灯盏花素对心肺转流瓣膜置换术患者心肌缺血-再灌注损伤的影响

周 莹，李国利，滕金亮

0 引 言

心肌缺血-再灌注损伤(myocardial ischemiareperfusion injury，MIRI)是心肺转流(cardiopulmonary bypass，CPB)心内直视手术常见的并发症，可导致心功能异常、心肌细胞坏死和凋亡，直接影响患者的预后［1－2］。灯盏花素具有改善微循环、清除自由基、减少心肌氧耗、降低血液黏滞度、抑制细胞凋亡等多种生物活性［3－4］。有实验表明灯盏花素可减轻大鼠MIRI，但其对CPB 下瓣膜置换术患者MIRI 的影响尚待研究［5］。本研究拟通过观察CPB 下瓣膜置换术患者围术期血清心肌肌钙蛋白(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)的变化，评价灯盏花素对CPB 下心脏瓣膜置换术患者MIRI 的影响。

1 资料与方法

1.1 研究对象 选取我院2013 年5 月至2014 年7月CPB 下行瓣膜置换术的风湿性心脏病患者为研究对象，男23 例、女17 例，年龄40 ～65 岁，平均(55.3±8.7)岁，体重50 ～75 kg，平均(64.4±13.1)kg。ASA:Ⅱ－Ⅲ级，心功能:Ⅱ－Ⅲ级，左心室射血分数＞40%。所有患者均为首次心脏手术，术前无肝肾功能异常，无高血压、糖尿病、冠心病病史，无中重度肺动脉高压，无感染性疾病。本研究已获本院伦理委员会批准，并与患者或家属签署知情同意书。

1.2 方法

1.2.1 分组与处理方法 采用随机数字表法将患者分为对照组和灯盏花素组，每组20 例。麻醉诱导完成后采用微量泵分别向2 组静脉输注等渗盐水15 mL 与剂量为0.75 mg/kg 的灯盏花注射液，30 min内输注完毕。

1.2.2 麻醉方法 所有患者术前30 min 肌注东莨菪碱0.3 mg，入室后面罩吸氧，常规进行心电监测，建立上肢外周静脉通路，使用脑电双频指数仪(bispectral index，BIS)监测麻醉深度。局部麻醉下行左挠动脉穿刺置管监测有创动脉压，右颈内静脉穿刺置管监测中心静脉压(central venous pressure，CVP)和采血。麻醉诱导依次静脉注射咪达唑仑0.05 mg/kg、芬太尼5 μg/kg、依托咪酯0.2 mg/kg、罗库溴铵0.6 mg/kg，3 min 后经口明视气管插管，行机械通气，设置吸入氧流量2 L/min，潮气量8 ～10 mL/kg，1∶E为1∶2，呼吸频率10 ～12 次/min，维持呼气末CO2分压(PETCO2)35 ～45 mmHg。麻醉维持:血浆靶控输注丙泊酚1.5 ～2.0 μg/mL，吸入1%～2%七氟醚，间断注射芬太尼、罗库溴胺，维持BIS 值40 ～50。

1.2.3 CPB 方法 使用Stockert-Ⅲ型人工心肺机和MAQUET 膜肺，在肝素化后常规建立体外循环。CPB 期间采用中低温(鼻咽温度30 ～32 ℃)、中度血液稀释(Hct 20%～30%)，中高转流量2.2 ～2.4 L/(m2·min)，维持激活全血凝固时间(activated coagulation time，ACT)＞480 s，平均动脉压(mean arterial pressure，MAP)50 ～80 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)，复温后酌情使用多巴胺、多巴酚丁胺或硝普钠维持循环。

1.2.4 指标测定 分别于切皮前(T0)、主动脉开放后30 min(T1)、6 h(T2)、12 h(T3)、24 h(T4)5 个时间点抽取颈内静脉血5 mL，肝素抗凝，以1000 r/min离心15 min，离心半径为10 cm。取血清放入－80 ℃冰箱保存。采用化学发光法测定cTnI 的浓度，采用免疫抑制法测定CK-MB 的活性，采用黄嘌啉氧化酶法测定SOD 的活性。为排除心肺转流血液稀释对测定值的影响，测定结果均使用公式(校正值=实测值×转流前HCT/采样时HCT)校正。

1.3 统计学分析 采用SPSS 17.0 统计软件进行统计分析，计量资料以均数±标准差)表示，组内比较采用重复测量设计的方差分析，组间比较采用成组t 检验，计数资料比较采用χ2检验。以P≤0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 临床资料比较 2 组患者性别构成比、年龄、体重、主动脉阻断时间、CPB 时间和手术时间差异均无统计学意义(P ＞0.05)。见表1。

2.2 各时间点cTnI 及CK-MB 浓度比较 与T0时比较，T1至T4时2 组血清cTnI 和CK-MB 浓度明显升高(P ＜0.05)，在T2时达峰值。与对照组比较，灯盏花素组T1至T4时血清cTnI 和CK-MB 浓度明显降低，差异有统计学意义(P ＜0.05)。见表2。

2.3 各时间点SOD 浓度比较 与T0时比较，T1至T4时两组SOD 活性明显降低(P ＜0.05)。与对照组比较，T1至T4时D 组SOD 活性明显升高，差异有统计学意义(P ＜0.05)。见表3。

表1 行瓣膜置换术的风湿性心脏病患者临床资料比较Table 1 Comparison of general clinical information between two groups

表1 行瓣膜置换术的风湿性心脏病患者临床资料比较Table 1 Comparison of general clinical information between two groups

组别 n 男/女(n) 年龄(岁) 体重(kg) 主动脉阻断时间(min) CPB 时间(min) 手术时间(min)对照组20 11/19 56±8 64±13 87±18 118±22 217±35灯盏花素组20 12/18 54±10 62±11 78±16 131±24 229±38

表2 行瓣膜置换术的风湿性心脏病患者各时间点cTnI 和CK-MB 浓度比较Table 2 Comparison of cTnI and CK-MB at each time points between two groups

表2 行瓣膜置换术的风湿性心脏病患者各时间点cTnI 和CK-MB 浓度比较Table 2 Comparison of cTnI and CK-MB at each time points between two groups

与切皮前比较，*P ＜0.05;与对照组比较，#P ＜0.05

指标 n 切皮前 主动脉开放后30 min 主动脉开放后6 h 主动脉开放后12 h 主动脉开放后24 h cTnI(ng/mL)对照组 20 0.36±0.14 3.94±1.10* 7.32±2.21* 6.28±1.49* 4.57±1.71*灯盏花素组 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)对照组 20 4.22±1.72 36.35±9.71* 61.43±12.30* 7.91±13.14* 28.71±9.77*灯盏花素组 20 3.76±1.60 25.82±10.73*# 37.67±11.51*# 31.25±10.93*# 19.07±8.64*#

表3 行瓣膜置换术的风湿性心脏病患者不同时间点SOD 浓度比较，U/mL)Table 3 Comparison of SOD at each time points between two groups，U/mL)

表3 行瓣膜置换术的风湿性心脏病患者不同时间点SOD 浓度比较，U/mL)Table 3 Comparison of SOD at each time points between two groups，U/mL)

与切皮前比较，*P ＜0.05;与对照组比较，#P ＜0.05

组别 n 切皮前 主动脉开放后30 min 主动脉开放后6 h 主动脉开放后12 h 主动脉开放后24 h对照组 20 79.9±15.8 59.1±13.4* 44.3±8.6* 49.2±6.7* 62.7±11.9*灯盏花素组 20 80.8±18.3 68.7±14.2*# 60.8±11.1*# 65.9±13.2*# 70.5±9.7*#

3 讨 论

由于主动脉长时间阻断和再开放，在CPB 下行心脏瓣膜置换术必然伴随MIRI，并引起心肌收缩功能障碍、心率失常和不可逆的心肌细胞损害。因此，心肌保护是心脏手术的重要环节，并对手术成败有着重要影响。多项基础和临床研究显示，全身炎性反应、氧自由基大量产生、钙超载、中性粒细胞释放酶、血管内皮受损、微循环障碍和细胞凋亡等均可能参与MIRI 的发生机制［6－8］。其中，活性氧自由基损伤及其引起的脂质过氧化反应是造成心肌损伤的启动因素，在MIRI 中占重要地位［9］。

心肌细胞损伤时，由于心肌细胞内pH 值下降及蛋白溶解酶激活，cTnI 和CK-MB 可通过破损的细胞膜释放入血，致血浆cTnI 和CK-MB 含量升高［10］。其中，cTnI 是心肌细胞中特有的受损调节蛋白，更具敏感性和特异性，是近年来反映心肌损伤的首选标志物［11］。SOD 是生物体内重要的抗氧化酶，其含量可反映机体清除氧自由基的能力，间接反映心肌损伤程度。基于上述原因，本试验选择cTnI、CK-MB 和SOD 这3 个指标对MIRI 的程度进行评价。同时参照文献［12］以及预试验结果选择灯盏花素的剂量0.75 mg/kg。

本研究结果显示，主动脉开放后2 组血cTnI 和CK-MB 浓度均明显升高，在T2时达峰值，且在术后24 h 仍高于术前水平。但在同时间点，灯盏花素组浓度明显低于对照组，说明CPB 后所有患者心功能均出现不同程度的损害，并且这种损害持续存在，灯盏花素可减轻CPB 下瓣膜置换术患者MIRI。研究表明，灯盏花素在体外能有效清除氧自由基［13］。Li等［14］研究发现灯盏花素可降低脑部组织过氧化物丙二醛的含量，增加过氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶的活性，抑制脂质过氧化反应，对脑缺血-再灌注损伤有保护作用。推测灯盏花素对CPB 下MIRI的保护机制也与其抗氧化应激作用有关。从本研究结果看，2 组SOD 含量在主动脉开放后均明显下降，但灯盏花素组SOD 浓度明显高于对照组，说明灯盏花素同样可通过增强细胞抗氧化应激能力清除氧自由基，减少心肌细胞耗氧量以减轻MIRI。

综上所述，体外循环前静脉输注0.75 mg/kg 灯盏花素可减轻CPB 下瓣膜置换术患者心肌缺血-再灌注损伤，机制可能与其抗氧化应激作用有关。因本研究样本量较少，且缺乏对心肌细胞凋亡及凋亡相关基因表达的检测，故有待进一步在细胞和分子水平上针对灯盏花素对CPB 后心肌缺血-再灌注损伤的保护作用进行探讨。

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