七氟醚预处理对CVR患者血清炎性细胞因子和心肌酶的影响

朱 辉，李 辉，杨进国，孔俊丽，吴清海，金 琪

(湖北医药学院附属东风医院， 湖北 十堰 442000)

七氟醚预处理对CVR患者血清炎性细胞因子和心肌酶的影响

朱 辉，李 辉，杨进国，孔俊丽，吴清海，金 琪

(湖北医药学院附属东风医院， 湖北 十堰 442000)

[摘要]目的 观察七氟醚(Sev)预处理对体外循环下心脏瓣膜置换术(CVR)患者血清炎性细胞因子和心肌酶的影响，探讨其对心脏保护作用的可能机制。方法 选择择期行CVR患者60例，ASAⅡ～Ⅲ级，随机分为对照组(C组)和Sev预处理组(S组)，每组30例。S组在麻醉诱导后吸入1.0%的Sev，30 min后洗脱，至体外循环(CPB)开始时使呼气末Sev浓度均<0.1%。用丙泊酚、咪达唑仑、舒芬太尼、维库溴铵维持麻醉， BIS值保持在40～50。C组不吸入Sev，其余用药同S组。分别于麻醉前(t0)、主动脉开放时(t1)、主动脉开放后2 h(t2)及术后24 h(t3)采集桡动脉血，检测血清IL-6、IL-8、TNF-α、cTnI、CK、CK-MB水平。 结果t2和t3时，2组血清IL-6、IL-8和TNF-α水平均较t0和t1时明显升高(P均<0.05)，t3时较t2时明显降低(P均<0.05)，S组t2和t3时均明显低于C组(P均<0.05)；t0时2组血清cTnI、CK和CK-MB水平均在正常范围，t1～t3时明显升高(P均<0.05)，S组t1～t3时血清cTnI水平均明显低于C组(P均<0.05)。结论 七氟醚预处理能明显减轻CVR患者的心肌缺血再灌注损伤，其心肌保护作用机制可能与抑制炎性因子的产生和减少心肌酶的释放有关。

七氟醚；预处理；心肺转流；瓣膜置换术；炎性因子；心肌酶学

心脏瓣膜病是我国常见心脏病之一，患者在体外循环(cardiopulmonary bypass，CPB)下行心脏瓣膜置换术 (cardiac valve replacement，CVR)时，除了手术操作的直接损伤外，都会伴随不同程度的心肌缺血再灌注损伤 (myocardial ischemia-reperfusion injury，MIRI)，加重心肌损害[1]。心肌缺血预处理(ischemic preconditioning, IPC)是目前有效的心肌保护措施之一，实验研究证明, 吸入麻醉预处理(Anesthetics preconditioning, APC)可达到与IPC相似的效果[2]。七氟醚(sevoflurane，Sev)是一种目前临床上广泛使用的吸入麻醉药。本研究通过观察Sev预处理对CPB下CVR患者血清白细胞介素-6(IL-6)、白细胞介素-8(IL-8)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、心肌肌钙蛋白I(cTnI)、 肌酸磷酸激酶(CK)和肌酸磷酸激酶同工酶(CK-MB)水平的影响，探讨了Sev预处理在CPB下CVR中的心肌保护作用。

1 临床资料

1.1 一般资料 经医院伦理委员会批准和患者知情同意并签字，选择2012年7月—2014年12月在本院择期行CVR的患者60例，ASAⅡ～Ⅲ级。男29例，女31例；年龄18～65岁；体质量48～72 kg；二尖瓣置换术20例，主动脉瓣置换术20例，联合瓣膜(二尖瓣+主动脉瓣)置换术20例；术前血生化检查各项指标基本无异常。排除术前有感染者，有使用激素或免疫调节剂病史者，左室射血分数低于40%者，血流动力学不稳定需正性肌力药物维持者，肺、肝、肾及凝血功能障碍者，糖尿病、原发性高血压及冠心病、肿瘤者，以往曾行心脏手术者。剔除CPB停机失败需再次CPB者，术后再次手术者及临时改变手术方式、发生麻醉及手术意外或并发症及各种不良反应者。采用计算机随机化抽样将患者均分为2组：对照组(C组)30例，男14例，女16例；年龄(41.5±11.3)岁；体质量(55.2±8.6)kg；左室射血分数(62±6.1)%。Sev预处理组(S组)30例，男15例，女15例；年龄(42.0±10.6)岁；体质量(56.1±7.9)kg；左室射血分数(61±5.8)%。2组性别、年龄、体质量、左室射血分数比较差异均无统计学意义(P均>0.05)，具有可比性。

1.2 麻醉方法

1.2.1 麻醉前准备 所有患者术前常规禁食12 h、禁水8 h，麻醉前30 min肌注长托宁0.01 mg/kg 、吗啡0.15 mg/kg。进手术室后开放静脉，面罩吸氧，常规监测心电图(ECG)、平均动脉压(MAP)、脉搏(P)、血氧饱和度[Sp(O2)]、基础体温(T)、呼气末二氧化碳分压[pET(CO2)]、血电解质、血气分析、激活全血凝固时间(ACT)、尿量及脑电双频谱指数(BIS)。

1.2.2 麻醉诱导 2组均静脉注射咪达唑仑0.06～0.08 mg/kg、依托咪酯0.2～0.3 mg/kg、舒芬太尼0.4～0.6 μg/kg 及罗库溴铵0.6～0.8 mg/kg进行麻醉诱导，气管内插管后行机械通气，给予60%氧气吸入，潮气量8～10 mL/kg，呼吸频率10～12次/min，吸呼比为1∶2，维持pET(CO2)在35～45 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)。做桡动脉、颈内静脉穿刺监测MAP、中心静脉压(CVP)。S组在麻醉诱导后吸入1.0% Sev(雅培公司，批号：9520)，30 min后洗脱，至CPB开始时使呼气末Sev浓度<0.1%(用Detax公司Cardiocap麻醉气体检测仪检测)。用丙泊酚、咪达唑仑、舒芬太尼、维库溴铵维持麻醉，BIS值保持在40～50。C组不吸入Sev，其余用药同S组。CPB常规预充，肝素3 mg/kg抗凝，维持ACT﹥480 s，CPB期间灌注流量2.20～2.80 L/(min·m2),鼻咽温28～32 ℃，HCT 0.25～0.30，4∶1含血高钾停跳液于主动脉根部灌注，使心电呈等电位线，心脏表面用冰屑降温，MAP维持在50～60 mmHg，停机后用鱼精蛋白(1∶1.2)中和肝素。术中及术后应用去氧肾上腺素、多巴胺、多巴酚丁胺、硝酸甘油维持循环稳定。患者术后回ICU，使用60%O2机械通气20 h左右。

1.3 标本采集及检测 分别于麻醉前(t0)、主动脉开放时(t1)、主动脉开放后2 h(t2)及术后24 h(t3)采集2组桡动脉血6 mL，3 000 r/min离心15 min，取上清液分装于6个1 mL的AP管中，于-80 ℃冷冻保存待测。应用酶联免疫法(ELISA 法)定量分析测定血清IL-6、IL-8、TNF-α水平，应用放免法定量分析测定cTnI水平；应用比色法定量分析测定CK、CK-MB水平。检测试剂盒为北京普尔伟业生物科技有限公司提供。

2 结 果

2.1 2组手术情况比较 2组术中情况比较差异均无统计学意义(P均>0.05)。见表1。

表1 2组手术情况比较

2.2 2组不同时点血清IL-6、IL-8和TNF-α水平比较t0和t1时,2组血清IL-6、IL-8和TNF-α水平组内、组间比较差异均无统计学意义(P均>0.05)，t2及t3时均较t0和t1时明显升高(P均<0.05)，t3时较t2时明显降低(P均<0.05)；t2和t3时S组各指标水平均明显低于C组(P均<0.05)。见表2。

2.3 2组不同时点cTnI、CK和CK-MB水平比较t0时,2组cTnI 、CK和CK-MB水平均在正常范围内，2组间比较差异均无统计学意义(P均>0.05)；t1～t3时，2组各指标水平均较t0时升高(P均 <0.05)。t1～t3时，S组cTnI 水平明显低于C组(P均<0.05)，CK和CK-MB水平较低，但2组间比较差异无统计学意义(P均>0.05)。见表3。

表2 2组不同时点血清IL-6、IL-6和TNF-α水平比较

注：①与t0比较，P<0.05；②与t1比较，P<0.05；③与t2比较，P<0.05；④与C组比较，P<0.05。

3 讨 论

表3 2组不同时点cTnI、CK 和CK-MB水平比较

注：①与t0比较，P<0.05；②与C组比较，P<0.05。

CVR是治疗心脏瓣膜病的有效手段, 但麻醉、身体温度的变化以及CPB中血液与非生理性人工管道的接触、非生理性血流状态的改变等，可诱发局部和全身的大量炎性细胞因子IL-6、IL-8 及TNF-α的释放和“瀑布效应”， 进而激活远处器官的内皮细胞，导致白细胞依赖性微血管损伤[3-4]，引起全身炎症反应综合征(SIRS)[5]。MIRI和SIRS协同作用，增加了术后心脏不良事件的发生率，影响患者预后。因此，如何有效减轻MIRI和SIRS对心肌的损害一直是临床研究的热点。已有的心肌保护方法虽有一定效果，但尚不满意。目前的相关研究主要集中在新技术、新材料和相关药物的应用方面，其中近年来兴起的缺血与药物预处理成为一种有前途的新治疗方法[6]。

Sev作为一种新型的卤代烃基醚类挥发性麻醉剂，具有起效快、恢复快、对呼吸循环影响小等优点，已广泛应用于临床。大量的离体和在体的动物实验发现，Sev可以通过减少心律失常发生、改善心肌收缩力和心肌血供、减少心肌梗死面积对MIRI起到保护作用[7-9]。一些临床研究也报道了术中持续采用Sev维持麻醉的患者术后心脏功能恢复更好[10-12]。有研究显示，吸入0.5～1.0 MAC的Sev可对CPB下冠脉手术的患者产生明显的心肌保护作用[13]。本研究采用连续吸入1%Sev预处理的方式，观察了其对CVR患者血清IL-6、IL-8 、TNF-α、cTnI、CK和CK-MB水平的影响。其中cTnI是一种心肌收缩调节蛋白，其含量作为一项判断心肌损伤时效性、敏感性和特异性的首选指标和“金标准”[14]，可用于围术期心肌保护效果的评估[15]。CK在正常人血清中含量甚少，主要存在于骨骼肌、心肌中，组织损伤后CK可迅速释放入血致其含量明显升高，在骨骼肌损伤的情况下其也可以升高。而CK-MB大量存在于心肌中，骨骼肌中含量较少，与CK相比，其特异性和敏感性均较优，特异性甚至高达95%[16]。CK-MB是诊断急性心肌损伤的另一个可靠生化指标，更能检测和反映心肌的不可逆性损害[17]。

本研究结果显示，与t0和t1时比较，t2和t3时,2组血清IL-6、IL-8和TNF-α水平均明显升高(P均<0.05)，表明主动脉阻断与开放可导致SIRS，引起血清中IL-6、IL-8和TNF-α水平迅速升高，提示MIRI可能与CPB后大量炎性细胞因子释放及由炎性因子导致的心肌和内皮细胞损伤密切相关。t2和t3时血清IL-6、IL-8和TNF-α水平S组均明显低于C组(P均<0.05)，提示S组炎症反应及心肌损伤程度均比C组轻，表明采用1%Sev预处理的方式能显著减少这些炎性细胞因子的大量释放， 对心肌有保护作用。本实验设计选择的是Sev预处理，检测的炎性细胞因子也相对全面。而在既往研究中，学者选择了另外不同的Sev用药方式和/或采用少数炎性细胞因子作为检测指标[18-19]，本研究结果与之有部分吻合之处。

本研究结果还显示，2组t0时血清cTnI、CK和CK-MB水平均在正常范围内，t1～t3时2组cTnI 、CK和CK-MB水平均显著高于t0时(P均<0.05)，说明停跳、手术损伤、尤其是主动脉阻断和缺血长时间后再开放，可能导致了MIRI，cTnI、CK和CK-MB从心肌中释放入血。而S组t1～t3时血清cTnI水平显著低于C组(P均<0.05)，表明Sev预处理可减少cTnI释放。S组CK和CK-MB水平在t1～t3时也均比C组低，说明Sev预处理也可减少CK和CK-MB释放，但差异无统计学意义，分析原因可能与它们的特异性相对较低有关。由此可以看出，Sev预处理能够减轻MIRI程度，减少因MIRI导致的心肌酶的释放，促进MIRI后心肌组织的恢复，从而对心肌起到一定的保护作用。

综上所述，Sev预处理能明显减轻CVR患者的MIRI，其心肌保护作用机制可能与抑制炎性细胞因子的产生和减少心肌酶的释放有关。本研究为临床合理地指导麻醉用药、改善CVR患者的器官功能、丰富器官保护途径提供了一定的临床应用参考和基础理论依据。但本研究样本量不够大，没有涉及Sev的心肌保护效应与其剂量及浓度的关系。Sev预处理对心肌保护作用的剂量依赖性和最佳浓度有待进一步研究。

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Effects of sevoflurane preconditioning on inflammatory cytokine and myocardial enzyme in patients undergoing cardiac valve replacement

ZHU Hui, LI Hui， YANG Jinguo, KONG Junli, WU Qinghai, JIN Qi

(Dongfeng Hospital,Hubei University of Medicine, Hubei 442000, Hubei, China)

Objective It is to investigate the effect of sevoflurane(Sev) preconditioning on inflammatory cytokine and cardiac enzyme in the patients undergoing cardiac value replacement(CVR) and to explore the mechanism of Sev protecting heart. Methods A total of 60 ASAⅡ-Ⅲ patients under cardiopulmonary bypass for CVR, were randomly assigned into 2 groups (n=30): control group(group C) and Sev preconditioning group(group S). Group S received 1.0% Sev after anesthesia induction lasting for 30 min, and then being washed out until the beginning of CPB when the end tidal concentration of Sev was lower than 0.1%. Anesthesia was maintained with propofol, midazolam, sufentanil and vecuronium, BIS was maintained at 40-50. Group C received the same treatment as group S but no Sev preconditioning. The artery blood samples were collected to detect the serum concentration of IL-6, IL-8, TNF-α and the plasma levels of cTnI, CK and CK-MB before anesthesia (t0), at the time of aortic unclamping (t1), 2 h (t2) after aortic unclamping and 24 h(t3) after operation, respectively. Results The serum concentration of IL-6, IL-8 and TNF-α were higher att2andt3in both groups than att0andt1respectively(P<0.05), they were decreased att3in both groups than att2(P<0.05), they were significantly lower att2andt3in group S than in group C (P<0.05)．Plasma levels of cTnI, CK and CK-MB were within normal range att0in two groups, compared witht0, those in the two groups were increased significantly att1-t3(P<0.05), compared with the group C, they were significantly lower in the group S att1-t3. Conclusion Sev preconditioning could alleviate the ischemia/reperfusion injury in patients undergoing CVR, which may be related to the inhibition of inflammatory factors and the reducing of myocardial enzyme.

Sevoflurane；preconditioning；cardiopulmonary bypass；cardiac valve replacement；inflammatory factor；myocardium/enzymology

朱辉，男，硕士，副主任医师，副教授，研究方向为围术期器官保护。

杨进国,E-mail：yangjinguo-2335@163.com

湖北省教育厅青年基金项目 (Q20122404)；湖北省科技厅自然科学基金项目(2012FFC004)；十堰市科学技术研究与开发项目(ZD2011033)

10.3969/j.issn.1008-8849.2015.25.003

R614.2

A

1008-8849(2015)25-2743-04

2015-03-02