右美托咪定对瓣膜置换术患者体外循环期间体循环阻力和氧代谢的影响

梁东科，张炳东，陈燕桦

·临床研究·

右美托咪定对瓣膜置换术患者体外循环期间体循环阻力和氧代谢的影响

梁东科，张炳东，陈燕桦

目的 观察右美托咪定对瓣膜置换术患者体外循环期间体循环阻力和全身组织氧代谢的影响。方法 40例择期行二尖瓣置换术的患者，年龄40～55岁，体重45～65 kg，身高155～170 cm，性别不限，ASAⅡ～Ⅲ级，NYHA分级Ⅱ～Ⅲ级。采用随机数字表法将患者分为2组(n=20):右美托咪定组(D组)和对照组(C组)。麻醉诱导后体外循环前D组经10min静脉输注右美托咪定1.0μg/kg，继之以0.5μg/(kg·h)的速度持续输注直至体外循环结束，C组输注等容量的生理盐水。分别于上下腔静脉阻断后即刻(T1)、主动脉阻断后即刻(T2)、低温稳定期即鼻咽温稳定在30℃时(T3)、主动脉开放，心脏复跳后(T4)、上下腔静脉开放前即刻(T5)记录平均动脉压(MAP)、心输出量(CO)及心脏指数(CI)(以灌注流量代替CO、以灌注指数代替CI)，并计算体循环阻力(SVR);抽取T1～T5各时点的桡动脉血样和混合静脉血样，进行动静脉血气分析并计算氧供(DO2)、氧耗(VO2)及氧摄取率(ERO2)，同时测定桡动脉血血红蛋白(Hb)和动脉血乳酸浓度(Lac)。结果 与C组比较，D组患者在T1～T5时CO、CI、DO2升高，SVR、VO2、ERO2、Lac降低(P＜0.05)。结论 麻醉诱导后体外循环前静脉输注右美托咪定1.0μg/kg，继之以0.5μg/(kg·h)的速度持续输注至体外循环结束可降低体外循环期间患者的SVR，改善全身组织的氧代谢状况，对器官保护具有一定的积极作用。

右美托咪定;体外循环;体循环阻力;氧代谢

在体外循环(cardiopulmonary bypass，CPB)的运行过程中体循环阻力(systemic vascular resistance，SVR)是影响组织灌注的重要因素，氧代谢可反映围术期患者组织器官的保护情况，因此，SVR和氧代谢是近年来心脏手术中在器官保护方面的研究热点。右美托咪定是一种新型的α2受体激动剂，常作为麻醉性辅助药物广泛用于临床［1］，本研究拟观察右美托咪定对换瓣患者CPB期间SVR和全身组织氧代谢的影响，探讨其发生的机制，为临床用药提供理论依据。

1 资料与方法

1.1 病例选择 本研究已获本院医学伦理委员会批准，并与患者家属签署知情同意书。择期在CPB下行二尖瓣置换术的患者40例，年龄40～55岁，体重45～65 kg，身高155～170 cm，性别不限，ASAⅡ～Ⅲ级，NYHA分级Ⅱ～Ⅲ级，初次行心脏手术，无病态窦房综合征及Ⅱ°以上房室传导阻滞，无肺部感染性疾病及慢性肺部疾病，无冠心病、高血压、糖尿病病史，无甲亢病及病史，肝、肾功能正常，术前没有使用心血管活性药物以及没有使用抗交感神经活性药物的患者，采用随机数字表法，将其分为:右美托咪定组(D组，n=20)和对照组(C组，n=20)。术中使用血管活性药、额外的麻醉药品，以及复苏时除颤病例均予以剔除。

1.2 麻醉与监测 麻醉前30 min肌肉注射东莨菪碱0.3 mg，患者入室后监测ECG、心率(HR)、脉搏氧饱和度(SpO2)，开放外周静脉通路并输入羟乙基淀粉130/0.4氯化钠注射液6 ml/(kg·h)。在局麻下行桡动脉穿刺置管连接Drager监护仪监测收缩压(SBP)、舒张压(DBP)、平均动脉压(MAP)。麻醉诱导:依次静脉注射依托咪酯0.4 mg/kg、顺苯磺酸阿曲库铵0.3 mg/kg，芬太尼10μg/kg，10 min后气管插管，接Drager麻醉机行机械通气。吸入氧浓度(FiO2)为60%～80%，潮气量为 8～10 ml/kg，通气频率为10～12次/min，吸呼比为1∶2，使呼气末二氧化碳分压(PETCO2)维持在35～45 mm Hg。气管插管后经右颈内静脉置入中心静脉导管。麻醉维持:两组患者均持续静脉输注丙泊酚6.0 mg/ (kg·h)、芬太尼6μg/(kg·h)和顺苯磺酸阿曲库铵0.2 mg/(kg·h)。参照文献［1］和预实验的结果，麻醉诱导后CPB前，D组经静脉输注右美托咪定(批号:13121232，江苏恒瑞医药股份有限公司) 1.0μg/kg 10min，继之以0.5μg/(kg·h)的速度持续输注直至CPB结束，C组输注等容量的生理盐水。

1.3 体外循环 CPB回路用羟乙基淀粉130/0.4氯化钠注射液和复方林格液以2∶1的比例预充排气，必要时加入适量的悬浮红细胞或使用超滤技术使转流过程中患者的红细胞比容(Hct)＞0.22。全身肝素化后当激活全血凝固时间(ACT)＞480 s后，由STOCKERTⅢ型心肺机，DIDECO膜式氧合器行体外转流，同时开始血液降温。两组患者CPB开始当上下腔静脉阻断后调整灌注指数在2.2～3.0 L/ (m2·min)，使MAP维持在60～85 mm Hg，FiO2维持在60%～80%。当鼻咽温度降至32℃时，阻断主动脉并经主动脉根部灌注含血高钾停搏液20 ml/kg使心脏停止跳动。鼻咽温降温至30℃(上下波动在0.1℃)时停止降温;复温至鼻咽温32℃时开放主动脉使心脏恢复跳动，鼻咽温37℃时开放上下腔静脉后控制腔静脉引流量并逐步降低灌注指数，当血压、HR及SpO2满意后停止CPB。

1.4 数据采集 分别记录T1(上下腔静脉阻断后即刻)、T2(主动脉阻断后即刻)、T3(低温稳定期即鼻咽温稳定在30℃时)、T4(主动脉开放，心脏复跳后)、T5(上下腔静脉开放前即刻)各时点的MAP、心输出量(cardiac output，CO)及心脏指数(cardiac index，CI)(以灌注流量代替CO、以灌注指数代替CI)，设定CPB阻断上下腔静脉期间的CVP为0，根据公式(MAP－CVP)×80/CO计算SVR。在上述各时点抽取适量的桡动脉血样和混合静脉血样(以氧合器静脉血回流处的血液来代替混合静脉血)，用i－STAT300便携式血气分析仪(Abbott公司，美国)行血气分析，同时测定桡动脉血血红蛋白(Hb)和动脉血乳酸浓度(Lac)。根据下列公式计算氧供(DO2)、氧耗(VO2)及氧摄取率(ERO2)。DO2=CI× (1.38×Hb×SaO2+0.0031×PaO2);VO2=CI×［1.38× Hb×(SaO2－SvO2)+0.0031×(PaO2－PvO2)］;ERO2= VO2/DO2×100%。(注:SaO2:动脉血氧饱和度; PaO2:动脉血氧分压;SvO2:混合静脉血氧饱和度; PvO2:混合静脉血氧分压)

1.5 统计学方法 采用SPSS20.0统计学软件进行分析，计量资料以均数±标准差(±s)表示，随机分组设计的计量资料比较，采用成组t检验;重复测量设计的计量资料比较，采用重复测量设计的方差分析，计数资料采用X2检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

两组患者一般情况各指标、主动脉阻断时间和体外循环时间比较差异无统计学意义(P＞0.05)。见表1。

与C组比较，D组患者在T1～T5时CO、CI、DO2升高，SVR、VO2、ERO2、Lac降低(P＜0.05)，MAP、Hb差异无统计学意义(P＞0.05);与T1时比较，两组T3时CO、CI、DO2、VO2、ERO2降低，SVR、Lac升高(P＜0.05)，两组患者MAP、Hb差异无统计学意义(P＞0.05);与T3比较，T4、T5时CO、CI、DO2、VO2、ERO2、Lac的浓度升高，SVR降低(P＜0.05)，两组患者MAP、Hb差异无统计学意义(P＞0.05)。见表2。

3 讨论

一般情况下，在CPB上下腔阻断期间心脏呈空跳、纤颤或停跳的状态，此时患者的循环和呼吸完全进入非生理状态，该期间包含了CPB的绝大部分时间并经历了降温期、低温稳定期和复温期这几个重要阶段，而体温是CPB期间影响患者SVR和全身氧代谢的一个重要因素。因此，本研究选择上下腔阻断期间作为研究时段，其目的是探讨右美托咪定在这种非生理状态下对患者SVR和全身组织氧代谢的影响。

表1 两组患者一般情况各指标、主动脉阻断时间和体外循环时间的比较(n=20)

表2 两组患者不同时点MAP、Hb、CO、CI、SVR和氧代谢相关指标的比较((n=20，±s)

表2 两组患者不同时点MAP、Hb、CO、CI、SVR和氧代谢相关指标的比较((n=20，±s)

注:与C组比较，*P＜0.05 与T1时比较，△P＜0.05 与T3时比较，▲P＜0.05。

指标 组别 T1 T2 T3 T4 T5 MAP(mm Hg) D组 73.08±1.14 72.96±0.95 72.96±0.95 72.84±1.23 73.03±1.16 C组 72.95±1.06 73.29±0.99 72.93±1.10 72.74±1.05 72.83±1.22 Hb(g/L) D组 82.49±0.23 82.95±0.29 83.05±0.25 82.99±0.27 83.81±0.22 C组 83.22±0.22 83.00±0.34 82.53±0.28 83.48±0.26 84.05±0.28 CO(L/min) D组 4.35±0.02*4.14±0.02*3.95±0.01＊△4.44±0.02＊▲4.65±0.02＊▲C组 3.84±0.01 3.64±0.01 3.44±0.01△3.83±0.01▲4.05±0.01▲CI［L/(m2·min)］ D组 2.65±0.01*2.63±0.07*2.52±0.01＊△2.84±0.01＊▲3.03±0.01＊▲C组 2.45±0.01 2.32±0.01 2.19±0.01△2.45±0.01▲2.57±0.02▲SVR(dyne·s/cm5) D组 1333.50±1.70*1371.60±2.50*1404.80±2.70＊△1320.60±1.90＊▲1259.20±2.50＊▲C组 1496.90±1.80 1601.10±2.30 1622.90±2.30△1516.20±2.20▲1460.50±2.40▲DO2［ml/(m2·min)］ D组 322.94±0.27*306.17±0.32*286.95±0.25＊△326.06±0.29＊▲339.24±0.31＊▲C组 284.34±0.25 268.73±0.30 254.28±0.29△287.19±0.33▲306.76±0.34▲VO2［ml/(m2·min)］ D组 63.07±0.35*50.49±0.28*45.45±0.30＊△56.88±0.26＊▲72.60±0.24＊▲C组 71.59±0.26 59.57±0.30 54.55±0.32△65.06±0.25▲81.09±0.36▲ERO2(%) D组 19.68±0.28*16.53±0.24*15.66±0.22＊△17.33±0.27*22.38±0.26＊▲C组 24.51±0.27 22.55±0.30 21.03±0.30△22.84±0.31 26.48±0.27▲Lac(mmol/L) D组 1.42±0.02*1.56±0.03*1.78±0.03＊△2.09±0.02＊▲2.53±0.03＊▲C组 1.71±0.03 1.85±0.02 2.06±0.02△2.46±0.03▲2.99±0.02▲

本研究的结果表明，与C组相比，D组患者在T1～T5各时点MAP、Hb无差异，而CO和CI在同时点明显升高，SVR在同时点明显降低，提示静脉输注右美托咪定可降低CPB期间患者的血管张力、扩张血管，使其在单位时间内需要有更多的血量才能维持同一水平的血压，其原因可能有以下几种:①右美托咪定可抑制交感神经的活性，使交感缩血管中枢的活动减弱［2］;②右美托咪定通过激动突触后膜α2受体，减少儿茶酚胺释放［3］;③右美托咪定可抑制肾素－血管紧张素－醛固酮系统的活性［4］，从而降低血管紧张素Ⅱ的浓度;④右美托咪定可使机体内一氧化氮(NO)的浓度升高［5］，NO是一种舒血管因子，可使血管舒张、外周阻力下降。

DO2是单位时间内循环血流供给组织的氧量，常受CI、Hb、SaO2、PaO2四个因素的影响。在本研究的时段内，由于患者的Hb、SaO2、PaO2相对稳定，所以各时点的DO2主要随CI的变化而变化。本研究的结果显示，D组患者在T1～T5各时点DO2与C组相比均明显升高，与CI在同时点的变化情况一致，提示右美托咪定可增加CPB期间组织的DO2。

VO2是单位时间内全身组织消耗的氧量，ERO2是指全身组织氧的利用率，其大小与微循环灌注情况和线粒体的呼吸功能有关。本研究的结果显示，D组患者在T1～T5各时点VO2和ERO2与C组相比均明显降低，提示右美托咪定可降低CPB期间组织的VO2和ERO2。其原因可能是由于右美托咪定可降低机体的应激反应，进而降低全身组织对氧的摄取和利用。此外，也有报道右美托咪定本身可降低某些脏器如脑组织的氧代谢率［6］，这也是本研究中氧耗和氧摄取率降低的原因之一。

CPB期间由于CI低于正常、血液稀释，常导致氧供需平衡障碍，当DO2小于组织的氧需要量时，机体会出现无氧代谢;此外，CPB期间低温使氧解离曲线左移，微循环障碍，毛细血管通透性增加，组织水肿使氧的弥散距离增大以及CPB过程中各种炎性或非炎性物质使细胞内线粒体利用氧的能力受损，最终造成组织缺氧，无氧代谢增加。乳酸是无氧代谢的特异性产物，其蓄积可作为组织缺氧的可靠指证，本研究中两组患者在整个CPB期间的乳酸值均随时间延长而逐渐升高，提示两组患者在CPB期间无论在降温期还是复温期均存在氧供需失衡的现象。

本研究结果表明，与C组相比，D组患者血乳酸水平在T1～T5各时点均明显降低，提示右美托咪定可降低CPB期间血乳酸水平，其原因可能有以下几点:①在本研究中右美托咪定可相对增加组织DO2，减少了与氧需求之间的差距;②右美托咪定抑制了交感神经的兴奋作用，使CPB期间异常分布的血流趋于正常化，改善了缺血区域的血流灌注［7］;③右美托咪定使CPB期间炎性介质释放减少，减少了由炎性介质介导的细胞损伤，恢复了部分细胞正常的氧代谢［8］;④右美托咪定抑制去甲肾上腺素的释放，相对增加了肾脏血流和肾小球滤过率，从而使乳酸的清除率相对增加［9］。

综上所述，麻醉诱导后CPB前静脉输注右美托咪定1.0μg/kg，继之以0.5μg/(kg·h)的速度持续输注至CPB结束可降低CPB期间患者的SVR，改善全身组织的氧代谢状况，对器官保护具有一定的积极作用。

［1］ Le Guen M，Liu N，Tounou F，et al.Dexmedetomidine reduces propofol and remifentanil requirements during bispectral indexguided closed－loop anesthesia:a double－blind，placebo－controlled trial［J］.Anesth Analg，2014，118(5):946－955.

［2］ 徐斐，敖虎山.盐酸右美托咪定的临床应用［J］.中国循环杂志，2015，30(4):401－403.

［3］ Wu L，Lv H，LuoW，etal.Effects of dexmedetomidine on cellular immunity of perioperative period in children with brain neoplasms［J］.Int JClin Exp Med，2015，8(2):2748－2753.

［4］ Bayram A，Esmaoglu A，Akin A，et al.The effects of intraoperative infusion of dexmedetomidine on early renal function after percutaneous nephrolithotomy［J］.Acta Anaesthesiol Scand，2011，55 (5):539－544.

［5］ Rangel R A，Marinho BG，Fernandes PD，etal.Pharmacological mechanisms involved in the antinociceptive effects of dexmedetomidine in mice［J］.Fundam Clin Pharmacol，2014，28(1):104－113.

［6］ 王准，边卫，寇党培，等.右美托咪啶对体外循环心内直视手术患者脑氧代谢和糖代谢的影响［J］.中华麻醉学杂志，2011，31(11):1293－1295.

［7］ 王洋，李林，宋丹丹，等.右美托咪定对非体外循环冠状动脉旁路移植术患者的影响［J］.临床麻醉学杂志，2014，30(5): 421－425.

［8］ UekiM，Kawasaki T，Habe K，etal.The effects of dexmedetomidine on inflammatory mediators after cardiopulmonary bypass［J］.Anaesthesia，2014，69(7):693－700.

［9］ 乔虹，吴新民.右美托咪啶对脓毒症大鼠肾功能的影响［J］.临床麻醉学杂志，2009，25(4):338－340.

Effects of dexmedetom idine on system ic vascular resistance and oxygen metabolism in system ic tissues during cardiopulmonary bypass in patients undergoing valve replacement surgery

Liang Dong－ke，Zhang Bing－dong，Chen Yan－hua
Department of Anesthesiology，Institute of Heart Disease，First Affiliated Hospital of GuangxiMedical University，Nanning，530021，China

Zhang Bing－dong，Email:zbdong2007@126.com

Objective To evaluate the effects of dexmedetomidine on systemic vascular resistance(SVR)and oxygenmetabolism in systemic tissue during cardiopulmonary bypass(CPB)in patients undergoing valve replacement surgery.Methods Forty patients undergoingmitral valve replacement surgery，aged 40－55 ys，weighting 45－65 kg，heighting 155－170 cm，with ASA physical statusⅡorⅢ(NYHAⅡorⅢ)，were randomly divided into 2 groups(n=20 in each)using a random number table:dexmedetomidine group(group D)and control group(group C).In group D，dexmedetomidine 1.0μg/kg was infused intravenously for 10min after induction of anesthesia before CPB，followed by continuous infusion of dexmedetomidine at 0.5μg/(kg·h)until the end of the CPB，while in group C the equal volume of normal salinewas given instead.Mean arterial pressure(MAP)，cardiac output(CO，perfusion flow instead)，cardiac index(CI，perfusion index instead)weremeasured and SVR was calculated accordingly immediately after the superior and inferior vena cavawere blocked(T1)，after aortic occlusion(T2)，when nasopharyngeal temperaturewas stable at 30℃ (T3)，when the aortawas opened，the heartwas beating(T4)，before the superior and inferior vena cavawere opened(T5).At T1－T5，blood sampleswere collected from the radial artery and intravenous end ofoxygenator for blood gas analysis，simultaneously Hb and lactate(Lac)concentration of arterial blood weremeasured.Oxygen delivery(DO2)，oxygen consumption(VO2)and oxygen extraction ratio(ERO2)were calculated accordingly.Results Compared with group C，CO，CIand DO2were significantly increased，SVR，VO2，ERO2and the concentration of Lac were decreased at T1－T5 in group D.Conclusion Dexmedetomidine(1.0μg/kginfused intravenously after induction ofanesthesia before CPB，followed by infusion ata rate of 0.5μg/(kg·h)until the end of CPB) can reduce the SVR in patients，improve the oxygenmetabolism of systemic tissues during CPB and provide the protection of organs to some extent.

Dexmedetomidine;Cardiopulmonary bypass;Systemic vascular resistance;Oxygen metabolism

2016-05-17)

2016-07-13)

10.13498/j.cnki.chin.j.ecc.2017.01.09

530021南宁，广西医科大学第一附属医院心血管病研究所导管手术麻醉室

张炳东，Email:zbdong2007@126.com