體外循環預充還原型谷胱甘肽對心臟瓣膜置換術患者心肌損傷和炎癥因子的影響

宋磊軍，朱雅萍

鄭州市第七人民醫院麻醉科，河南 鄭州 450000

心臟瓣膜置換術是解除病變瓣膜造成血流動力學障礙、改善患者心臟功能的重要手段，是心胸外科常見手術之一。體外循環是靜脈血液在進行體外氧合的心肺轉流術，是實施心臟瓣膜置換術的前提，但因體外循環為非生理性灌注，血液在與體外循環管道等材料接觸時會產生大量的氧自由基，引發脂質過氧化反應，增加心肌耗氧量，加重心肌損傷，且可能會導致一系列并發癥的發生[1-2]。相關研究指出，可通過減輕體外循環造成的氧化損傷，來改善患者心肌功能[3]。還原型谷胱甘肽(glutathione，GSH)是谷胱甘肽過氧化酶的底物，具有強大的自由基清除作用，可減輕自由基對組織造成的損傷，有助于維持內環境穩態，但目前有關體外循環預充GSH對心臟瓣膜置換術患者的影響尚處于探索階段。本研究將體外循環預充GSH應用心臟瓣膜置換術中，旨在探究其對患者心肌損傷和炎癥因子的影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2017年2月至2019年10月于鄭州市第七人民醫院行心臟瓣膜置換術治療且符合以下納入和排除標準的150例患者為研究對象，采用隨機數表法分為對照組和觀察組，每組75例。兩組患者的一般資料比較差異均無統計學意義(P＞0.05)，具有可比性，見表1。本研究經本院醫學倫理委員會批準。

表1 兩組患者的一般資料比較[±s，例(%)]

表1 兩組患者的一般資料比較[±s，例(%)]

一般資料性別ASA麻醉分級手術類型年齡(歲)病程(月)手術時間(min)主動脈阻斷時間(min)體外循環時間(min)觀察組(n=75)43(57.33)32(42.67)41(54.67)34(45.33)24(32.00)35(46.67)16(21.33)51.35±5.69 6.52±1.27 163.19±18.24 31.78±5.19 55.24±9.07分類男女Ⅱ級Ⅲ級二尖瓣置換術主動脈瓣置換術雙瓣置換術對照組(n=75)39(52.00)36(48.00)37(49.33)38(50.67)26(34.67)32(42.67)17(22.67)50.04±6.07 6.39±1.31 159.27±19.05 30.82±5.24 56.83±8.96 χ2/t值0.430 0.240 0.245 1.364 0.617 1.287 1.127 1.080 P值0.512 0.624 0.885 0.175 0.538 0.200 0.262 0.282

1.2 納入標準 ①符合《美國心瓣膜疾病治療指南-2006年修訂版》[4]關于心臟瓣膜病的診斷標準；②患者知情本研究的研究內容及目的，且已簽署同意書；③首次行心臟瓣膜置換術者。

1.3 排除標準 ①嚴重肝腎功能異常者；②凝血功能異常者；③既往有心臟手術史者；④嚴重糖尿病者；⑤合并其他嚴重心臟疾病者；⑥存在心臟瓣膜置換手術后瓣膜功禁忌證者；⑦既往有藥物過敏史者；⑧惡性腫瘤疾病者。

1.4 方法 兩組患者均行靜脈復合全麻，氣管插管，行胸部正中切口，電鋸胸骨入胸，懸吊心包，全血肝素化(3 mg/kg)，維持激活全血凝固時間＞480 s，并將紅細胞壓積在20%～30%，觀察組患者體外循環預充注射用還原型谷胱甘肽(上海復旦復華藥業有限公司，批號：國藥準字H20031265)1 200 mg，對照組患者預充等量氯化鈉注射液(江蘇四環生物股份有限公司，批號：國藥準字H32024989)。建立體外循環，轉流降溫，鼻溫將至32℃后阻斷升主動脈，然后經主動脈根部順行灌注，心臟停跳后在心臟表面蓋以冰屑，每30 min灌注1次，切開右心房、房間隔置換二尖瓣，或切開主動脈置換主動脈瓣，待血流復溫后開放升主動脈，縫合切口，至血流動力穩定后停機。

1.5 觀察指標 (1)手術相關指標：比較兩組患者的手術成功率及ICU停留時間、ICU機械通氣時間。(2)心肌損傷指標：于術前(T0)、主動脈開放后2 h(T1)、6 h(T2)、12 h(T3)采集患者靜脈血3 mL，采用全自動生化分析儀測定血漿肌酸激酶同工酶乳酸脫氫酶(lactate dehydrogenase，LDH)、肌 酸 激 酶 同 工 酶(creatine kinase isomer-MB，CK-MB)、肌 鈣 蛋 白Ⅰ(cardiac troponinⅠ，cTnⅠ)，試劑盒由上海夏星長征醫學科學有限公司提供。(3)炎癥因子：采用酶聯免疫吸附試驗檢驗患者T0、T1、T2、T3的血清白介素-6(interleukin-6，IL-6)、超敏C反應蛋白(hypersensitive C-reactive protein，hs-CRP)，試劑盒由瑞士BochringerMannhvlim公司提供。(4)肺換氣功能指標：于T0、T1、T2、T3采集橈動脈血5 mL，應用血氣分析儀檢測血氣分析指標，并計算氧合指數(oxygenation index，OI)、肺泡-動脈氧分壓差(A-aDO2)。(5)并發癥：于患者出院當天統計其急性腎損傷、感染等并發癥發生情況。

1.6 統計學方法 應用SPSS20.0統計軟件進行數據分析，計量資料以均數±標準差(x-±s)表示，組間比較采用t檢驗，計數資料比較采用χ2檢驗，以P＜0.05為差異具有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組患者的手術成功率比較 觀察組和對照組患者的手術成功率分別為98.67%(74/75)、96.00%(72/75)，差異無統計學意義(χ2=1.027，P=0.311)。

2.2 兩組患者術后指標比較 觀察組患者的ICU停留時間、ICU機械通氣時間明顯短于對照組，差異均有統計學意義(P＜0.05)，見表2。

表2 兩組患者的術后指標比較(±s)

表2 兩組患者的術后指標比較(±s)

組別觀察組對照組t值P值例數75 75 ICU停留時間(d)16.20±6.12 18.19±6.04 2.004＜0.05 ICU機械通氣時間(d)11.57±2.09 12.93±2.11 3.966＜0.01

2.3 兩組患者的心肌損傷指標比較 觀察組患者T1、T2、T3的LDH、CK-MB、cTnⅠ水平明顯低于對照組，差異均有統計學意義(P＜0.05)，見表3。

2.4 兩組患者的炎癥因子水平比較 觀察組患者T1、T2、T3的IL-6、hs-CRP水平明顯低于對照組，差異均有統計學意義(P＜0.05)，見表4。

2.5 兩組患者的肺換氣功能指標比較 觀察組患者的T3的OI值明顯高于對照組，T2、T3的A-aDO2值明顯低于對照組，差異均有統計學意義(P＜0.05)，見表5。

表3 兩組患者的心肌損傷指標比較(±s)

表3 兩組患者的心肌損傷指標比較(±s)

?

表4 兩組患者的炎癥因子水平比較(±s)

表4 兩組患者的炎癥因子水平比較(±s)

?

表5 兩組患者的肺換氣功能指標比較(±s)

表5 兩組患者的肺換氣功能指標比較(±s)

注：1 mmHg=0.133 kPa。

肺換氣功能指標OI(mmHg)A-aDO2(mg/mL)組別觀察組對照組t值P值觀察組對照組t值P值例數75 75 75 75 T0 402.61±31.59 405.14±30.62 0.498 0.619 117.69±12.61 119.04±11.35 0.689 0.492 T1 289.54±28.26 275.39±59.04 1.872 0.063 131.59±13.28 137.64±14.05 2.710＜0.01 T2 328.15±23.75 316.92±24.16 2.871＜0.01 143.68±20.24 168.15±22.71 6.966＜0.01 T3 365.28±28.97 341.50±26.34 5.260＜0.01 133.49±25.19 151.17±25.34 4.285＜0.01

2.6 兩組患者術后并發癥比較 觀察組患者術后并發癥發生率為2.67%，明顯低于對照組的12.00%，差異有統計學意義(χ2=4.807，P=0.028＜0.05)，見表6。

表6 兩組患者術后并發癥比較(例)

3 討論

氧自由基被認為是心肌缺血再灌注損傷的重要因素之一，心肌缺血再灌注時，可產生大量的氧自由基，與心肌細胞膜上的多價不飽和脂肪酸發生連鎖反應，導致脂質過氧化的發生，使膜電位不穩定觸發嚴重的心律失常。相關報道指出，補充外源性的GSH可減慢心肌GSH降低，減輕再灌注損傷[5]。GSH作為質子供，可將H2O2轉化為H2O，清除有強氧化性的H2O2，并可防止其轉化為毒性更強的氧自由基，進而可阻止脂質過氧化反應的進行，減輕心肌功能損傷。本研究結果顯示，觀察組T1、T2、T3的LDH、CK-MB、cTnⅠ水平低于對照組，說明體外預充GSH可改善患者心肌損傷。另外本研究結果顯示，兩種方法治療的臨床療效相當，與既往研究存在差異[6]，這可能與本研究樣本量少有關，故需增加樣本量以進一步探究心臟瓣膜置換術后給予聯合治療的臨床療效。

體外循環時血液與管道等異物接觸及心肌缺血再灌注損傷、手術創傷等易導致全身炎癥反應的發生，且組織器官缺血再灌注可激活補體系統，產生較多促炎細胞因子。LI等[7]研究發現，IL-6、IL-8等促炎細胞因子可改變臟器內血管阻力，引起器官功能異常。GSH可作為質子供體，將H2O2轉化為H2O，防止其轉化為強毒性的羥自由基，阻止脂質過氧化反應的進行，并能促進心肌細胞清除超氧陰離子，通過巰基與自由基結合，轉化成易代謝的酸物質，可促進氧自由基排泄，減輕機體氧化應激反應，維持內環境穩態[8]。本研究結果顯示，觀察者T1、T2、T3的IL-6、hs-CRP水平低于對照組，表明體外預充GSH可減輕患者炎癥反應。其原因在于GSH可通過拮抗NF-γB，來抑制TNF-α轉錄，阻斷炎癥反應的惡性循環，減輕全身炎癥反應。

體外循環為非心理性血液灌注，對血小板形態功能及纖溶系統等影響較大，心肌再灌注時產生的大量炎癥介質、氧自由基等，會損傷血管內皮功能，導致患者術后血流動力學異常，造成肺臟等重要臟器功能損傷。相關研究也指出，氧自由基積累是導致體外循環手術肺部損傷的主要原因之一[9-10]。OI、A-aDO2值是反映肺換氣功能的重要指標，OI值越低說明肺氧合功能越差，而A-aDO2可反映肺換氣功能，故本研究通過檢測OI、A-aDO2值來評價患者肺換氣功能，結果發現觀察組T3的OI值明顯高于對照組，而T2、T3的A-aDO2明顯低于對照組，ICU停留時間、ICU機械通氣時間短于對照組，說明體外循環預充GSH能改善患者肺換氣功能，這可能與GSH能減輕肺水腫程度有關。另外，本研究發現，體外循環預充GSH能降低心臟瓣膜置換術患者術后并發癥發生率。

綜上所述，體外循環預充GSH能減輕心臟瓣膜置換術患者的心肌損傷程度，并能改善肺換氣功能。本研究不足之處在于納入樣本量較少，可能會導致研究結果出現偏移，故后期需增加樣本量以進行進一步探究。