远隔缺血时处理对体外循环瓣膜置换术患者炎症反应和氧化应激的影响

邓恢伟 潘道波 周爱国 黄芙蓉 郭华静 王先学

(常德市第一人民医院麻醉科，湖南 常德 415003)

体外循环(CPB)下心脏手术常可过度激活炎症反应和氧化应激，导致全身炎症反应综合征(SIRS)，甚至引起多器官功能障碍，是心脏手术后患者死亡的常见原因〔1～3〕。虽然目前有许多外源性减轻CPB后全身炎症反应的措施〔4〕，但若能调动机体内源性抗损伤机制，可为临床应用开辟新途径。Schmidt等〔5〕通过建立猪心肌梗死模型，证实在冠状动脉阻断同时予以肢体4个周期5 min缺血/5 min再灌注处理可显著改善左室功能，减少心肌梗死面积及恶性心律失常发生率，并首次提出“远隔缺血时处理”的概念。随后又有临床和动物研究证实远隔缺血时处理对心、脑、肝、肾及CPB后全身炎症反应有保护作用〔6～10〕。本研究拟进一步评价远隔缺血时处理对CPB下心脏瓣膜置换术患者炎症反应和氧化应激的影响。

1 资料与方法

1.1一般资料 本研究已获本院医学伦理委员会批准，并与患者及其家属签署知情同意书。择期CPB下心脏瓣膜置换术患者60例，年龄40～60岁，体重45～70 kg。美国麻醉医师协会(ASA)分级Ⅱ或Ⅲ级，心功能分级Ⅱ或Ⅲ级，无严重血管疾病、高血压、糖尿病、免疫性疾病、严重肝肾及凝血功能异常、感染和哮喘，围术期未使用激素或免疫抑制剂。采用随机数字表法分为对照组(C组)和远隔缺血时处理组(R组)各30例，两组性别(男/女：14/16 vs 15/15例)、年龄〔51±5)vs(53±6)岁〕、体重〔(59±6)vs(61±7)kg〕、射血分数〔EF,(58±4)% vs (59±5)%〕、手术类型〔二尖瓣置换术(MVR)/主动脉瓣置换术(AVR)/双瓣置换术(DVR)：13/10/7 vs 12/9/9例〕差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。

1.2方法 麻醉前30 min肌肉注射吗啡0.1 mg/kg和东莨菪碱0.01 mg/kg。入室后常规监测，建立静脉通路，局麻下行桡动脉穿刺置管，用于监测动脉压。静脉注射咪达唑仑0.05 mg/kg、芬太尼5～8 μg/kg、维库溴铵0.15 mg/kg、丙泊酚1～2 mg/kg行麻醉诱导，气管插管后机械通气，潮气量(VT) 8～10 ml/kg，通气频率 10～12次/min，吸入氧浓度(FiO2)1.0，维持呼末二氧化碳分压(PETCO2)35～45 mmHg。麻醉维持：静脉输注丙泊酚60～100 μg·kg-1·min-1，芬太尼0.1～0.2 μg·kg-1·min-1，维库溴铵1～2 μg·kg-1·min-1，转机前和停机后吸入1%七氟烷，调节丙泊酚速度维持脑电双频指数(BIS)值40～60。手术采用胸骨正中切口，劈开胸骨后静脉予肝素3 mg/kg(1 mg=125 U)。依次行主动脉、上腔静脉、下腔静脉插管，常规建立CPB。CPB期间维持活化凝血时间(ACT)>480 s，浅低温(鼻、肛温30～33℃)，平均动脉压50～80 mmHg，血细胞比容21%～24%，采用α-稳态血气管理，维持动脉血二氧化碳分压(PaCO2)35～45 mmHg。所有患者麻醉、手术及CPB由同一组医师完成。

麻醉诱导后将充气压力式止血带置于患者右下肢备用，根据骨科止血标准充气到60 kPa，从而可达到阻断灌注。R组于主动脉阻断后同时对右下肢予以3个周期的5 min充气/5 min放气模拟缺血/再灌注处理；C组只将止血带置于右下肢。

于CPB前(T0)、CPB结束后即刻(T1)、1 h(T2)、6 h(T3)、24 h(T4)时采集右颈内静脉血样，采用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测白细胞介素(IL)-6、IL-10浓度，采用黄嘌呤氧化酶法测定超氧化物歧化酶(SOD)活性，采用硫代巴比妥酸比色分析法测定丙二醛(MDA)浓度(试剂盒均购于南京建成生物有限公司)；采用LH-750全自动五分类血液分析仪(Beckman Coulter公司，美国)做血常规检测患者白细胞计数(WBC)、单核细胞百分比，并监测患者膀胱温度。于术前1 d，术后1、2、3 d由不知情的第三者评估患者SIRS评分，评分由以下4项组成：①体温>38℃或<36℃；②心率>90次/min；③呼吸>20次/min或过度通气，PaCO2<32 mmHg；④外周血白细胞计数>12×109/L或<4×109/L或未成熟粒细胞>10% 。每符合1项加1分，≥2分即可诊断为SIRS。记录拔管时间和ICU停留时间。

1.3统计学方法 采用SPSS20.0软件进行方差分析、χ2检验。

2 结 果

2.1两组术中各指标比较 两组均顺利完成手术，无围术期死亡和严重心脑并发症。两组输血量、自动复跳率、住院时间、主动脉阻断时间、CPB时间差异无统计学意义(P>0.05)，R组拔管时间和ICU停留时间显著短于C组(P<0.05)，见表1。

表1 两组术中各指标比较

与C组比较:1)P<0.05

2.2两组不同时间点IL-6、IL-10、SOD、MDA、WBC、单核细胞比例、体温及SIRS评分比较 表2～表4可见，与C组比较，R组T1、T2、T3时血清IL-6浓度显著降低，T2、T3时血清IL-10浓度显著升高，T1、T2时SOD活性显著升高，T1时MDA浓度显著降低，T3时WBC显著降低，T3、T4时单核细胞比例显著升高，T4时膀胱温显著降低，术后1 d SIRS评分显著降低(均P<0.05)。与T0比较，T1、T2、T3时C组血清IL-6浓度显著升高，IL-10浓度显著降低(P<0.05)，T1、T2时C组SOD活性显著降低，MDA浓度显著升高，R组血清IL-6浓度显著升高，IL-10浓度和单核细胞比例显著降低(均P<0.05)；T1时R组SOD活性显著降低(P<0.05)；T1～T4时两组WBC显著升高，C组单核细胞比例显著降低；T3、T4时C组膀胱温显著升高(P<0.05)；T3时R组膀胱温显著升高(P<0.05)。与术前1 d比较，C组术后1、2、3 d和R组术后1、2 d SIRS评分显著升高(P<0.05)。

表2 两组不同时间点WBC、单核细胞比例及膀胱温比较

与C组比较：1)P<0.05；与术前1 d比较：2)P<0.05；同表3

表3 两组不同时间点SIRS评分比较分)

表4 两组不同时间点血清IL-6、IL-10、SOD、MDA水平比较

与C组比较:1)P<0.05;与T0比较:2)P<0.05

3 讨 论

CPB下心脏手术，由于非生理性灌注、血液与CPB管道材料表面接触、手术创伤、缺血-再灌注、内毒素释放、血液稀释、体温变化等，均可激活炎症介质，促进炎症反应和氧化应激的级联扩大，并导致全身炎症反应和组织器官功能障碍，严重影响患者预后。缺血预处理通过多种机制对靶器官产生保护作用，其作用机制之一即抑制炎症反应〔11〕。而远隔缺血预处理和后处理由于操作简便、无创，成为近来研究重点。目前一般认为(远隔)缺血预/后处理具有相似的保护作用和机制，包括多种神经、体液和炎症反应途径。

IL-6主要由单核巨噬细胞、T淋巴细胞、血管内皮细胞产生，是炎症反应的早期敏感标志物。IL-10主要由单核巨噬细胞、B淋巴细胞和T淋巴细胞产生，是机体重要的内源性抗炎因子，可抑制炎症因子的合成与释放，有助于减轻炎症因子介导的组织和细胞损伤〔12，13〕。本研究结果表明CPB后可诱发全身炎症反应。而且远隔缺血时处理可以抑制炎症反应的程度和缩短炎症反应的时间。

MDA是脂质过氧化的最终产品，可作为脂质过氧化程度及氧自由基诱导的组织损伤程度的指标。SOD是一种氧自由基清除剂，反映清除氧自由基的能力。本研究结果表明，远隔缺血时处理可减轻CPB后氧化应激。

WBC、单核细胞分类百分比及膀胱温是反映炎症反应的临床常用指标。本研究结果表明，远隔缺血时处理组WBC在CPB后早期达到高峰，然后迅速下降，其峰值也低于对照组，而单核细胞百分下降比和膀胱温升高程度小于对照组，间接反映远隔缺血时处理可以减轻全身炎症反应。SIRS评分是简单、快速评价SIRS严重程度的方法，与患者预后相关〔14～16〕。本研究结果进一步表明远隔缺血时处理后患者全身炎症反应较轻，且术后恢复较快。

炎症反应升高程度还是持续时间对机体损伤占主导还有待进一步研究，更可能是两者综合效果(曲线下面积)。但本研究结果显示远隔缺血时处理可同时减轻炎症反应的升高程度和持续时间，有效减轻CPB下心脏瓣膜置换术患者炎症反应和氧化应激，促进患者恢复。