缺血預處理對心臟瓣膜術中臟器的保護作用

劉建華，蔣 偉，石 光，梁巧茹，閆小清

（河南省胸科醫院胸痛中心體外循環科,鄭州 450008）

心臟瓣膜手術即用人工機械瓣或生物瓣進行替換，或對病變的瓣膜進行修復。目前，重建心臟瓣膜功能的手術正在臨床上廣泛開展，它大大地提高了心臟瓣膜患者的健康狀況和生活質量[1]。在進行心臟瓣膜手術時需要進行的體外循環（cardiopulmonary bypass，CPB），對機體臟器和組織也存在不同程度的損害[2]。研究顯示[3]，心臟缺血適應性預處理具有一定的心肌保護作用，可以降低心肌缺血/再灌注損傷。但是該方法是否對心臟瓣膜手術中臟器功能有改善作用尚不明確。因此,本研究選取2015年1月-2017年9月在我院行心臟瓣膜置換術治療的患者55例，探討缺血預處理在心臟瓣膜術中的臟器保護作用。

1 資料與方法

1.1 一般資料 行心臟瓣膜置換術的患者55例，其中年齡 27～63 歲，平均年齡（41.24±9.06）歲；男性33例，女性22例。納入標準：（1）美國麻醉醫師協會（ASA）分級為Ⅱ～Ⅲ級；（2）左心室射血分數＞40%；（3）患者及家屬知情同意并簽署同意書。排除標準：（1）合并有心肌梗死史、冠心病、肝腎功能不全、慢性阻塞性肺疾病、糖尿病、周圍血管病變及其他器官嚴重病變者；（2）有瓣膜疾病手術史。采用隨機數字表法將患者隨機分為觀察組（n=30）和對照組（n=25），兩組患者性別、年齡等一般資料比較差異無統計學意義（P＞0.05），見表 1。

表1 兩組患者一般資料比較Tab 1 Comparison of general data between the two groups of patients

1.2 手術方法 患者均行心臟瓣膜置換術，進入手術室后行常規檢測體溫、有創壓、心電圖、血氧飽和度和呼氣末二氧化碳。通過靜脈注射的方式依次給予患者 0.03～0.05 mg/kg咪達唑侖、0.25～0.35 μg/kg舒芬太尼、0.08～0.1 mg/kg維庫溴銨、1～2 mg/kg丙泊酚，并行機械通氣，待各項指標恒定后，觀察組給予加壓遠隔缺血預處理，取14 cm寬的骨科氣壓阻斷帶系于左側下肢，具下緣距膝關節3～4cm氣囊壓力維持200mmHg阻斷下肢血流，持續5 min后，氣囊減壓至0 kPa，持續5 min，反復3循環，開胸游離大血管、過阻斷帶后，體外循環開始，然后阻斷升主動脈開始手術。對照組僅給予壓力阻斷帶處理，不予以加壓。

1.3 觀察指標 觀察兩組術前（T0）、再灌注后6 h（T1）、12 h（T2）、24 h（T3）和 48 h（T4）平均動脈壓（MAP）、心率（HR）、心肌鈣蛋白 I（cTnI）、丙氨酸氨基轉移酶（ALT）、天冬氨酸氨基轉移酶（AST）、總膽紅素（TBIL）、血肌酐（Scr）和尿素氮（BUN）水平變化。同時觀察兩組手術時間、體外循環時間、主動脈阻斷時間、ICU停留時間和住院時間。

1.4 統計學處理 統計分析采用SPSS19.0軟件，計量資料采用x±s表示，兩組間比較采用t檢驗或重復測量方差分析，計數資料比較采用χ2檢驗，以P＜0.05表示差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組手術情況比較 觀察組和對照組ICU停留時間和住院時間比較差異無統計學意義（P＞0.05），見表2。

表2 兩組手術ICU停留時間與住院時間比較Tab 2 Comparison of periods of ICU and hospital stay between the two groups

2.2 兩組各時間點肝功能比較 觀察組和對照組T1、T2、T3和 T4時 ALT、AST和 TBIL均較 T0時升高（P＜0.05）；觀察組 T1、T2、T3 和 T4 時 ALT、AST和TBIL明顯低于對照組（P＜0.05），見表3。

表3 兩組各時間點肝功能比較Tab 3 Comparison of liver function at each time point between the two groups

2.3 兩組各時間點腎功能比較 觀察組和對照組T1、T2、T3和 T4時 Scr和 BUN均較 T0時升高（P＜0.05）；觀察組T4時Scr和BUN明顯低于對照組（P＜0.05），見表4。

2.4 兩組各時間點HR、MAP和cTnI比較 觀察組和對照組 T1、T2、T3和 T4時 HR和 cTnI均較T0時升高（P＜0.05）；觀察組和對照組T1時MAP較 T0時升高（P＜0.05）；觀察組 T2、T3和 T4時cTnI明顯低于對照組（P＜0.05）。見表 5。

表4 兩組各時間點腎功能比較Tab 4 Comparison of renal function at each time point bettween the two groups

表5 兩組各時間點HR、MAP和cTnI比較Tab 5 Comparison of HR,MAP,and cTnI at each time point between the two groups

3 討論

心臟瓣膜手術由于瓣膜及心肌損害，加之手術時體外循環的影響，術后易出現低心排血量綜合征（low cardiac output syndrome，LCOS）、心律失常、肺部并發癥等[5]。如何預防和控制心臟瓣膜手術后的臟器損傷是目前研究的熱點。心臟瓣膜手術中，主動脈被阻斷、心臟停跳和復跳易引發心肌缺血/再灌注損傷（myocardial ischemia reperfusion injury，MIRI）。MIRI是心肌組織在較長時間缺血后恢復血液灌流，反而出現比再灌注前更明顯、更嚴重的損傷和功能障礙[6]。如何減輕患者心肌缺血再灌注損傷，最大限度地保護缺血心肌，成為心血管方面研究的熱點之一。缺血預處理（ischemic preconditioning，IPC）是近年來提出的一種新的心肌保護方法。IPC是在MIRI的基礎上，通過一次或數次短暫重復缺血/再灌注來提高心肌對隨后可能發生的心肌缺血的耐受性[7-8]。心肌再灌注既可以損傷心肌也能保護心肌，Krogstad等[9]研究顯示，反復短暫結扎冠狀動脈可對心肌產生保護作用，可以增強心肌對缺血損傷的耐受性。研究證明，遠隔缺血預處理技術能夠減輕MIRI，已經在大量的動物及少量的人體實驗中得到證實[10-11]。Mccrindle等[12]通過動物實驗發現，冠狀動脈左旋支短暫缺血可為左前降支支配區域的心肌缺血提供保護。

本研究通過術前對患者進行缺血預處理并研究其術后重要臟器的功能恢復情況，探討缺血預處理在心臟瓣膜術中的臟器保護作用。心臟瓣膜術中，由于血流動力學的改變，肺臟是最容易受損的臟器，如何在術中維持血流動力學和臟器功能的穩定是臨床上的難題。缺血再灌注可以誘發凋亡和炎性反應，研究顯示[13]，對心肌行缺血預處理可以降低血中炎癥細胞因子的含量，減輕炎癥反應對肺臟的損害，從而達到對肺臟的保護作用。本研究結果顯示，觀察組和對照組手術時間、體外循環時間、主動脈阻斷時間、ICU停留時間和住院時間比較差異無統計學意義（P＞0.05）；在臟器保護方面，觀察組 T1、T2、T3 和 T4時ALT、AST和TBIL顯著低于對照組（P＜0.05）。表明在心臟瓣膜術中應用遠隔缺血預處理，對患者肝臟有一定保護作用，有助于改善患者肺功能。

血尿素氮(BUN)是腎功能主要指標之一，它從腎小球濾過而排出體外。血肌酐(Scr)是肌酸代謝終產物，主要在肝臟和腎臟由氨基酸代謝生成。SCr含量和尿量是評價腎功能和判斷腎損傷程度分級的主要指標。本研究中，觀察組T4時Scr和BUN顯著低于對照組（P＜0.05），表明缺血預處理的手術方式對于患者腎臟有一定保護作用，可以降低術后腎損傷的程度。MIRI會造成術后心律失常、心功能不全、心肌損傷和代謝紊亂等一系列嚴重的不良反應。心肌肌鈣蛋白（cTnI）是心肌收縮的調節蛋白。研究顯示[14]，cTnI可檢測出心肌損傷，血清中cTnI升高反映了心肌細胞受損，其特異性與敏感性均高于以往常用的心肌酶譜。本研究中，觀察組T2、T3和T4時cTnI顯著低于對照組（P＜0.05），表明觀察組患者應用遠隔缺血預處理對心肌損傷有一定保護作用。缺血預處理對缺血心肌的保護作用在動物實驗中已被廣泛證實，但是在臨床心臟外科手術中的確切機制尚未完全明了。王艷華等[15]研究顯示，缺血預處理可以使心肌細胞中主要的氧自由基清除酶如超氧化物歧化酶活性升高，起到抗氧自由基的作用。近來研究表明，心肌缺血適應性是機體內一種內源性的自我保護機制。心臟在經受短暫的缺血/再灌注之后，會增加對較長時間的缺血再灌注損傷的耐受性，從而保護心肌細胞，減少惡性心律失常的發生，此外缺血預處理還有助于心臟收縮和舒張的功能增強和心肌超細微組織結構的改善等。

綜上所述，心臟瓣膜術中遠隔缺血預處理對患者肝臟、腎臟以及心肌功能有一定保護作用，具有一定的臨床應用價值，值得推廣。