七氟醚維持麻醉對心臟瓣膜置換術患者血清超敏肌鈣蛋白I、IL-6和TNF-α的影響

胡媛媛，呂潔萍，田首元，高素琴，李 婧

(1山西醫(yī)科大學麻醉學系，太原 030001;2山西醫(yī)科大學第一臨床醫(yī)學院麻醉科;*通訊作者，E-mail:lvjp@sohu.com)

心臟瓣膜置換術中體外循環(huán)(CPB)所激發(fā)的炎癥反應影響心肌缺血－再灌注損傷的發(fā)生和發(fā)展。防治心肌缺血－再灌注損傷的藥物與方法一直是麻醉醫(yī)師研究的重點。七氟醚作為一種最常用的吸入性全身麻醉藥，其臟器保護作用日益受到重視，目前單獨使用在藥物預處理或者藥物后處理中對心肌的保護效果明確，但臨床上關于七氟醚維持麻醉心肌保護的報道較少，且研究結果大都來自冠脈旁路移植術［1］。因此，本研究對36例體外循環(huán)下行單瓣膜置換術患者血漿hs-cTnI、IL-6和TNF-α濃度的變化進行觀察，旨在探討七氟醚維持麻醉對心肌缺血－再灌注損傷的保護作用及機制，尋找心肌保護的有效方法。

1 資料與方法

1.1 一般資料

本研究經(jīng)本院醫(yī)學倫理委員會批準，所有患者簽署知情同意書。選擇風濕性心臟病需擇期在體外循環(huán)下行心臟單瓣膜置換術的患者36例，年齡30－59歲，ASA分級和NYHA分級Ⅱ－Ⅲ級。所有患者均排除嚴重腦血管疾病、嚴重的慢性阻塞性肺疾病、重要臟器功能嚴重受損、嚴重的室性心律失常、嚴重高血壓及糖尿病、再次CPB或手術者、以及近期口服降糖、降脂類藥物者。所有患者隨機分為兩組:七氟醚組(S組)和對照組(C組)。

1.2 麻醉方法

所有患者入室后給予面罩吸氧，監(jiān)測 ECG、SPO2，建立靜脈通路后靜注咪達唑侖1－2 mg，鹽酸戊乙奎醚1 mg。局麻下行左橈動脈穿刺置管持續(xù)監(jiān)測動脈血壓，麻醉誘導采用芬太尼5－10μg/kg，阿曲庫銨0.3 mg/kg，依托咪酯 0.1－0.3 mg/kg 靜脈緩慢注射，待肌肉松弛后行氣管內(nèi)插管接麻醉機持續(xù)機械通氣，調(diào)節(jié)氧濃度為80%，新鮮氣體流量為2 L/min，氣道壓維持在 10－15 mmHg，維持PETCO230－40 mmHg。氣管插管后行右頸內(nèi)靜脈穿刺置管術，并監(jiān)測CVP。麻醉維持:兩組皆于劈胸骨前、轉流前追加芬太尼5－15μg/kg，靜脈持續(xù)泵注阿曲庫銨10 mg/h維持肌松;S組患者誘導后至術畢持續(xù)吸入七氟醚0.5%－3.0%(CPB期間采用人工膜肺吸入麻醉);C組誘導后至術畢以芬太尼5－10 μg/(kg·h)及咪達唑侖0.05－0.1 μg/(kg·h)靜脈泵注，完全不吸入七氟醚。采用腦電雙頻譜指數(shù)(BIS)監(jiān)測麻醉深度，手術過程中維持BIS在40－55之間。如血壓較低使用去甲腎上腺素或麻黃堿維持MAP于60 mmHg，血壓較高時使用硝酸甘油維持MAP于90 mmHg。

1.3 CPB及七氟烷吸入方法

選用帶有獨立排氣口的西京膜式氧合器。兩組預充液成分相同，肝素化后建立CPB，淺中度低溫，從主動脈根部灌注高鉀含血停搏液。轉流期間維持MAP于50－80 mmHg，維持紅細胞壓積(Hct)于21%－23%，體外循環(huán)灌注流量50－80 ml/(kg·min)。主動脈開放后靜脈泵注多巴胺及硝酸甘油以維持血流動力學穩(wěn)定。S組轉流期間經(jīng)氧合器吸入七氟烷維持麻醉。操作步驟:將Datex－Ohmeda七氟醚麻醉氣體揮發(fā)罐與空氧混合器和微孔膜氧合器及硬殼儲血器通路連接，并通過連接將含七氟醚的廢氣由真空負壓吸引排出手術室，解決手術室的污染問題。

1.4 檢測指標

于術前(T1)、開放升主動脈時(T2)、主動脈開放后2 h(T3)及24 h(T4)各采集頸內(nèi)靜脈血3 ml，3 000 r/min離心10 min，取上清液，－70℃冰箱中保存。采用化學發(fā)光法檢測血清 hs-cTnI濃度，ELISA法測定血清IL-6、TNF-α濃度。

1.5 統(tǒng)計學分析

2 結果

兩組患者一般資料及術中情況比較差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.05，見表1)。

表1 兩組患者一般資料及術中主要指標的比較(±s)Table 1 Comparison of general information and intraoperative situations between two groups(±s)

表1 兩組患者一般資料及術中主要指標的比較(±s)Table 1 Comparison of general information and intraoperative situations between two groups(±s)

組別 n 性別構成(男/女)/例年齡/歲 體重/kg 心胸比 主動脈阻斷時間/min CPB時間/min S 組 18 7/11 40.7±12.4 56.4±8.3 0.62±0.03 75.2±22.2 119.2±30.1 C 組 18 6/12 42.5±12.1 58.4±9.1 0.61±0.06 73.9±23.4 112.2±37.8

兩組患者在 T1、T2時血清hs-cTnI的濃度均低于可檢出的下限(0.01 μg/ml)，按0.01 μg/ml進行統(tǒng)計分析。兩組患者在T1和T2時的血清hs-cT-nI、IL-6、TNF－α濃度組內(nèi)、組間差異均無統(tǒng)計學意義(P＞0.05);與T1和T2時比較T3，T4時兩組患者血清中hs-cTnI、IL-6和TNF－α濃度均明顯升高(P＞0.05);與 T3時比較，T4時兩組患者血清中 hscTnI濃度明顯升高(P＜0.05);而血清中 IL-6、TNF-α濃度明顯降低(P＜0.05)。T3和T4時血清 hscTnI、IL-6、TNF－α濃度S組均明顯低于C組(P＜0.05，見表2)。

3 討論

低溫、停跳、體外循環(huán)已經(jīng)成為心臟瓣膜置換術的常規(guī)模式，圍手術期各種原因所激發(fā)的炎性介質釋放和嚴重的系統(tǒng)炎性反應的發(fā)生，是心肌缺血－再灌注損傷發(fā)生和發(fā)展的主要原因之一。因此，減輕術中的心肌損害對疾病的預后有著至關重要的作用。

表2 兩組患者血清hs-cTnI、IL-6和TNF-α濃度比較(±s)Table 2 Comparison of hs-cTnI，IL-6，TNF-αconcentrations between two groups(±s)

表2 兩組患者血清hs-cTnI、IL-6和TNF-α濃度比較(±s)Table 2 Comparison of hs-cTnI，IL-6，TNF-αconcentrations between two groups(±s)

與 T1比較，a P＜0.05;與 T2比較，b P＜0.05;與 T3比較，c P＜0.05;與 C組比較，d P＜0.05

CPB的非生理性灌注、血液暴露于氧合器、血液與硅膠管道直接接觸、臟器的缺血－再灌注損傷等引起補體激活和單核/巨噬細胞激活，誘發(fā)大量炎性細胞因子 TNF-α、IL-6、IL-8及IL-10的產(chǎn)生和釋放，進而激活遠處器官的內(nèi)皮細胞，導致白細胞依賴性微血管損傷［2，3］。IL-6可直接由發(fā)生缺血－再灌注損傷的心肌細胞生成，是白介素家族的核心成員，是急性期反應的一種標識因子，可反映內(nèi)皮細胞急性炎癥的程度［4］。TNF-α是機體受到有害刺激后最早分泌的細胞因子，缺血再灌注期間心臟是產(chǎn)生TNF-α的主要來源，它可誘導其他多種因子的產(chǎn)生，可直接損傷血管內(nèi)皮細胞、免疫黏附、激活中性粒細胞產(chǎn)生多種活性物質，導致組織器官損傷［5］。細胞學研究還發(fā)現(xiàn)TNF-α，IL-6具有負性肌力的作用，可使心肌收縮功能下降［6］。因此，我們選擇 IL-6和TNF-α兩種炎癥因子來反映炎癥反應和內(nèi)皮細胞損傷的程度。

心肌肌鈣蛋白I(cTnI)是心肌細胞特有的細胞收縮結構蛋白，心肌細胞受損后將其釋放入血循環(huán)，是診斷心臟手術圍手術期心肌損傷敏感的特異指標，本實驗采用超敏感試劑用化學發(fā)光法檢測cTnI(臨床上稱之為hs-cTnI)，使得實驗的精度得到提高，可以發(fā)現(xiàn)微小心肌損傷，可作為心肌損傷獨立性的診斷指標［7］。

七氟醚作為一種新型的吸入麻醉藥，具有半衰期短、心臟抑制輕的優(yōu)點。大量的離體和在體的動物實驗發(fā)現(xiàn)，七氟醚對心肌缺血－再灌注損傷具有保護作用，表現(xiàn)為可以減少心律失常的發(fā)生，改善心肌收縮力，改善心肌血供，減少心肌梗死面積［8－10］。一些臨床研究也證實術中采用七氟醚維持麻醉的患者術后心臟功能恢復更好，cTnI水平顯著降低［11，12］。其機制與七氟醚能模擬缺血預處理樣作用有關，通過細胞內(nèi)信號轉導通路蛋白激酶C的激活、線粒體膜上ATP敏感的鉀通道激活、細胞內(nèi)鈣超載減輕而發(fā)揮其心肌保護作用［13］。另外，其對體內(nèi)促炎因子和抗炎因子的平衡也起到調(diào)節(jié)作用［14－16］。本研究結果顯示:與對照組相比，七氟醚組在主動脈開放后2 h和24 h兩個時間點hs-cTnI、IL-6和TNF-α濃度明顯降低，提示炎癥反應及心肌損傷程度均比對照組輕，表明應用七氟醚對心肌有保護作用。心肌損害時間點與炎性細胞因子釋放時點基本一致，提示心肌損傷可能與CPB后大量炎性細胞因子釋放及由炎性因子導致的心肌和內(nèi)皮細胞損傷有關。

本研究存在一些局限之處。首先，樣本量不夠大。為了排除非處理因素對統(tǒng)計學結果的影響，本研究嚴格執(zhí)行了納入和排除標準，盡量剔除那些干擾吸入麻醉藥心肌保護作用的臨床因素。只選擇行單瓣膜置換術的患者，以及同一組手術醫(yī)生，以盡量減少手術操作過程及手術醫(yī)生手法不同對所測定的參數(shù)帶來的影響。這些因素都限制了我們在一定時期內(nèi)能夠對較多數(shù)量的病人進行研究。其次，沒有研究七氟醚的心肌保護效應與其濃度的關系。有研究報道，術中吸入1.0肺泡最低有效濃度(MAC)的七氟醚可以產(chǎn)生明顯的心肌保護效果，低于1.0MAC的七氟醚無心肌保護效應。近來也有報道指出，接受體外循環(huán)的患者，給予0.5－1.0 MAC的七氟醚可引發(fā)與1.0個MAC相同的心肌保護效應，但更高的濃度也不會產(chǎn)生更好的保護效果。本研究是根據(jù)BIS麻醉深度調(diào)節(jié)七氟醚的濃度，有時無需1.0MAC的七氟醚即可達到滿意的麻醉深度。今后，我們將對七氟醚心肌保護效應的劑量依賴性和引起保護作用的最佳濃度做進一步研究。

綜上所述，應用七氟烷維持麻醉可有效減輕心臟瓣膜置換術患者心肌缺血－再灌注損傷，其機制可能與七氟醚可以抑制炎性因子的產(chǎn)生，減輕炎性因子對心肌及內(nèi)皮細胞的損害有關。

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