不同浓度七氟烷与丙泊酚对体外循环心脏手术患者心肌保护和脑代谢的影响

刘全成 孙 硕 王东伟

大型心脏手术通常需要在体外循环下进行，全球每年有超过一百万患者进行了体外循环心脏手术[1]。体外循环极易引发全身炎症反应，并造成患者各器官系统发生并发症。其中常见并发症为急性肾损伤，相关研究表明，该并发症发病率较高，且一旦出现急性肾损伤，心脏手术患者死亡率高达50%，即使是轻微、短暂的急性肾损伤，同样会导致患者重症监护时间延长，术后并发症发生率和死亡率增加[2-3]。体外循环心脏手术患者发生并发症的因素较为复杂，目前尚未完全明确，相关研究表明，除病情相关因素外，缺血-再灌注损伤、氧化应激、全身炎症反应均是造成体外循环心脏手术患者并发症发生的主要因素[4]。为提升手术安全性，积极改善患者预后，临床还需加强手术麻醉管理。丙泊酚属于临床上应用较广泛的静脉麻醉剂，其结构与内源性抗氧化剂a-tocoferol 相似，临床证实该药具有抗炎、免疫调节的效果，吸入后可减轻肾缺血再灌注损伤[5-6]。七氟烷同样为临床常用的吸入麻醉药物，具有血气分配系数低、诱导及苏醒迅速、肝功能影响小、镇静与镇痛效果显著等优点[7]。本研究就不同浓度七氟烷与丙泊酚对体外循环心脏手术患者心肌保护和脑代谢的影响进行分析。现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2021 年6 月至2022 年12 月于佳木斯市中心医院接受体外循环心脏手术治疗的74 例患者作为研究对象，以奇偶法分组，B 组37 例，A 组37 例。B 组中男20 例，女17 例；年龄45～75 岁，平均（60.05±4.82）岁；体重指数（BMI）为22～34 kg/m2，平均（28.04±1.72）kg/m2。A 组中男21 例，女16 例；年龄45～75 岁，平均（60.08±4.79）岁；BMI为23～33 kg/m2，平均（28.05±1.68）kg/m2。两组患者一般资料比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。具有可比性。

1.2 方法

全部患者术前30 min 均常规肌内注射0.01 mg/kg盐酸戊乙奎醚，入室前予以面罩吸氧，入室后常规监测心电图、心率、脉搏、血氧饱和度，局部麻醉下予以桡动脉穿刺术，麻醉诱导后予以中心静脉穿刺置管术和颈静脉球部置管术，常规监测尿量与呼气末二氧化碳分压（PetCO2）情况。麻醉诱导：静脉注射0.03～0.05 mg/kg 咪达唑仑、0.2～0.3 mg/kg 依托咪酯、2.0～3.0 μg/kg 舒芬太尼、0.6 mg/kg 罗库溴铵。经口明视下气管插管后连接麻醉机进行机械通气，控制潮气量为6～8 ml/kg，PetCO2为35～45 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa），呼吸频率为10～12 次/min。麻醉维持：持续静脉泵注丙泊酚并由机械通气开始，A组患者吸入0.5 MAC七氟烷，B组患者吸入1.0 MAC七氟烷，两组患者均静脉血浆靶控输注丙泊酚，靶浓度为3～6 μg/ml。

1.3 观察指标

1）血流动力学指标：比较两组患者术前（T0）、麻醉诱导后（T1）、切皮后（T2）、术毕（T3）的平均动脉压（mean arterial pressure, MAP）、心率（heart rate,HR）。2）心肌指标：T0、T1、T2、T3时刻，采集患者空腹外周静脉血，采用酶联免疫吸附试验（ELISA）法检测患者血清心肌肌钙蛋白Ⅰ（cardiac troponini,cTnI）、肌酸激酶（creatine kinase, CK）、肌酸激酶同工酶（creatine kinase-MB, CK-MB），试剂盒购自上海酶联生物有限公司。3）炎症因子：于T0、T1、T2、T3时刻，采用ELISA 法检测患者血清白细胞介素-8（interleukin-8, IL-8）、肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α, TNF-α）、白细胞介素-10（interleukin-10,IL-10），检测步骤依照上海酶联生物有限公司生产的试剂盒进行。4）脑代谢指标：于T0、T1、T2、T3时刻，取患者右侧颈静脉球和桡动脉血进行动脉血血气分析，颈静脉球血氧饱和度（SjvO2）=颅内静脉血红蛋白×1.36×颈内动脉血氧饱和度+ 0.0031×氧分压，脑氧摄取率（CEO2）=颈内动脉血氧含量-颈内静脉血氧含量/颈内动脉血氧含量。

1.4 统计学分析

采用SPSS 23.0 统计软件进行数据分析，计量资料以±s 表示，组间比较采用t检验，P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 血流动力学指标

T0时刻两组患者MAP、HR 水平比较差异无统计学意义（P＞0.05）；T1、T2时刻两组患者MAP、HR 水平均有下降趋势，T3时刻以上指标有上升趋势，且B 组患者T1、T2、T3时刻的MAP、HR 水平均高于A 组（P＜0.05）。见表1。

表1 两组患者不同麻醉时刻血流动力学指标比较(±s)

表1 两组患者不同麻醉时刻血流动力学指标比较(±s)

注：1 mmHg=0.133 kPa

指标 时间 A 组(n=37) B 组(n=37) t 值 P 值T0 98.73±4.36 98.74±4.62 0.009 0.992 T1 77.03±6.16 73.53±6.28 2.059 0.043 T2 77.13±4.77 71.62±4.72 2.257 0.027 MAP(mmHg)T3 79.02±4.71 75.92±4.83 4.418 0.000 T0 69.58±7.82 69.64±7.86 0.023 0.981 T1 63.73±7.86 57.58±7.63 2.053 0.043 T2 64.02±6.65 56.76±6.82 2.194 0.031 HR(次/min)T3 79.69±7.69 73.38±8.93 3.453 0.000

2.2 心肌指标

T0时刻两组患者cTnI、CK、CK-MB 水平比较差异无统计学意义（P＞0.05）；T1、T2、T3时刻两组患者cTnI、CK、CK-MB 水平呈上升趋势，且B 组患者cTnI、CK、CK-MB 水平均低于A 组（P＜0.05）。见表2。

表2 两组患者不同麻醉时刻心肌指标水平比较(±s)

表2 两组患者不同麻醉时刻心肌指标水平比较(±s)

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2.3 炎症因子

T0时刻两组患者IL-8、TNF-α、IL-10 水平比较差异无统计学意义（P＞0.05）；T1、T2、T3时刻B组患者IL-8、TNF-α 水平低于A 组（P＜0.05），IL-10水平高于A 组（P＜0.05）。见表3。

表3 两组患者不同麻醉时刻炎症因子水平比较(±s)

表3 两组患者不同麻醉时刻炎症因子水平比较(±s)

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2.4 脑代谢指标

T0时刻两组患者SjvO2、CEO2水平比较差异无统计学意义（P＞0.05）；T1、T2、T3时刻B 组患者SjvO2水平高于A 组（P＜0.05），CEO2水平低于A组（P＜0.05）。见表4。

表4 两组患者不同麻醉时刻脑代谢指标比较(%,±s)

表4 两组患者不同麻醉时刻脑代谢指标比较(%,±s)

指标 时间A 组(n=37) B 组(n=37) t 值P 值T0 60.92±6.48 60.95±6.82 0.019 0.984 T1 61.81±4.62 64.38±4.27 2.484 0.015 T2 57.09±4.58 63.43±4.16 6.232 0.000 SjvO2 T3 58.03±5.29 62.52±5.62 3.538 0.000 T0 57.26±10.2957.63±10.8 0.155 0.876 T1 56.48±6.59 51.28±6.05 3.535 0.000 T2 55.49±6.72 52.03±5.28 5.462 0.016 CEO2 T3 62.39±8.72 55.84±8.95 3.188 0.002

3 讨论

体外循环心脏手术为心脏外科手术中常见的大型手术之一，相关报道显示全球每年有125 万人接受该手术治疗。尽管目前医疗技术较为先进，体外循环心脏手术技术、安全性显著提升，但术后并发症、死亡率仍居高不下[8-9]。体外循环心脏手术可对患者造成较为严重的创伤应激反应，使机体存在不可逆损伤，主要表现为心脑肺等重要器官并发症、免疫力降低、术后死亡等[10]。体外循环心脏手术中，主动脉钳闭-开放可造成心肌缺血再灌注损伤，钙离子超载、高活性氧自由基过度生成、微血管损伤等电生理改变同样会造成心功能紊乱、心肌细胞损伤，极易诱发心律失常、传导阻滞等情况[11-12]。除缺血再灌注过程外，术中血液、非生理性异物表面接触、手术操作等，均可产生伤害性刺激[13]，激活补体系统，引起内毒素血症并导致炎症因子增加，极易诱发全身炎症反应综合征，炎症因子水平高低可直接反映全身炎症反应严重程度[14-15]。

丙泊酚是一种静脉麻醉药物，在临床上被广泛应用，具有起效快、诱导平稳、苏醒快等优点[16]，丙泊酚对预后的影响表现为可增加术后重症患者脱机拔管难度，延长重症加强护理病房（ICU）及总住院时间，进而增加呼吸机相关性肺炎（VAP）和呼吸机相关性肺损伤（VILI）发生率[17-18]。七氟烷是临床上常见的吸入麻醉药，其具有保护线粒体的作用，并且能够减少脂多糖引起的心肌损伤，减少机械通气刺激后炎症因子的大量分泌，抑制氧自由基和炎症因子释放，可通过不同分子机制发挥心肌保护和改善脑代谢作用。但不同浓度七氟烷对于体外循环心脏手术患者心肌保护和脑代谢的影响暂不清楚，因此本研究探讨了0.5 MAC/1.0 MAC 七氟烷+丙泊酚血浆靶控的应用效果。

本研究结果显示，B 组患者T1、T2、T3时刻的MAP、HR 水平均低于A 组，cTnI、CK、CK-MB 水平均低于A 组；B 组患者T1、T2、T3时刻的SjvO2水平高于A 组，CEO2水平低于A 组。表明对体外循环心脏手术患者实施1.0 MAC 七氟烷+丙泊酚具有显著效果，可稳定血流动力学，改善脑氧代谢平衡，减轻心肌损伤程度。研究表明，吸入麻醉药是影响心脏手术患者术后转归的重要因素，国际共识也指出使用吸入麻醉药可能会降低围术期死亡率。cTnI是反映心肌损伤的特异性指标，CK、CK-MB 水平也能间接反映心肌损伤程度。研究发现，七氟烷可通过缺血预处理达到显著缩小心肌梗死面积，促进心脏功能的恢复，此过程中，线粒体膜上ATP 敏感的钾通道被激活，从而激活腺苷受体，并抑制Na+/K+泵，增加线粒体活性，减少细胞溶质和线粒体钙负荷，且通过增加NO 的释放，抑制中性粒细胞的活化、中性粒细胞-内皮细胞相互作用来保护内皮细胞[19]；七氟烷还可以通过对血小板内皮细胞黏附分子转录的抑制，起到减少血管壁缺血后中性粒细胞和血小板的黏附作用。而丙泊酚也具有心肌保护作用，其保护机制也与其抗炎、免疫调节和抗氧化特性有关。SjvO2与CEO2水平是反映脑氧供需情况的重要指标，与认知功能障碍密切相关，本研究的结果也进一步表明了1.0 MAC 七氟烷+丙泊酚可明显改善患者的脑氧代谢平衡，降低术后认知障碍发生风险。

本研究结果表明，B 组患者T1、T2、T3时刻的IL-8、TNF-α 水平低于A 组，IL-10 水平高于A 组。说明1.0 MAC 七氟烷+丙泊酚可以有效显著抑制炎症反应。炎症过程是循环的多形核中性粒细胞与毛细血管小静脉内皮组织的相互作用，这种相互作用反过来会导致凝血系统被激活并产生多种继发性炎症因子，包括前列腺素、白三烯、蛋白酶和细胞因子等，而抗炎化合物如白细胞介素-6 可能会起到负反馈作用，通过联合应用七氟烷、丙泊酚，可显著减轻患者的炎症反应，有利于提升手术治疗效果[20]。主要原因在于丙泊酚能通过其抗氧化机制来抑制白细胞激活后呼吸暴发所产生的氧化损伤，另外，丙泊酚还能通过抑制由H2O2所引起的超氧自由基增加，及细胞核转录因子的活化，从而起到抑制炎症反应、保护细胞的作用。协同应用1.0 MAC 七氟烷后，效果更显著，该结果与张文娜等[4]的研究结果相似。

综上所述，在体外循环心脏手术麻醉中应用1.0 MAC 七氟烷+丙泊酚具有显著效果，可稳定机体血流动力学，改善患者脑氧代谢平衡，减轻心肌损伤程度，有效抑制炎症反应。