糖尿病影响冠状动脉旁路移植术后临床结局的机制和控制策略

董潇男综述,陈燕燕审校

综述

糖尿病影响冠状动脉旁路移植术后临床结局的机制和控制策略

董潇男综述,陈燕燕审校

糖尿病是动脉粥样硬化发展的主要危险因素之一,糖尿病患者更易发生心血管事件。冠心病合并糖尿病患者的血管呈弥漫性狭窄,常合并肾功能不全和神经功能障碍等并发症。冠状动脉旁路移植术(CABG)围手术期血糖控制水平与心血管疾病的短期和长期临床结局独立相关,糖尿病患者发生并发症和死亡的风险显著高于非糖糖尿病人群,限制了手术获益。故对行CABG的糖尿病患者进行血糖的控制,可以降低围手术期并发症的发生率和死亡率,提高长期生存率,降低心肌缺血事件再发生率。

综述;冠状动脉旁路移植术;围手术期;糖尿病

糖尿病是影响心血管疾病发病和进展的独立危险因素。在行冠状动脉旁路移植术(Coronary Artery Bypass Graft, CABG)的患者中有20%～30%患有糖尿病,严重影响了CABG患者的获益[1],行CABG的糖尿病患者比非糖尿病患者的短期和长期生存率明显降低。且CABG围手术期高血糖发生率较高,糖尿病和非糖尿病患者在CABG术中和术后出现高血糖十分常见[2],血糖调节异常严重影响糖尿病合并冠心病患者的获益[3]。尽管手术技术、麻醉管理、心肌保护和术后护理等方面有所提高,但糖尿病患者仍然有较高的围手术期并发症发生率和死亡率,长期生存率显著降低,心绞痛再发生率、再次心脏血运重建的风险较高,再次住院的几率也显著增加。多项研究显示,围术期血糖水平与心血管事件相关的临床结局独立相关。对于糖尿病患者,围术期血糖水平可预测术后不良事件发生[4-6];围术期高血糖(>250 mg/dl)可增加CABG患者术后并发症的发生率和死亡率[7]。新近研究显示, 对行CABG手术的糖尿病患者进行良好的血糖控制,可以降低围手术期并发症的发生率和死亡率,降低心血管事件再发几率。本综述将重点阐述糖尿病对行CABG患者临床结局的影响及作用机制,以及最佳的血糖控制策略。

1 糖尿病影响CABG术后临床结局的作用机制

1.1高血糖加重血管粥样硬化

对行CABG糖尿病患者的内乳动脉超微结构的研究证明,血糖控制不良的糖尿病是内皮细胞形态学改变的重要预测因子[8]。血糖控制不良的糖尿病患者动脉内膜增厚明显,液泡变大,线粒体肿胀,内皮下水肿明显。Izadi等[9]发现糖尿病患者CABG术后病房平均空腹血糖≥126 mg/dl的动脉壁中巨细胞病毒(CMV)阳性检出率高,提示血糖升高可能有较高的风险使冠状动脉的管壁感染CMV,从而促进动脉粥样硬化进展。老年急性冠状动脉综合征(ACS)患者血浆内皮微粒(EMP)水平升高且与冠状动脉病变程度及合并糖尿病有关,提示糖尿病可加重老年ACS 患者内皮功能障碍[10]。

1.2高血糖促进移植静脉内皮细胞外基质沉积

隐静脉是CABG移植桥血管的主要来源,随着隐静脉细胞外基质的沉积增多,桥血管的功能逐渐衰竭。内源性基质金属蛋白酶(MMPs)和组织金属蛋白酶抑制物(TIMPs)调节血管结构,并可能影响CABG术后血管结构重塑的进程。 Sun等[11]对CABG术后不同血糖水平患者的血管基因检测显示,高血糖组的大隐静脉内皮细胞外基质相关基因(ECM)表达数量明显增加,低血糖组和对照组的MMPs表达显著降低,而TIMPs表达明显增加,提示血糖控制不良使ECM表达增强,促进血管结构重塑。

1.3晚期糖基化终末产物表达增加,促进血管钙化

高血糖导致血管壁晚期糖基化终末产物(RAGE)和toll样受体(TLRs)水平升高,这种现象存在于各种血管钙化过程中。RAGE的活化与葡萄糖水平直接相关,并且与炎症反应和氧化应激增加有关。Hofmann等[12]研究提示心脏组织糖基化与冠心病患者的年龄、血糖和长期血糖控制水平有关;且晚期糖基化终末产物(AGEs)水平随着年龄、血糖水平、糖化血红蛋白(HbA1c) 水平的升高而升高。

1.4高血糖使机体代谢异常,炎症反应增加

冠心病合并糖尿病患者通常高血糖、高血压、高血脂等危险因素共存,机体启动炎症级联反应,高血糖导致活性氧(ROS)产生增加,脂质过氧化反应加强,使心脏炎症标志物水平升高,其中环氧合酶-2(COX-2)在致动脉粥样硬化中起到重要作用。最近研究[13]显示COX-2在糖尿病患者的内乳动脉中表达升高,与抗凋亡蛋白Bcl-2表达升高相关,从而引发血管重塑。Gordillo-Moscoso等[14]发现甘油三酯增加了CABG糖尿病患者内乳动脉COX-2的表达。

1.5高血糖抑制过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子(PGC-1α) 活化

PGC-1α被认为是心肌能量代谢的主要调节因子,PGC-1α的表达和激活与它的辅助激活因子过氧化物增殖激活受体(PPARs)在疾病状态下受到动态调节。在糖尿病患者中,心脏暴露在高血糖和高血脂的环境中,糖尿病患者的能量代谢障碍抑制了PPARα的活化。Sun等[15]的研究提示,PGC-1α水平降低增加CABG术后新发心房颤动的风险。而PGC-1α转录表达减少与糖尿病相关,然而具体的机制尚未明确。

2 糖尿病是CABG术后不良结局的重要预测因子

2.1糖尿病增加术后感染风险

在Ledur等[16]开展的一项前瞻性队列研究中,发现糖尿病和与CABG术后感染风险增加有关,优化血糖控制可降低糖尿病患者术后发生感染的风险。Leibowitz等[17]认为在术后恢复时,静脉输注胰岛素将血糖控制在110～150 mg/dl,可降低术后感染风险进而显著降低术后30天内的死亡率,且这种获益对于入院前已确诊为糖尿病的患者更大。

2.2糖尿病增加术后血糖变异的风险

糖尿病患者血糖变异可以引起氧化应激等代谢改变,这种长期的血糖变异将导致肾脏、神经、视网膜等损伤。 Masla等[18]用术后第一天血糖值的标准差和变异系数表示血糖变异程度,发现糖尿病和(或)术前HbA1c升高是CABG术后血糖变异和发生高血糖的预测因子,增加主要心血管事件的发生风险。Subramaniam等[19]更发现心外科术后血糖变异程度增加深部胸骨感染风险,且术前HbA1c≥6.5%的患者更易出现术后血糖变异,提示我们在控制围术期血糖时应注意平稳降糖。

2.3糖尿病患者术前高HbA1c、高血糖影响CABG预后

目前认为术前高HbA1c和糖尿病是增加术后并发症发生率和死亡率的独立危险因素。糖尿病患者CABG术前HbA1c水平比非糖尿病患者高,术后更易出现心律失常、肺不张等并发症,且机械通气时间、主动脉球囊反搏时间延长,多器官功能衰竭的发生风险也明显增加。Faritous等[20]最近发现,行CABG的患者术前空腹血糖和HbA1c水平升高是影响CABG术后并发症发生的预测因子。Subramaniam等[19]也认为,术前HbA1c≥6.5%的患者术后出现主要心血管事件的风险明显增加。

3 血糖控制策略

3.1血糖控制目标

根据现在的研究结果,最佳的围术期血糖控制目标值尚存争议,目前较为广泛接受的是2009年由美国临床内分泌医师学会(AACE)和美国糖尿病协会(ADA)发表的《住院病人血糖控制共识》[21],该共识建议:重症监护病房(ICU)的危重患者应将血糖控制在180 mg/dl(10.0 mmol/L)作为起始胰岛素治疗的阈值。推荐大多数ICU患者的血糖控制在140～180 mg/dl(7.8～10.0 mmol/L)。首选静脉胰岛素输注疗法,其安全性和有效性高,低血糖发生率低。同时注意连续监测患者血糖,防止低血糖发生,优化血糖控制。

针对普通病房的患者,在确保安全的情况下将餐前血糖控制在<140 mg/dl(<7.8 mmol/L),同时随机血糖<180 mg/dl(<10.0 mmol/L)。更为严格的血糖控制方案对病情稳定且血糖控制较好的患者可能适用;对于有严重并发症的住院患者,血糖控制目标可以适当放宽。

3.2危重患者高血糖的治疗策略

对于危重患者首选静脉应用胰岛素控制血糖获益最大。胰岛素半寿期很短,静脉输注胰岛素起效快,安全性高。对血糖急剧升高的患者,常规胰岛素10 U静推或0.15 U/kg静推,之后以0.1 U/(kg。h)剂量持续静滴,使维持血糖在7.8mmol/L左右。如血糖下降小于10%或酸碱平衡紊乱未好转,可增加胰岛素1 U/h.当血糖≤13.9 mmol/L或临床情况好转且血糖每小时下降>4.2 mmol/L时,胰岛素用量可减少1～2 U/h或0.05～0.1U/(kg。h)。当患者病情稳定,如可以连续进餐,无明显水肿,停用血管收缩剂等时,静脉胰岛素输注可逐渐改为皮下注射胰岛素注射,但静脉胰岛素仍需继续维持1～2 h.入院前使用胰岛素治疗的患者可恢复之前的胰岛素用量;新诊断糖尿病患者,可按0.6 U/(kg。d)开始皮下注射胰岛素。

3.3普通病房患者高血糖的治疗策略

针对普通病房患者,一般首选基础加餐时胰岛素方案。基础胰岛素可以选择长效胰岛素(甘精胰岛素,地特胰岛素),每24 h一次。餐时胰岛素选用短效胰岛素(赖脯胰岛素、天冬胰岛素、赖谷胰岛素等),特点为起效迅速(5～15 min),达峰时间快(45～60 min),持续作用时间短。若患者一般情况好,也可改为口服降糖药治疗,但在败血症、禁饮食状态或严重感染等发生时不推荐使用。

4 总结和展望

综上所述,糖尿病患者CABG围手术期血糖控制不良,与术后并发症发生率和死亡率增加有关。合理控制围手术期血糖,能减少发病率和死亡率,降低伤口感染发生率,减少住院时间,并能提高长期生存率。随着临床研究的不断进行,更为优化的血糖监测指标和目标血糖范围有望成为评价CABG预后的重要手段。

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2016-02-19)

(编辑:曹洪红)

100037 北京市,中国医学科学院 北京协和医学院 国家心血管病中心 阜外医院 内分泌科

董潇男 住院医师 硕士研究生 主要从事糖尿病与心血管疾病研究 Email: guitardxn@163.com 通讯作者:陈燕燕 Email: doc。yan@medmail.com.cn

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1000-3614(2016)10-1038-03

10.3969/j.issn.1000-3614.2016. 10.023