硫酸鎂在圍手術期應用的研究進展

作者單位：150000 哈爾濱， 哈爾濱醫科大學附屬第二醫院麻醉科

硫酸鎂在圍手術期應用的研究進展

趙忠春崔曉光

【摘要】硫酸鎂為生理性鎂離子補充劑、天然的非競爭性N-甲基-D-天冬氨酸受體阻滯劑以及鈣通道阻滯劑。在圍手術期應用硫酸鎂能夠抑制應激反應、輔助鎮痛、抗炎，其還具有抗蘇醒期躁動、治療術后心律失常等作用。該文就硫酸鎂在圍手術期的臨床應用及研究進展進行綜述，主要介紹了硫酸鎂在圍手術期對心血管系統、呼吸系統、中樞神經系統、免疫系統的影響及其在麻醉鎮痛中的作用。

【關鍵詞】硫酸鎂； 圍手術期；麻醉

DOI:10.3969/g.issn.0253-9802.2015.07.002

Abstract【】Magnesium sulfate is capable of not only supplementing physiological magnesium ions but also functioning as a natural, noncompetitive N-methyl-D-aspartate receptor (NMDA) blocker and a calcium channel blocker. The perioperative application of magnesium sulfate can suppress stress responses, reduce pain, and inhibit inflammatory reactions. Studies have also demonstrated that magnesium sulfate has therapeutic effects on postoperative arrhythmia and restlessness during the anesthesia recovery period. This article reviewed the progress of research addressing the clinical application of magnesium sulfate during the perioperative period, focusing on the effects of magnesium sulfate on the cardiovascular system, respiratory system, central nervous system and immune system, as well as the role of magnesium sulfate in anesthesia and analgesia.

收稿日期：(2015-04-21)

Progress of research in the perioperative application of magnesium sulfateZhaoZhongchun,CuiXiaoguang.DepartmentofAnesthesiology,theSecondAffiliatedHospitalofHaerbinMedicalUniversity,Haerbin150000,China

【Key words】Magnesium sulfate; Perioperative period; Anesthesia

鎂離子是人體內不可缺少的離子之一，是細胞內除鉀離子以外最多的陽離子，同時是體內新陳代謝過程中300多種酶活動的輔助因子。鎂能維持核酸結構的穩定性，參與蛋白質與核酸的合成、肌肉收縮等多種生理過程。硫酸鎂不僅在哮喘、高血壓危象、先兆子癇等疾病的防治中發揮重要作用，而且能夠維護患者在圍手術期的生命安全。本文就硫酸鎂對機體各系統及麻醉鎮痛的相關作用及應用進展進行闡述。

一、硫酸鎂對機體各系統的影響

1.心血管系統

1.1預防氣管插管時的心血管不良反應

全身麻醉患者在進行喉鏡置入和氣管插管操作時，機體產生強烈的應激反應，特別是有基礎高血壓病病史的患者，更易發生心血管的不良反應，如顱內出血、心肌缺血、心律失常等。硫酸鎂作為鈣離子拮抗劑，可減少兒茶酚胺類神經遞質的釋放，抑制應激反應，維持血流動力學平穩。Panda等[1]觀察了擇期行全身麻醉的高血壓病患者，在氣管插管前分別用硫酸鎂(靜脈滴注30 mg/kg)、利多卡因、安慰劑預處理，結果顯示，在麻醉誘導后及術中，硫酸鎂組血流動力學均較其他組平穩。在另一項心外科手術的研究中也得到了同樣的結論，Mesbah Kiaee等[2]觀察了行冠狀動脈旁路移植術(CABG)的患者，硫酸鎂組的血流動力學波動幅度較對照組和利多卡因組小，且無發生嚴重的低血壓、拔管時間較其他組短。

1.2治療術后心律失常

有研究顯示，老年人胸外科手術后心房顫動的發生率高達46%，常發生于術后第2或第3日，可引起低血壓、腦卒中等并發癥，延長患者住院時間，增加其經濟負擔[3]。由于手術前患者禁水、使用利尿藥、機體應激反應等均可引起體內血清鎂含量的降低，臨床上發生心律失常的患者的細胞通常缺乏鎂離子[4]。Khalil等[5]對在肺葉切除術的圍手術期中應用硫酸鎂和胺碘酮的療效進行了比較，結果顯示與對照組相比，胺碘酮和硫酸鎂均能減少患者術后心房顫動的發生率，且2組比較差異無統計學意義。最近一項關于預防胸外科手術術后心房顫動藥物的Meta分析顯示，硫酸鎂可作為心房顫動的預防用藥，并且與鈣通道阻滯劑及胺碘酮相比，其不良反應更少、安全性更高、價格更低[6]。硫酸鎂降低術后心房顫動的可能機制為：通過鎂離子提高心肌細胞興奮性閾值，降低竇房結沖動的形成，減慢房室內和房室結傳導速度，降低異位激動的形成，減少或消除折返激動。對于術前有心律失常病史的患者或者接受胸外科手術患者，可以考慮于圍手術期應用硫酸鎂以提高圍手術期安全性。

2.呼吸系統

支氣管痙攣是圍手術期嚴重的并發癥，患者表現為呼氣性呼吸困難，通氣阻力驟然上升，通氣量不足或者完全不能通氣，導致嚴重缺氧和二氧化碳蓄積，甚至危及生命。張明途等[7]用硫酸鎂治療支氣管痙攣的高?；颊?25%硫酸鎂50 mg/kg以300～500 mg/min靜脈滴注)，通過觀察氣道壓、呼氣末二氧化碳波形、聽診哮鳴音等指標評估患者病情改善狀況，結果顯示，與使用氨茶堿相比，硫酸鎂更適用于圍手術期支氣管痙攣的處理。硫酸鎂通過調節鈣離子通道，抑制支氣管平滑肌對鈣離子的攝取，從而減少鈣離子介導的過敏介質的釋放，解除支氣管痙攣。Mirkheshti等[8]對初始治療無效的急性重癥哮喘患兒進行了研究，與應用特布他林和氨茶堿相比，硫酸鎂聯合β2受體激動劑和皮質醇激素能更有效、安全地緩解癥狀。硫酸鎂對哮喘的治療作用日益被臨床醫師所肯定，因此對有哮喘、過敏病史及家族史的手術患者，圍手術期應用硫酸鎂可以改善其肺的通氣和換氣功能，促進其術后呼吸功能的恢復。

3.中樞神經系統

3.1改善術后神經功能

神經系統生理功能紊亂是心臟手術后死亡率增加及住院時間延長的主要原因，早期神經系統生理功能紊亂暗示認知功能的惡化[9]。Bhudia等[10]于圍手術期給予行CABG的患者硫酸鎂(誘導期給予780 mg，隨后的24 h給予3 160 mg)，在心肺轉流術中，將血鎂濃度維持在3.6～4.8 mg/dl范圍內，結果顯示，圍手術期應用硫酸鎂是安全的，并且能改善患者短期術后神經功能，特別是有助于短期記憶的保存。硫酸鎂能改善認知功能可能與以下原因有關，腦缺血性損害后，神經元和神經膠質細胞釋放谷氨酸，活化N-甲基-D-天冬氨酸受體(NMDA)，增強鈉離子和鈣離子內流，加重神經損害，硫酸鎂是NMDA受體阻滯劑，能減少興奮性氨基酸的釋放，從而降低腦缺血性損害對神經的毒性作用。但是，硫酸鎂對術后認知功能的影響在臨床上仍存在爭議[11]。Mathew等[12]的研究示，行心臟手術的患者，在誘導后給予硫酸鎂負荷量(50 mg/kg),在隨后3 h靜脈泵注硫酸鎂總量(100 mg/kg),但患者術后認知功能無改善，這可能與硫酸鎂的給藥時間、劑量、給藥方式以及研究對象與其他研究存在差異有關。硫酸鎂對術后認知功能的影響及具體機制尚未明確，需要行進一步的研究。

3.2抗蘇醒期躁動

小兒全身麻醉的蘇醒期躁動發生率高達10%～67%，在耳鼻喉及眼科手術中的發生率尤其高[13]。蘇醒期躁動是指患兒在全身麻醉恢復期出現的一種意識與行為分離的精神狀態，多發生在蘇醒期30 min內，具有自限性。研究表明蘇醒期躁動可能與患兒年齡、術前焦慮、術后疼痛、留置導尿管、吸入七氟烷等相關[14]。Abdulatif等[15]的隨機對照研究顯示，小兒于吸入麻醉下行扁桃體手術時，硫酸鎂組于誘導期給予硫酸鎂負荷量30 mg/kg,維持量10 mg/(kg·h), 硫酸鎂組及對照組均于術中吸入七氟烷維持麻醉深度，術后進行躁動評分，硫酸鎂組的術后躁動發生率低于對照組，且對鎮痛藥的需求量少于對照組，不良反應少。但硫酸鎂組術中的平均動脈壓雖然平穩，心率卻有所降低，可能是由于鎂離子阻滯鈣通道，抑制腎上腺髓質和外周腎上腺素能神經末梢釋放兒茶酚胺所致[16]。目前對于硫酸鎂是否通過鎮痛作用來減少蘇醒期躁動尚未明確，臨床中常用鎮痛藥物如舒芬太尼和曲馬多來減輕蘇醒期躁動，但術后往往出現延遲性呼吸抑制、惡心、嘔吐等不良反應，不利于患兒的預后，因此硫酸鎂在兒科麻醉的應用具有較大的臨床價值。

4.免疫系統

隨著心臟外科手術技術的發展，心肺轉流術的應用越來越普遍，同時也帶來不可忽視的并發癥——全身性炎癥反應，炎癥是機體對傷害性刺激的防御性反應，但當自身的調節能力失調時會引發炎癥級聯反應，導致組織損傷和器官功能障礙。使用大劑量激素、抗炎藥物可減輕全身性炎癥反應，但效果不確切。硫酸鎂具有抗炎作用，其機制可能是通過抑制L-型鈣離子通道和NMDA受體依賴性細胞途徑來發揮抗炎作用[17-18]。最近有學者發現硫酸鎂還可通過增強磷酸肌醇-3激酶/Akt途徑減少核因子-κB的活化從而抑制炎癥因子的產生[19]。Aryana等[20]的研究顯示術中應用硫酸鎂可降低行CABG及心肺轉流術患者術后機體內的IL-6和THF-α含量。硫酸鎂可阻止全身性炎癥反應的激活和擴大，減輕手術創傷導致的內環境紊亂，改善患者的預后。

二、硫酸鎂在麻醉鎮痛中的應用

1.輔助鎮痛

臨床上常應用阿片類藥物緩解中重度疼痛，降低機體應激反應，但其不良反應也不容忽視，例如延遲性呼吸抑制、過度鎮靜、惡心、嘔吐等[21]。硫酸鎂有輔助鎮痛作用，并能減少阿片類藥物的用量，改善患者預后[21]。硫酸鎂的鎮痛機制可能包括：鎂離子通過阻滯中樞NMDA受體，抑制鈣離子內流，降低中樞神經系統對疼痛的敏感性；鎂離子競爭性拮抗鈣離子內流，降低外周疼痛敏感化，同時減少兒茶酚胺和神經遞質的釋放，產生鎮痛作用。研究表明硫酸鎂可通過以下給藥方式發揮鎮痛作用：①靜脈滴注，Sedighinejad等[22]發現應用靜脈鎮痛泵(硫酸鎂聯合舒芬太尼)能有效緩解術后疼痛，而且能降低阿片類藥物的不良反應發生率。Shariat Moharari等[23]在非腹腔鏡下胃腸道手術中應用硫酸鎂，患者對術中及術后鎮痛藥物的需求量減少，且胃腸道功能的恢復時間縮短。②鞘內注射，Khalili 等[24]對腰硬聯合麻醉下行下肢骨科手術的患者鞘內注射5%的硫酸鎂與布比卡因,患者的感覺阻滯時間延長，術后鎮痛藥的需求量減少。③關節內注射，Elsharnouby等[25]觀察了行關節鏡下半月板切除術的患者，在上止血帶前于其關節腔內注射硫酸鎂，術后疼痛模擬評分和對鎮痛藥的需求量均降低。④靜脈局部麻醉，Mirkheshti等[8]發現，對靜脈局部麻醉下行急診外科手術的患者聯合應用硫酸鎂與利多卡因局部麻醉，感覺和運動阻滯的起效時間短、維持時間長，術后鎮痛質量好。

2.抗痛覺過敏

瑞芬太尼為超短效阿片類藥物，在全身麻醉中應用廣泛，但泵注大量瑞芬太尼容易引起術后痛覺過敏，即機體對傷害性刺激的敏感性增高和反應閾值降低[26]。Song等[27]比較了采用不同劑量瑞芬太尼聯合硫酸鎂對行甲狀腺手術患者術后痛覺過敏的影響,結果顯示泵注大劑量瑞芬太尼會加重術后痛覺過敏，但大劑量瑞芬太尼[0.2 μg/(kg·min)]聯合硫酸鎂能降低術后痛覺過敏的發生率。目前，痛覺過敏的發生機制尚未明確，可能由于NMDA受體活性增強而造成疼痛中樞敏感化，或者由于谷氨酸轉運體受到抑制，導致谷氨酰胺轉運系統紊亂。聯合應用瑞芬太尼與硫酸鎂，既能維持術中生命體征的平穩，降低機體應激反應，又能減輕患者術后疼痛，降低術后并發癥的發生率。

三、硫酸鎂的不良反應及其防治

硫酸鎂能從多方面維護患者圍手術期的安全，但其會導致高鎂血癥。當硫酸鎂注射速度過快或劑量過大時，會引起鎂中毒，血清鎂濃度達4 mmol/L時，患者深腱反射消失；達5～7 mmol/L時，患者會出現嗜睡、心動過緩、低血壓、復視、言語模糊等；達10～15 mmol/L時，患者出現神經反射減弱、肌肉麻痹、呼吸停止、心跳驟停(因鎂濃度上升抑制心肌收縮，心電圖會表現為P-R、QT間期延長、QRS波增寬、T波高聳以及室性期前收縮)[28]。若患者出現上述癥狀，緩慢靜脈注射葡萄糖酸鈣和新斯的明可有效逆轉高鎂血癥。

鎂離子在體內分布容積大，半衰期短，主要經腎臟排泄，腎臟排泄的能力依賴于鎂離子的濃度，即尿液中鎂離子的排泄率與輸注率相等。因此，硫酸鎂慎用于腎功能不全以及有心臟傳導阻滯的患者。麻醉醫師在術中應用硫酸鎂時，應密切關注患者尿量，監測其血清鎂濃度。

四、結語

綜上所述，硫酸鎂可以維持血流動力學平穩，降低常見圍手術期并發癥的發生率，例如全身性炎癥反應、蘇醒期躁動、術后心律失常等，硫酸鎂在圍手術期的應用具有廣泛前景，需要進行更多的研究明確硫酸鎂的藥理性質與圍手術期生理的聯系，確定硫酸鎂的安全性和有效性。

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(本文編輯：洪悅民)

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