瓣膜置换病人围术期应用GIK治疗的研究进展

耿星园　任佩

摘 要：心脏瓣膜置换术是严重瓣膜病的主要治疗手段，而围术期处理则是影响患者手术效果的重要因素。极化液（glucose-insulin-potassium， GIK）作为一种调节代谢的溶液组合应用于临床已有50多年历史，大量临床试验及回顾性研究加深了人们对GIK的认识，但是将其作为瓣膜置换术围术期的常规治疗至今仍然存在争议，本文就此问题进行了详述。

关键词：瓣膜置换术 极化液

Perioperative GIK Therapy For Patients Undergoing Valvular Replacement Surgeries

GENG Xing-yuan， REN Pei

（Hanzhong vocational and technical college， Hanzhong 723002，Shaanxi，China）

Abstracts： Heart valve replacement surgery is the main treatment for severe valvular heart disease， and perioperative management in patients is an important influence factor to surgical results. Since GIK （Glucose-Insulin-potassium） solution was proposed in protecting myocardium， it has more than 50 years of history in the field of cardiac surgeries. Multiple clinical trials and retrospective studies have been processed to explain its mechanism. Unfortunately， it is still a controversy whether perioperative GIK treatment should be used as a conventional therapy for patients undergoing valve replacements or not. More details will be described herein.

Key words： valve replacement surgery：GIK

中图分类号：R54 文献标识码：A 文章编号：1003-9082 （ 2017 ） 08-0-02

由于长期的血流动力学改变，严重瓣膜病患者的心功能明显下降，国内外报道重症心脏瓣膜病的病死率为9%～14%[1]。而瓣膜置换过程中，体外循环无疑会加重心肌细胞的代谢障碍和再灌注损伤从而影响手术效果，可以说心肌保护的好坏直接影響手术的成败。极化液作为一种辅助治疗手段能够改善心肌细胞功能，但由于其作用机制未明，围术期应用受到很大限制。

一、作用机理

1.传统极化液作用机制

经典学说认为GIK能够通过胰岛素刺激心肌细胞Na+-K+-ATP酶，改善细胞对钾离子的摄取，稳定细胞膜的极化状态，从而减少心律失常的发生。同时能够给缺血心肌提供更多能量，促进细胞摄取和利用葡萄糖，改善心肌能量代谢。

2.新配方新机制的研究

2.1 加镁极化液

镁离子是Na+-K+-ATP酶和心肌腺苷环化酶的激活剂，对维持线粒体和心肌细胞的完整、控制细胞内钾的外流、钙离子内流及促进其氧化磷酸化过程都起着重要作用[2]，极化液与硫酸镁同时使用可出现协同作用，将外流的钾驱回细胞内，一方面改善细胞能量代谢，另一方面能减少心肌缺血状态下钙离子负荷，预防和减少心律失常的发生[3]。同时扩张外周血管及支气管，减轻心脏前后负荷，发挥对心肌的保护作用[4]。

2.2磷酸肌酸

磷酸肌酸是机体内ATP的储存及转运形式，也是ATP重要的原料来源，围术期使用磷酸肌酸能够维持细胞高能磷酸状态，还可以通过抑制磷脂膜维持细胞正常电生理状态，增加膜稳定性保护细胞内部结构，减少手术期间无氧代谢造成的心肌损害[5]。

二、临床应用情况

1.早期发展重大事件

1962年Sodi-Pallares首次提出GIK用来保护缺血心肌细胞的概念，其理论依据被Opie在1970年进一步阐明，即“葡萄糖假说”。 1992年Sobia证实心肌梗死的细胞并非“零灌注”， GIK有增加心肌耗氧的可能，但其促进缺血心肌细胞葡萄糖利用、降低FFA益处更大。1997年，Fath—Ordoubadi等通过Meta分析发现GIK治疗组病死率比安慰剂组降低28%，引起学界关注。随后，拉丁美洲心脏学研究协作组（ECLA）进行了大规模的GIK临床试验，得出高剂量GIK治疗的患者生存优势明显，并且治疗后无血容量过多或低血糖、血钾水平异常。这些研究结果支持了GIK在AMI治疗中的地位，至此GIK的心肌保护作用基本得到承认，而短期治疗的作用尚无定论。

2.临床试验的争议

2.1 GIK治疗的有效性

心脏手术前使用低浓度极化液是从70年代开始的， 大量临床报告显示，围术期应用GIK能够提高心肌缺血阈值，减少应激收缩功能障碍和改善缺血再灌注损伤[6]，具有恢复心脏手术患者心脏功能和减少并发症的作用。

然而不论是临床试验还是荟萃分析，都需在不同的患者群体中进行大型多中心试验才有确切价值，目前相关研究在这方面存在不足。Howell等[7]研究表明围术期使用GIK液能够明显降低低心排发生率，改善心脏输出状态和减少强心药物的用量，并提出胰岛素是通过磷脂酰肌醇3激酶-Akt-内皮细胞NO合酶信号通路发挥作用的。但从临床上数据上我们看到，GIK组和对照组的肌钙蛋白释放和心肌坏死都没有区别，那么实验中低心排综合征的减少只能归咎于缺血后心肌顿抑的减少或者说是炎症反应的减弱。另外，心肌再灌注时出现的高血糖会弱化或者抵消胰岛素的心血管保护作用，也会对临床结果产生影响。

即便如此，HINGE试验仍然向我们揭示了GIK的有利影响，初步揭示了极化液保护心肌细胞的潜在机制（通过信号通路抗凋亡和调节炎症反应）。同时也提出了新的问题，虽然胰岛素对非糖尿病瓣膜置换术患者的治疗效果良好[8]，但是胰岛素抵抗和高剂量葡萄糖灌注对GIK的疗效有何影响并不清楚。大量研究表明，胰岛素抵抗病人（肥胖和2型糖尿病）线粒体的氧化代谢能力较低[9]，并且炎症早期细胞因子（TNF-a、IL-1、IL-6）高表达[10]，那么GIK通过保护线粒体及抗炎发挥的心肌保护作用必然大打折扣。

2.2不良反应

极化液简单廉价，相对安全，但广泛的临床应用仍然需要进一步验证，而目前使用极化液最常见的不良反应就是低血糖。一般来说，极化液中胰岛素与葡萄糖的比例为l：4～6，通常情况下不会发生低血糖反应[11]。之所以出现低血糖，与患者个体差异及用药情况有关，比如阿司匹林、β受体阻滞剂、血管紧张素转换酶抑制剂，这些药物都有降糖作用。如在应用GIK的同时应用这些药物，容易造成低血糖。另外，滴速过快造成短时间大量葡萄糖进入血液，过度刺激胰岛素分泌，也易出现低血糖。而患者本身如果有胰岛素抵抗或者长期注射胰岛素，也会影响治疗效果。这些都提示极化液的使用尤其对危重患者应该有一定的时限性或者说个体化，通过密切监测和及时对症处理，尽量避免低血糖的发生 [12]。

3.近期的实践创新

当今学术界一方面加紧研究极化液的确切作用机制，如胰岛素的独立抗凋亡作用[13]，另一方面也探索新的应用可能。什么类型的病人需要输注极化液，应用指征是什么；疗程多久；对于不同个体如何调整浓度和配方；本世纪末随着对缺血后心肌功能恢复中能量基质作用的深入认识，提出了大剂量GIK代谢支持缺血后心肌功能障碍的新概念[14]。窦晓宇[15]通过研究不同浓度的极化液对急性心肌梗死并发症的影响，证实高浓度极化液较常规极化液能够明显减低AMI并发症的发生率，具有一定的临床应用价值。

同时，加入新组分的改良极化液用于临床也取得了显著效果。黄标通[16]探讨了磷酸肌酸在风湿性心脏瓣膜替换术围手术期应用，发现瓣膜置换术围术期用含磷酸肌酸极化液进行干预，能够有效改善术后心肌缺血再灌注损伤，降低心律失常发生率，提高患者术后的心功能。近年来有研究证实门冬氨酸钾镁有利于术后的心脏复跳，减少复跳后严重心律失常和心脏低心排量的发生[17]，相比传统的加镁极化液更值得推广[18]，加强对GIK/Mg-GIK的临床和基础研究，尤其是对伴有胰岛素抵抗的AMI患者疗效，仍然需要进一步探索。

三、展望

随着心脏瓣膜病患者的增加以及改善换瓣手术预后的需要，使得人们对GIK液抱以浓厚的兴趣。然而，使用GIK液的临床常规化及标准化工作还有待进一步研究，如GIK液的最佳组成、配比和浓度以及進行临床治疗的时机等，都需要更多研究来优化和完善。

参考文献

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作者简介：耿星园（1990.1-），男， 籍贯：陕西西安，研究方向：心脏瓣膜病及冠心病的防治诊疗。

*通讯作者：任佩（1988.12-），男，籍贯：陕西西安，研究方向：冠心病及代谢综合征的防治。