吉 伟 祝 卿 赵喜越 王良荣 李丽玲 陈菲菲 林丽娜
体外循环(cardiac pulmonary bypass,CPB)心脏手术后脑损伤是影响心脏手术预后的重要因素之一。参麦注射液(shenmai injection,SMI)主要成分是红参和麦冬,具有直接提高组织氧合能力的作用。我们的前期研究提示,SMI可通过抑制炎性细胞与血管内皮细胞黏附,对抗脂质过氧化,改善CPB后肺换气和氧合功能,减轻CPB后急性肺损伤[1]。目前SMI对浅低温CPB心脏瓣膜置换术后脑损伤标志物的影响尚未见报道,故本研究通过围术期颈静脉球部血液脑损伤标志物测定,探讨SMI对浅低温CPB心脏瓣膜置换术患者脑保护的效果,为临床用药提供理论依据。
1.临床资料:选择笔者医院年龄55~65岁的NYHA心功能分级Ⅱ~Ⅲ级、浅低温CPB首次择期行心脏瓣膜置换术者20例。术前左心室射血分数均>0.5,心胸比<0.7,术前有感染、高血压、糖尿病、脑外伤及脑血管意外史、肝肾功能障碍者除外。按单盲法将患者随机分成两组,SMI组(S组,n=10)和对照组(C组,n=10)。
2.麻醉、手术及CPB方法:两组患者入手术室后常规行心电图、脉搏血氧饱和度和有创动脉监测。麻醉诱导后,行经右锁骨下静脉置管监测中心静脉压、心排出量等,经右颈内静脉逆向置管,使导管尖端位于颈内静脉球部水平。S组于麻醉诱导后将SMI(10毫升/支,有效成分:红参、麦冬,雅安三九药业有限公司,批号:Z51021845)0.6ml/kg加至250ml生理盐水静脉滴注,于转机前静脉滴注完毕。C组则在同一时间内静脉滴注等量生理盐水。停机后从中心静脉通路以1.5∶1比例给予鱼精蛋白(50毫克/支,上海第一生化药业有限公司,批号:061001)中和肝素(12500国际单位/支,江苏万邦生化医药股份有限公司,批号:H32020612),所有机器余血回输至患者体内。CPB期间维持平均动脉血压50~90mmHg(1mmHg=0.133kPa),血细胞比容22% ~24%,维持鼻、肛温32℃左右,采用α-稳态管理血气,使动脉血pH保持在7.35~7.45,动脉血二氧化碳分压维持在40~45mmHg,降、复温时速度一致。所有患者使用的CPB机、管道、膜肺等设备均来自同一厂家,所有手术操作、麻醉操作和CPB过程均由同一批医师完成。
3.记录、采血和检测:记录患者主动脉阻断时间、CPB时间和麻醉维持时间。于CPB转机前(T0)、停机后1h(T1)、6h(T2)、24h(T3)4个时点,采集颈内静脉球部血2ml,用 i-STAT血气分析仪(美国Abbott公司)测定乳酸浓度,余血以4000r/min转速离心10min,取血清在-40℃冰箱保存。采用双抗体夹心ABC-ELISA法测定神经特异性烯醇化酶(neuron-specific enolase,NSE)和 S-100β 水平。
1.两组患者一般情况比较无统计学差异(P>0.05),见表1。
表1 两组患者一般情况比较
表1 两组患者一般情况比较
分组 年龄(岁) 性别比(男性∶女性) 体质量指数(kg/m2) 主动脉阻断时间(min) CPB时间(min) 麻醉维持时间(min)C 组 60.6 ±7.4 8∶2 20.6 ±3.8 97.0 ±16.5 139.3 ±13.2 286.5 ±35.3 S 组 60.7 ±5.7 4∶6 21.0 ±1.9 101.9 ±17.2 147.9 ±21.5284.3 ±41.1
2.与T0比较,两组患者血清Lacjv和NSE水平随停机时间延长而升高,于T2时点达高峰,T3时点有所下降(p<0.01或p<0.05),其中S组两指标均恢复至T0水平(P>0.05);S组停机后各时点血清Lacjv和NSE上升幅度均低于C组(p<0.01或p<0.05),两组患者血清S-100β均未测得,见表2。
表2 两组患者血Lacjv(mmol/L)和NSE(ng/ml)含量比较
表2 两组患者血Lacjv(mmol/L)和NSE(ng/ml)含量比较
与 T0 比较,*P <0.01,#P <0.05;与 C 组比较,△P <0.01,☆P <0.05
NSE C 组 53.4 ±13.8 84.0 ±22.7* 93.0 ±23.4* 69.2 ±19.6*S 组 50.9 ±11.1 61.0 ±13.6 67.6 ±17.9#☆ 51.4 ±8.4☆Lacjv C 组 1.25 ±0.24 2.65 ±0.54* 3.32 ±0.44* 2.02 ±0.34*S组 1.26 ±0.27 1.81 ±0.39*△ 2.34 ±0.31*△ 1.30 ±0.26△
随着CPB技术的不断改进和成熟,各种心血管大手术得以较大发展。但CPB神经系统并发症发生率居高不下,严重影响患者的术后康复。文献报道,CPB心内直视手术后第1周的认知功能障碍发生率高达33% ~83%[2]。其发生原因与CPB期间微栓子阻塞脑血管、脑组织有效灌注不足、血液稀释、全身炎症反应、脑缺血再灌注及CPB过程中体温急剧升降等相关[3~5]。由于颈内静脉球部血液直接来自大脑,故临床上常通过测定颈内静脉球部血乳酸、NSE和S-100β 的浓度反映脑氧代谢和脑损伤的程度[6,7]。乳酸是组织无氧代谢的最终产物,它反映组织的氧供情况,是监测组织灌注和氧供需的早期敏感指标。当组织氧耗异常增多或氧供不足以及细胞利用氧发生障碍时,乳酸生成增多。本研究中,两组病人血Lacjv在停机后开始升高,6h(T2)达峰值,24h(T3)逐渐回落。说明在CPB期间存在脑氧代谢障碍。这与浅低温CPB过程中脑氧平衡受扰,组织无氧代谢增加,乳酸生成增多的报道相符[8]。
S-100β是一种钙离子结合酸性蛋白,由中枢神经系统的星形胶质细胞合成分泌,是反映神经胶质细胞损伤的特异性蛋白[9,10]。而NSE是神经元细胞无氧代谢过程的关键酶之一,它特异分布于神经元和神经内分泌细胞的胞质中,在神经胶质细胞中没有表达,因此是检测神经元细胞受损的客观生化指标[11]。生理条件时两指标血清含量极微,病理状态下可由损伤的神经细胞漏出,经血脑屏障入血。本研究中,两组患者血NSE水平随停机时间延长而升高,于停机6h(T2)达高峰,24h(T3)逐渐回落,而停机前后四个时点均未检测到S-100β,提示浅低温CPB心脏手术后24h内病人仅存在脑神经元损伤,而未造成神经胶质细胞的损害,说明大脑胶质细胞较神经元细胞更能耐受缺氧的打击。这与脑缺血缺氧时神经胶质细胞中脑红蛋白(neuroglobin,NGB)基因表达升高多于神经元细胞有关,即神经元细胞更易遭到缺氧损害[12]。NGB是存在于大脑中的一种携氧球蛋白,对缺血缺氧损伤时的脑神经元具有保护作用[13]。本研究结果提示血清NSE水平作为监测早期脑损伤的客观生化指标较S-100β更有意义。
目前CPB术后脑损伤防护已成为研究热点之一,寻找药物防护其发生愈显重要。SMI源于古医方生脉散,是红参与麦冬经超滤法和水醇法制成的纯中药制剂。红参的有效成分为人参皂甙和人参多糖,对缺血缺氧时的组织代谢、超微结构和微循环有保护作用;麦冬中的抗氧化物质能抑制氧自由基生成、降低过氧化脂质、增强机体本身抗氧化系统的功能[1]。SMI能增加红细胞中2,3-二磷酸甘油酸的浓度,降低Hb对氧的亲和力,使组织释放更多的氧以满足组织需要等有关[14]。本研究发现,CPB转机前静脉滴注SMI,患者停机后的颈静脉球部Lacjv和NSE浓度升高幅度明显低于同时点 C组水平(p<0.01或0.05),且基本回落至转机前水平(P>0.05)。说明SMI参与了CPB脑损伤的防护,这也和文献报道的SMI可提高脑细胞对低氧的耐受能力相符,从而减少缺氧缺血后血清NSE、S-100β升高以及脑损伤的发生[15]。
综上所述,浅低温CPB心脏手术后测定NSE较S-100β更能反映早期脑损伤程度,SIM可通过改善脑氧代谢、减少乳酸和NSE释放达到防护脑损伤的目的。
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