甲状腺素对瓣膜置换围术期甲状腺激素和血流动力学的影响

王少强，魏松洋，马志强，杨瑞丽，郑庆杰，徐泽红

体外循环（cardiopulmonary bypass，CPB）是一种非生理循环状态，对全身各个脏器的生理功能均有影响。CPB心脏手术也可以影响甲状腺功能，表现为术后甲状腺激素（thyroid hormone，TH）水平异常改变，导致出现正常甲状腺病态综合征（euthyroid sick syndrome，ESS）[1]。 在 CPB 围术期维持 TH 水平稳定有利于心肌能量代谢和增加心肌收缩力，但过高TH水平又可以增加心肌氧耗，诱发心衰[2，3]。本研究对CPB围术期患者应用外源性TH，通过随机对照研究，观察围术期TH变化的规律及对血流动力学的影响，并探索一种恰当的干预治疗方法。

1 资料与方法

1.1 一般资料 2010-06～2011-06行瓣膜置换术的患者40例，男26例，女14例；年龄36～71岁；体重49～82 kg。其中行二尖瓣置换术11例，二尖瓣置换加三尖瓣成形术12例，主动脉瓣置换术5例，双瓣置换术7例，双瓣置换加三尖瓣成形术5例。合并糖尿病9例，高血压10例。术前均无甲状腺疾病及服含碘药物史，无冠心病史，无肝、肾、肺功能不全史，左室射血分数≥35%，全部患者心功能Ⅱ～Ⅲ级。采用随机、双盲、对照的方法分为试验组（T组）和对照组（NT组），每组20例。

1.2 方法 T组手术前48h至CPB后48h按50μg/8 h口服左旋甲状腺素钠片 （优甲乐，德国默克公司），NT组给予安慰剂。全部患者在给药前经颈内静脉放置双腔Swan-Ganz肺动脉漂浮导管，监测血流动力学。术中采用静脉复合麻醉，呼吸机辅助呼吸，均使用Sarns体外循环机和一次性膜肺，预充以平衡液为主。两组在同样条件下常规建立CPB，维持转流期间红细胞压积约为20%～25%，中度低温（鼻咽温度 25～29 ℃），灌流量控制在 2.3～2.8 L/min·m2。 分别于给药前（T1）、术前2h（T2）、主动脉开放（T3）、CPB 后6h（T4）、12 h（T5）、24 h（T6）、48 h（T7）抽取桡动脉血5 ml，肝素抗凝，其中1 ml用常规法测定红细胞压积 （Hct），剩余4 ml全血以3000 r/min离心，取上层血清，置入－20℃冷冻备测。应用化学发光免疫分析法 （采用罗氏E601电化学免疫发光仪及配套试剂）测定三碘甲状腺原氨酸（triiodothyronine，T3）、四碘甲状腺原氨酸（thyroxine，T4）、游离 T3（free triiodothyronine，FT3）、游离 T4（free thyroxine，FT4）、 促甲状腺激素 （thyroid stimulating hormone，TSH）。以校正值=测定值×术前 Hct/测定时Hct，校正血液稀释。 分别于 T1、T2、T4、T5、T6、T7应用MP60型IntelliVue多功能监护仪采集心率、动脉压、肺毛细血管楔压 （pulmonary capillary wedge pressure，PCWP）、中心静脉压。通过热稀释法测定心输出量，测定时间误差为15 min，测量时患者无其他干扰，重复测5次，取数值接近的3次（误差在10%以内），计算平均值。然后通过监护仪计算出体循环阻力指数 （systemic vascular resistance index，SVRI）、肺循环指数（pulmonary vascular resistance index，PVRI）、左心室每搏做功指数（left ventricular stroke weight index，LVSWI）。 通过公式基础代谢率（basal metabolic rate，BMR）=（脉率+脉压-111）%计算出BMR。

1.3 统计学方法 采用SPSS11.0统计软件。计量资料先求出组内±s，组间比较采用两样本t检验，如果方差不齐则采用近似t检验；组内比较采用重复测量设计的方差分析。

2 结 果

2.1 临床指标 两组患者在年龄、性别、身高、体重、心功能（EF、FS）、伴随疾病（糖尿病、高血压）、体外循环时间、主动脉阻断时间、机械通气时间和术后ICU时间均无显著性差异（P>0.05），见表1。两组患者均无严重围术期并发症，痊愈出院。

表1 两组患者临床观察指标（n=20，±s）

表1 两组患者临床观察指标（n=20，±s）

观察指标 NT组 T组 P值年龄（岁） 58.20±9.40 61.80±8.45 0.2105性别（m/f） 14/6 12/8 0.5073身高（cm） 164.53±8.50 167.23± 6.65 0.2702体重（kg） 62.17±9.46 61.01±8.89 0.6917 EF（%） 51.35±7.28 52.35±8.19 0.6855 FS（%） 32.53±4.41 33.75±5.21 0.4291糖尿病（例） 54 0.7050高血压（例） 46 0.4652体外循环时间（min） 92.24±21.42 89.78±24.54 0.7374主动脉阻断时间（min） 47.86±17.39 52.18±18.73 0.4544机械通气时间（h） 16.78±8.35 15.32±6.56 0.5423术后 ICU 时间（d） 4.65±1.20 4.14±1.25 0.1960

2.2 各时间点FT3、FT4、T3浓度 NT组在主动脉开放及CPB后的24 h内血浆FT3、FT4、T3浓度持续降低，在CPB后24 h分别较术前下降了约50%、40%、55%（P＜0.05），随后开始上升，在 CPB 后 48 h仍未恢复至术前水平；而血浆T4、TSH浓度在正常范围内波动。T组在主动脉开放及CPB后的24 h内血浆FT3、FT4、T3浓度也持续降低，但均高于NT组（P＜0.05）。 两组各时间点血浆 T4、TSH 值无显著性差别（P＞0.05）。 见表 2。

2.3 各时间点BMR值 两组无显著性差别 （P＞0.05）。 NT组 SVRI、PVRI在 CPB 后6h均达峰值（P＜0.05），随后开始逐渐下降，在CPB后48 h基本恢复至术前水平。与NT组比较，T组SVRI、PVRI在 CPB 后 6、12、24 h 显著降低 （P＜0.05）。 NT 组LVSWI在 CPB 后 12 h 降至最低值（P＜0.05），随后开始逐渐上升，在CPB后48 h基本恢复至术前水平。与NT组比较，T组LVSWI在术前2 h无显著性差别（P＞0.05），在 CPB 后 6、12、24 h 显著升高（P＜0.05）。 见表 3。

3 讨 论

CPB是心脏直视手术必须的辅助手段，但CPB过程中低温、非搏动灌注、重要脏器缺血损害及机体代谢变化等均可能导致严重的ESS，出现心血管系统并发症[1，4，5]。 研究表明血浆 T3水平与充血性心力衰竭的严重程度密切相关，已成为一个独立的预测因子[6，7]。因此，对CPB围术期ESS进行防治非常重要。外源性TH能否安全、有效地防治ESS，以及给药的时机、用量及方法均引起了国内外学者的重视[8，9]。本文试验组术前48 h至CPB后48 h给予口服甲状腺素片，其围术期基础代谢率在3%～9%，表明未增加患者的代谢能耗，是一种安全的给药方案。

表2 两组患者各期血浆甲状腺激素水平（n=20，±s）

表2 两组患者各期血浆甲状腺激素水平（n=20，±s）

与 T1比较，▲P<0.05，#P<0.01；与对照组比较，*P<0.05，△P<0.01

组别 FT3（pmol/L） FT4（pmol/L） T3（nmol/L） T4（nmol/L） TSH（mU/L）NT 组 2.8～7.1 12～22 1.3～3.1 59～154 0.27～4.2 T1 4.23±0.97 18.24±4.56 2.42±0.51 118.68±22.49 2.13±0.53 T2 4.12±0.90 18.35±4.40 2.43±0.56 120.32±30.08 2.24±0.51 T3 2.96±0.59#△ 13.68±4.17▲* 1.45±0.33#△ 110.81±26.59 1.92±0.48 T4 2.75±0.63#△ 12.78±2.68#* 1.33±0.31#△ 112.87±25.96 1.83±0.43 T5 2.53±0.51#△ 11.56±2.89#* 1.21±0.27#△ 108.94±23.94 1.82±0.44 T6 2.12±0.42#△ 10.95±2.51#* 1.08±0.25#△ 105.94±21.18 2.34±0.56 T7 2.94±0.70#△ 11.86±2.61#△ 1.24±0.28#△ 114.25±25.13 2.46±0.56 T组T1 4.18±0.87 17.86±3.75 2.36±0.59 116.78±29.19 2.23±0.55 T2 4.68±0.98 18.75±4.12 2.59±0.65 122.61±30.65 2.19±0.52 T3 3.97±0.87 16.96±4.24 2.12±0.48 114.45±27.46 2.12±0.48 T4 3.76±0.86 16.07±3.69 1.89±0.41▲ 110.94±27.73 1.94±0.42 T5 3.34±0.76▲ 14.28±3.14▲ 1.65±0.39# 105.12±23.12 2.07±0.49 T6 3.14±0.69# 13.39±3.09# 1.53±0.46# 102.76±23.61 2.45±0.61 T7 3.67±0.78 15.18±3.18▲ 1.67±0.42# 107.43±25.78 2.57±0.59

表3 两组患者各期基础代谢率和血流动力学指标（n=20，±s）

表3 两组患者各期基础代谢率和血流动力学指标（n=20，±s）

与 T1比较，▲P<0.05，#P<0.01；与对照组比较，*P<0.05，△P<0.01

组别 BMR SVRI（dyne·s/cm5·m2） PVRI（dyne·s/cm5·m2） PCWP（mmHg） LVSWI（mg-M/beat·m2）NT组T1 4.6±1.1 2126±213 228±58 11.9±2.4 50.4±7.8 T2 3.8±0.9 2098±187 258±70 11.4±2.2 52.1±8.2 T4 5.4±1.5 3470±529#△ 389±82#* 12.2±2.8 45.2±7.8▲*T5 5.1±1.6 2964±432#△ 364±67#△ 11.8±2.6 40.7±8.8#*T6 4.7±1.1 2871±412#△ 284±58▲* 12.4±3.2 41.4±8.2▲△T7 4.9±1.2 2150±254 258±56 12.7±2.6 49.2±8.5 T组T1 4.9±0.9 2179±246 217±45 12.2±2.8 52.6±8.5 T2 5.3±1.2 2148±235 227±52 11.8±2.4 51.5±9.5 T4 5.6±1.6 2596±479▲ 306±75# 12.8±2.2 50.6±7.6 T5 4.9±1.2 2482±359▲ 238±64 12.6±3.1 46.4±8.9▲T6 5.1±1.7 2292±334 232±65 11.3±2.7 51.6±9.5 T7 4.8±1.3 2054±242 221±46 12.9±2.6 52.4±9.2

本文结果显示，对照组在CPB后的24 h内血浆 FT3、FT4、T3值持续降低（P＜0.05），在 CPB 后 24 h分别较术前下降了约50%、40%、55%，而血浆T4、TSH值在正常范围内波动。这与Velissaris等[10]的研究结果基本一致。其可能的机制有：①CPB应激状态下机体TH消耗量增加，致使FT3、FT4、T3与术前相比，下降幅度明显高于T4；②CPB围术期机体外周组织3，5′-脱碘酶活性受到影响或含量下降，使T4向T3转化减少；③甲状腺缺血、缺氧妨碍了TH的合成和释放；④CPB应激状态下丘脑-垂体-甲状腺轴调节机制紊乱，垂体对正、负反馈的调节受到抑制[4，5，11]。 试验组在 CPB 后的 24 h 内血浆 FT3、FT4、T3值也持续降低，但均高于对照组（P＜0.05）。两组各时间点血浆T4、TSH值无显著性差别 （P＞0.05）。本文结果证实口服外源性TH能有效的防治ESS。Choi等[12]也得到了基本一致的临床研究结果。

SVRI和PVRI是判断外周血管阻力的重要指标。本文结果显示，对照组SVRI、PVRI在CPB后6 h均达峰值（P＜0.05），随后开始逐渐下降，在 CPB后48 h基本恢复至术前水平。这可能是由于CPB期间炎症介质释放、缩血管物质分泌增加以及血管内皮损伤等因素引起的外周血管阻力增加[13]。试验组 SVRI、PVRI在 CPB 后6h 也均达峰值（P＜0.05），随后开始逐渐下降，但与对照组比较，SVRI、PVRI在 CPB 后 6、12、24 h 显著降低（P＜0.05）。 说明口服外源性TH可有效抑制CPB后外周血管阻力增加的程度，降低心脏后负荷。研究证实，TH可通过改变外周动脉平滑肌细胞纳-钾分布、减少肌钙蛋白释放等机制，使血管平滑肌细胞收缩力下降，引起血管张力减低、血管阻力下降[14]。

LVSWI是判断左心做功的主要指标。本文结果显示，对照组LVSWI在CPB后12 h降至最低值（P＜0.05），随后开始逐渐上升，在CPB后48 h基本恢复至术前水平。这与CPB后心肌缺血-再灌注损伤、外周血管阻力增高等因素有关[15]；也与CPB后存在ESS，影响心肌能量代谢，减弱心肌收缩力有关[1，2，4，5]。 试验组 LVSWI也在 CPB 后 12 h 降至最低值（P＜0.05），随后开始逐渐上升，但与对照组比较，LVSWI在术前2h无显著性差别（P＞0.05），在 CPB后 6、12、24 h 显著升高（P＜0.05）。 说明 TH 的正性肌力作用对生理状态的心肌不显著，但对缺血-再灌注损伤状态的心肌有显著作用。Sirlak等[16]研究证实外源性TH可有效抑制左心功能下降程度。这和TH对心肌的正性变力作用有关，也和外源性TH改善心肌细胞供能、增强心肌收缩力、降低外周血管阻力和保持CPB后心血管系统对肾上腺素的敏感性等有关[17]。

综上所述，笔者认为小剂量、短时间口服外源性TH是一种经济、安全、有效、方便的防治CPB围术期ESS的方法。对CPB后血流动力学的维持起到积极的作用，有利于患者术后恢复。但对其不利之处亦应注意，否则有增加心肌耗氧与心律失常的危险，对有严重心律失常和心肌缺血的患者应慎用。

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