環(huán)磷腺苷葡胺心肌停博液在體外循環(huán)中的心肌保護(hù)作用

環(huán)磷腺苷葡胺心肌停博液在體外循環(huán)中的心肌保護(hù)作用

心臟外科的快速發(fā)展對(duì)心肌保護(hù)提出了更高的要求。在對(duì)成熟心肌保護(hù)的成熟領(lǐng)域使用含血儲(chǔ)存藥物已得到許多科學(xué)家的認(rèn)可。在停止攪拌溶液中添加各種藥物也會(huì)增加心肌保護(hù)的手段。本研究在心臟含血停搏液中加入環(huán)磷腺苷葡胺,通過測(cè)定患者圍術(shù)期血清中肌酸激酶同工酶(CKMB),乳酸脫氫酶(LDH)和心肌肌鈣蛋白I(cTnI)的水平、心肌病理變化以及觀察心臟復(fù)蘇后的循環(huán)狀況,評(píng)價(jià)環(huán)磷腺苷葡胺在體外循環(huán)(extracorporealcirculation,ECC)中的心肌保護(hù)作用。1數(shù)據(jù)和方法1.1u3000邊材藥維持治療2006年8月至2007年5月在本院擇期行單純二尖瓣置換手術(shù)的患者共48例,隨機(jī)分為實(shí)驗(yàn)組(n=24)和對(duì)照組(n=24)。有下列條件之一者除外:術(shù)前心功能Ⅲ級(jí)以上需用正性肌力藥維持血液動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定;術(shù)前左室射血分?jǐn)?shù)低于40%;術(shù)前有原發(fā)性高血壓;肝、腎功能不全;合并冠心病、糖尿病等可能對(duì)循環(huán)系統(tǒng)造成影響的疾病。1.2機(jī)械通氣調(diào)整高效兩組患者均以咪唑安定(0.1mg/kg)、維庫溴銨(0.1mg/kg)、芬太尼(6～8μg/kg)和丙泊酚(1～2mg/kg)快速誘導(dǎo)氣管插管,麻醉機(jī)機(jī)械通氣,依據(jù)呼氣末CO2分壓(PETCO2)調(diào)整通氣量。間斷靜注芬太尼和維庫溴銨并輔助吸入七氟烷維持麻醉。1.3血壓灌注量單所有患者均采用膜式氧合器(廣東東莞科威公司生產(chǎn)),肝素化劑量400IU/kg,另在預(yù)充液中加入2000IU肝素。中度血液稀釋Hct(0.20～0.30),灌注流量50～70ml/(kg·min),心包內(nèi)置冰屑局部降溫,術(shù)中維持鼻咽溫在28℃～32℃。主動(dòng)脈根部灌注4℃的4∶1含血停搏液(K+濃度20mmol/L),首次灌注為20ml/kg,之后每30min再次灌注,灌注量為首次劑量的1/2。實(shí)驗(yàn)組根據(jù)患者體重計(jì)算首次灌注量,在停搏液加入環(huán)磷腺苷葡胺(徐州萬邦)180mg,隨后的停搏液則與對(duì)照組相同。對(duì)照組維持停搏液原有成分。轉(zhuǎn)流中維持ACT>480s;停機(jī)后魚精蛋白中和肝素(100IU肝素使用1.5mg魚精蛋白)。1.4病理組織學(xué)觀察記錄ECC時(shí)間、主動(dòng)脈阻斷(ACC)時(shí)間及心臟自動(dòng)復(fù)跳情況、心血管活性藥物的使用情況、ICU機(jī)械通氣時(shí)間。主動(dòng)脈阻斷前5min和開放升主動(dòng)脈后10min分別在右心房靠近上腔靜脈插管部位取長寬各3mm心肌,立即放入2.5%戊二醛液中保存并制成心肌病理和電鏡標(biāo)本,進(jìn)行病理學(xué)觀察和電鏡超微結(jié)構(gòu)觀察。檢查工作分別由徐州醫(yī)學(xué)院附屬連云港醫(yī)院病理科和南京軍區(qū)南京總醫(yī)院病理科完成,并留存照片。1.5血清ctni分別于轉(zhuǎn)流前(T1)、開放升主動(dòng)脈后30min(T2)、術(shù)后6h(T3)、24h(T4)、48h(T5)共五個(gè)時(shí)點(diǎn)采集患者動(dòng)脈血3ml,不加抗凝劑,靜置lh后離心3～5min(3000r/min),取其血清1ml進(jìn)行測(cè)定。使用美國強(qiáng)生公司生產(chǎn)的WITROS干式生化分析儀行CKMB、LDH測(cè)定,使用杭州艾康生物技術(shù)有限公司試劑(金標(biāo)法)測(cè)定cTnI。測(cè)得的數(shù)據(jù)按以下公式進(jìn)行血液稀釋校正:校正值=(術(shù)前Hct×實(shí)測(cè)值)/采樣時(shí)Hct。1.6統(tǒng)計(jì)學(xué)處理方法采用SPSS9.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。計(jì)量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(ˉx±s)表示,組內(nèi)比較用配對(duì)t檢驗(yàn),兩組間比較采用獨(dú)立分組t檢驗(yàn),P<0.05示統(tǒng)計(jì)學(xué)上有顯著意義。2結(jié)果2.1圍手術(shù)期并發(fā)癥的變化兩組患者年齡、體重、性別比、術(shù)前心功能分級(jí)、ECC時(shí)間、ACC時(shí)間及機(jī)械通氣時(shí)間無顯著性差異,圍術(shù)期均無死亡及嚴(yán)重并發(fā)癥發(fā)生。見表1。2.2ck發(fā)揮t4①LDH在T2、T3、T4及T5較術(shù)前顯著升高(P<0.01),以T4最高;組間比較實(shí)驗(yàn)組T4時(shí)低于對(duì)照組(P<0.05)。②CKMB在T2、T3、T4及T5較基礎(chǔ)值顯著升高(P<0.01),以T3最高;T2、T3與T4時(shí)實(shí)驗(yàn)組低于對(duì)照組(P<0.05)。③cTnI在T2、T3、T4及T5較術(shù)前顯著升高(P<0.05),T4最高;組間比較實(shí)驗(yàn)組T2、T3、T4時(shí)低于對(duì)照組(P<0.05)。見表2。2.3術(shù)后24h內(nèi)心臟正性肌力藥物的應(yīng)用情況主動(dòng)脈開放后,實(shí)驗(yàn)組自動(dòng)復(fù)跳率明顯高于對(duì)照組(P<0.01);術(shù)后24h內(nèi)心臟正性肌力藥物的應(yīng)用情況主要觀察多巴胺的用量。實(shí)驗(yàn)組多巴胺術(shù)后用量明顯低于對(duì)照組(P<0.05)。見表3。2.4超微結(jié)構(gòu)變化兩組的心肌病理標(biāo)本均可以見到肌纖維間距因水腫而增寬,心肌細(xì)胞內(nèi)可見輕度的水腫和空泡樣變。兩組的心肌纖維排列尚整齊,因?qū)φ战M發(fā)生多灶性水腫而略顯凌亂。見圖1。心肌超微結(jié)構(gòu)變化:兩組患者在停跳前心肌超微結(jié)構(gòu)基本正常。心臟復(fù)跳之后,對(duì)照組的心肌標(biāo)本可以見到肌原纖維斷裂溶解,肌原纖維間可見少量的吞飲空泡和大小不等的吞噬小體形成;線粒體腫脹,部分嵴減少或消失、凝集固縮。實(shí)驗(yàn)組的心肌纖維排列尚整齊,也可見部分線粒體腫脹,沒有空泡形成。見圖2。3環(huán)磷腺苷葡胺絕大部分ECC下心臟直視手術(shù)需要暫時(shí)阻斷心臟冠狀動(dòng)脈循環(huán),心肌遂不可避免產(chǎn)生了缺血再灌注損傷(ischemic-reperfusioninjury,IRI)。而鈣超載和氧自由基正是產(chǎn)生IRI的兩個(gè)最重要機(jī)制。缺血組織恢復(fù)血供后細(xì)胞內(nèi)鈣濃度顯著升高,而且升高程度與細(xì)胞受損程度呈正相關(guān),在此發(fā)病機(jī)制中起中心作用的正是鈣超載,細(xì)胞內(nèi)高水平的鈣刺激線粒體鈣泵攝鈣,一方面增加ATP的消耗,另一方面形成不溶性的磷酸鈣,干擾線粒體的氧化磷酸化,使ATP的生成減少。鈣濃度升高可激活多種磷酸酶,如激活磷脂酶A2和蛋白激酶C而生成大量花生四烯酸,后者不僅損害細(xì)胞膜,而且作為電離劑吸引更多的鈣。不僅如此,花生四烯酸還可活化為前列腺素和血栓素,又形成氧自由基的底物,形成惡性循環(huán)。細(xì)胞內(nèi)鈣增加還可增強(qiáng)鈣依賴性蛋白酶活性,加速黃嘌呤脫氫酶轉(zhuǎn)化為黃嘌呤氧化酶,從而促進(jìn)氧自由基生成。此外,Na+/Ca2+交換異常可引起心律失常,胞漿內(nèi)高濃度的鈣還可引起肌纖維的過度收縮。鈣超載和自由基作用是相輔相成的。整個(gè)過程可導(dǎo)致以下病理過程:①消耗過多能量增加氧需并加重缺血;②激活磷脂酶,裂解細(xì)胞膜;③造成心肌攣縮;④引起心律失常和心肌頓抑。環(huán)磷酸腺苷(cAMP)是機(jī)體內(nèi)參與物質(zhì)代謝、調(diào)節(jié)細(xì)胞理化和生物學(xué)功能的重要物質(zhì),是生命信息傳遞及具有激素作用的第二信使。它最重要的受體蛋白是蛋白激酶,可以使多種不同底物蛋白質(zhì)磷酸化,而表現(xiàn)出非常廣泛的功能。環(huán)磷腺苷葡胺是cAMP的衍生物,以葡甲胺為配基增加了cAMP的脂溶性,更易滲透進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),同時(shí)葡甲胺對(duì)磷酸二脂酶亦有一定的抑制作用,使之對(duì)cAMP的分解降低,從而有效提高了cAMP的濃度。心臟的舒縮作用是在神經(jīng)、激素和化學(xué)信使的精確調(diào)節(jié)下進(jìn)行的,cAMP和Ca2+是彼此協(xié)調(diào)、相互制約的兩種信使。心臟收縮時(shí)cAMP可有效提高心肌細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度,增加收縮力,心臟舒張時(shí)cAMP則提高肌漿網(wǎng)對(duì)Ca2+攝取,降低心肌細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度。所以環(huán)磷腺苷葡胺可以有效維持心肌細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度正常交替變化,從而在一定程度上減輕鈣超載所導(dǎo)致的組織損害。另一方面,cAMP升高使肌凝蛋白磷酸化,擴(kuò)張冠脈增加其灌注,減少心肌缺血缺氧。cAMP還可使血管平滑肌肌凝蛋白輕鏈激酶磷酸化,導(dǎo)致血管擴(kuò)張。所以環(huán)磷腺苷葡胺可產(chǎn)生以下藥理作用:①正性肌力作用;②擴(kuò)張血管;③改善能量代謝,降低心肌耗氧量;④抗心律失常;⑤在缺血缺氧心肌中穩(wěn)定溶酶體。環(huán)磷腺苷葡胺注射液靜脈滴注或靜脈推注時(shí)10～30min后起效,l～2h達(dá)到血藥濃度高峰。本實(shí)驗(yàn)中兩組患者基本上可以排除冠心病(疑似患者術(shù)前即做冠脈造影),所以將環(huán)磷腺苷葡胺置入停搏液中直接灌注心肌,藥物隨著冠脈循環(huán)均勻進(jìn)入心肌細(xì)胞內(nèi)即相當(dāng)于直接作用于靶器官,更有利于其發(fā)揮心肌保護(hù)作用。本實(shí)驗(yàn)中首次灌注的停搏液中加入環(huán)磷腺苷葡胺180mg,即相當(dāng)于經(jīng)靜脈一次治療量,至于何種劑量更為合適,尚需進(jìn)一步研究。心肌細(xì)胞的常規(guī)病理學(xué)和超微結(jié)構(gòu)觀察,能直觀的反映出缺血再灌注對(duì)心肌的損害。兩組的心肌組織的形態(tài)學(xué)變化并沒有明顯差異。而心肌超微結(jié)構(gòu)顯示實(shí)驗(yàn)組的超微結(jié)構(gòu)改變則較輕,說明環(huán)磷腺苷葡胺在一定程度上可以減輕心肌缺血再灌注損傷。臨床資料如心臟自動(dòng)復(fù)跳率和多巴胺用量也支持此觀點(diǎn)。血清學(xué)檢查也可用于判斷ECC手術(shù)后心肌損傷的程度。血清CKMB和LDH等心肌酶學(xué)變化與心肌損傷都有一定的相關(guān)性,臨床上也常用兩者來評(píng)判心肌損害的程度。近年來對(duì)心肌肌鈣蛋白cTnT和cTnI作了大量研究,發(fā)現(xiàn)上述兩者特別是cTnI具有高度的心肌特異性和敏感性,cTnI僅存在于正常心肌中,CKMB無法檢測(cè)到的微小心肌損傷即可引起cTnI濃度的改變,且不受骨骼肌損傷的影響。研究已發(fā)現(xiàn),心肌損傷24h左右即有心肌纖維蛋白降解,早期釋放心肌細(xì)胞內(nèi)可溶性cTnI,隨后為心肌結(jié)構(gòu)蛋白的降解,心肌損傷后7～36h,檢測(cè)cTnI診斷心肌損傷的靈敏度接近100%,高于CKMB/肌酸激酶和LDH1/LDH2。瓣膜置換手術(shù)