康斯特保護(hù)液對(duì)中低溫離體大鼠心肌的保護(hù)作用

1、康斯特保護(hù)液對(duì)中低溫離體大鼠心肌的保護(hù)作用                   作者：張濤,高長青,李佳春，李力兵【摘要】  目的對(duì)比康斯特保護(hù)液（HTK液）和St. Thomas 停搏液在中低溫缺血期對(duì)離體大鼠心肌的保護(hù)作用。 方法12只大鼠分為HTK液組和St. Thomas 液組，利用改良的Langendorff離體鼠心灌注裝置，對(duì)比HTK液及 St. Thomas 液對(duì)于離體鼠心在15停跳2 h后血流動(dòng)力學(xué)、

2、心肌酶漏出量及心肌含水量的不同。結(jié)果兩組大鼠離體心臟在復(fù)灌后30 min和60 min時(shí)心功能恢復(fù)率無顯著性差異（P0.05），兩組心肌含水量無顯著性差異（P0.05），兩組復(fù)灌后5 min、10 min、15 min、20 min及30 min時(shí)冠脈流出液中心肌酶含量無顯著性差異（P0.05）。結(jié)論與St. Thomas 液相比，HTK液對(duì)中低溫離體大鼠心肌的保護(hù)作用并無明顯不同。 【關(guān)鍵詞】  HTK液；St. Thomas 液；心肌保護(hù)；大鼠The Protective Effect of HTK solution on Middle Hypothermic Isol

3、ated Rat HeartAbstract: OBJECTIVE To compare the cardiopretective effect of HTK solution and traditional St. Thomas cardioplegia solution on isolated rat hearts using Langendorff perfusion system. METHODSTwelve rats were divided into two groups: HTK group and St. Thomas group.  After perfused b

4、y HTK solution or St. Thomas cardioplegia solution，isolated rat hearts were stored in saline at 15 for 120 mins, and then were reperfused with K-H solution for 60 mins. We observed the changes of hemodynamics after reperfusing 30 and 60 mins, myocardial enzyme leakage in the coronary effluent after

5、reperfusing 5, 10, 15, 20 and 30 mins and the myocardial water content. RESULTSThere were no significant differences in the changes of hemodynamics, myocardial enzyme (CK and LDH) leakage in the coronary effluent and myocardial water content after reperfusion between two groups (P0.05). CONCLUSIONHT

6、K solution has no significant benefit for middle hypothermic isolated rat hearts preserving than St. Thomas solution.Key words：HTK solution; St. Thomas solution;Myocardium protection;Rat國內(nèi)外不同的研究認(rèn)為，作為心臟移植術(shù)中的心肌保存液，康斯特保護(hù)液(HTK液)優(yōu)于其它各種心肌保護(hù)液1-3，但對(duì)于HTK液在心臟外科常規(guī)手術(shù)中的心肌保護(hù)作用有無優(yōu)勢(shì)，相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道較少。本研究模擬常規(guī)心臟外科手術(shù)環(huán)境，通過改良的La

7、ngendorff離體鼠心灌注裝置，對(duì)比兩種心臟停跳液對(duì)于離體鼠心的心肌保護(hù)作用。1材料與方法 1.1藥品和試劑HTK液由德國克勒化學(xué)制藥公司提供，St. Thomas心臟停搏液由北京安貞醫(yī)院監(jiān)制，兩種液體組成成分見表1。K-H緩沖液自行配制，成分（單位：mmol/L）為：NaCl 118，NaHCO3  25，KCl  4.7，KH2PO4  1.2，MgSO4·7H2O 1.2，CaCl2 ·2H2O 1.8，glucose 11，pH 7.357.4，用于灌注離體鼠心。1.2實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及分組選用Wistar雄性大鼠12只，體重25

8、0g-350g，由解放軍總醫(yī)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供。隨機(jī)分為2組，HTK液組和St. Thomas 液組，每組各6只。1.3實(shí)驗(yàn)過程大白鼠稱體重后，腹腔注射戊巴比妥鈉（65mg/kg）麻醉，經(jīng)尾靜脈肝素化（3mg/kg）。表1HTK液和St. Thomas 液成分(略)迅速開胸，于主動(dòng)脈和頭臂干交界處離斷主動(dòng)脈，取出心臟，立即放入15K-H緩沖液中并移至Langendorff灌注裝置上，用K-H液灌注，維持灌注壓為70 cmH2O左右。整個(gè)灌注期間用95% O2和 5% CO2混合氣體平衡，灌注溫度維持在37。肺動(dòng)脈根部切開，使冠狀動(dòng)脈回流充分。從開胸取心至灌注開始盡量控制在50s70s內(nèi)完成，以

9、縮短心肌缺血時(shí)間。然后切開左心耳，經(jīng)左心房、二尖瓣，將測(cè)壓球囊送入左心室，另一端連接多導(dǎo)生理記錄儀。向心室球囊內(nèi)緩慢注射適量生理鹽水40l60l，使左室舒張末壓維持于10 mm  Hg左右。平衡15 min后，心臟搏動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，測(cè)定血流動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)值，并留取2 ml冠脈流出液測(cè)量心肌酶基礎(chǔ)值。將灌注液溫度降至30以下，經(jīng)主動(dòng)脈根部灌注4的HTK液或St. Thomas 液，灌注量為15 ml/kg，灌注時(shí)間為2 min。將離體心臟置于15生理鹽水中保存2 h。為減小實(shí)驗(yàn)誤差，心臟在低溫保存時(shí)不從Langendorff灌注裝置上取下。2 h后，緩慢復(fù)溫至37后用K-H液復(fù)灌，監(jiān)測(cè)血流

10、動(dòng)力學(xué)指標(biāo)，并留取冠脈流出液測(cè)量心肌酶的變化，60 min后結(jié)束復(fù)灌，取左心室游離壁的部分心肌組織測(cè)定心肌含水量。1.4測(cè)量及觀測(cè)指標(biāo)平穩(wěn)灌注15 min時(shí)，記錄心率（HR）、左室收縮壓（LVDP）、左室壓力上升和下降最大變化速率（±dp/dtmax）作為基礎(chǔ)值，全程記錄再灌注后左室內(nèi)壓波動(dòng)圖形；分別記錄復(fù)灌后30 min和60 min時(shí)HR、LVDP、±dp/dtmax測(cè)定值，并將其表達(dá)為對(duì)基礎(chǔ)值的恢復(fù)率。切取左心室游離壁部分心肌組織，電子天平（精度1×10-5）稱量心肌濕重，置于60烘箱烘烤24 h后稱量其干重，心肌含水量為：（濕重-干重）/濕重×1

11、00%。         于復(fù)灌后5 min、10 min、15 min、20 min及30 min分別留取冠脈流出液，用全自動(dòng)生化分析儀迅速測(cè)定磷酸肌酸激酶（CK）及乳酸脫氫酶（LDH）含量。1.5統(tǒng)計(jì)學(xué)處理數(shù)據(jù)用( ±s )表示，兩組間用獨(dú)立t檢驗(yàn)，用SPSS 10.0統(tǒng)計(jì)軟件處理，P0.05為有顯著性差異。2結(jié)果2.1血流動(dòng)力學(xué)恢復(fù)率兩組心功能基礎(chǔ)值無顯著性差異（P0.05），復(fù)灌后兩組心功能恢復(fù)率情況亦無顯著性差異（P0.05），結(jié)果見圖1及表2。圖1是HTK組和St. Thomas 組中具有代表

12、性的左室內(nèi)壓變化趨勢(shì)圖，從中可以看出在復(fù)灌后心律失常和左室內(nèi)壓的變化情況。表2 兩組心功能基礎(chǔ)值及復(fù)灌后恢復(fù)率 （略）2.2心肌含水量HTK組心肌含水量為(80.28±2.07)%，St. Thomas 組心肌含水量為(80.37±1.98)%，兩組間無顯著性差異（P0.05）。2.3冠脈流出液心肌酶含量兩組冠脈流出液中CK 及LDH基礎(chǔ)值無顯著性差異（P0.05），復(fù)灌后兩組心肌酶均明顯升高，CK于復(fù)灌后20 min達(dá)峰值，LDH于15 min達(dá)峰值，復(fù)灌后30 min CK 和LDH基本恢復(fù)至基礎(chǔ)值。但是兩組間各時(shí)間點(diǎn)CK 及LDH含量無顯著性差異（P0.05），結(jié)果見

13、圖2。3討論HTK液是由Bretschneider4于1975年創(chuàng)制的，并于1979年用于心臟手術(shù)，開始僅作為心臟停跳液來使用，隨后在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)及臨床研究中發(fā)現(xiàn)，HTK液在缺血狀態(tài)下對(duì)器官具有保護(hù)作用，因此被認(rèn)為是理想的器官保存液。1985年HTK液作為心肌保存液成功地應(yīng)用于心臟移植手術(shù)。目前，HTK液是應(yīng)用最廣泛的器官保存液，同時(shí)在歐洲也應(yīng)用于常規(guī)心臟手術(shù)體外循環(huán)中的心肌保護(hù)。本研究模擬常規(guī)心臟外科手術(shù)環(huán)境，通過改良的Langendorff離體鼠心灌注裝置，對(duì)比兩種心臟保護(hù)液對(duì)于離體鼠心的保護(hù)作用。傳統(tǒng)的St. Thomas 號(hào)心臟停搏液在成熟心肌的保護(hù)中占有非常重要的地位5，作為心臟停搏液已

14、在臨床應(yīng)用了三十余年之久，被廣泛地應(yīng)用于各種心臟手術(shù)體外循環(huán)中的心肌保護(hù)。與St. Thomas 號(hào)液相比，HTK液具有以下特點(diǎn)：（1）含鉀量低：10mmol/L，故HTK液易于進(jìn)入受體循環(huán)系統(tǒng)，且可反復(fù)或持續(xù)性原位灌洗無任何負(fù)作用及危險(xiǎn)性；（2）含組氨酸/組氨酸-鹽酸緩沖系統(tǒng)：組織相容性更強(qiáng)，在較廣泛的溫度范圍內(nèi)具有強(qiáng)大的緩沖能力，從而使糖酵解順利進(jìn)行，保證心肌ATP儲(chǔ)存。同時(shí)組氨酸為有效的非滲透性因子，因此可防止內(nèi)皮細(xì)胞腫脹6；（3）含色氨酸：作為膜穩(wěn)定劑，可防止組氨酸進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)；（4）含甘露醇：作為羥自由基的清除劑，可防止氧自由基的損傷；（5）含-酮戊二酸及色氨酸：Hachida 等研究

15、7認(rèn)為作為高能磷酸化合物的底物，-酮戊二酸和色氨酸能促進(jìn)心肌在缺血再灌注期間ATP的產(chǎn)生，維持心肌細(xì)胞完整性，減輕了細(xì)胞的水腫，提高了心肌的順應(yīng)性及收縮功能。國內(nèi)外不同的研究證實(shí)，HTK 液作為離體器官保存液作用優(yōu)于其它保存液。1997年Kuk，Oku H等用離體鼠心工作模型比較了HTK液、GIK液和UW液對(duì)離體鼠心的保存效果，在三種保存液中低溫（4）分別保存6 h、8 h、12 h，結(jié)果表明HTK液對(duì)離體鼠心的保存效果優(yōu)于GIK液和UW液1。2000年Saitoh Y，Hashimoto M等用離體鼠心工作模型在4下保存離體鼠心8 h后復(fù)灌結(jié)果表明HTK液對(duì)鼠心肌的保存效果比UW液好2。20

16、01年張勇等人將離體鼠心分別用HTK液、UW液及St. Thomas 液灌停并4冷凍保存6 h后復(fù)灌，通過光鏡、電鏡形態(tài)學(xué)觀察結(jié)果發(fā)現(xiàn)經(jīng)過HTK液保存后的鼠心細(xì)胞損傷較輕，UW液鼠心細(xì)胞損傷較重、冠脈血管內(nèi)膜剝脫較重，St. Thomas 液鼠心細(xì)胞損傷最重3。但是以上研究均是針對(duì)心臟保存設(shè)計(jì)的。而HTK液除了用于器官保存，也被廣泛應(yīng)用于常規(guī)心臟手術(shù)體外循環(huán)中的心肌保護(hù)。那么與傳統(tǒng)的St. Thomas 號(hào)心臟停搏液相比，HTK液在與常規(guī)心臟外科手術(shù)相似的條件下（與心臟保存相比溫度較高、時(shí)間較短）對(duì)于心肌保護(hù)和減輕再灌注損傷有無優(yōu)勢(shì)，是本研究所關(guān)注的內(nèi)容。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)：使用不同停搏液灌停離體

17、大鼠心臟，并將其保存于15生理鹽水中2 h后，HTK組及St. Thomas 組復(fù)灌后LVDP、+dp/dtmax及-dp/dtmax各項(xiàng)心功能指標(biāo)恢復(fù)率均無顯著性差異（P0.05）；兩組心肌含水量無顯著性差異（P0.05）；且復(fù)灌后5 mim、10 min、15 min、20 min及30 min時(shí)兩組冠脈流出液中LDH、CK含量亦無顯著性差異（P0.05）。因此，我們認(rèn)為與St. Thomas 號(hào)液相比，HTK液對(duì)中低溫離體大鼠心肌的保護(hù)作用并無明顯不同。Careaga等的臨床研究8發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)晶體停搏液相比，常規(guī)心臟直視手術(shù)中使用HTK液能夠顯著減少患者術(shù)后心律失常的發(fā)生率、輔助循環(huán)藥物

18、或裝置的使用率及住院時(shí)間。但本課題是實(shí)驗(yàn)研究，所設(shè)定的實(shí)驗(yàn)條件和環(huán)境與臨床研究有一定的差異，所以我們的結(jié)果并沒有反映出HTK與傳統(tǒng)晶體停搏液在心肌保護(hù)作用上的差異，亦說明本研究仍存在一定局限性，如實(shí)驗(yàn)例數(shù)偏少，且沒有對(duì)比兩組鼠心的光鏡、電鏡等形態(tài)學(xué)指標(biāo)有無不同等，因此有關(guān)內(nèi)容仍需要進(jìn)一步研究?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】  1Ku K, Oku H, Alam MS. Prolonged hypothermic cardiac storag with histidine-trypophan-ketoglutarate solution: comparsion with Transplantation

19、 J.1997,64(4):971-975.2Saitoh Y, Hashimoto M. Heart preservation in HTK solution: role of coronary vasculature in recovery of cardiac function J. Am Thorac Surg,2000,69(3):107-112.3張勇, 龍村, 呂國禎, 高百順. HTK液, UW 液, St. Thomas 液對(duì)離體鼠心低溫保存的形態(tài)學(xué)觀察J.西北國防醫(yī)學(xué)雜志,2001,22:356-359. 4Bretschneider HJ. Myocardial protection J. Thorac cardiovasc Surg,1980;28(2):295.5Kimose HH, Lelligso P, Pandsbak F,et al. Improved recovery after cold crystalloid card