依达拉奉对止血带性肺损伤的保护作用

2011-07-27胡世特张序忠吴安生

医学研究杂志 2011年10期

陆斌胡世特张序忠吴安生李军

下肢手术常需要自动充气止血带以减少术野出血，而应用止血带可使肢体产生缺血再灌注损伤(limbs ischemia reperfusion，LIR)，同时伴随机体内产生一系列变化，如细胞因子释放、白细胞激活及毒性氧代谢产物的产生等，进一步加重长时间缺血导致的局部损伤［1］。肺虽在LIR时未直接遭受缺血和再灌注损伤，但承担着因LIR产生的大量氧自由基、激活中性粒细胞及炎性细胞因子的攻击而诱发急性损伤［2～4］。依达拉奉(edaravone)是一种新合成的自由基清除剂，研究发现对多种脏器及肢体的缺血再灌注损伤有保护作用［5～7］。本研究旨在观察止血带使用前后应用依达拉奉对下肢手术患者止血带性肺损伤的影响，探讨其相关机制，为临床应用提供参考。

对象与方法

1.对象:ASAⅠ～Ⅱ级择期行单侧下肢手术，手术时间1～1.5h且使用止血带的患者44例，年龄25～60岁，体重50～70kg，性别不限。术前均无明显原发性心、肺、肝、脑、肾疾病，无糖尿病，无慢性下肢缺血性疾病。术前1周内均未使用氧化剂或抗氧化剂等药物，桡动脉置管侧Allen试验阴性，无椎管内麻醉禁忌。入选患者随机分为3组:上止血带前注射依达拉奉组(E1组，n=14)，上止血带后注射依达拉奉组(E2组，n=15)，对照组(C组，n=15)。本研究经温州医学院附属第三医院伦理委员会批准，入选患者均签署知情告知同意书。

2.麻醉方法及分组用药:所有手术均由同一组医生实施，3组麻醉方法完全相同。患者入室平卧后，连接Datex－Ohmeda S/5监护仪监测患者的无创血压(non－invasive blood pressure，NIBP)、心电图(electrocardiogram，ECG)和脉搏氧饱和度(pulse oxygen saturation，SpO2)，开放静脉输液。桡动脉穿刺置管，肝素封帽。均选择L2～3的连续硬膜外麻醉，试验药物为2%利多卡因3～5ml，麻醉起效且排除硬膜外导管在血管或蛛网膜下腔后，分次推入0.75%罗哌卡因控制麻醉感觉平面在T8以下，术中不给任何镇痛镇静药物，不吸氧。止血带使用前先抬高患肢5min，自患肢远端向近端用驱血带驱血后在股上中1/3处上自动充气止血带，压力设为65kPa，单次阻断血流时间90min为限。术中维持输液选择乳酸林格液和羟乙基淀粉130/0.4氯化钠注射液，按1∶1比例以6～8ml/(kg·h)静脉滴注。在研究组中，将0.5mg/kg的依达拉奉(批号:H20031342)加入到100ml的生理盐水中静脉滴注。E1组:在上止血带前半小时内滴完;E2组:在上止血带后半小时内滴完;C组于半小时内滴入100ml生理盐水。

3.标本收集与处理:在上止血带前(T0)、上止血带后60min(T1)、松止血带后 0.5h、2h(T3)、6h(T4)、24h(T5)记录各时点的平均动脉压(mean arterial pressure，MAP)和心率(heart rate，HR)，并在各时点抽取桡动脉血约 2.5ml，取 0.5ml血样应用便携式血气分析仪(i－STAT公司，美国)行血气分析，记录动脉血氧分压(artery oxygen partial pressure，PaO2)和二氧化碳分压(artery carbon dioxide partial pressure，PaCO2)，计算肺泡－动脉氧分压差(alveolar－arterial PO2difference，A－aDO2)及呼吸指数(respiratory index，RI)。计算公式:A－aDO2=［(PB－PH2O)］×FiO2－PaCO2/R－PaO2(PB为大气压760mmHg(1mmHg=0.133kPa)，PH2O为37℃时饱和水蒸气压力47.25mmHg，R 为呼吸商0.8)，RI=A－aDO2/PaO2。取2ml以3500 r/min转速离心10 min后留取上清液，－20℃保存。采用酶联免疫吸附定量测定法(ELISA)测量白介素－6(interleukin－6，IL－6)和白介素－8(interleukin－8，IL－8)浓度(试剂盒购于深圳晶美生物有限公司)，硫代巴比妥酸法测定血浆丙二醛(malondialdehyde，MDA)浓度、黄嘌呤氧化酶法测定超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)浓度以及比色发测定髓过氧化物酶(myeloperoxidase，MPO)活性(试剂盒均购于南京建成生物研究所)。

4.统计学方法:统计分析采用SPSS 13.0统计软件，计量资料以表示，组间及组内比较采用重复测量设计的方差分析。计数资料采用卡方检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

结果

1.3组患者一般情况比较:3组患者在年龄、性别比、体重指数、止血带充气时间上差异均无统计学意义(P ＞0.05)(表 1)。

表1 3组患者一般资料的比较()

2.3组血流动力学变化:3组患者在各时点的MAP、HR比较差异无统计学意义(P＞0.05)(表2)。

表2 3组患者血流动力学变化()

3.3组患者各时点MDA、SOD、MPO浓度及细胞因子的变化:与T0比较，C组在T3～5时IL－6和IL－8浓度升高(P ＜0.05)，在 T2～5时 MDA 浓度升高，SOD 降低(P ＜0.05)，在 T2～4时 MPO 升高(P ＜0.05);E1组和E2组在T3，4时IL－6和IL－8浓度升高(P＜0.05)，但与同时点的C组相比明显减少(P＜0.05);E1组和 E2组在 T2～5时 MDA 和 SOD 无明显差异(P＞0.05)，与同时点的C组比较明显减少(P ＜0.05);在 T2～4时 MPO 无明显差异(P ＞0.05)，与同时点的C组比较明显减少(P＜0.05)，见表3。

4.3组患者各时点肺功能变化:与 T0比较，C组在T4时 PaO2降低，A－aDO2和 RI升高(P＜0.05);E1组和E2组各时点肺功能指标比较差异无统计学意义(P＞0.05)。与 C组比较，E1组和E2组在T4时 PaO2升高，A－aDO2和 RI降低(P＜0.05)(表4)。

表3 3组患者各时点MDA、SOD、MPO浓度及细胞因子的变化()

与T0点相比，△P ＜0.05;与 C 组相比，★P ＜0.05

表4 3组患者各时点动脉血气分析各指标及肺功能的变化()

与T0点相比，△P ＜0.05;与 C 组相比，★P ＜0.05

讨论

下肢手术中常应用自动充气止血带，使用止血带是肢体缺血再灌注的良好临床研究模型。LIR后肺是一个比肝和肾更易受损伤的远离器官［2］。对于LIR后急性肺损伤的机制，多数学者认为，缺血再灌注后氧自由基的大量产生以及其引发一系列的中性粒细胞激活、炎症介质生产、蛋白酶类增多等链式反应是造成肺损伤的中心环节［8］。缺血再灌注后，全身炎性环境改变，活性氧族(reactive oxygen species，ROS)大量产生，中性粒细胞迁徙浸润，血小板及纤维蛋白的沉积，诱发肺的微血管系统渗漏显著，肺泡间隔及肺泡内渗入蛋白液，导致肺的换气功能改变［9］。

临床上常用RI和A－aDO2反映肺功能情况，二者值越大，肺功能受损越严重。IL－6是一个具多功能的促炎细胞因子，可促使中性粒细胞释放大量弹性蛋白酶损伤肺组织［10］。IL－8属化学趋化性细胞因子，可促进急性肺损伤时中性粒细胞游出。机体严重损伤后，血清IL－6和IL－8会快而持续升高，尤其是IL－8的升高程度与ARDS的发生呈正相关，因此我们选用IL－6和IL－8作为评价炎症反应程度的指标［11］。MDA是氧自由基与细胞膜脂质成分发生氧化反应产生的代谢产物，其水平变化可直接反映组织中氧自由基水平变化。SOD是体内重要的自由基清除剂，可直接反映机体清除自由基的能力。MPO是中性粒细胞的功能和激活标志，炎症刺激可导致中性粒细胞聚集并释放MPO。组织中MPO活性高低可定量反映中性粒细胞扣押与聚集程度，由于该方法较光镜下计数中性粒细胞具有更高的灵敏度与准确性，目前其已成为被广泛用作测定各种组织内中性粒细胞聚集程度的指标［12］。

本研究显示，3组患者在松止血带后IL－6和IL－8均有升高，说明患者体内产生了炎症反应;但与C组相比，依达拉奉组患者IL－6和IL－8明显降低，表明依达拉奉抑制了炎症因子的释放。C组在松止血带后，MDA和MPO明显升高，SOD显著下降，说明体内产生了氧化应激反应，氧自由基增多，中性粒细胞激活、聚集，机体清除自由基的能力下降。而依达拉奉组以上指标均未有明显差异，表明依达拉奉可抑制体内氧化反应，减少中性粒细胞聚集，增加机体清除自由基的能力。C组患者在使用止血带过程中血气指标无明显改变，止血带松开后6h RI和A－aDO2显著升高，PaO2明显降低，说明该组患者肺功能受损，而依达拉奉组的血气指标在使用止血带前后均无明显差异，说明依达拉奉可改善止血带性肺损伤。这与曹士奇、王勇等［13，14］在其他模型上的研究结果相一致。

本研究选择的病例仅局限于ASAⅠ～Ⅱ级、手术时间＜2h的患者，未合并其他基础疾病，因此虽然对照组患者检测到肺换气功能明显降低，但无一患者出现肺损伤相关的临床表现与体征，可能与止血带时间相对较短、研究对象术前状态良好有关，但研究结果提示在老年或术前心肺功能欠佳的患者应注意止血带松开后肺损伤的临床症状可能更明显。本研究依达拉奉剂量参考王勇、窦汝香等［14，15］临床应用剂量，有关依达拉奉临床剂量与止血带性肺损伤保护效应间有无剂量相关性尚待下一步研究。

综上所述，上止血带前后应用依达拉奉，可有效改善下肢手术患者松止血带后肺功能，其机制与清除氧自由基，抑制脂质过氧化反应，抑制炎性细胞因子过度释放，减少中性粒细胞的聚集有关。

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