胰島素-葡萄糖對體外循環下聯合瓣膜置換術患者的心肌保護作用

秦建華，張雪容，馬慶軍，何 亮，田永芳（新疆維吾爾自治區人民醫院，烏魯木齊 830001）

胰島素-葡萄糖對體外循環下聯合瓣膜置換術患者的心肌保護作用

秦建華＊，張雪容，馬慶軍#，何 亮，田永芳（新疆維吾爾自治區人民醫院，烏魯木齊 830001）

目的：探討胰島素-葡萄糖對體外循環下聯合瓣膜置換術患者的心肌保護作用。方法：120例在我院接受體外循環下聯合瓣膜置換術治療的患者，按照隨機數字表法分為對照組（60例）和觀察組（60例）。所有患者均按照常規操作進行手術，對照組患者采用4℃托馬斯停跳液與氧合血按照1∶4（V∶V）混合進行心肌保護。觀察組患者心肌保護方法與對照組相同，但在4℃托馬斯停跳液中加入胰島素注射液10 IU/L和葡萄糖注射液10 g/L。觀察并比較兩組患者麻醉誘導前（T0）、體外循環結束時（T1）、術后12 h（T2）、術后24 h（T3）、術后48 h（T4）、術后72 h（T5）血漿腦鈉肽（BNP）、心肌肌鈣蛋白Ⅰ（cTnⅠ）水平、主動脈開放后自動復跳率、T1時血管活性藥物（多巴胺）使用量、術后并發癥發生情況和不良反應發生情況。結果：T0時，兩組患者血漿BNP、cTnⅠ水平比較，差異無統計學意義（P＞0.05）。T1-5時，兩組患者BNP、cTnⅠ水平顯著高于T0時，差異均有統計學意義（P＜0.05），且cTnⅠ水平在T4時開始降低，BNP水平在T5h時開始降低。此外，觀察組患者BNP、cTnⅠ水平在T1-5時顯著低于對照組，差異均有統計學意義（P＜0.05）。主動脈開放后，兩組患者自動復跳率比較，差異無統計學意義（P＞0.05）。觀察組患者多巴胺使用量（T1時）、術后并發癥總發生率顯著少于對照組，差異均有統計學意義（P＜0.05）。兩組患者術中及術后均未見嚴重藥物相關不良反應發生。結論：胰島素-葡萄糖可以減輕體外循環下聯合瓣膜置換術患者的心肌損害，減少血管活性藥物使用量，降低術后并發癥發生率，安全性亦較好。

胰島素；體外循環；聯合瓣膜置換術；心肌保護；腦鈉肽；心肌肌鈣蛋白Ⅰ

ABSTRACTOBJECTIVE：To investigate the protective effects of insulin-glucose on myocardium in patients receiving cardiac valve replacement under cardiopulmonary bypass.METHODS：Totally 120 patients receiving combined cardiac valve replacement under cardiopulmonary bypass were divided into control group and observation group according to random number table，with 60 cases in each group.All patients were given routine operation.Control group was given Thomas cardioplegia and oxygenated blood with a ratio of 1∶4（V∶V）to protect myocardium at 4℃.Besides that，the observation group was additionally given Insulin injection 10 IU/L and Glucose injection 10 g/L added into Thomas cardioplegia at 4℃ to protect myocardium.The levels of plasma brain natriuretic peptide（BNP）and cardiac troponinⅠ（cTnⅠ）before anesthesia induction（T0），at the end of cardiopulmonary bypass（T1），12 h（T2），24 h（T3），48 h（T4），and 72 h（T5）after surgery，the rate of recovery of automatic heartbeat after opening aorta，the application of vasoactive agent（dopamine）at T1and the occurrence of postoperative complications were observed and compared between 2 groups.RESULTS：At T0，there was no statistical significance in the levels of plasma BNP and cTnⅠ between 2 groups（P＞0.05）.The levels of plasma BNP and cTnⅠin 2 groups at T1-5were significantly higher than T0，with statistical significance（P＜0.05）；the levels of cTnⅠ began to decrease at T4and cTnⅠbegan to decrease at T5.However，the levels of BNP and cTnⅠwere significantly lower in observation group than in control group at T1-5，with statistical significance（P＜0.05）. After opening aorta，there was no statistical significance in the rate of recovery of automatic heartbeat between 2 groups（P＞0.05）. The dosage of dopamine（at T1）and the incidence of complications in observation group were statistically lower than control group，with statistical significance（P＜0.05）.No severe ADR was found in 2 groups during or after surgery.CONCLUSIONS：Insulin-glucose can alleviate myocardial damage，reduce the dosage of vasoactive agent and the incidence of postoperative complications in patients receiving combined cardiac valve replacement under cardiopulmonary bypass with significant protective effect on myocardium with good safety.

KEYWORDSInsulin；Cardiopulmonary bypass；Combined cardiac valve replacement；Myocardial protection；Brain natriuretic peptide；Cardiac troponinⅠ

隨著醫學的不斷發展，心臟外科、心血管麻醉技術日益成熟，越來越多的患者可以通過心臟瓣膜置換術治療心臟疾病，以此改善心功能，延長生存期[1]。在實施心臟瓣膜置換術過程中，體外循環是保證患者良好手術視野、循環功能穩定的重要手段[2]。然而，體外循環過程中心臟停跳期間，心肌缺血和損傷不可避免，并導致不良預后[3]，這對于老齡、病情嚴重、手術復雜的患者尤為明顯。因此，如何減輕心肌損傷是體外循環下聯合瓣膜置換術過程中的重要環節，與手術的成功及預后密切相關。臨床上，胰島素的心肌保護作用逐漸受到關注，其不但可以減少氧化應激等因素對心肌細胞的損傷，還可在一定程度上改善心肌微循環[4]；葡萄糖注射液是臨床上常用的藥物溶劑和稀釋液，胰島素-葡萄糖劑型搭配是較為理想的選擇。目前，胰島素在體外循環下聯合瓣膜置換術患者心肌保護作用的研究較少。因此，本研究觀察了胰島素-葡萄糖對體外循環下聯合瓣膜置換術患者的心肌保護作用，以期為臨床提供參考。

1 資料與方法

1.1 研究對象

選擇2015年3月－2016年3月在我院接受體外循環下聯合瓣膜置換術治療的120例患者，按照隨機數字表法分為對照組（60例）和觀察組（60例）。對照組男性28例，女性32例，年齡24～67歲，平均（43.7±9.5）歲；術前心功能Ⅱ級34例，Ⅲ級26例；基礎疾病：風濕性心臟瓣膜病變48例，心臟瓣膜退行性病變12例；瓣膜置換部位：二尖瓣+主動脈瓣28例，二尖瓣+三尖瓣24例，二尖瓣+主動脈瓣+三尖瓣8例。觀察組男性26例，女性34例，年齡22～69歲，平均（44.5±10.3）歲；術前心功能Ⅱ級36例，Ⅲ級24例；基礎疾病：風濕性心臟瓣膜病變44例，心臟瓣膜退行性病變16例；瓣膜置換部位：二尖瓣+主動脈瓣26例，二尖瓣+三尖瓣25例，二尖瓣+主動脈瓣+三尖瓣9例。兩組患者性別、年齡、術前心功能分級、基礎疾病及瓣膜置換部位等基本資料比較，差異均無統計學意義（P＞0.05），具有可比性。本研究方案經醫院醫學倫理委員會審核通過，所有患者均自愿參與本研究，并簽署了知情同意書。

1.2 納入與排除標準

納入標準：患有心臟瓣膜病變，并且具有明確瓣膜置換手術指征；年齡≥18歲，首次手術。排除標準：急診手術者；二次手術者；同期接受其他心臟手術者；術前診斷為糖尿病、冠心病、腦血管疾病者；活動性感染性心內膜炎者；術前休克者；需血管活性藥物支持循環功能者；拒絕參加本研究者。

1.3 治療方法

所有患者均按照常規操作進行手術[5]，由同一組醫師完成手術。對照組患者采用4℃托馬斯停跳液（0.9%氯化鈉溶液470 mL+10%氯化鉀溶液7.5 mL+25%硫酸鎂溶液2 mL+5%氯化鈣溶液1.5 mL+10%普魯卡因溶液2 mL，5%碳酸鈉溶液20 mL）與氧合血按照1∶4（V∶V）混合進行心肌保護。主動脈阻斷后，切開主動脈根部，利用冠狀動脈直視灌注管分別灌注左、右冠脈，誘導心臟停搏。首次劑量總量為20 mL/kg，左側灌注2/3，右側灌注1/3。此后，每30 min重復灌注一次，劑量為首次劑量的一半[5-6]。主動脈開放前用溫熱停跳液灌注200 mL。觀察組患者心肌保護方法與對照組相同，但在4℃托馬斯停跳液中加入胰島素注射液（江蘇萬邦生化醫藥股份有限公司，規格：10 mL∶400 IU，批準文號：國藥準字H32020614）10 IU/L和葡萄糖注射液（湖南科倫制藥有限公司，規格：20 mL∶10 g，批準文號：國藥準字H32020614）10 g/L。

1.4 觀察指標

分別于麻醉誘導前（T0）、體外循環結束時（T1）、術后12 h（T2）、術后24 h（T3）、術后48 h（T4）、術后72 h（T5）采用酶聯免疫吸附試驗（ELISA）檢測血漿腦鈉肽（BNP）和心肌肌鈣蛋白Ⅰ水平，試劑盒由上海恒遠生物科技有限公司提供。主動脈開放后，記錄自動復跳率、T1時的血管活性藥物（多巴胺）使用量、術后并發癥發生情況和不良反應發生情況。

1.5 統計學方法

采用SPSS 16.0統計軟件對數據進行分析處理。計量資料以±s表示，采用t檢驗；計數資料以率表示，采用χ2檢驗。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組患者血漿BNP和cTnⅠ水平比較

T0時，兩組患者血漿BNP、cTnⅠ水平比較，差異無統計學意義（P＞0.05）。T1-5時，兩組患者BNP、cTnⅠ水平顯著高于T0，差異均有統計學意義（P＜0.05），并且cTnⅠ水平在T4時開始降低，BNP水平在T5時開始降低。此外，觀察組患者BNP和cTnⅠ水平在T1-5時顯著低于對照組，差異均有統計學意義（P＜0.05），詳見表1。

表1 兩組患者BNP和cTnⅠ水平比較（±s，pg/mL）Tab 1 Comparison of the levels of BNPand cTnⅠbetween 2 groups（±s，pg/mL）

表1 兩組患者BNP和cTnⅠ水平比較（±s，pg/mL）Tab 1 Comparison of the levels of BNPand cTnⅠbetween 2 groups（±s，pg/mL）

注：與T0比較，＊P＜0.05；與對照組比較，#P＜0.05Note：vs.T0，＊P＜0.05；vs.control group，#P＜0.05

組別對照組n T0T1T2T3 T4T560觀察組1 296.7±196.5＊0.516±0.045＊1 025.8±174.3＊#0.401±0.036＊#60指標BNP cTnⅠBNP cTnⅠ526.8±94.3 0.192±0.030 528.1±98.6 0.186±0.027 695.7±102.4＊0.412±0.043＊609.2±99.5＊#0.305±0.037＊#762.8±124.7＊0.608±0.052＊682.6±126.8＊#0.496±0.057＊#1 145.9±178.6＊0.813±0.064＊926.1±156.3＊#0.721±0.054＊#1 542.1±209.2＊0.626±0.051＊1 387.2±217.3＊#0.507±0.042＊#

2.2 兩組患者自動復跳率和多巴胺使用量比較

主動脈開放后，對照組患者42例出現自動復跳，觀察組49例出現自動復跳，兩組患者自動復跳率比較，差異無統計學意義（P＞0.05）。T1時，觀察組患者多巴胺使用量顯著少于對照組，差異有統計學意義（P＜0.05），詳見表2。

表2 兩組患者自動復跳率和多巴胺使用量比較（±s）Tab 2 Comparison of the rate of recovery of automatic heartbeat and the application of dopamine between 2 groups（±s）

表2 兩組患者自動復跳率和多巴胺使用量比較（±s）Tab 2 Comparison of the rate of recovery of automatic heartbeat and the application of dopamine between 2 groups（±s）

注：與對照組比較，＊P＜0.05Note：vs.control group，＊P＜0.05

多巴胺使用量，μg/（kg·min）5.36±1.28 4.68±1.40＊組別對照組觀察組n 60 60自動復跳，例（%）42（70.0）49（81.7）

2.3 兩組患者術后并發癥比較

觀察組患者術后并發癥總發生率顯著低于對照組，差異有統計學意義（P＜0.05），詳見表3。

2.4 安全性

兩組患者手術均取得成功，術中及術后均未見嚴重藥物相關不良反應發生。

3 討論

心臟瓣膜置換術可有效改善心臟瓣膜疾病患者心功能，延長生存期，提高生活質量[4]。在實施心臟直視手術過程中，良好的手術視野是保證手術成功的重要因素，而體外循環則是心臟直視手術中保證良好手術視野必不可少的環節[7]。然而，心臟停跳過程中，心肌細胞會發生能量代謝受阻、大量自由基生成、心肌細胞內鈣離子超載等病理過程，從而造成心肌損傷，影響手術療效及預后[8]。因此，如何減輕體外循環下瓣膜置換術患者心肌損傷一直是臨床探討的熱點課題。

表3 兩組患者術后并發癥比較[例（%）]Tab 3 Comparison of the incidence of postoperative complications between 2 groups[case（%）]

近年來，胰島素逐漸成為心肌保護領域研究的熱點之一，但胰島素對體外循環下聯合瓣膜置換術患者心肌保護作用的研究甚少。葡萄糖注射液具有調節水、電解質平衡和提供能量的作用，是應用較為廣泛的溶劑。BNP是由心臟在容量負荷和壓力負荷增大時分泌的一種利鈉肽，其水平隨著心力衰竭程度加重而升高，其作為心肌損傷標志物已經得到廣泛認同[9-10]。cTnⅠ是常用的心肌損傷標志物，心肌特異性很高，與心肌缺血時間、心肌損傷程度呈正相關[11-12]。實施體外循環下心臟手術時，心肌不可避免受到損傷，體外循環結束時，患者血漿BNP、cTnⅠ水平明顯升高，且與損傷嚴重程度正相關[13]。

本研究中，對照組患者采用4℃托馬斯停跳液與氧合血按照1∶4（V∶V）混合進行心肌保護，而觀察組患者在4℃托馬斯停跳液中加入普通胰島素注射液10 IU/L和葡萄糖注射液10 g/L。結果顯示，兩組患者T1時血漿BNP、cTnⅠ水平較T0均明顯升高，分別于T4、T3時達到高峰，隨后逐漸下降，表明心肌受到損傷。而與對照組患者比較，觀察組患者T1-5時血漿BNP、cTnⅠ水平均顯著降低，多巴胺使用量顯著減少（T1時），術后并發癥發生率顯著降低；但是，兩組患者主動脈開放后心臟自動復跳率比較，差異無統計學意義。這表明胰島素-葡萄糖能夠減輕患者的心肌損害，促進心臟收縮復跳，從而減少術后并發癥，促進疾病預后。分析原因，可能與以下機制有關[14-16]：（1）胰島素能夠促進心肌細胞對鉀離子的攝取，增強細胞膜極化，利于術后恢復竇性心律。（2）患者在手術應激條件下會產生兒茶酚胺，加速脂肪分解，顯著增加機體血漿游離脂肪酸水平，增加氧自由基的產生，減少三磷酸腺苷（ATP）合成，進一步損傷細胞膜；而胰島素可以抑制上述激素敏感的脂肪分解過程，從而減少氧自由基產生，減輕對細胞膜造成的損傷。（3）胰島素可以避免血糖過高，減少并發癥發生風險。（4）胰島素能夠增加葡萄糖轉運體表達及Na+-K+-ATP酶功能，直接增強心肌收縮力[17]。（5）胰島素可降低冠脈阻力、增加冠脈血流，從多個方面減輕心肌損傷[18]。

綜上所述，胰島素-葡萄糖可以減輕體外循環下聯合瓣膜置換術患者的心肌損害，減少血管活性藥物使用量，降低術后并發癥發生率，安全性亦較好。由于本研究樣本量較小，觀察時間較短，所得結論還需大樣本、多中心研究進一步證實。

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（編輯：申琳琳）

Protective Effects of Insulin-glucose on Myocardium in Patients Receiving Combined Cardiac Valve Replacement under Cardiopulmonary Bypass

QIN Jianhua，ZHANG Xuerong，MA Qingjun，HE Liang，TIAN Yongfang（Xinjiang Uygur Autonomous Region People’s Hospital，Urumqi 830001，China）

R605

A

1001-0408（2017）21-2915-04

2016-10-11

2017-06-10）

＊副主任醫師，碩士研究生。研究方向：體外循環的心肌保護。電話：0991-8564735。E-mail：1535666524@qq.com

#通信作者：主任醫師。研究方向：血液保護。電話：0991-8564735

DOI10.6039/j.issn.1001-0408.2017.21.10