含胰島素心肌保護液的心肌保護作用

張社會，馬廣耀，曹東輝，李永強，張景瑋，鄭貫崢，李憲營

（河南省漯河市中心醫院 1.麻醉科，2.心外科，3.病理科，河南 漯河 462000）

心肌保護是心臟手術的重要環節，對手術的成敗有著重要的影響。現在常用的心肌保護液有托馬液，含血停跳液和康斯特保護液（histidine-tryptophanketoglutarate，HTK）。托氏液和含血停跳液需要多次灌注，影響手術操作，HTK液緩沖能力強，在一定程度上可以減輕心肌細胞的水腫，灌注1次可使心臟耐受較長時間的缺血，常用于心臟移植的供心保存[1]。但HTK液價格較貴，不能普及使用。筆者在原有托馬液的基礎上加入胰島素、葡萄糖及利多卡因等藥物，與常規含血心肌保護液對心臟手術中心肌保護效果進行對比研究，現報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2013年2月-2015年6月于本院體外循環心臟手術患者68例，隨機分為A、B兩組，每組34例。A組采用含胰島素心肌保護液進行灌注，B組采用含血心肌保護液灌注。

1.2 方法

所有患者入室后穿刺橈動脈有創動脈測壓，經右頸內靜脈建立中心靜脈通路，補液并監測中心靜脈壓，留置導尿管。咪達唑侖（0.05～0.10 mg/kg）、舒芬太尼（0.5～1.0μg/kg）、依托咪酯（0.3 mg/kg）及維庫溴銨（0.1～0.2 mg/kg）靜脈誘導，快速氣管插管，七氟醚、丙泊酚、維庫溴銨及舒芬太尼等藥物靜吸復合維持麻醉。進胸后按照3 mg/kg肝素靜脈推注進行全身肝素化。升主動脈和上下腔靜脈分別插管后建立體外循環，體外循環開始后即開始降溫，鼻咽溫達到32℃后，阻斷升主動脈，A組經主動脈根部順行灌注0～4℃含胰島素心肌保護液（平衡液400 ml，10%氯化鉀5 ml，2%利多卡因12.5 ml，胰島素4u，50%葡萄糖40 ml，地塞米松5 mg，25%硫酸鎂2.3 ml，5%碳酸氫鈉15 ml）20～30 ml/kg，至心電圖呈一等電位線，同時在冠狀靜脈竇放置心外吸引管，吸除停跳液避免進入血液循環。A組術中只灌注1次直至手術結束。B組經主動脈根部灌注4～8℃含血心肌保護液，首量按20 ml/kg灌注，此后每20 min灌注1次，劑量為10 ml/kg。心臟停搏期間，鼻咽溫維持在28～32℃，術中用冰屑給心臟局部降溫。心內操作結束后排出左心系統氣體，開放升主動脈。心臟復跳后逐漸復溫并脫離體外循環，魚精蛋白中和肝素，止血關胸后轉入重癥加強護理病房。分別于體外循環前中后檢測患者血氣分析、電解質及血糖的變化，并于術前（T1）、主動脈開放后1 h（T2）、術后24 h（T3）及術后48 h（T4）采集血液送本院臨床檢驗科檢測血清肌鈣蛋白T（serum troponnin、cTnT）、肌酸激酶（creatine kinase、CK）及肌酸激酶同工酶（creatine kinase isoenzyme、CKMB）濃度。

1.3 統計學方法

數據分析采用SPSS 10.0統計軟件。計量資料以均數±標準差（±s）表示，用t檢驗，計數資料以構成比表示，用χ2檢驗，兩組心肌酶學指標比較，分別做各指標重復測量設計的方差分析，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組患者一般情況比較

兩組患者性別、年齡、體重診斷例數及心功能分級比較，差異無統計學意義（P＞0.05）。見表1。

2.2 兩組患者體外循環期間一般資料比較

兩組患者主動脈平均阻斷時間和體外循環時間比較，差異無統計學意義（P＞0.05）。兩組患者停搏液灌注次數、停搏液灌注量及自動復跳率比較，差異有統計學意義（P＜0.05）。A組停跳液只灌注1次，心臟停跳良好，術中無心電活動，較B組自動復跳率高；B組停跳液需多次灌注，自動復跳率低，阻斷期間有輕微心電活動。兩組患者停體外循環后多巴胺使用量和腎上腺素使用時間比較，差異有統計學意義（P＜0.05），A組多巴胺使用量較少，并且腎上腺素使用時間較短。見表2。

2.3 兩組患者體外循環前中后血氣、電解質及血糖值比較

兩組患者體外循環前中后血氣和電解質比較，差異無統計學意義（P＞0.05）；兩組患者體外循環中空腹血糖比較，差異有統計學意義（P＜0.05），A組血糖高于B組，可能與A組停跳液中含有較多的糖部分進入血液循環有關系。兩組患者體外循環后血氣、電解質及血糖值比較，差異無統計學意義（P＞0.05），可能被停跳液中所含胰島素轉化所致。見表3～5。

表1 兩組患者一般情況比較 （n =34）

表2 兩組患者體外循環期間一般資料比較 （n =34）

表3 兩組患者體外循環前血氣、電解質、血糖值比較 （n =34，±s）

表3 兩組患者體外循環前血氣、電解質、血糖值比較 （n =34，±s）

-/（mmol/L）堿剩余/（mmol/L）K+/（mmol/L）空腹血糖/（mmol/L）A 組 7.35±0.05 87.30±7.65 36.43±4.52 23.45±3.12 1.0±2.12 4.12±0.35 5.12±0.35 B 組 7.36±0.04 88.41±6.87 37.12±5.01 24.21±2.87 1.1±2.22 4.08±0.45 5.21±0.25 t值 0.911 0.629 0.596 1.045 0.190 0.409 1.200 P值 0.366 0.532 0.553 0.300 0.850 0.684 0.234因素 PH PaO2/mmHg PaCO2/mmHg HCO3

2.4 兩組不同時間點的心肌酶學指標的比較

A組與B組在T1～T4的cTnT、CK及CKMB比較，采用重復測量設計的方差分析，結果如下：①cTnT、CK及CKMB不同時間點的測量值比較，差異有統計學意義（F=24.074、13.129和11.673，均P=0.000）；②兩組的cTnT、CK及CKMB比較，差異無統計學意義（F=1.074、1.829 和 2.083，P=0.448、0.230 和 0.119）；③兩組的cTnT、CK及CKMB變化趨勢比較，差異無統計學意義（F=0.958、1.461 和 3.583，P=0.402、0.314和0.079）。見表6和圖1～3。

2.5 兩組心肌超微結構檢查結果

隨機選取兩組患者各1例，在手術后取心肌組織活檢。兩組手術后心肌細胞結構均完整，肌纖維排列整齊、緊密，無斷裂，明暗帶規整、清晰，胞質線粒體結構完整，但均有輕度腫脹，糖原豐富，細胞核完整。見圖4。

2.6 兩組患者手術后并發癥的比較

兩組間手術后心律失常、低心排、腎功能不全、神經并發癥及死亡率比較，差異無統計學意義（P＞0.05）。見表7。

表4 兩組患者體外循環中血氣、電解質、血糖值比較 （n =34，±s）

表4 兩組患者體外循環中血氣、電解質、血糖值比較 （n =34，±s）

-/（mmol/L） 堿剩余/（mmol/L） K+/（mmol/L） 空腹血糖/（mmol/L）A 組 7.40±0.12 310.23±21.3 40.3±4.32 22.5±4.08 0.35±1.86 4.87±0.54 7.08±1.54 B 組 7.42±0.20 315.4±22.0 38.5±3.48 23.45±3.98 0.30±1.98 4.70±0.65 6.38±0.68 t值 0.500 0.985 1.892 0.972 0.107 1.173 2.425 P值 0.619 0.328 0.063 0.335 0.918 0.245 0.018因素 PH PaO2/mmHg PaCO2/mmHg HCO3

表5 兩組患者體外循環后血氣、電解質、血糖值比較 （n =34，±s）

表5 兩組患者體外循環后血氣、電解質、血糖值比較 （n =34，±s）

-/（mmol/L） 堿剩余/（mmol/L） K+/（mmol/L） 空腹血糖/（mmol/L）A 組 7.38±0.13 301.4±18.5 41.2±3.98 21.7±3.98 1.35±0.87 4.12±0.25 9.01±0.28 B 組 7.42±0.20 310.3±20.4 42.3±3.05 22.5±3.58 1.28±1.01 4.25±0.35 8.97±0.35 t值 0.978 1.884 1.280 0.871 0.306 1.762 0.520 P值 0.332 0.064 0.205 0.387 0.761 0.083 0.605因素 PH PaO2/mmHg PaCO2/mmHg HCO3

表6 兩組各時點cTnT、CK、CKMB的比較 （n =34，±s）

表6 兩組各時點cTnT、CK、CKMB的比較 （n =34，±s）

組別 T1 T2 T3 T4 cTnT/（ng/ml）A 組 0.12±0.01 1.23±0.43 1.41±0.25 0.35±0.20 B 組 0.11±0.03 1.25±0.32 1.45±0.33 0.40±0.23 CK/（u/L）A 組 49.5±21.0 251.2±21.3 330.3±21.2 110.5±18.5 B 組 50.0±22.1 255.3±20.8 350.8±40.1 116.5±20.5 CKMB/（u/L）A 組 2.2±1.5 5.5±3.2 7.0±2.2 3.5±1.2 B 組 2.8±1.2 6.2±2.6 7.2±2.1 3.8±1.5

圖1 兩組cTnT指標不同時間點變化趨勢

圖2 兩組CK指標不同時間點變化趨勢

圖3 兩組的CKMB指標不同時間點變化趨勢

表7 兩組間手術后并發癥的比較 （n =34，例）

3 討論

目前，心臟手術過程中心肌保護技術主要是化學停搏、低溫和給予一定的能量。常用的心肌保護液可以分為2類：一類以托馬液為代表模擬細胞外液成分，采用高鉀離子濃度誘導心臟停搏。多數醫院以此為基礎，加入氧合血制成含血心肌保護液用于臨床心肌保護。對于手術時間較長的病人，需要多次灌注，導致心肌細胞水腫及高血鉀等電解質紊亂情況，是圍手術期心臟功能抑制的重要原因之一；另一種心肌保護液模擬細胞內液，以低鈉、無鈣和一定濃度的鉀離子誘導心臟停搏，這類心肌保護液以HTK液為代表，但HTK液高昂的價格限制了其臨床應用[2]。

現在認為，心肌保護主要基于兩點進行：①增加心肌的能量供應；②減少心肌的能量消耗。增加心肌的能量供應一般都采用術前應用極化液靜點，提高心肌的糖原含量，增加心肌對缺氧的耐受力。另外在心肌停搏期間，可行含血停搏液灌注以增加心肌代謝底物。減少心肌的能力消耗主要采取兩種措施，低溫和心臟停跳。溫度每降低1℃，心肌耗氧量就能降低5%，低溫可降低心肌代謝能量的要求，增加心肌耐受缺血的能力，延長心肌缺血的安全時限，并且心臟停搏后能最大限度的降低心肌的耗氧[3]。

含血停跳液雖然能為缺血心肌提供氧及其它營養物，但其也存在許多不利因素：主要表現為血管收縮、血漿粘度和紅細胞壓積增高、變形能力降低及聚集性增強而影響心肌的微循環灌注，停跳液分布不均勻，從而影響心肌保護效果[4]。

晶體停跳液配制使用方便，成分穩定，主要通過高鉀的去極化作用，使心臟迅速在舒張期停搏，冷晶體停跳液粘滯度較小，有利于心肌微循環的灌注，可使心肌溫度均勻降低，降低心肌代謝，使氧耗及能量消耗減少，并能保存高能磷酸鹽儲備，增加心肌對缺血的耐受性。但其在心臟缺血期不能為心臟提供氧氣和所需能量，影響心肌細胞自身生理穩定性。

筆者在原有晶體停跳液的基礎上加入胰島素、葡萄糖及利多卡因，很好的解決了缺血心肌的能量供應，并且灌注1次能維持較長時間的心臟停跳，減少了反復灌注對手術操作的影響，縮短了手術進程。

心肌細胞的能量代謝主要來源于葡萄糖，筆者在400 ml平衡液中加入40 ml 50%的葡萄糖，配成葡萄糖濃度為5%的等滲液體，胰島素能使葡萄糖轉化為糖原儲備在心肌細胞中，以給心肌提供能量。趙堃等[5]利用改良極化液對體外循環小型豬動物模型經外周靜脈進行持續輸注，結果顯示，胰島素能通過改善心肌代謝而達到保護缺血心肌的目的。另外，胰島素還能使心肌細胞膜外K＋向細胞內轉移，使細胞膜電位迅速升高，使心臟快速停跳。

李嘉等[6]認為創傷可誘發繼發性心肌損傷和急性心臟功能下降，胰島素可通過PI3K-Akt-eNOS信號通路，抑制缺血或創傷后腫瘤壞死因子生成，減少心肌損傷，保護心臟功能，提示胰島素有很好的心肌保護作用。范謙和劉琪琳等[7-8]認為胰島素對心肌缺血/再灌狀態下，反映心肌損傷程度的CK、乳酸脫氫酶活性和脂質過氧化產物丙二醛的含量，胰島素均使它們大大降低，同時提高心肌超氧化物歧化酶活性，降低再灌注心律失常發生率。

利多卡因和電壓依賴性Na＋通道結合，阻止Na＋內流，可使心肌細胞不能產生和傳播動作電位，心肌處于舒張性停搏。把利多卡因做為停博劑，在誘導和維持心臟停搏過程中與高鉀有協同作用，使心肌更易快速和長時間舒張性停搏[9]。李倫明等[10]在含血停跳液中加入利多卡因，對犬心臟灌注1次，心臟可舒張性停搏120 min。

綜上所述，含胰島素心肌保護液配制簡單，心肌保護效果較好，只需灌注1次，便能維持較長時間的心臟停跳，方便了手術操作，縮短了手術時間，實驗結果顯示，該心肌保護液明顯優于含血停跳液。

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