體外循環(huán)期間Apelin-36、NO和TNF-α的變化和意義

吳德華 張曉峰 常昕 徐凌峰 張衛(wèi) 李欣 徐美英

(上海交通大學(xué)附屬胸科醫(yī)院1麻醉科，2體外循環(huán)室，3心外科，上海 200030)

Apelin是血管緊張素受體-1相關(guān)受體蛋白(putative receptor protein related to the angiotensin receptor AT1，APJ)的配體，在心、肺組織中的表達(dá)水平較高。Apelin通過(guò)與受體APJ結(jié)合對(duì)心血管系統(tǒng)發(fā)揮重要的生理調(diào)節(jié)作用，包括促進(jìn)一氧化氮(NO)釋放[1-2]、擴(kuò)張血管[3]；增強(qiáng)心肌收縮力、改善心功能[4]；Apelin還具有保護(hù)心肌細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞[5-6]以及抗炎抗氧化等作用。內(nèi)源性NO在體外循環(huán)(cardiopulmonary bypass，CPB)期間具有心肺保護(hù)功能[7-8]。腫瘤壞死因子-α(TNF-α)是CPB誘導(dǎo)炎性反應(yīng)的重要因子[9]。本研究以直視心臟手術(shù)的患者作為研究對(duì)象，探討CPB期間血漿Apelin-36、NO和TNF-α的變化，為揭示CPB期間Apelin參與病理生理調(diào)節(jié)提供依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇2012年10月—2013年3月在我院行直視下心臟手術(shù)的患者17例，其中男性5例、女性12例；年齡23～75歲，平均年齡(52.76±16.45)歲；體質(zhì)量50～67 kg；美國(guó)麻醉醫(yī)師協(xié)會(huì)(ASA)分級(jí)Ⅱ～Ⅲ級(jí)，心功能Ⅱ～Ⅲ級(jí)。17例的手術(shù)方式為二尖瓣替換術(shù)3例，二尖瓣替換術(shù)+三尖瓣成形術(shù)2例，二尖瓣替換術(shù)+三尖瓣成形術(shù)+射頻消融術(shù)1例，主動(dòng)脈瓣置換術(shù)3例，二尖瓣替換術(shù)+主動(dòng)脈瓣置換術(shù)2例，二尖瓣替換術(shù)+主動(dòng)脈瓣置換術(shù)+射頻消融術(shù)1例，二尖瓣替換術(shù)+主動(dòng)脈瓣置換術(shù)+三尖瓣成形術(shù)+射頻消融術(shù)1例，主動(dòng)脈瓣置換術(shù)+三尖瓣成形術(shù)+射頻消融術(shù)2例，房間隔缺損修補(bǔ)術(shù)+二尖瓣成形術(shù)+三尖瓣成形術(shù)1例，Ebstein畸形糾治術(shù)1例。排除術(shù)前合并中度及以上肺高壓，心衰，肝、腎功能異常，接受類固醇類激素、硝普鈉或硝酸甘油治療的患者。本研究經(jīng)上海交通大學(xué)附屬胸科醫(yī)院倫理委員會(huì)許可，所有患者術(shù)前均簽署知情同意書(shū)。

1.2 麻醉方法和體外循環(huán)的建立 所有患者術(shù)前禁食，無(wú)術(shù)前用藥。入手術(shù)室后監(jiān)測(cè)心電圖(ECG)、脈搏氧飽和度(SpO2)及無(wú)創(chuàng)血壓(NIBP)。局麻下行橈動(dòng)脈穿刺、置管，監(jiān)測(cè)有創(chuàng)動(dòng)脈壓(ABP)。麻醉誘導(dǎo)采用咪達(dá)唑侖0.1～0.2 mg/kg、舒芬太尼0.8～1.2 μg/kg、羅庫(kù)溴銨0.6～0.9 mg/kg，氣管插管前靜脈注射地塞米松10 mg。氣管插管后行機(jī)械通氣，通氣參數(shù)設(shè)置：FiO260%、Vt 8 mL/kg、f 12 次/min、維持呼氣末CO2分壓(PETCO2)為35～45 mmHg，根據(jù)血?dú)夥治鼋Y(jié)果調(diào)整呼吸參數(shù)。麻醉誘導(dǎo)后行右頸內(nèi)靜脈穿刺，置入三腔靜脈導(dǎo)管。麻醉維持采用異丙酚4～8 μg/(kg·h)、間斷靜脈注射舒芬太尼和羅庫(kù)溴銨維持麻醉，舒芬太尼總量達(dá)3～4 μg/kg。必要時(shí)輔助吸入七氟烷。腦電雙頻指數(shù)(BIS)；控制在40～60，CPB期間維持在30～40。胸骨鋸開(kāi)后給予肝素3 mg/kg，當(dāng)活化凝血時(shí)間(activated clotting time，ACT)大于480 s后開(kāi)始CPB。CPB期間采用淺低溫，鼻咽溫度維持在31～34℃，主動(dòng)脈阻斷期間采用非搏動(dòng)灌注模式，流量為2.2～2.4 L/(m2·min)，所有患者均應(yīng)用4∶1含血停搏液(溫血和高鉀晶體停搏液按4∶1比例混合)保護(hù)心肌。主動(dòng)脈開(kāi)放后并行循環(huán)，當(dāng)滿足以下條件時(shí)停機(jī)：心率80～100次/min(或起搏心律)、節(jié)律規(guī)整或竇性心律、心肌收縮有力和舒張正常、SBP≥90 mmHg、復(fù)溫至37℃。CPB開(kāi)始即靜脈持續(xù)泵入硝酸甘油0.3～0.5 μg/(kg·min)，主動(dòng)脈開(kāi)放后調(diào)整硝酸甘油至1～2 μg/(kg·min)；視心肌收縮幅度給予多巴胺3～5 μg/(kg·min)持續(xù)靜脈泵注。CPB結(jié)束后用魚(yú)精蛋白中和肝素，根據(jù)ACT值追加魚(yú)精蛋白量，直到ACT<150 s。CPB設(shè)備采用德國(guó)Maquet公司JOSTRA-HL20型人工心肺機(jī)，美國(guó)美敦力公司TRILLIUM AFFINITY-541T 模式氧合器，國(guó)產(chǎn)CPB管道、24F主動(dòng)脈直插管(上海祥盛醫(yī)療器械廠，上海)。

1.3 標(biāo)本采集和指標(biāo)的測(cè)定 分別在手術(shù)開(kāi)始前(T0)、主動(dòng)脈開(kāi)放后即刻(T1)、主動(dòng)脈開(kāi)放后10 min(T2)和停機(jī)后即刻(T3)4個(gè)時(shí)間點(diǎn)抽取動(dòng)脈和靜脈血各3 mL，置于EDTA抗凝管中。血樣經(jīng)3000 r/min離心10 min，各管離心后取上清液1～1.5 mL，分別裝入3個(gè)Ependorf管中，每管0.3～0.5 mL，-80 ℃冰箱保存，分別用于測(cè)定Apelin-36、NO和TNF-α。人Apelin-36、人NO和人TNF-α的ELISA試劑盒均購(gòu)自上海西唐生物科技有限公司。操作按照說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。

為了避免CPB對(duì)血液稀釋的影響，需對(duì)T1～3 3個(gè)時(shí)間點(diǎn)的Apelin-36、NO和TNF-α測(cè)定值進(jìn)行校正，校正值=實(shí)測(cè)值×轉(zhuǎn)流前紅細(xì)胞比容(HcT)值/轉(zhuǎn)流后HcT值。

2 結(jié) 果

2.1 患者術(shù)中的主要特征 所有患者停CPB順利，血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)滿意，手術(shù)順利。患者的年齡、性別、體質(zhì)量指數(shù)、手術(shù)時(shí)間、CPB時(shí)間以及CPB期間HcT值見(jiàn)表1。

表1 患者的一般資料、手術(shù)時(shí)間、CPB時(shí)間、HcT值和術(shù)中硝酸甘油消耗量(n=17)

2.2 CPB對(duì)Apelin-36、NO和TNF-α濃度的影響 與T0比較，T1、T2和T3動(dòng)脈血Apelin-36濃度升高(P<0.01或P<0.05)；靜脈血中Apelin-36濃度在T1和T2也顯著高于T0(P<0.01)。與T0比較，動(dòng)靜脈血液中NO濃度在CPB期增加，其中動(dòng)脈血在T1和靜脈血在T3的增加具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01或P<0.05)。與T0比較，動(dòng)靜脈血TNF-α濃度在CPB期增加，其中動(dòng)脈血在T1和T3以及靜脈血在T3的增加具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。見(jiàn)表2。

表2 患者CPB期間動(dòng)靜脈血漿中Apelin-36、NO和TNF-α檢測(cè)值比較

3 討 論

Apelin前蛋白原在不同的組織中被蛋白酶水解生成分別含36、17、13個(gè)氨基酸的活性多肽[10]，在組織中主要的存在形式為Apelin-36和Apelin-13[11]。本研究檢測(cè)了CPB期間主動(dòng)脈開(kāi)放即刻、開(kāi)放后10 min以及停機(jī)后動(dòng)靜脈血中Apelin-36的含量，結(jié)果顯示，與手術(shù)開(kāi)始前比較，主動(dòng)脈開(kāi)放后Apelin-36的含量明顯增加。本研究顯示，CPB后Apelin-36的增加可能是心血管系統(tǒng)發(fā)揮自我保護(hù)的重要調(diào)節(jié)機(jī)制。Aydin等[12]對(duì)CPB下行冠脈旁路移植術(shù)的患者進(jìn)行的研究顯示，與CPB前比較，CPB過(guò)程中血漿Apelin-36濃度呈輕微降低，并沒(méi)有出現(xiàn)較大幅度的波動(dòng)，其中主動(dòng)脈開(kāi)放前5 min達(dá)到最低，主動(dòng)脈開(kāi)放后血漿Apelin-36水平輕度升高，到重癥監(jiān)護(hù)室后有較顯著增高，術(shù)后48 h和72 h仍然處于升高狀態(tài)。本研究同時(shí)檢測(cè)了動(dòng)脈和靜脈血Apelin-36水平，結(jié)果顯示各時(shí)間點(diǎn)靜脈血Apelin-36水平均略高于動(dòng)脈血，但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，值得進(jìn)一步研究。

本研究還檢測(cè)了CPB期間血漿NO和TNF-α的水平，結(jié)果顯示，主動(dòng)脈開(kāi)放后即刻到停機(jī)期間血漿NO和TNF-α均較術(shù)前明顯升高，而主動(dòng)脈開(kāi)放即刻、開(kāi)放后10 min以及停機(jī)后的各時(shí)間點(diǎn)動(dòng)靜脈血NO和TNF-α濃度無(wú)顯著差別。本研究測(cè)定了CPB期間從主動(dòng)脈開(kāi)放后到停機(jī)較短時(shí)間的NO濃度，考慮NO濃度的升高主要與以下因素有關(guān)：體外循環(huán)期間心肺缺血再灌注損傷直接或間接誘導(dǎo)血管內(nèi)皮細(xì)胞eNOS表達(dá)增加，從而增加了NO產(chǎn)量。TNF-α是CPB中誘發(fā)炎性反應(yīng)的主要因素，在炎性反應(yīng)瀑布級(jí)連反應(yīng)中起核心作用，是CPB炎性反應(yīng)過(guò)程中最早同時(shí)也是最重要的炎性反應(yīng)介質(zhì)之一。因此，TNF-α常常被用來(lái)監(jiān)測(cè)CPB對(duì)炎性因子的影響。

Apelin-36、NO和TNF-α在CPB前后的變化反映出CPB在誘導(dǎo)全身炎性反應(yīng)等傷害性影響的同時(shí)啟動(dòng)了保護(hù)性機(jī)制。從而推斷，Apelin-36作為心血管系統(tǒng)保護(hù)性多肽可能在CPB期間發(fā)揮了重要的調(diào)節(jié)作用。

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