脂肪乳剂对不同局部麻醉药心脏抑制SD大鼠模型超微结构的影响

唐 靖，金 晶，梁少玲，赵年章 (广州医科大学附属第五医院麻醉科，广东 广州 510700)

随着精准医疗的蓬勃发展，可视化设备辅助下的局部麻醉被越来越广泛应用在当今手术麻醉领域当中。临床较常用的局部麻醉药物有布比卡因、丁卡因、罗哌卡因等，具有感觉、运动阻滞分离显著及麻醉效果好、作用时间长等优点，但如果给药的剂量过大，或者是误入血管进入体循环，就会引发比较严重的心血管毒性反应，严重时甚至会危及患者生命。有研究指出，局部麻醉药对心肌所造成的毒性作用，与诸多因素相关，包括对心肌钠、钾、钙离子通道的抑制，干扰β肾上腺素能信号传递等，此外，还可能与刺激交感神经系统有关，但其具体机制仍未明了[1]。本文通过建立上述麻醉药的心脏抑制SD大鼠模型，再给予脂肪乳剂治疗，探究其对SD大鼠心肌超微结构的影响。

1 资料与方法

1.1动物来源:选取24只健康SD大鼠，雌雄不计，体重250～300 g，平均(275±10)g；均由潍坊医学院实验动物中心所提供。将SD大鼠分成三组(随机数字表法)，即布比卡因组、丁卡因组、罗哌卡因组各8例。本次研究经过本院医学伦理委员会同意。

1.2药物与仪器来源:布比卡因(江西青峰药业有限公司，国药准字H20090253，规格：10 ml)；丁卡因(安徽威尔曼制药有限公司，国药准字H20093220，规格：50 mg)；罗哌卡因(齐鲁制药有限公司，国药准字H20052716，规格：10 ml∶75 mg)；脂肪乳剂(鹿邑弘道药业有限公司，国药准字H22021693，规格：250 ml∶25 g)；成都仪器厂生产的多道生理信号采集处理系统(RM6140C)；上海玉研科学仪器有限公司生产的动物呼吸机(SAR-1000V型)；浙江史密斯医学仪器有限公司生产的双通道微量泵(WZS-50F型)。

1.3方法:①制作模型。实验开始前，禁食12 h，不禁饮。采用浓度为10%的乳化异氟烷(0.6 ml/kg)腹腔注射，必要时每30 min补注射1次。完成麻醉操作后，使SD大鼠行仰卧位，实施气管插管，用SAR-1000V型动物呼吸机为SD大鼠提供呼吸辅助(FiO2100%)，频率为60次/min，潮气量为4 ml/kg，吸呼比1∶1。在双侧股动脉出分别进行穿刺置管，用作测定动脉压以及用于动脉采血通道，而尾静脉置管用作制造复苏时输液通道以及局部麻醉药中毒模型的给药通道。用多道生理信号采集处理系统对动脉压力、心电图进行监测与采集，把心电信号、动脉压力都输入到电脑中，等待处理。②构建局部麻醉药心脏中毒模型与治疗。构建好实验动物监测后，稳定15 min，对其基础值进行测定，三组均用双通WZS-50F型微量输注泵，持续尾静脉泵入泵注布比卡因、丁卡因、罗哌卡因，泵速设定为4 mg/(kg·min)，待平均动脉压(MAP)降到基础值的60%，停止局部麻醉药泵注，心脏中毒模型成功构建；三组即刻通过尾静脉使用脂肪乳剂，负荷量设定为1 ml/kg，后用微量泵将脂肪乳剂泵入，泵速设定为0.5 ml/(kg·min)。持续监测心电血压，如果MAP恢复到基础值的80%，那么提示治疗成功。

1.4监测指标:对比三组的MAP、治疗成功率(P)及心率(HR)。

1.5统计学处理:采用SPSS21.0统计学软件进行χ2及t检验。

2 结果

2.1三组HR、MAP及P比较:三组HR、MAP差异无统计学意义(P>0.05)。布比卡因组、丁卡因组P比较，差异无统计学意义(P>0.05)；而罗哌卡因组P较布比卡因组、丁卡因组高(P<0.05)。见表1。

表1 三组HR、MAP及P比较

2.2三组心肌细胞超微结构变化:①布比卡因组:存在些许脂滴，心肌细胞少有溶解，z线存在明显的局灶性增厚，一些线粒体空泡变性，偶尔可观察到线粒体嵴残迹。②丁卡因组:存在些许脂滴，心肌细胞核形状呈现不规则；z线模糊，造性断裂；线粒体增大，嵴变短或者消失，基质在具体的致密度上大幅降低。③罗哌卡因组:偶尔有脂滴，心肌细胞没有溶解，细胞核内染色质颗粒明显增多，z线稍增宽，线粒体呈现为灶性增生。见图1。

图1 透射电镜下三组心肌细胞超微结构变化(×30 000)

3 讨论

针对局部麻醉而言，因其对重要器官功能有着比较小的影响，无论是对内环境，还是对代谢功能，所造成的影响均比较轻微[2]，因而在手术麻醉中得到广泛应用。针对布比卡因、丁卡因、罗哌卡因等药物来分析，其乃是当前临床当中已得到广泛应用的一类酰胺类局部麻醉药，已被临床证实存在诸多优点，如麻醉效果突出、麻醉持续时间长等，如操作不当，会引发诸多不良反应，对围术期造成不利影响[3]。有报道指出，局部麻醉药所具有的心脏毒性作用，不仅与肌细胞内线粒体能量代谢发生异常有关，而且还与心肌钾、钙和钠的离子通道受到抑制、交感神经系统受到强烈刺激有关联[4]。

有研究选用杂种犬布比卡因心脏抑制模型，恒速将布比卡因输入，使混合静脉血氧饱和度降到基础的60%，并当作心脏严重抑制标志，此时，杂种犬的HR为59%，MAP为50%，一氧化碳(CO)为45%[5]。本文选MAP降到基础值的60%，停止局部麻醉药泵注，此时，心脏中毒模型得以成功构建，MAP下降幅度较杂种犬心脏抑制模型大，而HR、最低压与其比较相似，同样严重抑制心脏功能，并且模型更为简单。本研究可知，进行布比卡因输注后，能够造成比较严重的血流动力学变化，而且还会引发严重的心律失常，而通过脂肪乳剂的治疗，能够使布比卡因心脏毒性所引起的心输出量、血压、HR等的异常得到有效改善，快速恢复心脏功能，支持脂肪乳剂对布比卡因心脏毒性有良好的治疗效果。有学者在布比卡因、丁卡因以及罗哌卡因造成大鼠心脏停搏复苏的实验过程中证实，脂肪乳剂能够增加布比卡因的LD50值(48%)，使其自12.5 mg/kg升到18.5 mg/kg，而丁卡因则从12.1 mg/kg升高至16.8 mg/kg；此外，罗哌卡因从12.6 mg/kg提升到21.4 mg/kg[6]。有报道强调，急性布比卡因中毒时，会将心肌抑制的相关表现进行掩盖，因此，当出现心脏毒性时，建议进行脂肪乳剂的早期输注，不能在心脏停搏后才使用[7]。需要指出的是，输注脂肪乳剂后，能够对布比卡因、丁卡因等所造成的心脏抑制进行逆转，实现对血流动力学的改善；现阶段，许多学者认为其机制为脂肪乳剂能够在血浆当中形成脂质相，进而使脂溶性的布比卡因在其中被“隔离”，不会出现生物效应，并且还会使心肌布比卡因浓度的快速下降，最终形成脂肪乳剂解毒的效果[8]。

近年，伴随相关研究的日渐深入，诸多报道指出，针对局部麻醉药中毒的情况，采用脂肪乳剂进行救治，能够获得积极效果[9-10]。需要强调的是，脂肪乳剂对局部麻醉药心脏毒性的机制为脂质吸附介质学说，即就局部麻醉药对肉毒碱脂肪酰转移酶(心肌细胞线粒体膜)的抑制作用进行逆转[11]。本文结果表明脂肪乳剂能够提供中脂质吸附介质，使其结合于心肌细胞的局部麻醉药可以较快的进行解离，并向循环池中返回，实现快速恢复心肌细胞功能的目的，且三种麻醉药都可以损伤心肌细胞超微结构，但罗哌卡因有着最低的心肌毒性，而丁卡因与布比卡因相当。

综上所述，针对由局部麻醉药引起的SD大鼠心脏毒性，采用脂肪乳剂施治效果好；罗哌卡因对心肌超微结构造成的损伤较布比卡因、丁卡因轻。需要强调的是，几种麻醉药均会造成线粒体结构损伤，对心肌细胞能量代谢以及功能进行抑制，从而造成心脏毒性的产生。30%脂肪乳剂对于上述局部麻醉药造成的SD大鼠心脏毒性都有良好的治疗作用，但需不同局部麻醉药在具体的治疗作用上，却有强弱之分，因而对脂质沉积学说进行了验证，但其详细的产生机制及量-效关系，仍需不断深究；需指出的是，如果能够对浓度剂量关系予以明确，脂肪乳剂有望在局部麻醉药中毒的救治当中得到广泛应用，并为此领域带来革命性改变。