蒋剑锋,魏爱淳,胡小云(海安县中医院骨科,江苏海安226600)
自1960 年现代髋关节之父John Charnley 发明并完成第1 例全髋关节置换术(THR)至今,THR 已经是一种非常成熟的骨科手术。 其可以解决由于多种原因所导致的髋关节疼痛和功能障碍,改善患者的生活质量。但是,THR 后深静脉血栓(DVT)的发生率较高,极少数可造成致死性肺栓塞。据国内学者报道,THR 后DVT 的发生率为20.6%~47.1%[1]。术后DVT 的预防,包括基本预防、机械预防和药物预防。研究表明,手术创伤可导致红细胞脂质过氧化损伤,而在术后DVT 形成过程中,受损的红细胞起了非常重要的作用[2]。本文旨在研究THR 对红细胞脂质过氧化的影响以及血塞通对围术期红细胞脂质过氧化的防治作用。
1.1 一般资料 选择海安县中医院2009 年8 月至2011 年10月收治的因股骨颈骨折行THR 的患者40 例,其中男22 例,女18 例;年龄65~78 岁,平均(67.80±4.55)岁。分为血塞通组20 例和对照组20 例。所有患者术前进行常规检查(三大常规、血生化、B 超、心电图、胸部X 射线片等)均无明显异常;手术前、后下肢彩色多普勒超声(彩超)检查无血栓、切口感染等并发症。
1.2 手术方法及围术期管理 40 例患者手术操作为同一组医生。手术在硬腰联合麻醉下进行,髋关节前路行人工THR。麻醉成功后,患者取侧卧位,常规消毒铺巾。髋关节前外侧切口,长约10.0 cm,逐层显露,切开关节囊,取头器取出股骨头。在小粗隆上1.5 cm 处垂直于股骨颈用电锯截除多余的股骨颈。板状拉钩显露髋臼。清除关节及其周围纤维组织。依次用髋臼锉保持外翻45°、前倾15°磨削髋臼,达髋臼真臼底,以髋臼试模测试髋臼大小、方向良好。于外翻45°、前倾15°方向打入非骨水泥型髋臼假体,2枚螺丝钉固定,打入高分子聚乙烯内衬。清理梨状窝内软组织,于靠近大粗隆根部之股骨颈横断面中点处, 依次以髓腔锉扩大髓腔,然后安装股骨假体试模及标准股骨头假体,复位后松紧度满意,取出试模。安装股骨非骨水泥型假体和股骨头假体,复位髋关节。活动髋关节屈曲、外展、外旋不受限,关节稳定,活动满意。留置负压引流管。清点纱布、器械无缺,逐层缝合,无菌敷料包扎切口。血塞通组于术前1 d 采血后,每天使用1 次血塞通0.4 g 静脉滴注,至术后14 d。两组术后常规预防感染,逐步康复训练。
1.3 标本采集及处理 两组均在术前1 d,术后1、3、5、7、14 d 抽取清晨空腹血样,所有标本肝素抗凝,置于-20 ℃冰箱内保存,同批测定。
1.4 检测指标及方法 采用硫代巴比妥酸法(TBA 法)检测红细胞丙二醛(MDA)水平。根据532 nm 波长下的吸光度值可计算出MDA 值(正常参考值为3.5~5.0 nmol/mL)。
1.5 统计学处理 应用SPSS18.0 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。
两组人工THR 后1、3、5、7 d 红细胞中MDA 水平比术前明显增高,差异有统计学意义(P<0.05)。在术后3、5、7 d,血塞通组红细胞中MDA 较对照组低,差异有统计学意义(P<0.05),见表1、图1。
表1 两组患者不同时间红细胞MDA 水平比较(±s,nmol/mL)
表1 两组患者不同时间红细胞MDA 水平比较(±s,nmol/mL)
注:与同组术前比较,aP<0.05;与对照组同时间点比较,bP<0.05。
组别血塞通组对照组术前1 d 术后1 d 术后3 d 术后5 d 术后7 d 术后14 d 20 20 n 4.60±0.42 4.60±0.44 6.18±0.42a 6.21±0.53a 6.24±0.09ab 6.59±0.11a 6.26±0.25ab 6.62±0.10a 6.08±0.11ab 6.43±0.13a 4.58±0.22 4.67±0.28
图1 不同时间红细胞MDA 水平变化比较
目前已明确,缺血与再灌注和补体与吞噬细胞激活是人体氧自由基损伤的重要途径,这一过程普遍存在于创伤病理之中。因此,创伤与氧自由基损伤的关系十分密切。创伤后的病理变化以及治疗干预均可造成机体的“氧应激”状态,从而诱发氧自由基的大量形成。自由基是一种不稳定的化学物质,有很强的反应活性,在一定条件下,少量的自由基可通过反应不断再生成新的自由基,从而使反应像链锁一样持续进行,这种反应称为自由基链反应。氧自由基的主要作用是引起细胞膜脂质发生过氧化,并造成机体氧化-抗氧化机制失衡和组织损伤。MDA 在体外由乙醛和甲酸乙酯在碱作用下缩合而成,可在高真空下升华精制。在生物体内,自由基作用于脂质发生过氧化反应,氧化终产物为MDA,会引起蛋白质、核酸等生命大分子的交联聚合,且具有细胞毒性。
在THR 围术期,由于术中关节脱位并极度屈曲患肢,暴露时髋关节周围的肌肉损伤、手术器械的机械压迫,以及骨水泥在聚合反应过程中释放的高热等因素,都对整个下肢的血液循环造成影响,导致缺血,术后缺血-再灌注损伤必然会产生血液中循环免疫复合物增多,激活补体系统,引起氧自由基的大量释放,造成红细胞膜脂质发生过氧化反应,形成红细胞损伤。脂质过氧化反应导致红细胞损伤的机制较复杂,目前认为主要有3 个方面:(1)膜脂改变导致膜功能障碍和膜酶损伤;(2)脂质过氧化过程中生成的活性氧对酶和其他细胞成分造成损伤;(3)脂质过氧化物的分解产物对细胞以及成分有毒性效应。以协同的形式,同时或相继产生作用[3]。
血塞通注射液是一种经典的中成药,主要成分是三七总皂苷(PNS),是五加科人参属植物三七的提取物,有抑制血栓形成、延长凝血时间、抑制血小板聚集,增加血管流量、扩张血管、改善血流动力学,对神经损伤有明显保护等作用。目前已经广泛用于心、脑、血管、肝等疾病的治疗中,具有良好的抗损伤、抗氧化保护作用[4]。其药理作用机制包括抗自由基损伤、抗炎、改善血液流变性、改善微循环、降血脂等[5]。
PNS 对缺血-再灌注损伤有很强的保护作用,能增加血管流量,扩张血管,改善血流动力学,降低缺血-再灌注损伤所致的组织水肿,能明显对抗大鼠由于结扎冠状动脉诱发的缺血性心律失常及再灌注性心律失常,并可使缺血-再灌注引起的心肌梗死范围明显缩小[6]。唐旭东等[7]发现,心肌缺血-再灌注能刺激中性粒细胞内核因子κB(NF-κB)的活化,活化的NF-κB 在心肌缺血-再灌注损伤的发生过程中起重要作用,而PNS 能抑制中性粒细胞内NF-κB的活化,从而起到心肌保护作用。
PNS 能降低缺血组织钙离子含量,具有阻滞细胞内钙超载作用。PNS 能阻滞钙通道,阻断钙调蛋白(CaM)复合物的形成,减少氧自由基的产生,降低游离脂肪酸的释放,降低损伤后血中MDA含量,对细胞有保护作用[8]。PNS 对血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)诱导的细胞凋亡具有明显的抑制作用,其作用机制主要是通过抑制细胞内钙超载,从而保护细胞。PNS 能明显增加兴奋性鸟核苷偶联蛋白α亚基(Gsα)mRNA 表达,增加量与PNS 剂量呈显著正相关,并可增强腺苷酸环化酶活性,增加环磷酸腺苷(cAMP)生成[9]。
简道林等[10]认为,PNS 对细胞的保护作用是通过保护内源性超氧化物歧化酶(SOD)的活性和抑制脂质过氧化的抗氧自由基机制而产生的。SOD 清除超氧阴离子(O2-)自由基是通过歧化方式进行。谭华等[11]发现,脑缺血-再灌注后,脑组织中MDA 显著增加,SOD 和还原型谷胱甘肽(GSH)显著下降,PNS(115 mg/kg)可抑制脑组织中MDA 水平的升高。这一结果表明,PNS 具有一定的抗氧化作用,可改善模型小鼠被动回避性学习能力,降低MDA 水平,增强SOD活性,对于由铝引起的神经元退变小鼠有显著保护作用[12]。对四氯化碳(CCl4)诱导大鼠肝脂肪变性,血塞通能升高SOD 活性,降低MDA 水平,显示有抗肝脂质过氧化作用[12]。另外,PNS 能抑制角叉菜胶诱导的白细胞游出和蛋白渗出,降低MDA水平,抑制中性粒细胞释放氧自由基,增加细胞内cAMP 含量,从而减少O2-等自由基所诱发的脂质过氧化损伤[13]。
因此推测,血塞通抑制THR 后红细胞脂质过氧化形成的作用机制是:减轻术后组织的缺血-再灌注损伤,减少循环免疫复合物的产生,提高组织型纤溶酶原复合物活性,提高血清SOD、GSH、过氧化氢酶水平,增加cAMP 含量,清除自由基,阻滞线粒体内钙超载,减少O2-等自由基所诱发的脂质过氧化损伤,从而减轻红细胞的损伤。本研究结果证实,THR 后红细胞中MDA 水平较术前明显增高,红细胞脂质过氧化增强,血塞通可降低术后MDA水平,抑制红细胞脂质过氧化,从而降低膜功能障碍和膜酶损伤及细胞毒性作用,减少红细胞损伤,对临床使用血塞通预防THR 后DVT 提供了理论依据。
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