心肺转流术中应用1，6-二磷酸果糖复合环磷腺苷葡胺氧合血心脏停搏液对心脏瓣膜疾病患者心肌的保护效果▲

卢昭燚 周瑞仁 何敏琪 陈淼岚 邓继财

(广西南宁市第一人民医院麻醉科，南宁市 530000，电子邮箱：106317448@qq.com)

1，6-二磷酸果糖与环磷腺苷葡胺常用于心脏瓣膜手术。外源性1，6-二磷酸果糖具有增强细胞供能及钙拮抗、稳定生物膜、减轻氧自由基损害、减少炎性因子释放等作用[1]，其应用于心脏瓣膜置换术能明显减轻心肌缺血再灌注损伤，促进心功能恢复[2]。环磷腺苷葡胺可维持缺血-再灌注损伤心肌的超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)活性，减少心肌细胞丙二醛的产生，有效保护心肌功能[3]。而有关两者联合应用在心肺转流术(cardiopulmonary bypass，CPB)中对抗心肌缺血-再灌注损伤的效果，研究报道较少。本研究探讨CPB中应用1，6-二磷酸果糖复合环磷腺苷葡胺氧合血停搏液对心脏瓣膜疾病患者心肌的保护效果，现报告如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选择2012年1月至2015年12月在我院择期行心脏瓣膜手术治疗的120例患者，其中男性53例，女性67例，年龄38～58岁，体质指数21.1～27.8 kg/m2，美国麻醉医师协会(American Society of Anesthesiologists,ASA)分级Ⅱ～Ⅲ级，心功能Ⅱ～Ⅲ级；行二尖瓣置换术(mitral valve replacement，MVR)56例，行主动脉瓣置换术(aortic valve replacement，AVR)30例，行MVR联合AVR 19例，行MVR联合三尖瓣成形术(tricuspid valvuloplasty，TVP)15例。所有患者均无原发性高血压、糖尿病及冠心病病史，无肝、肾功能障碍；术前均未服用氧自由基清除、钙通道阻断、激素、抗凝等药物；术前无须使用正性肌力药维持血流动力学稳定。按随机数字表法将患者分为对照组(Ⅰ组)、1，6-二磷酸果糖组(Ⅱ组)、环磷腺苷葡胺组(Ⅲ组)、1，6-二磷酸果糖联合环磷腺苷葡胺组(Ⅳ组)，每组30例。4组患者一般资料比较差异均无统计学意义(均P>0.05)，具有可比性，见表1。本研究经本院伦理委员会批准，所有研究对象均签署知情同意书。

表1 4组患者一般资料比较

1.2 方法 所有患者术前30 min均肌注吗啡(东北制药集团，批号：131004-1；规格为10 mg ∶1 mL)10 mg及东莨菪碱(天津药业新郑药业公司，批号：140217；规格为0.3 mg ∶1 mL)0.3 mg。均采用以下方案进行静吸复合麻醉：丙泊酚(西安力邦制药有限公司，批号：1404033；规格为0.2 g ∶20 mL)诱导剂量2.0～2.5 mg/kg，维持剂量0.05～0.08 mg/(kg·min)；芬太尼(宜昌人福药业有限公司，批号：1140414，规格为0.1 mg ∶2 mL)诱导剂量5～10 μg/kg，术中间断静脉注射，总量不超过50 μg/kg；顺式阿曲库铵(江苏恒瑞医药有限公司，批号：14041121；规格为10 mg/支)诱导剂量0.15 mg/kg，维持剂量1～2 μg/(kg·min)；七氟醚(日本Maruishi Pharmaceutical公司，批号：44041；规格为250 mL/瓶)间断吸入，气体挥发罐浓度不超过5%。阻断主动脉后，按20 mL/kg的剂量灌注心脏停搏液，Ⅰ组患者灌注自行配制的St.Thomas氧合血心脏停搏液(血液与晶体液比为4 ∶1)，在Ⅰ组的基础上，Ⅱ组患者加入2.0 g/L的1，6-二磷酸果糖(江苏正大丰海制药有限公司，批号：1305093；规格为12.5 g ∶250 mL)，Ⅲ组加入1 mg/kg的环磷腺苷葡胺(无锡凯夫制药有限公司，批号：13081191；规格为90 mg/支)，Ⅳ组加入2.0 g/L的 1，6-二磷酸果糖及1 mg/kg的环磷腺苷葡胺，与氧合血混合后进行灌注。以后每30 min或出现心电活动时以首剂量的1/2进行灌注。CPB期间，患者鼻咽温降至30℃～32℃，红细胞比容控制在0.20～0.25，心脏停搏后体外循环过程中的泵流量及整个体循环的灌注压力，分别控制在2.4～2.6 L/(m2·min) 和50～80 mmHg。常规监测患者血压、中心静脉压、体温、动脉血气和电解质。开放主动脉后根据心肌收缩力和血流动力学情况给予多巴胺3～8 μg/(kg·min)和硝酸甘油0.2～0.5 μg/(kg·min)，必要时加用肾上腺素治疗。

1.3 观察指标 (1)比较4组患者CPB时间、主动脉阻断时间、手术时间、心脏自动复跳率、开放主动脉后除颤次数、心脏复跳后S-T段异常改变率、多巴胺用量、术后机械通气时间、心脏监护室(cardiac care unit，CCU)停留时间。(2)分别于CPB开始前30 min(T0)、主动脉开放后 5 min(T1)、手术结束即刻(T2)、术后6 h(T3)和术后24 h(T4)测定4组患者血浆心肌肌钙蛋白I(cardiac troponin I，cTnI)、肌酸激酶同工酶(creatine kinase，MB isoenzyme,CK-MB)、乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase，LDH)、丙二醇水平及SOD活性。采用免疫抑制法检测血浆CK-MB、LDH和cTnI水平，采用比色法检测血浆SOD活性、丙二醛水平。(3)分别于CPB前(上腔静脉插管时)剪取部分右心耳组织，以及停止CPB并拔除上腔静脉插管时再剪取部分未被结扎过的右心耳组织，采用透射电镜观察4组患者右心耳组织心肌纤维、细胞核、线粒体、肌质网变化，观察心肌细胞损伤的程度。

1.4 统计学分析 采用SPSS 21.0软件进行统计学分析。计量资料用(x±s)表示，多组间比较采用单因素方差分析，两两比较采用LSD-t检验，重复测量资料采用重复测量方差分析；计数资料采用例数或百分数表示，比较采用χ2检验。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 4组患者围术期相关指标比较 4组患者CPB时间、主动脉阻断时间、手术时间、心脏自动复跳率、机械通气时间、S-T段异常率比较，差异均无统计学意义(均P>0.05)。而4组除颤次数、多巴胺用量及CCU停留时间比较，差异均有统计学意义(均P<0.05)，其中Ⅰ组除颤次数、多巴胺用量、CCU停留时间均多于其余3组(均P<0.05)，且Ⅳ组除颤次数均少于Ⅱ组与Ⅲ组，多巴胺用量少于Ⅱ组，CCU停留时间短于Ⅲ组，Ⅲ组的多巴胺用量亦少于Ⅱ组(均P<0.05)。见表2。

表2 4组患者围术期相关指标比较

组别nS-T段异常改变[n(%)]多巴胺用量[x±s,μg/(kg·min)]机械通气时间(x±s,h)CCU停留时间(x±s,h)Ⅰ组309 (30.0)8.2± 3.119.4±2.052.3±5.0Ⅱ组307(23.3)6.6± 2.0a18.3±2.348.6±3.9aⅢ组306(20.0)5.4±1.8ab17.6±1.849.4±4.3aⅣ组303(10.0)4.3±1.4ab18.8±2.247.2±3.8ac F(χ2)值3.78917.8360.503 7.595P值0.285<0.0010.681<0.001

注：与Ⅰ组比较，aP<0.05；与Ⅱ组比较，bP<0.05；与Ⅲ组比较，cP<0.05。

2.2 4组患者血浆CK-MB、LDH、cTnI、丙二醛水平及SOD活性比较 4组的血浆CK-MB、LDH、cTnI、丙二醛水平及SOD活性比较，差异均有统计学意义(F组间=27.957，P组间<0.001；F组间=50.408，P组间<0.001；F组间=8.373，P组间<0.001；F组间=6.631，P组间<0.001；F组间=129.908，P组间<0.001)；4组的血浆CK-MB、LDH、cTnI、丙二醛水平及SOD活性均有随时间变化的趋势(F时间=20 744.3，P时间<0.001；F时间=47 229.5，P时间<0.001；F时间=1 652.510，P时间<0.001；F时间=75.776，P时间<0.001；F时间=983.464，P时间<0.001)，CK-MB、LDH、cTnI、丙二醛水平及SOD活性的分组与时间均有交互效应(F交互=16.405，P交互<0.001；F交互=18.669，P交互<0.001；F交互=9.536，P交互<0.001；F交互=4.915，P交互<0.001；F交互=24.012，P交互<0.001)。其中，T1～T4时，Ⅰ组血浆CK-MB、cTnI、丙二醛水平均高于其余3组，SOD活性低于其余3组，且Ⅳ组血浆CK-MB水平均低于Ⅱ组与Ⅲ组(均P<0.05)；T2～T4时，Ⅰ组血浆LDH水平均高于其余3组，且Ⅳ组血浆cTnI、丙二醛、LDH水平均低于Ⅱ组与Ⅲ组，SOD活性高于Ⅱ组与Ⅲ组(均P<0.05)。见表3。

表3 4组患者血浆CK-MB、LDH、cTnI、丙二醛水平及SOD活性比较(x±s)

注：与Ⅰ组比较，aP<0.05；与Ⅱ组比较，bP<0.05；与Ⅲ组比较，cP<0.05。

2.3 4组患者右心耳组织形态变化 CPB前4组患者心肌细胞结构清晰,排列整齐,线粒体形态结构正常(见图1)。停止CPB后，Ⅰ组心肌细胞结构紊乱，肌浆网扩张，肌丝部分溶解、消失，线粒体嵴肿胀、部分空泡化，基质变浅,嵴断裂,细胞核水肿明显(见图2)；Ⅱ组、Ⅲ组心肌细胞结构清晰，肌浆网扩张，肌丝部分溶解、消失，线粒体嵴肿胀、部分消失(见图3、图4)。Ⅳ组心肌细胞结构清晰,可见部分肌浆网扩张，其余结构未见明显改变(见图5)。

图1 患者CPB前右心耳电镜下的形态(×20 000)

图2 Ⅰ组CPB后右心耳电镜下的形态(×20 000)

图3 Ⅱ组CPB后右心耳电镜下的形态(×20 000)

图4 Ⅲ组CPB后右心耳电镜下的形态(×20 000)

图5 Ⅳ组CPB后右心耳电镜下的形态(×20 000)

3 讨 论

行心脏外科手术时，常在心脏停搏液中加入不同的添加剂，以增强对心肌的保护作用，这已得到多数学者的认可。目前心肌保护液常用的添加剂包括天冬氨酸、L-精氨酸、5α-酮戊二酸、色氨酸、组氨酸、腺苷、钙通道阻滞剂、氧自由基清除剂、1，6-二磷酸果糖、细胞黏附抑制剂及细胞内黏附分子单克隆抗体等，但尚无统一标准。

研究表明，1，6-二磷酸果糖能明显减轻冠状动脉旁路移植术患者的心肌缺血再灌注损伤，促进患者心功能恢复[4]。另外，有学者在大鼠离体心肌实验中发现，1，6-二磷酸果糖预处理可明显减轻大鼠离体心肌缺血再灌注的损伤，减少氧自由基的生成并减轻其对质膜的脂质过氧化作用[5]。研究表明，1，6-二磷酸果糖对心肌的保护作用主要机制可能为改善细胞能量代谢，抗氧化，抑制氧自由基产生，以及防止钙超载[6-7]。环磷腺苷是机体内参与物质代谢、调节细胞理化和生物学功能的重要物质。环磷腺苷与钙离子彼此协调、相互制约，心脏收缩时环磷腺苷可有效提高心肌细胞内钙离子浓度，增加收缩力；心脏舒张时环磷腺苷则提高肌浆网对钙离子摄取，降低心肌细胞内钙离子浓度[8]。环磷腺苷葡胺是环磷腺苷的衍生物，以葡甲胺为配基增加了环磷腺苷的脂溶性，更易渗透进入细胞内，对维持心肌舒缩时心肌细胞内钙离子浓度的交替变化起到促进作用，减轻钙超载所致的心肌损害。有学者发现，环磷腺苷葡胺可保护缺血-再灌注损伤心肌SOD活性，减少丙二醛的产生，从而有效保护心肌功能[9]。

体外循环心内直视手术过程中，进行有效的心肌保护、减轻心肌损伤是体外循环管理的关键。正常情况下，CK-MB、LDH存在于心肌细胞中，心肌细胞坏死后释放进入血液循环，两者常作为典型的心肌酶学检测指标用来判断心肌有无缺血性损伤。通过检测丙二醛水平可了解膜脂过氧化程度，以间接反映心肌细胞膜系统受损程度。cTnI仅来源于心肌细胞，是心肌损伤特异性的分子标志物。联合检测上述指标对于心肌损伤的诊断更为全面和准确[10]。本研究结果显示，T1～T4时，Ⅰ组血浆CK-MB、cTnI、丙二醛水平均高于其余3组，SOD活性低于其余3组，且Ⅳ组血浆CK-MB水平均低于Ⅱ组与Ⅲ组(均P<0.05)；T2～T4时，Ⅰ组血浆LDH水平均高于其余3组，且Ⅳ组血浆cTnI、丙二醛、LDH水平均低于Ⅱ组与Ⅲ组，SOD活性高于Ⅱ组与Ⅲ组(均P<0.05)。另外，Ⅳ组患者正性肌力药物用量较少，术后CCU停留时间较短，CPB后心肌超微结构基本保持完好。这提示1，6-二磷酸果糖复合环磷腺苷葡胺对体外循环心脏瓣膜手术期间的心肌保护作用优于单独用药，具有更好的对抗心肌缺血再灌注损伤、保护心肌结构和功能完整的作用。但两种药的心肌保护作用是相加作用，还是协同作用需进一步研究。此外，CPB心肌损伤的病理机制十分复杂，虽然通过使用心肌保护药物可很大限度上减轻心肌损伤，但采用多环节、多途径、多靶位的综合治疗策略仍是今后的主要研究方向。