罂粟碱和硝酸甘油对乳内动脉血管内皮的影响

王妍军 张 永 吴明营* 周自强

(1.首都医科大学附属北京同仁医院心血管中心，北京100176;2.首都医科大学附属北京友谊医院心血管中心，北京100050)

左乳内动脉(left internal mammary artery，LIMA)具有良好的远期通畅率，是冠状动脉旁路移植术(coronary artery bypass grafting，CABG)中不可缺少的动脉桥血管。但乳内动脉的痉挛可使围术期心绞痛和心肌梗死的发生率增加［1-2］。因此乳内动脉采集后即刻解除其可能存在的痉挛是必要的。罂粟碱扩血管作用明确，但其酸性特质可以损伤内皮细胞［3-4］，而功能和结构完整的内皮细胞，对维持血管稳定、调节血流、防止血管内血栓形成具有重要作用。尽管有报道［5］表明含血的罂粟碱溶液可以克服其酸性特性，但缺乏明确的实验室依据。硝酸甘油通过刺激细胞内cGMP生成，最终降低细胞内钙浓度，引起血管扩张，但尚无报道其对内皮细胞有无损害。

本研究通过对LIMA采用腔内注射3 mg/3 mL肝素全血罂粟碱和硝酸甘油的方法，对LIMA末端废弃血管环行器官浴槽实验，研究上述两种药物对血管内皮功能的影响。

1 资料和方法

1.1 资料

连续观察首都医科大学附属北京同仁医院2010年6月至2011年3月行择期非体外循环心脏不停跳LIMA与前降支(left anterior descending，LAD)吻合的冠状动脉旁路移植术的50例患者为研究对象。排除标准:二次开胸手术、术中出现血流动力学不稳定、依赖胰岛素治疗的糖尿病患者。研究方案符合人体试验伦理学标准，并得到北京同仁医院伦理委员会的批准，受试者在受试前均签订书面知情同意书。采用抽签法将其随机分为:罂粟碱组和硝酸甘油组，各25例。两组一般情况及术前用药比较差异无统计学意义，具有可比性，(P＞0.05)详见表1。

表1 罂粟碱和硝酸甘油患者一般资料和术前用药情况Tab.1 The preoperative data of the patients

1.2 方法

1)LIMA血管环的制备:2组患者均由同一医师采用不接触技术采集制备LIMA，在LIMA离断后分别于腔内注射3 mg/3 mL肝素化自体血罂粟碱和硝酸甘油(罂粟碱注射液由江苏恒瑞医药股份有限公司生产1 mL:30 mg;硝酸甘油注射液由北京益民药业有限公司生产1 mL:5 mg)，夹闭远端保留5 min，将外科医师确认遗弃的乳内动脉血管环置于4℃有37℃95%的氧气和5%二氧化碳不断吹入的改良Kreb's液(单位mmol/L:NaCl 118.3;KCl 4.7;NaHCO324.88;NaH2PO42.0;MgSO41.64;KH2PO41.18;CaCl22.52;Glucose 5.55)，30 min内送往实验室。在实验室小心剪去标本血管周围组织，清除血管内血液，避免内皮损伤，然后将LIMA剪切成3 mm长的血管环。

2)器官浴槽:将LIMA血管环悬挂固定于浴槽中盛有10 mL 37℃充满95%O2和 5%CO2的改良Kreb's液中的不锈钢牵引钩上，牵引钩一端固定于浴槽底部，另一端连接张力换能器，通过BL310生物信号采集处理系统(成都泰盟科技有限公司生产)连续记录血管的张力变化。调节静息张力2.0g，平衡60 min，期间每隔15 min更换 Kreb's液1次。先以80 mmol/L的KCl溶液预收缩血管环，检测血管环的反应性，获取最大收缩力(KCl-100%)，待收缩反应曲线至平台期后，用Kreb's液灌洗，达到静息长度稳定后，用3 种浓度(10-7mol/L、10-6mol/L、10-5mol/L)的去甲肾上腺素(norepinephrine，NE)预收缩乳内动脉，得出各浓度点的收缩力，比较各浓度点与KCl最大收缩力(KCl-100%)的收缩百分比(收缩力/KCl-100%)，之后用Kreb's液灌洗至平台期，用去甲肾上腺素收缩血管环至60%～80%最大收缩力(KCl-100%)，待收缩反应曲线至平台期后，用3种浓度(10-7mol/L、10-6mol/L、10-5mol/L)乙酰胆碱(acetylcholine，Ach)舒张乳内动脉，记录Ach在各浓度点的舒张力，计算并比较其与去甲肾上腺素预收缩力的舒张百分比(舒张力/%去甲肾上腺素)。

1.3 统计学方法

采用SPSS17.0进行数据分析。计量数据用均数±标准差(±s)表示，组间比较行t检验，计数资料用例数表示，行χ2检验，计量资料采用以α=0.05为检验水准。

2 结果

2.1 LIMA血管环平滑肌收缩反应测定

罂粟碱组和硝酸甘油组血管环对80 mmol/L KCl最大收缩力分别为(6.46±0.77)g和(6.44±0.74)g，(P=0.957)，两者比较差异无统计学意义;罂粟碱组和硝酸甘油组对NE浓度为10-7mol/L的收缩百分比分别为22.49%±3.01%和21.57%±2.13%(P=0.276)、10-6mol/L的收缩百分比分别为36.97% ±4.02%和38.10% ±4.27%(P=0.396)和10-5mol/L的收缩百分比分别为71.92%±2.15%和71.47%±2.85%(P=0.554)，各浓度点两组比较差异均无统计学意义(图1)。

图1 去甲肾上腺素对乳内动脉的累积浓度张力反应Fig.1 The effect of cumulative concentration-response curves of norepinephrine on the tone of the internal mammary artery

2.2 LIMA血管环内皮依赖性血管舒张反应测定

罂粟碱组和硝酸甘油组血管环对Ach浓度为10-7mol/L的舒张百分比分别为12.31% ±2.21%和11.49% ±2.66%(P=0.299)，10-6mol/L的舒张百分比分别为25.61%±4.74%和23.74%±3.46%(P=0.163)和10-5mol/L的舒张百分比分别为48.37%±4.31%和45.69% ±5.36%(P=0.089)，各浓度点比较差异均无统计学意义(图2)。

图2 乙酰胆碱对乳内动脉的累积浓度张力反应Fig.2 The effect of cumulative concentration-response curves of acetylcholine on the tone of the internal mammary artery

3 讨论

LIMA是冠状动脉旁路移植术中最常用的桥血管，但在其采集游离过程中易发生痉挛，而LIMA的痉挛可使围术期心肌不良事件的发生率升高［6-7］。尽管采集过程中轻柔操作可减轻痉挛的发生率，但研究［6］表明在没有药物干预的情况下，轻柔操作并不能完全避免血管痉挛的发生，因此，为提高其血流量，增加心肌灌注，不同的心脏外科医师使用不同浓度剂量的药物，采取不同的给药方式如腔内注射、局部喷洒或全身用药来避免 LIMA 痉挛的发生［5，8-9］。

罂粟碱和硝酸甘油是临床上常用的扩血管药物，腔内注射可使药物尽可能的迅速均匀分布，从而达到扩张血管效果。但罂粟碱的高酸特性可以造成内皮功能的丧失，有研究［5-6］表明，桥血管围术期痉挛与桥血管自身内皮功能密切相关，完整的内皮细胞对于动脉桥的功能和远期通畅至关重要，因此，CABG术中保持内皮细胞的结构和功能的完整性对于血管桥的长期通畅率至关重要。Rosenfeldt F L等［5］研究后建议使用白蛋白或者全血的罂粟碱溶液来改变其酸性，这样既能够对抗血管桥痉挛，又能够减轻血管内皮损伤，有助于提高术后通畅率。

本研究应用器官浴槽比较罂粟碱和硝酸甘油对LIMA血管平滑肌和内皮细胞功能的影响，结果显示无论非受体依赖性的KCl还是α受体依赖性的NE，刺激血管平滑肌引起的收缩反应，两组差异无统计学意义。Ach是内皮依赖性血管舒张剂，通过应用接近正常血浆梯次浓度的Ach刺激其受体诱导释放内皮依赖性舒张因子引起血管舒张，结果显示Ach诱导的LIMA内皮依赖性舒张反应，两组的差异也无统计学意义，说明LIMA的内皮细胞存在功能［10］。以上说明这一浓度剂量的含血罂粟碱和硝酸甘油腔内注射并没有改变LIMA内皮功能，可以在临床上安全应用。

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