七氟醚預處理對CVR患者血清炎性細胞因子和心肌酶的影響

朱 輝，李 輝，楊進國，孔俊麗，吳清海，金 琪

(湖北醫(yī)藥學院附屬東風醫(yī)院， 湖北 十堰 442000)

七氟醚預處理對CVR患者血清炎性細胞因子和心肌酶的影響

朱 輝，李 輝，楊進國，孔俊麗，吳清海，金 琪

(湖北醫(yī)藥學院附屬東風醫(yī)院， 湖北 十堰 442000)

[摘要]目的 觀察七氟醚(Sev)預處理對體外循環(huán)下心臟瓣膜置換術(shù)(CVR)患者血清炎性細胞因子和心肌酶的影響，探討其對心臟保護作用的可能機制。方法 選擇擇期行CVR患者60例，ASAⅡ～Ⅲ級，隨機分為對照組(C組)和Sev預處理組(S組)，每組30例。S組在麻醉誘導后吸入1.0%的Sev，30 min后洗脫，至體外循環(huán)(CPB)開始時使呼氣末Sev濃度均<0.1%。用丙泊酚、咪達唑侖、舒芬太尼、維庫溴銨維持麻醉， BIS值保持在40～50。C組不吸入Sev，其余用藥同S組。分別于麻醉前(t0)、主動脈開放時(t1)、主動脈開放后2 h(t2)及術(shù)后24 h(t3)采集橈動脈血，檢測血清IL-6、IL-8、TNF-α、cTnI、CK、CK-MB水平。 結(jié)果t2和t3時，2組血清IL-6、IL-8和TNF-α水平均較t0和t1時明顯升高(P均<0.05)，t3時較t2時明顯降低(P均<0.05)，S組t2和t3時均明顯低于C組(P均<0.05)；t0時2組血清cTnI、CK和CK-MB水平均在正常范圍，t1～t3時明顯升高(P均<0.05)，S組t1～t3時血清cTnI水平均明顯低于C組(P均<0.05)。結(jié)論 七氟醚預處理能明顯減輕CVR患者的心肌缺血再灌注損傷，其心肌保護作用機制可能與抑制炎性因子的產(chǎn)生和減少心肌酶的釋放有關(guān)。

七氟醚；預處理；心肺轉(zhuǎn)流；瓣膜置換術(shù)；炎性因子；心肌酶學

心臟瓣膜病是我國常見心臟病之一，患者在體外循環(huán)(cardiopulmonary bypass，CPB)下行心臟瓣膜置換術(shù) (cardiac valve replacement，CVR)時，除了手術(shù)操作的直接損傷外，都會伴隨不同程度的心肌缺血再灌注損傷 (myocardial ischemia-reperfusion injury，MIRI)，加重心肌損害[1]。心肌缺血預處理(ischemic preconditioning, IPC)是目前有效的心肌保護措施之一，實驗研究證明, 吸入麻醉預處理(Anesthetics preconditioning, APC)可達到與IPC相似的效果[2]。七氟醚(sevoflurane，Sev)是一種目前臨床上廣泛使用的吸入麻醉藥。本研究通過觀察Sev預處理對CPB下CVR患者血清白細胞介素-6(IL-6)、白細胞介素-8(IL-8)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、心肌肌鈣蛋白I(cTnI)、 肌酸磷酸激酶(CK)和肌酸磷酸激酶同工酶(CK-MB)水平的影響，探討了Sev預處理在CPB下CVR中的心肌保護作用。

1 臨床資料

1.1 一般資料 經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準和患者知情同意并簽字，選擇2012年7月—2014年12月在本院擇期行CVR的患者60例，ASAⅡ～Ⅲ級。男29例，女31例；年齡18～65歲；體質(zhì)量48～72 kg；二尖瓣置換術(shù)20例，主動脈瓣置換術(shù)20例，聯(lián)合瓣膜(二尖瓣+主動脈瓣)置換術(shù)20例；術(shù)前血生化檢查各項指標基本無異常。排除術(shù)前有感染者，有使用激素或免疫調(diào)節(jié)劑病史者，左室射血分數(shù)低于40%者，血流動力學不穩(wěn)定需正性肌力藥物維持者，肺、肝、腎及凝血功能障礙者，糖尿病、原發(fā)性高血壓及冠心病、腫瘤者，以往曾行心臟手術(shù)者。剔除CPB停機失敗需再次CPB者，術(shù)后再次手術(shù)者及臨時改變手術(shù)方式、發(fā)生麻醉及手術(shù)意外或并發(fā)癥及各種不良反應者。采用計算機隨機化抽樣將患者均分為2組：對照組(C組)30例，男14例，女16例；年齡(41.5±11.3)歲；體質(zhì)量(55.2±8.6)kg；左室射血分數(shù)(62±6.1)%。Sev預處理組(S組)30例，男15例，女15例；年齡(42.0±10.6)歲；體質(zhì)量(56.1±7.9)kg；左室射血分數(shù)(61±5.8)%。2組性別、年齡、體質(zhì)量、左室射血分數(shù)比較差異均無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)，具有可比性。

1.2 麻醉方法

1.2.1 麻醉前準備 所有患者術(shù)前常規(guī)禁食12 h、禁水8 h，麻醉前30 min肌注長托寧0.01 mg/kg 、嗎啡0.15 mg/kg。進手術(shù)室后開放靜脈，面罩吸氧，常規(guī)監(jiān)測心電圖(ECG)、平均動脈壓(MAP)、脈搏(P)、血氧飽和度[Sp(O2)]、基礎(chǔ)體溫(T)、呼氣末二氧化碳分壓[pET(CO2)]、血電解質(zhì)、血氣分析、激活全血凝固時間(ACT)、尿量及腦電雙頻譜指數(shù)(BIS)。

1.2.2 麻醉誘導 2組均靜脈注射咪達唑侖0.06～0.08 mg/kg、依托咪酯0.2～0.3 mg/kg、舒芬太尼0.4～0.6 μg/kg 及羅庫溴銨0.6～0.8 mg/kg進行麻醉誘導，氣管內(nèi)插管后行機械通氣，給予60%氧氣吸入，潮氣量8～10 mL/kg，呼吸頻率10～12次/min，吸呼比為1∶2，維持pET(CO2)在35～45 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)。做橈動脈、頸內(nèi)靜脈穿刺監(jiān)測MAP、中心靜脈壓(CVP)。S組在麻醉誘導后吸入1.0% Sev(雅培公司，批號：9520)，30 min后洗脫，至CPB開始時使呼氣末Sev濃度<0.1%(用Detax公司Cardiocap麻醉氣體檢測儀檢測)。用丙泊酚、咪達唑侖、舒芬太尼、維庫溴銨維持麻醉，BIS值保持在40～50。C組不吸入Sev，其余用藥同S組。CPB常規(guī)預充，肝素3 mg/kg抗凝，維持ACT﹥480 s，CPB期間灌注流量2.20～2.80 L/(min·m2),鼻咽溫28～32 ℃，HCT 0.25～0.30，4∶1含血高鉀停跳液于主動脈根部灌注，使心電呈等電位線，心臟表面用冰屑降溫，MAP維持在50～60 mmHg，停機后用魚精蛋白(1∶1.2)中和肝素。術(shù)中及術(shù)后應用去氧腎上腺素、多巴胺、多巴酚丁胺、硝酸甘油維持循環(huán)穩(wěn)定?；颊咝g(shù)后回ICU，使用60%O2機械通氣20 h左右。

1.3 標本采集及檢測 分別于麻醉前(t0)、主動脈開放時(t1)、主動脈開放后2 h(t2)及術(shù)后24 h(t3)采集2組橈動脈血6 mL，3 000 r/min離心15 min，取上清液分裝于6個1 mL的AP管中，于-80 ℃冷凍保存待測。應用酶聯(lián)免疫法(ELISA 法)定量分析測定血清IL-6、IL-8、TNF-α水平，應用放免法定量分析測定cTnI水平；應用比色法定量分析測定CK、CK-MB水平。檢測試劑盒為北京普爾偉業(yè)生物科技有限公司提供。

2 結(jié) 果

2.1 2組手術(shù)情況比較 2組術(shù)中情況比較差異均無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)。見表1。

表1 2組手術(shù)情況比較

2.2 2組不同時點血清IL-6、IL-8和TNF-α水平比較t0和t1時,2組血清IL-6、IL-8和TNF-α水平組內(nèi)、組間比較差異均無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)，t2及t3時均較t0和t1時明顯升高(P均<0.05)，t3時較t2時明顯降低(P均<0.05)；t2和t3時S組各指標水平均明顯低于C組(P均<0.05)。見表2。

2.3 2組不同時點cTnI、CK和CK-MB水平比較t0時,2組cTnI 、CK和CK-MB水平均在正常范圍內(nèi)，2組間比較差異均無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)；t1～t3時，2組各指標水平均較t0時升高(P均 <0.05)。t1～t3時，S組cTnI 水平明顯低于C組(P均<0.05)，CK和CK-MB水平較低，但2組間比較差異無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)。見表3。

表2 2組不同時點血清IL-6、IL-6和TNF-α水平比較

注：①與t0比較，P<0.05；②與t1比較，P<0.05；③與t2比較，P<0.05；④與C組比較，P<0.05。

3 討 論

表3 2組不同時點cTnI、CK 和CK-MB水平比較

注：①與t0比較，P<0.05；②與C組比較，P<0.05。

CVR是治療心臟瓣膜病的有效手段, 但麻醉、身體溫度的變化以及CPB中血液與非生理性人工管道的接觸、非生理性血流狀態(tài)的改變等，可誘發(fā)局部和全身的大量炎性細胞因子IL-6、IL-8 及TNF-α的釋放和“瀑布效應”， 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[3-4]，引起全身炎癥反應綜合征(SIRS)[5]。MIRI和SIRS協(xié)同作用，增加了術(shù)后心臟不良事件的發(fā)生率，影響患者預后。因此，如何有效減輕MIRI和SIRS對心肌的損害一直是臨床研究的熱點。已有的心肌保護方法雖有一定效果，但尚不滿意。目前的相關(guān)研究主要集中在新技術(shù)、新材料和相關(guān)藥物的應用方面，其中近年來興起的缺血與藥物預處理成為一種有前途的新治療方法[6]。

Sev作為一種新型的鹵代烴基醚類揮發(fā)性麻醉劑，具有起效快、恢復快、對呼吸循環(huán)影響小等優(yōu)點，已廣泛應用于臨床。大量的離體和在體的動物實驗發(fā)現(xiàn)，Sev可以通過減少心律失常發(fā)生、改善心肌收縮力和心肌血供、減少心肌梗死面積對MIRI起到保護作用[7-9]。一些臨床研究也報道了術(shù)中持續(xù)采用Sev維持麻醉的患者術(shù)后心臟功能恢復更好[10-12]。有研究顯示，吸入0.5～1.0 MAC的Sev可對CPB下冠脈手術(shù)的患者產(chǎn)生明顯的心肌保護作用[13]。本研究采用連續(xù)吸入1%Sev預處理的方式，觀察了其對CVR患者血清IL-6、IL-8 、TNF-α、cTnI、CK和CK-MB水平的影響。其中cTnI是一種心肌收縮調(diào)節(jié)蛋白，其含量作為一項判斷心肌損傷時效性、敏感性和特異性的首選指標和“金標準”[14]，可用于圍術(shù)期心肌保護效果的評估[15]。CK在正常人血清中含量甚少，主要存在于骨骼肌、心肌中，組織損傷后CK可迅速釋放入血致其含量明顯升高，在骨骼肌損傷的情況下其也可以升高。而CK-MB大量存在于心肌中，骨骼肌中含量較少，與CK相比，其特異性和敏感性均較優(yōu)，特異性甚至高達95%[16]。CK-MB是診斷急性心肌損傷的另一個可靠生化指標，更能檢測和反映心肌的不可逆性損害[17]。

本研究結(jié)果顯示，與t0和t1時比較，t2和t3時,2組血清IL-6、IL-8和TNF-α水平均明顯升高(P均<0.05)，表明主動脈阻斷與開放可導致SIRS，引起血清中IL-6、IL-8和TNF-α水平迅速升高，提示MIRI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)皮細胞損傷密切相關(guān)。t2和t3時血清IL-6、IL-8和TNF-α水平S組均明顯低于C組(P均<0.05)，提示S組炎癥反應及心肌損傷程度均比C組輕，表明采用1%Sev預處理的方式能顯著減少這些炎性細胞因子的大量釋放， 對心肌有保護作用。本實驗設(shè)計選擇的是Sev預處理，檢測的炎性細胞因子也相對全面。而在既往研究中，學者選擇了另外不同的Sev用藥方式和/或采用少數(shù)炎性細胞因子作為檢測指標[18-19]，本研究結(jié)果與之有部分吻合之處。

本研究結(jié)果還顯示，2組t0時血清cTnI、CK和CK-MB水平均在正常范圍內(nèi)，t1～t3時2組cTnI 、CK和CK-MB水平均顯著高于t0時(P均<0.05)，說明停跳、手術(shù)損傷、尤其是主動脈阻斷和缺血長時間后再開放，可能導致了MIRI，cTnI、CK和CK-MB從心肌中釋放入血。而S組t1～t3時血清cTnI水平顯著低于C組(P均<0.05)，表明Sev預處理可減少cTnI釋放。S組CK和CK-MB水平在t1～t3時也均比C組低，說明Sev預處理也可減少CK和CK-MB釋放，但差異無統(tǒng)計學意義，分析原因可能與它們的特異性相對較低有關(guān)。由此可以看出，Sev預處理能夠減輕MIRI程度，減少因MIRI導致的心肌酶的釋放，促進MIRI后心肌組織的恢復，從而對心肌起到一定的保護作用。

綜上所述，Sev預處理能明顯減輕CVR患者的MIRI，其心肌保護作用機制可能與抑制炎性細胞因子的產(chǎn)生和減少心肌酶的釋放有關(guān)。本研究為臨床合理地指導麻醉用藥、改善CVR患者的器官功能、豐富器官保護途徑提供了一定的臨床應用參考和基礎(chǔ)理論依據(jù)。但本研究樣本量不夠大，沒有涉及Sev的心肌保護效應與其劑量及濃度的關(guān)系。Sev預處理對心肌保護作用的劑量依賴性和最佳濃度有待進一步研究。

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Effects of sevoflurane preconditioning on inflammatory cytokine and myocardial enzyme in patients undergoing cardiac valve replacement

ZHU Hui, LI Hui， YANG Jinguo, KONG Junli, WU Qinghai, JIN Qi

(Dongfeng Hospital,Hubei University of Medicine, Hubei 442000, Hubei, China)

Objective It is to investigate the effect of sevoflurane(Sev) preconditioning on inflammatory cytokine and cardiac enzyme in the patients undergoing cardiac value replacement(CVR) and to explore the mechanism of Sev protecting heart. Methods A total of 60 ASAⅡ-Ⅲ patients under cardiopulmonary bypass for CVR, were randomly assigned into 2 groups (n=30): control group(group C) and Sev preconditioning group(group S). Group S received 1.0% Sev after anesthesia induction lasting for 30 min, and then being washed out until the beginning of CPB when the end tidal concentration of Sev was lower than 0.1%. Anesthesia was maintained with propofol, midazolam, sufentanil and vecuronium, BIS was maintained at 40-50. Group C received the same treatment as group S but no Sev preconditioning. The artery blood samples were collected to detect the serum concentration of IL-6, IL-8, TNF-α and the plasma levels of cTnI, CK and CK-MB before anesthesia (t0), at the time of aortic unclamping (t1), 2 h (t2) after aortic unclamping and 24 h(t3) after operation, respectively. Results The serum concentration of IL-6, IL-8 and TNF-α were higher att2andt3in both groups than att0andt1respectively(P<0.05), they were decreased att3in both groups than att2(P<0.05), they were significantly lower att2andt3in group S than in group C (P<0.05)．Plasma levels of cTnI, CK and CK-MB were within normal range att0in two groups, compared witht0, those in the two groups were increased significantly att1-t3(P<0.05), compared with the group C, they were significantly lower in the group S att1-t3. Conclusion Sev preconditioning could alleviate the ischemia/reperfusion injury in patients undergoing CVR, which may be related to the inhibition of inflammatory factors and the reducing of myocardial enzyme.

Sevoflurane；preconditioning；cardiopulmonary bypass；cardiac valve replacement；inflammatory factor；myocardium/enzymology

朱輝，男，碩士，副主任醫(yī)師，副教授，研究方向為圍術(shù)期器官保護。

楊進國,E-mail：yangjinguo-2335@163.com

湖北省教育廳青年基金項目 (Q20122404)；湖北省科技廳自然科學基金項目(2012FFC004)；十堰市科學技術(shù)研究與開發(fā)項目(ZD2011033)

10.3969/j.issn.1008-8849.2015.25.003

R614.2

A

1008-8849(2015)25-2743-04

2015-03-02