右美托咪啶预处理对下肢缺血再灌注性肺损伤及一氧化氮/内皮素-1失衡的影响

于健，李睿，王琦

药物临床观察

右美托咪啶预处理对下肢缺血再灌注性肺损伤及一氧化氮/内皮素-1失衡的影响

于健，李睿，王琦∆

目的 观察右美托咪啶预处理对止血带引起的肢体缺血/再灌注（LIR）致肺损伤的保护作用和对一氧化氮（NO）/内皮素（ET）-1失衡的影响。方法 选取60例ASA评分Ⅰ～Ⅱ级拟行单侧下肢手术的患者。随机分为对照组（R组，n=30）和右美托咪啶预处理组（PD组，n=30）。所有患者均在神经刺激仪引导下行腰丛-坐骨神经阻滞麻醉后手术。PD组于使用止血带前10 min静脉泵注右美托咪啶0.125 mL/kg（4 mg/L）；R组在相应时间点给予等量生理盐水0.125 mL/kg。分别于使用止血带前10 min（T0）和松止血带后15 min（T1）、2 h（T2）、6 h（T3）及24 h（T4）行动脉血气分析，计算呼吸指数（RI）和氧和指数（OI），测定NO、ET-1、白细胞介素（IL）-8、丙二醛（MDA）水平。结果 与T0比较，R组T3时RI升高，T2～T4时OI降低（P＜0.01），PD组各时点RI、OI值比较差异无统计学意义；R组和PD组在松止血带后ET-1、IL-8、MDA浓度升高，NO浓度、NO/ET-1比值显著降低（P＜0.05）。与R组比较，PD组在T3时RI降低、OI升高（P＜0.01）；PD组在松止血带后ET-1、IL-8、MDA、NO浓度和NO/ET-1比值与R组比较差异有统计学意义（P＜0.05）。R组患者血浆ET-1、IL-8水平与RI值呈正相关，与OI值呈负相关（P＜0.01）；血浆NO水平、NO/ ET-1比值与RI值呈负相关，与OI值呈正相关（P＜0.01）。结论 右美托咪啶预处理通过保护内皮细胞和减轻脂质过氧化损伤，改善患者使用止血带造成的LIR致肺换气功能的障碍。

右美托咪啶；再灌注损伤；肺换气；一氧化氮；内皮缩血管肽1

肢体手术为减少术中出血常会使用止血带，可能引起局部骨骼肌缺血/再灌注（IR），造成进一步损伤，已成为临床上较为棘手的并发症。研究表明，肢体缺血/再灌注（LIR）可导致远隔器官肺的损伤，究其机制，显示与一氧化氮（NO）/内皮素（ET）-1失衡有关［1］。目前，药物预处理对肺功能的影响愈来愈受到人们的关注。有研究表明，右美托咪啶对缺血再灌注致肺损伤有一定的保护作用［2］。而右美托咪啶预处理对LIR致肺损伤的保护作用尚鲜见报道。本研究拟观察右美托咪啶预处理对下肢手术时止血带导致LIR致肺损伤的保护作用及对NO/ET-1平衡的影响，旨在为临床提供参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料 本研究经我院伦理委员会审核批准，患者及其家属知情同意并签字。遴选我院2014年1月—7月在腰丛-坐骨神经阻滞下行单侧下肢手术、需要使用止血带的患者共60例，包括跟腱断裂修补术24例，踝关节骨折、胫腓骨骨折切开复位内固定术各11例，胫骨髁间骨折、髌骨骨折切开复位内固定术各7例；美国麻醉师协会（ASA）分级Ⅰ～Ⅱ级。排除标准：术中失血血红蛋白（Hb）＜70 g/L；术中出现严重低血压，需要药物维持者；下肢深静脉血栓或肺栓塞病史；窦性心动过缓或房室传导阻滞；神经阻滞部位感染；严重心、肺、肾功能障碍；糖尿病；术前1周内使用氧化剂或抗氧化剂类药物。本组患者中男36例，女24例，年龄58～73岁，体质量61～83 kg。采用随机数字表法将患者分为对照组（R组）和右美托咪啶预处理组（PD组）。

1.2 方法

1.2.1 麻醉方法 2组患者术前均未用药，入手术室开放外周静脉后，输注乳酸钠林格氏液6～8 mL/kg，持续面罩吸氧，常规监测心电图（ECG）、无创血压（NIBP）、心率（HR）、血氧饱和度（SpO2）。腰丛阻滞注射0.4%罗哌卡因（批号：NADZ AstraZeneca公司，瑞典）30 mL，坐骨神经阻滞注射0.4%罗哌卡因20 mL［3］。

麻醉完毕后，患侧股静脉和股动脉用留置针穿刺开放通路，肝素封管留针备用。患肢在大腿中上1/3处上止血带，驱血加压设置为术前收缩压加100 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa），设定时间为60～90 min。PD组于上止血带前10 min泵注右美托咪啶注射液（批号：13111032江苏恒瑞医药）0.125 mL/kg（4 mg/L）［4］，在10 min内阻断开始前输注完毕；R组则在同一时间内静脉泵注生理盐水0.125 mL/kg。药液由不参与本研究的医师配制。

1.2.2 标本采集及指标测定 分别于上止血带前10 min （T0），松止血带后15 min（T1）、2 h（T2）、6 h（T3）、24 h（T4）5个时间点抽取术侧股静脉血4 mL，室温下以3 000 r/min离心10 min，取上清液装于Eppendorf小管中密封，低温（-40℃）保存，同时经股动脉留置针内抽取股动脉血2 mL，行血气分析，计算呼吸指数（RI）和氧合指数（OI）。采用硝酸还原酶法测定NO浓度，硫代巴比妥酸法检测血清丙二醛（Malondialdehyde，MDA）浓度（试剂盒均购于南京建成生物研究所），酶联免疫吸附法（ELISA法）检测ET-1、白细胞介素（IL）-8浓度（ET-1试剂盒购于上海西唐生物技术有限公司；IL-8试剂盒购于深圳晶美生物有限公司）。

1.2.3 RI、OI计算公式 RI=PA-aDO2/p（O2）=［（PB-PH2O）× FiO2-p（O2）-p（CO2）/RQ］/p（O2）。OI=p（O2）/FiO2。PB为大气压，为760 mmHg；PH2O为37℃饱和水蒸气压，为47 mmHg；RQ为呼吸商，为0.8；呼吸空气时的FiO2取统一值为0.21。

1.3 统计学方法 采用SPSS 13.0统计软件进行数据分析，计量资料以均数±标准差（±s）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t检验，计数资料比较采用χ2检验，NO、ET-1、NO/ET-1和IL-8与血气指标相关性分析采用Pearson相关。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 2组患者一般资料比较 2组患者的年龄、性别、体质量、身高、止血带时间差异无统计学意义（均P＞0.05），见表1。

Tab.1 Comparison of general data between two groups表1 2组患者一般资料比较 （n=30，±s）

Tab.1 Comparison of general data between two groups表1 2组患者一般资料比较 （n=30，±s）

均P＞0.05

组别 年龄 性别 体质量 身高 止血带时间（岁） （男/女） （kg） （cm） （min）R组61.3±8.519/1165.2±8.6166.3±8.378.2±10.7 PD组63.7±9.217/1361.7±10.3162.7±9.581.1±12.6 t或χ21.0490.3171.4871.5630.318

2.2 2组患者血气指标比较

2.2.1 2组患者不同时点RI比较 PD组不同时点RI差异无统计学意义（P＞0.05）；R组差异有统计学意义（P＜0.01），R组在T3时RI值升高。PD组在T3时RI值低于R组（P＜0.01），见表2。

2.2.2 2组患者不同时点OI比较 PD组不同时点OI差异无统计学意义（P＞0.05）；R组在T2～T4时与T0相比OI值降低。PD组在T3时OI值高于R组（P＜0.01），见表3。

2.3 2组患者血液指标比较

2.3.1 2组患者不同时点NO浓度比较 组内比较2组NO浓度均在T2～T3时降低。组间比较PD组在T2、T3时NO浓度值高于R组（P＜0.01），见表4。

Tab.2 Comparison of respiratory index at different time points between two groups表2 2组患者不同时点RI比较 （n=30，±s）

Tab.2 Comparison of respiratory index at different time points between two groups表2 2组患者不同时点RI比较 （n=30，±s）

＊P＜0.05，＊＊P＜0.01，表3～7同；F组间=10.614，F时间=28.315，F交互=6.783，均P＜0.01

T1 T0 T2组别R组PD组t 0.161±0.027 0.147±0.019 0.323 0.160±0.041 0.158±0.037 0.198 0.187±0.045 0.175±0.042 1.068 T4 T3 F组别R组PD组t 0.372±0.091 0.185±0.036 10.466＊＊0.187±0.042 0.169±0.038 2.208 160.734＊＊1.667

Tab.3 Comparison of oxygenation index at different time points between two groups表3 2组患者不同时点OI比较（n=30，mmHg，±s）

Tab.3 Comparison of oxygenation index at different time points between two groups表3 2组患者不同时点OI比较（n=30，mmHg，±s）

F组间=2.777，F时间=7.416，F交互=3.921，均P＜0.01

T1 T0 T2组别R组PD组t 433.6±38.3 431.3±38.1 0.233 421.1±44.9 423.2±46.1 0.179 397.3±58.5 409.6±36.3 0.979 T4 T3 F组别R组PD组t 378.1±44.7 415.3±37.3 3.500＊＊413.7±39.4 427.6±32.2 1.496 6.689＊＊1.619

Tab.4 Comparison of nitric oxide concentration at different time points between two groups表42 组患者不同时点NO浓度比较（n=30，mmol/L，±s）

Tab.4 Comparison of nitric oxide concentration at different time points between two groups表42 组患者不同时点NO浓度比较（n=30，mmol/L，±s）

F组间=6.287，F时间=39.987，F交互=7.324，均P＜0.01

组别R组PD组t T0 T1 T2 T3 T4 F 42.9±7.1 43.3±7.9 0.206 38.5±7.7 39.1±8.4 0.288 30.2±8.0 38.2±4.9 4.671＊＊21.4±4.8 36.6±5.4 11.524＊＊39.7±6.3 40.7±7.3 0.568 48.170＊＊4.105＊＊

2.3.2 2组患者不同时点ET-1浓度比较 组内比较，R组T2～T4时、PD组T3时与T0相比ET-1浓度升高。组间比较，PD组在T2、T3时ET-1浓度值低于R组（P＜0.05或P＜0.01），见表5。

2.3.3 2组患者不同时点NO/ET-1值比较 组内比较2组NO/ET-1值均在T2、T3时降低。组间比较，PD组在T2、T3时NO/ET-1值高于R组（P＜0.01），见表6。

2.3.4 2组患者不同时点IL-8浓度比较 组内比较，IL-8浓度R组在T2～T4、PD组在T2～T3时升高。组间比较PD组在T2～T4时IL-8浓度低于R组（P＜0.01），见表7。

Tab.5 Comparison of endothelin-1 concentration at different time points between two groups表52 组患者不同时点ET-1浓度比较（n=30，ng/L，±s）

Tab.5 Comparison of endothelin-1 concentration at different time points between two groups表52 组患者不同时点ET-1浓度比较（n=30，ng/L，±s）

F组间=4.741，F时间=18.869，F交互=5.763，均P＜0.01

组别R组PD组t T0 T1 T2 T3 T4 F 9.9±2.8 9.8±3.2 0.129 11.4±3.7 10.6±3.8 0.826 14.4±4.5 11.6±4.0 2.548＊18.8±5.5 13.5±4.1 4.233＊＊12.1±2.2 11.1±1.8 1.927 23.449＊＊4.759＊＊

Tab.6 Comparison of nitric oxide/endothelin-1 at different time points between two groups表62 组患者不同时点NO/ET-1比较（n=30，mol/mg，±s）

Tab.6 Comparison of nitric oxide/endothelin-1 at different time points between two groups表62 组患者不同时点NO/ET-1比较（n=30，mol/mg，±s）

F组间=6.034，F时间=58.440，F交互=7.439，均P＜0.01

?

Tab.7 Comparison of interleukin-8 concentration at different time points between two groups表7 2组患者不同时点IL-8浓度比较（n=30，ng/L，±s）

Tab.7 Comparison of interleukin-8 concentration at different time points between two groups表7 2组患者不同时点IL-8浓度比较（n=30，ng/L，±s）

F组间=29.172，F时间=32.783，F交互=5.613，均P＜0.01

?

2.3.52 组患者不同时点MDA浓度比较 R组MDA浓度在T1～T3时升高。组间比较PD组在T1～T3时MDA浓度低于R组（P＜0.05或P＜0.01），见表8。

Tab.8 Comparison of malondialdehyde concentration at different time points between two groups表82 组患者不同时点MDA浓度比较（n=30，μmol/L，±s）

Tab.8 Comparison of malondialdehyde concentration at different time points between two groups表82 组患者不同时点MDA浓度比较（n=30，μmol/L，±s）

F组间=4.166，F时间=8.884，F交互=4.132，均P＜0.01

组别R组PD组t T0 T1 T2 T3 T4 F 6.6±1.8 6.8±1.9 0.419 8.7±4.5 7.1±2.3 2.734＊9.2±4.6 7.3±2.7 2.951＊＊12.6±6.4 8.2±3.0 3.411＊＊8.4±3.7 7.7±2.9 0.816 7.235＊＊1.326

2.4 ET-1、IL-8、NO、NO/ET-1与RI、OI的相关性分析 R组患者血浆ET-1、IL-8水平与RI值呈正相关，与OI值呈负相关（P＜0.01）；血浆NO浓度、NO/ET-1比值与OI值呈正相关，与RI值呈负相关（P＜0.01），见表9。

Tab.9 The correlation between NO，ET-1，IL-8 and NO/ET-1 with RI and OI in R group表9 R组患者NO、ET-1、IL-8水平和NO/ET-1比值与RI、OI的相关性 （n=30，r）

3 讨论

近年来研究发现，局部器官的IR可通过炎症反应及氧化应激等引起远隔脏器损伤［5］，如心、肺、肝等器官功能障碍。研究发现，右美托咪啶预处理后可以保护肺功能，减轻肺损伤症状［6］。故预防LIR致远隔器官损伤的研究具有重要意义。

本研究参考文献［7］，采用RI血气指标来反映肺换气功能，RI愈大，说明LIR后致肺换气功能愈差。而OI则反映病情连续趋势变化，了解病情进展。如RI明显升高，而同时OI明显降低，提示发生了肺损伤［8］。本研究显示，R组患者T3时RI明显升高，而OI在T2～T4明显降低，PD组T3时刻RI、OI与R组比较差异有统计学意义，显示PD组肺功能障碍较R组轻，提示右美托咪啶预处理对LIR致肺换气功能损伤起到一定的保护作用。研究表明，LIR导致的远隔肺损伤与NO/ET-1失衡有关［1］。本研究通过NO、ET-1水平和NO/ET-1比值与血气指标相关性统计分析，亦证实如此。Wang等［9］研究表明，血浆ET-1浓度可作为一种反映肺功能损伤的敏感性指标。ET-1使肺血管、支气管强烈收缩，可以导致通气/血流比值失调，加重肺组织损伤。而NO作为重要的舒血管因子，可维持肺血管灌注、抗中性粒细胞聚集黏附血管内皮［10］。本研究显示，R组LIR后血ET-1浓度较术前增加，而NO浓度则降低；而PD组与R组比较，LIR后，ET-1、NO浓度差异具有统计学意义，说明右美托咪啶预处理有效协调了NO/ ET-1的失衡，促进NO的释放，抑制中性粒细胞黏附、聚集，降低肺血管通透性，改善肺氧合，使LIR过程中肺组织微循环障碍得到改善。

Kim等［11］证实，ET-1参与了机体炎症反应，呈浓度依赖式促进IL-8的释放。IL-8是中性粒细胞主要的趋化和活化因子［12］，使中性粒细胞向组织浸润，从而导致肺脏微血管通透性增加，使实质细胞受损，造成肺功能障碍。本研究显示，R组T2～T4时刻血浆ET-1水平、IL-8浓度升高；PD组较R组血浆ET-1水平、IL-8浓度下降，推测通过降低ET-1水平，减少IL-8释放，从而抑制中性粒细胞黏附与激活，对LIR后肺损伤起到早期保护作用。此外，ET-1通过花生四烯酸途径产生大量的氧自由基，通过攻击细胞膜的多价不饱和脂肪酸，其最终产物为MDA，造成血管内皮细胞内水肿，组织功能障碍［13］。此外，本研究显示，与T0时比，R组患者T1～T4时MDA含量明显升高，而PD组在T1～T3时点MDA含量显著低于对照组，这说明右美托咪啶预处理可能激动α2肾上腺素受体，降低机体儿茶酚胺水平，降低机体氧化应激反应，减少LIR过程中氧自由基的爆发性释放，减轻肺损伤。

综上所述，右美托咪啶预处理可以改善患者LIR致肺换气功能的障碍，其机制可能与其保护内皮细胞和减轻脂质过氧化损伤有关。

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（2014-09-22收稿 2014-12-10修回）

（本文编辑 李鹏）

Effects of dexmedetomidine preconditioning on imbalance of nitric oxide/endothelin-1 and remote lung injury in patients with lower limb ischemia-reperfusion

YU Jian，LI Rui，WANG Qi∆
Department of Anesthesiology，Central Hospital of Cangzhou，Hebei 061001，China
∆Corrsponding Author E-mail：viviyjyy@sina.com

Objective To investigate the effects of dexmedetomidine preconditioning on nitric oxide（NO）/endothelin （ET）-1 imbalance and remote lung injury induced by lower limb ischemia-reperfusion（LIR）.Methods Sixty patients who scheduled for unilateral lower extremity surgery matched American Society of Anesthesiologists（ASA）Ⅰ-Ⅱ，were randomized into two groups:control group（R group，n=30）and dexmedetomidine preconditioning group（PD group，n=30）.Lumbar plexus combined with sciatic nerve block was performed guided by a nerve stimulator in both groups.In group PD，dexmedetomidine intravenous infusion was started at a dose of 0.125 mL/kg（4 mg/L）for 10 minutes before using tourniquet，whereas group R received an equivalent volume of normal saline.Artery blood gas analysis，respiratory index and oxygenation index were measured，and NO，ET-1，interleukin-8（IL-8）and malondialdehyde（MDA）concentrations were determined from plasma samples 10 minutes before tourniquet inflation（T0），15 minutes（T1），2 h（T2），6 h（T3）and 24 h（T4）after tourniquet deflation.Results Compared with T0，RI was higher at T3in group R and OI was lower at T2-4（P＜0.01）.There were no significant differences in RI and OI of group PD between different time points（P＞0.05）.In R and PD groups，ET-1，IL-8 and MDA concentrations were increased，while NO level and NO/ET-1 ratio were significantly decreased after tourniquet deflation（P＜0.05）.Compared with group R，RI was lower and OI was higher at T3in group PD（P＜0.01）.The levels of ET-1，IL-8，MDA，NO and NO/ET-1 ratio were significantly different after tourniquet deflation between group PD and group R （P＜0.05）.In group R，there was positive correlation between ET-1 and IL-8 levels with RI，and negative correlation between ET-1 and IL-8 levels with OI（P＜0.01）.There was positive correlation between NO level，NO/ET-1 ratio and RI lev-el（P＜0.01）.Conclusion Lung function impairment induced by tourniquet application could be attenuated by dexmedetomidine preconditioning based on protecting endothelial cells and inhibiting lipid peroxidation.

dexmedetomidine；reperfusion injury；pulmonary gas exchange；nitric oxide；endothelin-1

R363

A DOI：10.11958/j.issn.0253-9896.2015.05.024

河北省沧州市中心医院麻醉一科（邮编061001）

于健（1981），男，主治医师，硕士，主要从事骨科麻醉方面研究

∆E-mail:viviyjyy@sina.com