遠隔缺血時處理對體外循環瓣膜置換術患者炎癥反應和氧化應激的影響

鄧恢偉 潘道波 周愛國 黃芙蓉 郭華靜 王先學

(常德市第一人民醫院麻醉科，湖南 常德 415003)

體外循環(CPB)下心臟手術常可過度激活炎癥反應和氧化應激，導致全身炎癥反應綜合征(SIRS)，甚至引起多器官功能障礙，是心臟手術后患者死亡的常見原因〔1～3〕。雖然目前有許多外源性減輕CPB后全身炎癥反應的措施〔4〕，但若能調動機體內源性抗損傷機制，可為臨床應用開辟新途徑。Schmidt等〔5〕通過建立豬心肌梗死模型，證實在冠狀動脈阻斷同時予以肢體4個周期5 min缺血/5 min再灌注處理可顯著改善左室功能，減少心肌梗死面積及惡性心律失常發生率，并首次提出“遠隔缺血時處理”的概念。隨后又有臨床和動物研究證實遠隔缺血時處理對心、腦、肝、腎及CPB后全身炎癥反應有保護作用〔6～10〕。本研究擬進一步評價遠隔缺血時處理對CPB下心臟瓣膜置換術患者炎癥反應和氧化應激的影響。

1 資料與方法

1.1一般資料 本研究已獲本院醫學倫理委員會批準，并與患者及其家屬簽署知情同意書。擇期CPB下心臟瓣膜置換術患者60例，年齡40～60歲，體重45～70 kg。美國麻醉醫師協會(ASA)分級Ⅱ或Ⅲ級，心功能分級Ⅱ或Ⅲ級，無嚴重血管疾病、高血壓、糖尿病、免疫性疾病、嚴重肝腎及凝血功能異常、感染和哮喘，圍術期未使用激素或免疫抑制劑。采用隨機數字表法分為對照組(C組)和遠隔缺血時處理組(R組)各30例，兩組性別(男/女：14/16 vs 15/15例)、年齡〔51±5)vs(53±6)歲〕、體重〔(59±6)vs(61±7)kg〕、射血分數〔EF,(58±4)% vs (59±5)%〕、手術類型〔二尖瓣置換術(MVR)/主動脈瓣置換術(AVR)/雙瓣置換術(DVR)：13/10/7 vs 12/9/9例〕差異無統計學意義(P>0.05)，具有可比性。

1.2方法 麻醉前30 min肌肉注射嗎啡0.1 mg/kg和東莨菪堿0.01 mg/kg。入室后常規監測，建立靜脈通路，局麻下行橈動脈穿刺置管，用于監測動脈壓。靜脈注射咪達唑侖0.05 mg/kg、芬太尼5～8 μg/kg、維庫溴銨0.15 mg/kg、丙泊酚1～2 mg/kg行麻醉誘導，氣管插管后機械通氣，潮氣量(VT) 8～10 ml/kg，通氣頻率 10～12次/min，吸入氧濃度(FiO2)1.0，維持呼末二氧化碳分壓(PETCO2)35～45 mmHg。麻醉維持：靜脈輸注丙泊酚60～100 μg·kg-1·min-1，芬太尼0.1～0.2 μg·kg-1·min-1，維庫溴銨1～2 μg·kg-1·min-1，轉機前和停機后吸入1%七氟烷，調節丙泊酚速度維持腦電雙頻指數(BIS)值40～60。手術采用胸骨正中切口，劈開胸骨后靜脈予肝素3 mg/kg(1 mg=125 U)。依次行主動脈、上腔靜脈、下腔靜脈插管，常規建立CPB。CPB期間維持活化凝血時間(ACT)>480 s，淺低溫(鼻、肛溫30～33℃)，平均動脈壓50～80 mmHg，血細胞比容21%～24%，采用α-穩態血氣管理，維持動脈血二氧化碳分壓(PaCO2)35～45 mmHg。所有患者麻醉、手術及CPB由同一組醫師完成。

麻醉誘導后將充氣壓力式止血帶置于患者右下肢備用，根據骨科止血標準充氣到60 kPa，從而可達到阻斷灌注。R組于主動脈阻斷后同時對右下肢予以3個周期的5 min充氣/5 min放氣模擬缺血/再灌注處理；C組只將止血帶置于右下肢。

于CPB前(T0)、CPB結束后即刻(T1)、1 h(T2)、6 h(T3)、24 h(T4)時采集右頸內靜脈血樣，采用酶聯免疫吸附試驗(ELISA)檢測白細胞介素(IL)-6、IL-10濃度，采用黃嘌呤氧化酶法測定超氧化物歧化酶(SOD)活性，采用硫代巴比妥酸比色分析法測定丙二醛(MDA)濃度(試劑盒均購于南京建成生物有限公司)；采用LH-750全自動五分類血液分析儀(Beckman Coulter公司，美國)做血常規檢測患者白細胞計數(WBC)、單核細胞百分比，并監測患者膀胱溫度。于術前1 d，術后1、2、3 d由不知情的第三者評估患者SIRS評分，評分由以下4項組成：①體溫>38℃或<36℃；②心率>90次/min；③呼吸>20次/min或過度通氣，PaCO2<32 mmHg；④外周血白細胞計數>12×109/L或<4×109/L或未成熟粒細胞>10% 。每符合1項加1分，≥2分即可診斷為SIRS。記錄拔管時間和ICU停留時間。

1.3統計學方法 采用SPSS20.0軟件進行方差分析、χ2檢驗。

2 結 果

2.1兩組術中各指標比較 兩組均順利完成手術，無圍術期死亡和嚴重心腦并發癥。兩組輸血量、自動復跳率、住院時間、主動脈阻斷時間、CPB時間差異無統計學意義(P>0.05)，R組拔管時間和ICU停留時間顯著短于C組(P<0.05)，見表1。

表1 兩組術中各指標比較

與C組比較:1)P<0.05

2.2兩組不同時間點IL-6、IL-10、SOD、MDA、WBC、單核細胞比例、體溫及SIRS評分比較 表2～表4可見，與C組比較，R組T1、T2、T3時血清IL-6濃度顯著降低，T2、T3時血清IL-10濃度顯著升高，T1、T2時SOD活性顯著升高，T1時MDA濃度顯著降低，T3時WBC顯著降低，T3、T4時單核細胞比例顯著升高，T4時膀胱溫顯著降低，術后1 d SIRS評分顯著降低(均P<0.05)。與T0比較，T1、T2、T3時C組血清IL-6濃度顯著升高，IL-10濃度顯著降低(P<0.05)，T1、T2時C組SOD活性顯著降低，MDA濃度顯著升高，R組血清IL-6濃度顯著升高，IL-10濃度和單核細胞比例顯著降低(均P<0.05)；T1時R組SOD活性顯著降低(P<0.05)；T1～T4時兩組WBC顯著升高，C組單核細胞比例顯著降低；T3、T4時C組膀胱溫顯著升高(P<0.05)；T3時R組膀胱溫顯著升高(P<0.05)。與術前1 d比較，C組術后1、2、3 d和R組術后1、2 d SIRS評分顯著升高(P<0.05)。

表2 兩組不同時間點WBC、單核細胞比例及膀胱溫比較

與C組比較：1)P<0.05；與術前1 d比較：2)P<0.05；同表3

表3 兩組不同時間點SIRS評分比較分)

表4 兩組不同時間點血清IL-6、IL-10、SOD、MDA水平比較

與C組比較:1)P<0.05;與T0比較:2)P<0.05

3 討 論

CPB下心臟手術，由于非生理性灌注、血液與CPB管道材料表面接觸、手術創傷、缺血-再灌注、內毒素釋放、血液稀釋、體溫變化等，均可激活炎癥介質，促進炎癥反應和氧化應激的級聯擴大，并導致全身炎癥反應和組織器官功能障礙，嚴重影響患者預后。缺血預處理通過多種機制對靶器官產生保護作用，其作用機制之一即抑制炎癥反應〔11〕。而遠隔缺血預處理和后處理由于操作簡便、無創，成為近來研究重點。目前一般認為(遠隔)缺血預/后處理具有相似的保護作用和機制，包括多種神經、體液和炎癥反應途徑。

IL-6主要由單核巨噬細胞、T淋巴細胞、血管內皮細胞產生，是炎癥反應的早期敏感標志物。IL-10主要由單核巨噬細胞、B淋巴細胞和T淋巴細胞產生，是機體重要的內源性抗炎因子，可抑制炎癥因子的合成與釋放，有助于減輕炎癥因子介導的組織和細胞損傷〔12，13〕。本研究結果表明CPB后可誘發全身炎癥反應。而且遠隔缺血時處理可以抑制炎癥反應的程度和縮短炎癥反應的時間。

MDA是脂質過氧化的最終產品，可作為脂質過氧化程度及氧自由基誘導的組織損傷程度的指標。SOD是一種氧自由基清除劑，反映清除氧自由基的能力。本研究結果表明，遠隔缺血時處理可減輕CPB后氧化應激。

WBC、單核細胞分類百分比及膀胱溫是反映炎癥反應的臨床常用指標。本研究結果表明，遠隔缺血時處理組WBC在CPB后早期達到高峰，然后迅速下降，其峰值也低于對照組，而單核細胞百分下降比和膀胱溫升高程度小于對照組，間接反映遠隔缺血時處理可以減輕全身炎癥反應。SIRS評分是簡單、快速評價SIRS嚴重程度的方法，與患者預后相關〔14～16〕。本研究結果進一步表明遠隔缺血時處理后患者全身炎癥反應較輕，且術后恢復較快。

炎癥反應升高程度還是持續時間對機體損傷占主導還有待進一步研究，更可能是兩者綜合效果(曲線下面積)。但本研究結果顯示遠隔缺血時處理可同時減輕炎癥反應的升高程度和持續時間，有效減輕CPB下心臟瓣膜置換術患者炎癥反應和氧化應激，促進患者恢復。