甲狀腺素對瓣膜置換圍術期甲狀腺激素和血流動力學的影響

王少強，魏松洋，馬志強，楊瑞麗，鄭慶杰，徐澤紅

體外循環（cardiopulmonary bypass，CPB）是一種非生理循環狀態，對全身各個臟器的生理功能均有影響。CPB心臟手術也可以影響甲狀腺功能，表現為術后甲狀腺激素（thyroid hormone，TH）水平異常改變，導致出現正常甲狀腺病態綜合征（euthyroid sick syndrome，ESS）[1]。 在 CPB 圍術期維持 TH 水平穩定有利于心肌能量代謝和增加心肌收縮力，但過高TH水平又可以增加心肌氧耗，誘發心衰[2，3]。本研究對CPB圍術期患者應用外源性TH，通過隨機對照研究，觀察圍術期TH變化的規律及對血流動力學的影響，并探索一種恰當的干預治療方法。

1 資料與方法

1.1 一般資料 2010-06～2011-06行瓣膜置換術的患者40例，男26例，女14例；年齡36～71歲；體重49～82 kg。其中行二尖瓣置換術11例，二尖瓣置換加三尖瓣成形術12例，主動脈瓣置換術5例，雙瓣置換術7例，雙瓣置換加三尖瓣成形術5例。合并糖尿病9例，高血壓10例。術前均無甲狀腺疾病及服含碘藥物史，無冠心病史，無肝、腎、肺功能不全史，左室射血分數≥35%，全部患者心功能Ⅱ～Ⅲ級。采用隨機、雙盲、對照的方法分為試驗組（T組）和對照組（NT組），每組20例。

1.2 方法 T組手術前48h至CPB后48h按50μg/8 h口服左旋甲狀腺素鈉片 （優甲樂，德國默克公司），NT組給予安慰劑。全部患者在給藥前經頸內靜脈放置雙腔Swan-Ganz肺動脈漂浮導管，監測血流動力學。術中采用靜脈復合麻醉，呼吸機輔助呼吸，均使用Sarns體外循環機和一次性膜肺，預充以平衡液為主。兩組在同樣條件下常規建立CPB，維持轉流期間紅細胞壓積約為20%～25%，中度低溫（鼻咽溫度 25～29 ℃），灌流量控制在 2.3～2.8 L/min·m2。 分別于給藥前（T1）、術前2h（T2）、主動脈開放（T3）、CPB 后6h（T4）、12 h（T5）、24 h（T6）、48 h（T7）抽取橈動脈血5 ml，肝素抗凝，其中1 ml用常規法測定紅細胞壓積 （Hct），剩余4 ml全血以3000 r/min離心，取上層血清，置入－20℃冷凍備測。應用化學發光免疫分析法 （采用羅氏E601電化學免疫發光儀及配套試劑）測定三碘甲狀腺原氨酸（triiodothyronine，T3）、四碘甲狀腺原氨酸（thyroxine，T4）、游離 T3（free triiodothyronine，FT3）、游離 T4（free thyroxine，FT4）、 促甲狀腺激素 （thyroid stimulating hormone，TSH）。以校正值=測定值×術前 Hct/測定時Hct，校正血液稀釋。 分別于 T1、T2、T4、T5、T6、T7應用MP60型IntelliVue多功能監護儀采集心率、動脈壓、肺毛細血管楔壓 （pulmonary capillary wedge pressure，PCWP）、中心靜脈壓。通過熱稀釋法測定心輸出量，測定時間誤差為15 min，測量時患者無其他干擾，重復測5次，取數值接近的3次（誤差在10%以內），計算平均值。然后通過監護儀計算出體循環阻力指數 （systemic vascular resistance index，SVRI）、肺循環指數（pulmonary vascular resistance index，PVRI）、左心室每搏做功指數（left ventricular stroke weight index，LVSWI）。 通過公式基礎代謝率（basal metabolic rate，BMR）=（脈率+脈壓-111）%計算出BMR。

1.3 統計學方法 采用SPSS11.0統計軟件。計量資料先求出組內±s，組間比較采用兩樣本t檢驗，如果方差不齊則采用近似t檢驗；組內比較采用重復測量設計的方差分析。

2 結 果

2.1 臨床指標 兩組患者在年齡、性別、身高、體重、心功能（EF、FS）、伴隨疾病（糖尿病、高血壓）、體外循環時間、主動脈阻斷時間、機械通氣時間和術后ICU時間均無顯著性差異（P>0.05），見表1。兩組患者均無嚴重圍術期并發癥，痊愈出院。

表1 兩組患者臨床觀察指標（n=20，±s）

表1 兩組患者臨床觀察指標（n=20，±s）

觀察指標 NT組 T組 P值年齡（歲） 58.20±9.40 61.80±8.45 0.2105性別（m/f） 14/6 12/8 0.5073身高（cm） 164.53±8.50 167.23± 6.65 0.2702體重（kg） 62.17±9.46 61.01±8.89 0.6917 EF（%） 51.35±7.28 52.35±8.19 0.6855 FS（%） 32.53±4.41 33.75±5.21 0.4291糖尿病（例） 54 0.7050高血壓（例） 46 0.4652體外循環時間（min） 92.24±21.42 89.78±24.54 0.7374主動脈阻斷時間（min） 47.86±17.39 52.18±18.73 0.4544機械通氣時間（h） 16.78±8.35 15.32±6.56 0.5423術后 ICU 時間（d） 4.65±1.20 4.14±1.25 0.1960

2.2 各時間點FT3、FT4、T3濃度 NT組在主動脈開放及CPB后的24 h內血漿FT3、FT4、T3濃度持續降低，在CPB后24 h分別較術前下降了約50%、40%、55%（P＜0.05），隨后開始上升，在 CPB 后 48 h仍未恢復至術前水平；而血漿T4、TSH濃度在正常范圍內波動。T組在主動脈開放及CPB后的24 h內血漿FT3、FT4、T3濃度也持續降低，但均高于NT組（P＜0.05）。 兩組各時間點血漿 T4、TSH 值無顯著性差別（P＞0.05）。 見表 2。

2.3 各時間點BMR值 兩組無顯著性差別 （P＞0.05）。 NT組 SVRI、PVRI在 CPB 后6h均達峰值（P＜0.05），隨后開始逐漸下降，在CPB后48 h基本恢復至術前水平。與NT組比較，T組SVRI、PVRI在 CPB 后 6、12、24 h 顯著降低 （P＜0.05）。 NT 組LVSWI在 CPB 后 12 h 降至最低值（P＜0.05），隨后開始逐漸上升，在CPB后48 h基本恢復至術前水平。與NT組比較，T組LVSWI在術前2 h無顯著性差別（P＞0.05），在 CPB 后 6、12、24 h 顯著升高（P＜0.05）。 見表 3。

3 討 論

CPB是心臟直視手術必須的輔助手段，但CPB過程中低溫、非搏動灌注、重要臟器缺血損害及機體代謝變化等均可能導致嚴重的ESS，出現心血管系統并發癥[1，4，5]。 研究表明血漿 T3水平與充血性心力衰竭的嚴重程度密切相關，已成為一個獨立的預測因子[6，7]。因此，對CPB圍術期ESS進行防治非常重要。外源性TH能否安全、有效地防治ESS，以及給藥的時機、用量及方法均引起了國內外學者的重視[8，9]。本文試驗組術前48 h至CPB后48 h給予口服甲狀腺素片，其圍術期基礎代謝率在3%～9%，表明未增加患者的代謝能耗，是一種安全的給藥方案。

表2 兩組患者各期血漿甲狀腺激素水平（n=20，±s）

表2 兩組患者各期血漿甲狀腺激素水平（n=20，±s）

與 T1比較，▲P<0.05，#P<0.01；與對照組比較，*P<0.05，△P<0.01

組別 FT3（pmol/L） FT4（pmol/L） T3（nmol/L） T4（nmol/L） TSH（mU/L）NT 組 2.8～7.1 12～22 1.3～3.1 59～154 0.27～4.2 T1 4.23±0.97 18.24±4.56 2.42±0.51 118.68±22.49 2.13±0.53 T2 4.12±0.90 18.35±4.40 2.43±0.56 120.32±30.08 2.24±0.51 T3 2.96±0.59#△ 13.68±4.17▲* 1.45±0.33#△ 110.81±26.59 1.92±0.48 T4 2.75±0.63#△ 12.78±2.68#* 1.33±0.31#△ 112.87±25.96 1.83±0.43 T5 2.53±0.51#△ 11.56±2.89#* 1.21±0.27#△ 108.94±23.94 1.82±0.44 T6 2.12±0.42#△ 10.95±2.51#* 1.08±0.25#△ 105.94±21.18 2.34±0.56 T7 2.94±0.70#△ 11.86±2.61#△ 1.24±0.28#△ 114.25±25.13 2.46±0.56 T組T1 4.18±0.87 17.86±3.75 2.36±0.59 116.78±29.19 2.23±0.55 T2 4.68±0.98 18.75±4.12 2.59±0.65 122.61±30.65 2.19±0.52 T3 3.97±0.87 16.96±4.24 2.12±0.48 114.45±27.46 2.12±0.48 T4 3.76±0.86 16.07±3.69 1.89±0.41▲ 110.94±27.73 1.94±0.42 T5 3.34±0.76▲ 14.28±3.14▲ 1.65±0.39# 105.12±23.12 2.07±0.49 T6 3.14±0.69# 13.39±3.09# 1.53±0.46# 102.76±23.61 2.45±0.61 T7 3.67±0.78 15.18±3.18▲ 1.67±0.42# 107.43±25.78 2.57±0.59

表3 兩組患者各期基礎代謝率和血流動力學指標（n=20，±s）

表3 兩組患者各期基礎代謝率和血流動力學指標（n=20，±s）

與 T1比較，▲P<0.05，#P<0.01；與對照組比較，*P<0.05，△P<0.01

組別 BMR SVRI（dyne·s/cm5·m2） PVRI（dyne·s/cm5·m2） PCWP（mmHg） LVSWI（mg-M/beat·m2）NT組T1 4.6±1.1 2126±213 228±58 11.9±2.4 50.4±7.8 T2 3.8±0.9 2098±187 258±70 11.4±2.2 52.1±8.2 T4 5.4±1.5 3470±529#△ 389±82#* 12.2±2.8 45.2±7.8▲*T5 5.1±1.6 2964±432#△ 364±67#△ 11.8±2.6 40.7±8.8#*T6 4.7±1.1 2871±412#△ 284±58▲* 12.4±3.2 41.4±8.2▲△T7 4.9±1.2 2150±254 258±56 12.7±2.6 49.2±8.5 T組T1 4.9±0.9 2179±246 217±45 12.2±2.8 52.6±8.5 T2 5.3±1.2 2148±235 227±52 11.8±2.4 51.5±9.5 T4 5.6±1.6 2596±479▲ 306±75# 12.8±2.2 50.6±7.6 T5 4.9±1.2 2482±359▲ 238±64 12.6±3.1 46.4±8.9▲T6 5.1±1.7 2292±334 232±65 11.3±2.7 51.6±9.5 T7 4.8±1.3 2054±242 221±46 12.9±2.6 52.4±9.2

本文結果顯示，對照組在CPB后的24 h內血漿 FT3、FT4、T3值持續降低（P＜0.05），在 CPB 后 24 h分別較術前下降了約50%、40%、55%，而血漿T4、TSH值在正常范圍內波動。這與Velissaris等[10]的研究結果基本一致。其可能的機制有：①CPB應激狀態下機體TH消耗量增加，致使FT3、FT4、T3與術前相比，下降幅度明顯高于T4；②CPB圍術期機體外周組織3，5′-脫碘酶活性受到影響或含量下降，使T4向T3轉化減少；③甲狀腺缺血、缺氧妨礙了TH的合成和釋放；④CPB應激狀態下丘腦-垂體-甲狀腺軸調節機制紊亂，垂體對正、負反饋的調節受到抑制[4，5，11]。 試驗組在 CPB 后的 24 h 內血漿 FT3、FT4、T3值也持續降低，但均高于對照組（P＜0.05）。兩組各時間點血漿T4、TSH值無顯著性差別 （P＞0.05）。本文結果證實口服外源性TH能有效的防治ESS。Choi等[12]也得到了基本一致的臨床研究結果。

SVRI和PVRI是判斷外周血管阻力的重要指標。本文結果顯示，對照組SVRI、PVRI在CPB后6 h均達峰值（P＜0.05），隨后開始逐漸下降，在 CPB后48 h基本恢復至術前水平。這可能是由于CPB期間炎癥介質釋放、縮血管物質分泌增加以及血管內皮損傷等因素引起的外周血管阻力增加[13]。試驗組 SVRI、PVRI在 CPB 后6h 也均達峰值（P＜0.05），隨后開始逐漸下降，但與對照組比較，SVRI、PVRI在 CPB 后 6、12、24 h 顯著降低（P＜0.05）。 說明口服外源性TH可有效抑制CPB后外周血管阻力增加的程度，降低心臟后負荷。研究證實，TH可通過改變外周動脈平滑肌細胞納-鉀分布、減少肌鈣蛋白釋放等機制，使血管平滑肌細胞收縮力下降，引起血管張力減低、血管阻力下降[14]。

LVSWI是判斷左心做功的主要指標。本文結果顯示，對照組LVSWI在CPB后12 h降至最低值（P＜0.05），隨后開始逐漸上升，在CPB后48 h基本恢復至術前水平。這與CPB后心肌缺血-再灌注損傷、外周血管阻力增高等因素有關[15]；也與CPB后存在ESS，影響心肌能量代謝，減弱心肌收縮力有關[1，2，4，5]。 試驗組 LVSWI也在 CPB 后 12 h 降至最低值（P＜0.05），隨后開始逐漸上升，但與對照組比較，LVSWI在術前2h無顯著性差別（P＞0.05），在 CPB后 6、12、24 h 顯著升高（P＜0.05）。 說明 TH 的正性肌力作用對生理狀態的心肌不顯著，但對缺血-再灌注損傷狀態的心肌有顯著作用。Sirlak等[16]研究證實外源性TH可有效抑制左心功能下降程度。這和TH對心肌的正性變力作用有關，也和外源性TH改善心肌細胞供能、增強心肌收縮力、降低外周血管阻力和保持CPB后心血管系統對腎上腺素的敏感性等有關[17]。

綜上所述，筆者認為小劑量、短時間口服外源性TH是一種經濟、安全、有效、方便的防治CPB圍術期ESS的方法。對CPB后血流動力學的維持起到積極的作用，有利于患者術后恢復。但對其不利之處亦應注意，否則有增加心肌耗氧與心律失常的危險，對有嚴重心律失常和心肌缺血的患者應慎用。

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