRI 的程度進行評價。同時參照文獻［12］以及預試驗結(jié)果選擇燈盞花素的劑量0.75 mg/kg。

本研究結(jié)果顯示，主動脈開放后2 組血cTnI 和CK-MB 濃度均明顯升高，在T2時達峰值，且在術(shù)后24 h 仍高于術(shù)前水平。但在同時間點，燈盞花素組濃度明顯低于對照組，說明CPB 后所有患者心功能均出現(xiàn)不同程度的損害，并且這種損害持續(xù)存在，燈盞花素可減輕CPB 下瓣膜置換術(shù)患者MIRI。研究表明，燈盞花素在體外能有效清除氧自由基［13］。Li等［14］研究發(fā)現(xiàn)燈盞花素可降低腦部組織過氧化物丙二醛的含量，增加過氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物酶的活性，抑制脂質(zhì)過氧化反應，對腦缺血-再灌注損傷有保護作用。推測燈盞花素對CPB 下MIRI的保護機制也與其抗氧化應激作用有關(guān)。從本研究結(jié)果看，2 組SOD 含量在主動脈開放后均明顯下降，但燈盞花素組SOD 濃度明顯高于對照組，說明燈盞花素同樣可通過增強細胞抗氧化應激能力清除氧自由基，減少心肌細胞耗氧量以減輕MIRI。

綜上所述，體外循環(huán)前靜脈輸注0.75 mg/kg 燈盞花素可減輕CPB 下瓣膜置換術(shù)患者心肌缺血-再灌注損傷，機制可能與其抗氧化應激作用有關(guān)。因本研究樣本量較少，且缺乏對心肌細胞凋亡及凋亡相關(guān)基因表達的檢測，故有待進一步在細胞和分子水平上針對燈盞花素對CPB 后心肌缺血-再灌注損傷的保護作用進行探討。

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