血管紧张素转换酶与体外循环后心肌细胞损伤的相关性研究

杨 威 张小强 徐建军 董 啸 (南昌大学第二附属医院心胸外科，江西 南昌 330008)

体外循环(CPB)是心内直视手术的一种重要手段，但其可导致广泛的心肌细胞损害，主要是直接的手术创伤及体外循环所致的缺血再灌注损伤，从而导致术后多种并发症的发生。随着心肌保护措施、体外循环装置及心脏外科技术的不断发展，心内直视手术并发症的发生率已大幅度下降〔1〕。尽管如此，CPB后心肌损伤及保护的研究仍是热点。肾素-血管紧张素系统(RAS)是调节电解质平衡的主要因素之一，不仅能增加心肌收缩力，还可以促进心肌细胞的增殖。而血管紧张素转换酶(angiotensin-converting enzyme，ACE)是 RAS的核心酶，它的抑制剂在临床上广泛用于心脏相关疾病的治疗，并对心脏结构与功能、能量代谢及体内激素水平的调控发挥着一定的作用〔2，3〕。CPB可激活补体系统，释放细胞因子，导致组织损伤、炎症反应及器官功能障碍。其中心肌损伤标志物肌钙蛋白 I(cTnI)、肌酸激酶同工酶MB(CK-MB)的血清浓度也会发生相应的变化。本研究通过分析CPB前后ACE及cTnI、CK-MB的动态变化，探讨ACE在CPB后心肌损伤过程中的作用。

1 材料与方法

1.1 对象 2010年8月至11月我院60例择期行CPB心脏手术的患者，男33例，女27例，年龄44～72岁，其中冠脉搭桥术26例，二尖瓣置换术16例，房缺修补术8例，室缺修补术5例，左房巨大黏液瘤摘除术5例，均行CPB下常规心脏手术。并按照患者ACE基因的多态性，将患者分为II组，DD组以及ID组，三组患者分为18例、21例、21例。三组患者年龄、性别以及疾病的构成均无明显差异(P＞0.05)。

1.2 样本采集 分别于CPB前(T1)、转流即刻(T2)、转流30 min(T3)时、主动脉开发时(T4)、停转流时(T5)、2 h(T6)和24 h(T7)时采取静脉血5 ml，3 ml加入肝素锂试管并混匀，用于cTnI、CK-MB的测定;2 ml加入无添加剂的试管，用于ACE的检测。

1.3 ACE I/D等位基因的测定 所有患者在分组前，采用PCR技术扩增ACE基因的第16内含子，然后将PCR产物置于琼脂糖电泳分析，并在紫外灯下与DNA marker进行比较，在490 bp以及190 bp附近将出现对应的条带，从而判断患者的ACE基因多态性，并根据ACE基因多态性进行分组。

1.4 CPB方法 采用德国StockertⅢ型体外循环机，美国Terumo Medrenic氧合器。灌注量保持在2～2.5 L·min－1·m－2，灌注压维持在50～80 mmHg。加入抑肽酶500万U，预冲液为乳酸格林液500～1 000 ml，预冲液内加入肝素2 000 IU，使CPB激活凝血时间维持750 s以上，CPB结束时用鱼精蛋白中和。

1.5 检测方法 cTnI和CK-MB的检测采用化学发光酶免疫分析法，在美国Beckman Coulter Access化学发光仪上进行。ACE用ELISA试剂盒检测，试剂购自美国Sigma公司。各项目的检测均严格按照说明书操作。AngⅡ采用放射免疫分析法进行检测。运用电镜技术观察患者的心肌超微结构改变情况。

1.6 统计学分析 采用SPSS13.0软件，所得数据用±s表示，采用单因素方差分析评定各组间的差异，相关性分析用Spearman法。

2 结果

2.1 CPB前后各项指标比较 见表1。ACE水平在转流即刻、转流30 min时、主动脉开发时、停转流时、2 h和24 h与CPB前比较，均有显著差异(P＜0.05)，且随着时间的增加逐渐升高。cTnI在CPB后各时点与CPB前比较均有显著差异(P＜0.05)，CPB后24 h达到高峰。CK-MB在CPB后各时点与CPB前均存在差异(P＜0.01)，并且在CPB后2 h出现高峰。

表1 CPB前后各项指标检测结果变化比较(±s，n=20，ng/ml)

表1 CPB前后各项指标检测结果变化比较(±s，n=20，ng/ml)

与T1比较:1)P＜0.05，2)P＜0.01

指标TI T2 T3 T4 T5 T6 T7 ACE 17.26±3.74 28.47±5.35 34.32±4.39 39.48±6.731) 45.39±8.231) 58.17±10.651) 94.17±10.681)cTnI 0.04±0.02 0.11±0.02 0.23±0.12 0.47±0.111) 0.58±0.121) 0.78±0.122) 1.53±0.342)CK-MB 1.83±0.25 7.14±0.76 18.29±3.29 31.48±5.122) 32.18±4.322) 33.27±4.032) 1.59±3.022)

2.2 三组患者血清ACE、cTnI、CK-MB表达水平比较 DD型ACE、AngⅡ以及cTnI水平较ID型、II型明显升高(P＜0.05)。ID组与 II组比较，仅 ACE、AngⅡ水平有显著性差异(P＜0.05)。见表2。

表2 三组患者相关指标比较(±s)

表2 三组患者相关指标比较(±s)

与 II组比较:1)P ＜0.05，2)P ＜0.01

组别 n ACE(U/L)cTnI(μg/L)CK-MB(μg/L)AngⅡ(NT×mm2)DD组 21 61.87±13.282)17.27±7.241)16.98±2.43 17.28±0.432)ID组 21 47.38±14.241)11.28±5.391)14.29±0.24 13.28±0.461)II组 18 37.28±14.28 13.28±0.24 15.49±4.39 8.29±0.42

3 讨论

心脏手术过程中建立CPB和心脏暂时停搏，对心肌可造成一定程度的缺血损伤，导致心肌损伤标志物水平增高。ACE是一种由单一多肽链组成的膜结合糖蛋白，其主要作用是水解血管紧张素Ⅰ(AngⅠ)转化成血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)，血液循环中的ACE多源于血管内皮细胞。研究表明压力超负荷可诱导心肌细胞ACE mRNA及蛋白表达，使ACE活性升高，从而导致AngⅡ含量增加，导致心肌细胞肥大和凋亡〔4〕。本文研究结果显示，血清中ACE水平在CPB后明显增高，推测ACE在CPB后心肌细胞损伤过程中有一定的作用;但也有研究提出，ACE活性与急性肺损伤有关，并且ACE水平的降低提示组织损伤较重，即预后不良〔5，6〕，与本研究结果正好相反。

心肌损伤标志物除用于心肌梗死的诊断和治疗监测外，也可用于鉴别长、短期心脏疾病〔7〕。cTnI只存在心肌中，器官特异性极高，在血液中的半衰期短、敏感度高。当心肌损伤时，心肌细胞通透性增加，导致外周血中cTnI升高。CK-MB主要存在于心肌中，约有2%～3%存在于骨骼肌中，其检测结果受干扰小，但器官特异性不高，故CK-MB在区别微小心肌损伤与骨骼肌损伤时受到很大程度的限制。在本文中，CK-MB在手术创伤后(CPB后4 h)达到高峰，在CPB后48 h时点已与CPB前差异无统计学意义，表明其可迅速恢复至正常水平，不利于对心肌损伤的长期动态观察和治疗。有研究表明，心肌损伤标志物在判断心脏手术引起的心肌损伤方面，cTnI的应用价值最大。cTnI能准确反映损伤程度且作用优于CK-MB，可作为心脏手术中检测心肌损伤程度的独立指标〔8〕。本研究结果也证实，cTnI在CPB后开始升高时间较早，在24 h达到高峰，表明机体存在一定的心肌损伤，可能与术中主动脉阻断、心脏停搏、体外循环导致的心肌缺血缺氧，以及缺血再灌注造成的心肌损伤有关〔9〕;其水平随后略有下降，呈明显动态变化，维持时间相对较长，更适合CPB后心肌损伤程度和微小心肌梗死的监测。因此，比值认为cTnI的变化能准确反映心肌的损伤程度，为指导术中对心肌的保护、术后治疗及预测术后心脏功能的恢复程度提供较好的客观依据。本研究结果显示，ACE与cTnI呈明显正相关，与CK-MB也呈正相关，推测ACE与心肌损伤存在一定的相关性，其水平的改变可从一定程度上反映心肌的损伤情况，推测ACE抑制剂可能对CPB后的心肌损伤有保护作用，值得深入研究。

1 张宏伟，王茂生.体外循环心肌损伤及心肌保护的研究进展〔J〕.医学研究杂志，2009;2:7-10.

2 Wojewodzka-Zelezniakowicz M，Chabielska E，Mogielnicki A，et al.Antithrombotic effect of tissue and plasma type angiotensin converting enzyme inhibitors in experimental thrombosis in rats〔J〕.J Physiol Pharmacol，2006;57(2):231-45.

3 Kramkowski K，Mogielnicki A，Chabielska E，et al.The effect of'tissue'and'plasma'angiotensin converting enzyme inhibitors on overall haemostatic potentials in rats〔J〕.Thromb Res，2006;117(5):557-61.

4 赵文萍，张增祥，刘 刚，等.螺内酯联合ACE抑制剂等药物长时间干预对大鼠心肌损伤后凋亡及其超微结构的影响〔J〕.医学研究与教育，2009;26(1):1-4.

5 Claude L，Perol D，Ginestet C，et al.A prospective study on radiation pneumonitis following conformal radiation therapy in non-small-cell lung cancer:clinical and dosimetric factors analysis〔J〕.Radiother Oncol，2004;71(2):175-81.

6 张瑾熔，刘珊珊，吕 茵，等.血浆中 TNF-α、IL-6、ACE水平及DVH参数与放射性肺炎发生的相关性研究〔J〕.中国癌症杂志，2010;20(6):440-5.

7 Venge P，Lagerqvist B，Diderholm E，et al.Clinical performance of three cardiac troponin assays in patients with unstable coronary artery disease(a FRISC II substudy)〔J〕.Am J Cardiol，2002;89(9):1035-41.

8 邵丽丽，刘 萍，王明荣.体外循环心脏术后心肌损伤标志物的变化〔J〕.重庆医学，2006;18:1645-6.

9 王 轩.体外与非体外循环冠脉搭桥术后心肌损伤标志物水平变化〔J〕.青岛医药卫生，2008;40(2):90-2.