缺血预处理对心脏瓣膜术中脏器的保护作用

刘建华，蒋 伟，石 光，梁巧茹，闫小清

（河南省胸科医院胸痛中心体外循环科,郑州 450008）

心脏瓣膜手术即用人工机械瓣或生物瓣进行替换，或对病变的瓣膜进行修复。目前，重建心脏瓣膜功能的手术正在临床上广泛开展，它大大地提高了心脏瓣膜患者的健康状况和生活质量[1]。在进行心脏瓣膜手术时需要进行的体外循环（cardiopulmonary bypass，CPB），对机体脏器和组织也存在不同程度的损害[2]。研究显示[3]，心脏缺血适应性预处理具有一定的心肌保护作用，可以降低心肌缺血/再灌注损伤。但是该方法是否对心脏瓣膜手术中脏器功能有改善作用尚不明确。因此,本研究选取2015年1月-2017年9月在我院行心脏瓣膜置换术治疗的患者55例，探讨缺血预处理在心脏瓣膜术中的脏器保护作用。

1 资料与方法

1.1 一般资料 行心脏瓣膜置换术的患者55例，其中年龄 27～63 岁，平均年龄（41.24±9.06）岁；男性33例，女性22例。纳入标准：（1）美国麻醉医师协会（ASA）分级为Ⅱ～Ⅲ级；（2）左心室射血分数＞40%；（3）患者及家属知情同意并签署同意书。排除标准：（1）合并有心肌梗死史、冠心病、肝肾功能不全、慢性阻塞性肺疾病、糖尿病、周围血管病变及其他器官严重病变者；（2）有瓣膜疾病手术史。采用随机数字表法将患者随机分为观察组（n=30）和对照组（n=25），两组患者性别、年龄等一般资料比较差异无统计学意义（P＞0.05），见表 1。

表1 两组患者一般资料比较Tab 1 Comparison of general data between the two groups of patients

1.2 手术方法 患者均行心脏瓣膜置换术，进入手术室后行常规检测体温、有创压、心电图、血氧饱和度和呼气末二氧化碳。通过静脉注射的方式依次给予患者 0.03～0.05 mg/kg咪达唑仑、0.25～0.35 μg/kg舒芬太尼、0.08～0.1 mg/kg维库溴铵、1～2 mg/kg丙泊酚，并行机械通气，待各项指标恒定后，观察组给予加压远隔缺血预处理，取14 cm宽的骨科气压阻断带系于左侧下肢，具下缘距膝关节3～4cm气囊压力维持200mmHg阻断下肢血流，持续5 min后，气囊减压至0 kPa，持续5 min，反复3循环，开胸游离大血管、过阻断带后，体外循环开始，然后阻断升主动脉开始手术。对照组仅给予压力阻断带处理，不予以加压。

1.3 观察指标 观察两组术前（T0）、再灌注后6 h（T1）、12 h（T2）、24 h（T3）和 48 h（T4）平均动脉压（MAP）、心率（HR）、心肌钙蛋白 I（cTnI）、丙氨酸氨基转移酶（ALT）、天冬氨酸氨基转移酶（AST）、总胆红素（TBIL）、血肌酐（Scr）和尿素氮（BUN）水平变化。同时观察两组手术时间、体外循环时间、主动脉阻断时间、ICU停留时间和住院时间。

1.4 统计学处理 统计分析采用SPSS19.0软件，计量资料采用x±s表示，两组间比较采用t检验或重复测量方差分析，计数资料比较采用χ2检验，以P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组手术情况比较 观察组和对照组ICU停留时间和住院时间比较差异无统计学意义（P＞0.05），见表2。

表2 两组手术ICU停留时间与住院时间比较Tab 2 Comparison of periods of ICU and hospital stay between the two groups

2.2 两组各时间点肝功能比较 观察组和对照组T1、T2、T3和 T4时 ALT、AST和 TBIL均较 T0时升高（P＜0.05）；观察组 T1、T2、T3 和 T4 时 ALT、AST和TBIL明显低于对照组（P＜0.05），见表3。

表3 两组各时间点肝功能比较Tab 3 Comparison of liver function at each time point between the two groups

2.3 两组各时间点肾功能比较 观察组和对照组T1、T2、T3和 T4时 Scr和 BUN均较 T0时升高（P＜0.05）；观察组T4时Scr和BUN明显低于对照组（P＜0.05），见表4。

2.4 两组各时间点HR、MAP和cTnI比较 观察组和对照组 T1、T2、T3和 T4时 HR和 cTnI均较T0时升高（P＜0.05）；观察组和对照组T1时MAP较 T0时升高（P＜0.05）；观察组 T2、T3和 T4时cTnI明显低于对照组（P＜0.05）。见表 5。

表4 两组各时间点肾功能比较Tab 4 Comparison of renal function at each time point bettween the two groups

表5 两组各时间点HR、MAP和cTnI比较Tab 5 Comparison of HR,MAP,and cTnI at each time point between the two groups

3 讨论

心脏瓣膜手术由于瓣膜及心肌损害，加之手术时体外循环的影响，术后易出现低心排血量综合征（low cardiac output syndrome，LCOS）、心律失常、肺部并发症等[5]。如何预防和控制心脏瓣膜手术后的脏器损伤是目前研究的热点。心脏瓣膜手术中，主动脉被阻断、心脏停跳和复跳易引发心肌缺血/再灌注损伤（myocardial ischemia reperfusion injury，MIRI）。MIRI是心肌组织在较长时间缺血后恢复血液灌流，反而出现比再灌注前更明显、更严重的损伤和功能障碍[6]。如何减轻患者心肌缺血再灌注损伤，最大限度地保护缺血心肌，成为心血管方面研究的热点之一。缺血预处理（ischemic preconditioning，IPC）是近年来提出的一种新的心肌保护方法。IPC是在MIRI的基础上，通过一次或数次短暂重复缺血/再灌注来提高心肌对随后可能发生的心肌缺血的耐受性[7-8]。心肌再灌注既可以损伤心肌也能保护心肌，Krogstad等[9]研究显示，反复短暂结扎冠状动脉可对心肌产生保护作用，可以增强心肌对缺血损伤的耐受性。研究证明，远隔缺血预处理技术能够减轻MIRI，已经在大量的动物及少量的人体实验中得到证实[10-11]。Mccrindle等[12]通过动物实验发现，冠状动脉左旋支短暂缺血可为左前降支支配区域的心肌缺血提供保护。

本研究通过术前对患者进行缺血预处理并研究其术后重要脏器的功能恢复情况，探讨缺血预处理在心脏瓣膜术中的脏器保护作用。心脏瓣膜术中，由于血流动力学的改变，肺脏是最容易受损的脏器，如何在术中维持血流动力学和脏器功能的稳定是临床上的难题。缺血再灌注可以诱发凋亡和炎性反应，研究显示[13]，对心肌行缺血预处理可以降低血中炎症细胞因子的含量，减轻炎症反应对肺脏的损害，从而达到对肺脏的保护作用。本研究结果显示，观察组和对照组手术时间、体外循环时间、主动脉阻断时间、ICU停留时间和住院时间比较差异无统计学意义（P＞0.05）；在脏器保护方面，观察组 T1、T2、T3 和 T4时ALT、AST和TBIL显著低于对照组（P＜0.05）。表明在心脏瓣膜术中应用远隔缺血预处理，对患者肝脏有一定保护作用，有助于改善患者肺功能。

血尿素氮(BUN)是肾功能主要指标之一，它从肾小球滤过而排出体外。血肌酐(Scr)是肌酸代谢终产物，主要在肝脏和肾脏由氨基酸代谢生成。SCr含量和尿量是评价肾功能和判断肾损伤程度分级的主要指标。本研究中，观察组T4时Scr和BUN显著低于对照组（P＜0.05），表明缺血预处理的手术方式对于患者肾脏有一定保护作用，可以降低术后肾损伤的程度。MIRI会造成术后心律失常、心功能不全、心肌损伤和代谢紊乱等一系列严重的不良反应。心肌肌钙蛋白（cTnI）是心肌收缩的调节蛋白。研究显示[14]，cTnI可检测出心肌损伤，血清中cTnI升高反映了心肌细胞受损，其特异性与敏感性均高于以往常用的心肌酶谱。本研究中，观察组T2、T3和T4时cTnI显著低于对照组（P＜0.05），表明观察组患者应用远隔缺血预处理对心肌损伤有一定保护作用。缺血预处理对缺血心肌的保护作用在动物实验中已被广泛证实，但是在临床心脏外科手术中的确切机制尚未完全明了。王艳华等[15]研究显示，缺血预处理可以使心肌细胞中主要的氧自由基清除酶如超氧化物歧化酶活性升高，起到抗氧自由基的作用。近来研究表明，心肌缺血适应性是机体内一种内源性的自我保护机制。心脏在经受短暂的缺血/再灌注之后，会增加对较长时间的缺血再灌注损伤的耐受性，从而保护心肌细胞，减少恶性心律失常的发生，此外缺血预处理还有助于心脏收缩和舒张的功能增强和心肌超细微组织结构的改善等。

综上所述，心脏瓣膜术中远隔缺血预处理对患者肝脏、肾脏以及心肌功能有一定保护作用，具有一定的临床应用价值，值得推广。