七氟烷預處理對小兒體外循環(huán)后腸黏膜屏障功能的影響

陳 琳，王瑞婷，賀克強，凡小慶

(安徽醫(yī)科大學附屬省立醫(yī)院麻醉科，安徽合肥 230001)

小兒心臟手術(shù)中腸黏膜屏障受損往往被忽視，因相關(guān)癥狀和體征被心腦肺等重要器官并發(fā)癥所掩蓋，以及術(shù)后機械通氣和鎮(zhèn)痛鎮(zhèn)靜的藥物應用等原因［1］，而造成腸黏膜屏障延遲的診斷和治療，導致嚴重的后果［2］，因此早期判斷腸黏膜屏障受損有利于減少術(shù)后胃腸道并發(fā)癥和改善患者預后。國內(nèi)外研究表明七氟烷對心肌［3-4］、腦［5］、腎［6］、肺［7］的損傷有器官保護作用，而關(guān)于七氟烷預處理是否對腸損傷有保護作用的臨床研究未見報道。本研究通過觀察圍體外循環(huán)期腸脂肪酸結(jié)合蛋白(IFABP)、二胺氧化酶(DAO)以及炎性因子白介素-6(IL-6)和腫瘤壞死因子-α(TNF-α)濃度變化，以及七氟烷預處理對上述指標的影響，來評估七氟烷預處理對小兒先心體外循環(huán)后的腸黏膜屏障功能的影響。

1 資料和方法

1.1 資料及分組 本研究經(jīng)過醫(yī)院倫理委員會同意，并與患兒家屬簽署麻醉知情同意書。選擇2014年10月至2015年1月期間，安徽省立醫(yī)院收治，經(jīng)體格檢查、胸片和超聲心動圖確診為室間隔缺損和房間隔缺損患兒30例，在淺低溫體外循環(huán)下行心內(nèi)直視房間隔缺損和室間隔缺損修補術(shù)。30例患兒包括室間隔缺損22例，房間隔缺損8例，患兒年齡在1～5歲，體重在10～25 kg，心功能分級在Ⅰ～Ⅱ級。具有下列情況者不納入研究對象:心功能Ⅲ級和Ⅳ級，術(shù)前有肺部感染性疾病，發(fā)熱，心臟復雜畸形，肝、腎功能不全，凝血功能異常，免疫性疾病，術(shù)前兩周運用激素和非甾體抗炎藥。采用隨機數(shù)字表法隨機分成兩組，一組為七氟烷預處理組(S組)，另一組為對照組(C組)。每組均15例。

1.2 試驗處置 術(shù)前30 min給予患兒肌注嗎啡0.2 mg·kg-1和長托寧(鹽酸戊乙奎醚)0.02 mg·kg-1。氯胺酮5 mg·kg-1肌注后入室，入室后開放下肢外周靜脈，行橈動脈置管，連續(xù)監(jiān)測動脈血壓，監(jiān)測腦電雙頻指數(shù)(BIS，Aspect medical system，Inc，USA)。

兩組患兒依次靜脈給予依托咪酯0.3 mg·kg-1、咪達唑侖 0.05 mg·kg-1、羅庫溴銨 1 mg·kg-1、舒芬太尼1μg·kg-1進行麻醉誘導。麻醉誘導完成后經(jīng)口或鼻明視氣管插管，連接麻醉呼吸機行機械通氣，設(shè)置呼吸參數(shù)。行頸內(nèi)靜脈置管，監(jiān)測中心靜脈壓。七氟烷預處理組在中心靜脈成功置管后開始吸入濃度2%的七氟烷至CPB開始，吸入時間為(42.7±8.2)min，對照組不給吸入麻醉藥。術(shù)中檢測心電圖(ECG)、心率(HR)、脈搏血氧飽和度(SPO2)、有創(chuàng)動脈血壓(ART)、中心靜脈壓(CVP)、呼氣末二氧化碳(PETCO2)、氣道峰壓(PEAK)、鼻咽溫度、肛溫和尿量，以及定期監(jiān)測血氣、電解質(zhì)、血糖、乳酸、血細胞比容和血紅蛋白水平。麻醉維持采用靜脈持續(xù)泵注丙泊酚4～6 mg·kg-1·h-1和瑞芬太尼20 ～30 μg·kg-1·h-1，間斷輸注咪達唑侖，舒芬太尼，順式阿曲庫銨維持鎮(zhèn)痛和肌松。術(shù)中根據(jù)患兒BIS值判斷麻醉深度調(diào)整用藥，保持血流動力學穩(wěn)定。

兩組患兒體外循環(huán)均采用德國Jostra HL-20型體外循環(huán)機、MAQUET膜式氧合器和微栓過濾器行非搏動性灌注。兩組患兒CPB預充液應用乳酸鈉林格晶體液、白蛋白和血漿，轉(zhuǎn)流前給予肝素3 mg·kg-1，維持ACT＞480 s，行上下腔靜脈和升主動脈插管，常規(guī)建立CPB。體外循環(huán)采用淺低溫(28～32℃)，保持Hct在20% ～29%，維持全流量灌注，100 ～150 mL·kg-1·min-1，保持 PaCO2在35～45 mmHg，維持平均動脈壓 MAP在50～80 mmHg，采用α穩(wěn)態(tài)血氣管理。左右心內(nèi)操作即將結(jié)束時開始復溫，并使用血管活性藥物維持血流動力學平穩(wěn)，待鼻咽溫度升至36℃停止復溫，所有患兒均自動復跳。用魚精蛋白1.5∶1中和肝素，必要時追加魚精蛋白。待活化凝血時間恢復到生理范圍，循環(huán)穩(wěn)定后停機。術(shù)后根據(jù)病情和血氣結(jié)果輸注濃縮紅細胞和新鮮冰凍血漿。

術(shù)后帶管送入心臟外科重癥監(jiān)護室，繼續(xù)機械通氣，給予鎮(zhèn)靜和鎮(zhèn)痛，待自主呼吸恢復良好后給予拔除氣管導管。

1.3 觀測指標 分別于頸內(nèi)靜脈穿刺即刻CPB前(T1)、停CPB 即刻(T2)、CPB 后2h(T3)、CPB 后6 h(T4)、CPB后24 h(T5)五個時間點抽取頸內(nèi)靜脈血液3 mL，以3 000 r·min-1轉(zhuǎn)速10 min后留取上清液，放在-80°C冰箱保存。采用雙抗體一步夾心法酶聯(lián)免疫吸附試驗(ELISA)測量血清中I-FABP、DAO、IL-6和TNF-α的濃度。

1.4 統(tǒng)計方法 采用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計學處理，觀測資料主要為計量資料，以均數(shù)±標準差(±s)表示，均通過正態(tài)性檢驗。多組多時點資料的比較采用兩因素重復測量方差分析，組間兩兩比較采用成組t檢驗，時點間兩兩比較為差值t檢驗。顯著性水準α=0.05。此外，由于試驗中存在血液稀釋，各指標測定結(jié)果根據(jù)紅細胞壓積(Hct)校正，校正值 =實測值 ×術(shù)前 Hct/采樣前Hct。

2 結(jié)果

2.1 一般情況與術(shù)后胃腸功能障礙的比較 兩組患兒的一般情況比較差異均無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)，見表1。

2.2 兩組患兒圍術(shù)期I-FABP和DAO的血清濃度變化 整體分析發(fā)現(xiàn):組間比較、時點間比較及分組與時間的交互作用均有顯著性意義(P＜0.05)。再行精細比較:兩組停體外循環(huán)后各時間點I-FABP和DAO水平與體外循環(huán)前比較均有顯著性意義(P＜0.05);而從停CPB即刻(T2)起，組間兩兩比較，I-FABP和DAO水平均有統(tǒng)計學差異(P＜0.05)。結(jié)合數(shù)據(jù)來看:停 CPB后即刻、2、6、24 h，S組患兒 I-FABP和DAO水平均低于對照組(C組)患兒。與體外循環(huán)前相比，體外循環(huán)后各時間點兩組患兒IFABP和DAO水平均升高，見表2。

表2 兩組患兒圍體外循環(huán)期I-FABP和DAO的血清濃度的變化(n=15，±s)

注:組間兩兩比較為成組t檢驗，時點間兩兩比較為差值t檢驗，兩兩比較的顯著線水準α’=0.05。

-1-1時點組別I-FABP/ng·L C組 S組DAO/U·mL C組 S組T1 167.35 ±62.39 152.49 ±59.24 9.78 ±1.22 9.24 ±1.06 T2 324.41 ±58.10 253.12 ±63.22 18.93 ±2.39 14.35 ±1.37 T3 359.24 ±74.36 290.11 ±69.27 22.72 ±1.84 20.04 ±2.41 T4 415.19 ±67.21 346.11 ±72.35 30.37 ±2.69 27.92 ±1.78 T5 284.92 ±67.31 220.97 ±56.11 15.18 ±1.12 13.68 ±1.99整體分析F，p (HF 系數(shù):0.506) (HF系數(shù):0.670)組別比較 4.544，0.003 4.843，0.002時點間比較 12.070，0.000 17.553，0.000組 ×時點 3.544，0.012 2.970，0.027組間比較t，p C vs S C vs S T1 1.157，0.257 0.896，0.378 T2 2.109，0.044 2.807，0.009 T3 3.240，0.003 2.351，0.026 T4 3.237，0.003 2.190，0.037 T5 3.130，0.004 2.058，0.049時點間比較t，p C組 S組 C組 S組T2 vs T1 2.333，0.027 2.489，0.019 2.333，0.038 2.142，0.041 T3 vs T1 2.723，0.011 3.040，0.005 2.723，0.013 2.351，0.026 T4 vs T1 3.670，0.001 3.408，0.002 3.670，0.002 3.674，0.001 T5 vs T1 2.140，0.041 2.098，0.045 2.140，0.047 2.058，0.049

2.3 兩組患兒圍術(shù)期IL-6和TNF-α的血清濃度變化整體分析發(fā)現(xiàn):組間比較、時點間比較及分組與時間的交互作用均有顯著性意義(P＜0.05)。再行精細比較:兩組停體外循環(huán)后各時間點IL-6和TNF-α水平與體外循環(huán)前比較有顯著性意義(P＜0.05);而從停CPB即刻(T2)起，組間兩兩比較，IL-6和TNF-α水平均有統(tǒng)計學差異(P＜0.05)。結(jié)合數(shù)據(jù)來看:停CPB后即刻、2、6、24 h，S 組患兒 IL-6 和 TNF-α 水平均低于對照組(C組)患者;與體外循環(huán)前相比，體外循環(huán)后各時間點兩組患兒IL-6和TNF-α水平均升高，見表3。

表3 兩組患兒圍體外循環(huán)期IL-6和TNF-α的血清濃度的變化(n=15，±s)

表3 兩組患兒圍體外循環(huán)期IL-6和TNF-α的血清濃度的變化(n=15，±s)

注:組間兩兩比較為成組t檢驗，時點間兩兩比較為差值t檢驗，兩兩比較的顯著線水準α’=0.05。

時點組別IL-6/ng·L-1 C組 S組TNF-α/ng·L-1 C組 S組T1 18.36 ±10.78 19.12 ±10.35 28.35 ±10.12 23.73 ±9.17 T2 38.76 ±11.03 30.68 ±9.18 57.31 ±8.37 45.37 ±11.36 T3 62.62 ±13.71 43.15 ±11.24 87.69 ±13.37 59.24 ±12.65 T4 56.18 ±11.02 41.36 ±12.34 70.18 ±8.15 47.06 ±11.79 T5 38.56 ±10.57 30.05 ±11.82 56.37 ±10.69 40.73 ±10.12整體分析 F，p (HF 系數(shù):0.632) (HF 系數(shù):0.706)組別比較 3.754，0.009 3.930，0.007時點間比較 12.070，0.000 17.553，0.000組 × 時點 33.544，0.000 42.970，0.000組間比較t，p C vs S C vs S T1 0.739，0.466 1.216，0.234 T2 2.229，0.034 2.302，0.029 T3 3.136，0.004 2.408，0.002 T4 2.912，0.007 3.689，0.001 T5 3.674，0.001 2.973，0.006時點間比較t，p C組 S組 C組 S組T2vs T1 2.154，0.040 2.058，0.049 2.368，0.025 2.203，0.036 T3vs T1 4.530，0.000 2.216，0.035 4.723，0.000 3.136，0.004 T4vs T1 3.674，0.001 2.190，0.037 3.408，0.002 2.243，0.033 T5vs T1 2.142，0.041 2.102，0.044 2.302，0.029 2.154，0.040

2.4 兩組患兒術(shù)后胃腸功能障礙 對照組患兒術(shù)后3 d內(nèi)出現(xiàn)腹脹2例，嘔吐3例，嘔吐物為咖啡渣樣胃液1例，七氟烷預處理組患兒術(shù)后3 d內(nèi)出現(xiàn)腹脹1例，嘔吐2例，未出現(xiàn)咖啡渣樣胃液。

3 討論

腸黏膜屏障主要是指防止腸道內(nèi)有害物質(zhì)比如細菌和內(nèi)毒素等穿過腸黏膜組織進入人體器官的一道屏障。CPB引起胃腸道黏膜屏障受損的主要原因有:(1)CPB和心臟手術(shù)本身引起機體產(chǎn)生強烈的應激反應，增加胃腸道氧耗，釋放大量血管收縮介質(zhì)，引起腸黏膜微循環(huán)障礙，導致腸黏膜缺血缺氧;(2)CPB中非搏動性灌注和血液稀釋引起胃腸道低灌注狀態(tài);(3)CPB中血液與人工材料管道長時間接觸和缺血再灌注損傷可以引起白細胞、內(nèi)皮細胞和血小板的活化，激活補體系統(tǒng)、激肽系統(tǒng)和纖溶系統(tǒng)，產(chǎn)生級聯(lián)式的瀑布反應，引起全身反應綜合征;(4)患者術(shù)前心功能差，CPB時間長，術(shù)后低心排等。本研究中患兒術(shù)后出現(xiàn)嘔吐并且嘔吐物存在咖啡渣樣胃液也提示CPB后胃腸黏膜受到嚴重損害。

I-FABP主要存在于小腸中，具有良好的器官特異性。I-FABP存在于成熟的絨毛上皮細胞中，正常情況下周圍血管中檢測不到I-FABP，但當小腸遭受到缺氧缺血和再灌注損害時，腸上皮細胞通透性增加，釋放出I-FABP進入血循環(huán)，因此I-FABP可作為評價腸黏膜屏障早期損傷的標志［8］。Kanda等［9］通過對大鼠腸缺血實驗模型研究證實，I-FABP在小腸缺血早期階段即可以迅速增加。

DAO是一種存在于腸道組織的細胞內(nèi)酶，尤其是在腸道絨毛上皮細胞具有高度活性。DAO的主要作用是參與多胺的脫羧基作用，是細胞增殖的關(guān)鍵物質(zhì)。DAO在正常情況下外周血循環(huán)中的濃度較低，當腸黏膜上皮細胞受損時，DAO被大量釋放入血，使血漿中的濃度升高，DAO的血清水平在反應了腸黏膜的完整性和損傷程度。有文獻報道［10］稱在腸道缺血時，DAO濃度升高，DAO的濃度水平反映了腸道缺血的程度。

表1 兩組患者一般情況的比較(±s)

表1 兩組患者一般情況的比較(±s)

組別 C組(n=15) S組(n=15)性別(男/女)9/6 7/8年齡/歲 3.85 ±1.20 3.79 ±1.03體重/kg 14.72 ±3.32 15.33 ±4.58手術(shù)時間/min 155.02 ±20.74 151.61 ±19.96主動脈阻斷時間/min 19.27 ±4.55 18.19 ±5.02 CPB時間/min 31.47 ±9.03 35.15 ±7.65

本研究中兩組患兒CPB后的I-FABP、DAO的血清濃度均較CPB前升高，并且兩組指標的血清濃度均在CPB后6 h達到峰值，而兩組患兒的CPB后24 h的I-FABP和DAO濃度仍高于CPB前，說明小兒先心心臟直視手術(shù)圍體外循環(huán)期，患兒的腸黏膜發(fā)生缺血缺氧，腸黏膜屏障功能受損。

TNF-α是腸道上皮細胞凋亡的重要的調(diào)節(jié)因子，在病理條件下，腸道炎性細胞分泌大量TNF-α，誘導腸上皮細胞凋亡，參與黏膜固有層炎性反應和上皮細胞脫落，從而增加腸道上皮細胞通透性，引起腸屏障功能損害。IL-6是促炎癥細胞因子，IL-6的升高可以誘導內(nèi)源性介質(zhì)的釋放，產(chǎn)生急性期炎癥反應，是組織損傷的早期敏感指標。TNF-α可以刺激產(chǎn)生IL-6，IL-6和TNF-α可協(xié)同促進中性粒細胞向內(nèi)皮細胞黏附，在調(diào)節(jié)炎癥級聯(lián)反應中可能起重要作用［11］。本研究中TNF-α、IL-6的血清濃度較CPB前升高，說明CPB引起了炎性介質(zhì)的釋放，可能誘發(fā)了腸黏膜屏障損傷。

丁永波等［12］研究發(fā)現(xiàn)，七氟烷對大鼠的腸道缺血再灌注損傷的保護作用機制可能是減少腸損傷時IL-6、TNF-α的分泌和降低氧自由基的含量，維持組織超氧化物歧化酶活力。而程志芳等［13］通過在大鼠缺血再灌注模型中研究得出，七氟烷預處理減輕大鼠缺血再灌注組腸組織病理損害，可以提高Bcl-2和降低Caspase-3蛋白的表達，減少細胞凋亡，且與PKC和mKATP通道的激活有關(guān)，說明七氟烷預處理可能通過減少細胞凋亡而保護腸黏膜屏障。同時七氟烷也可以通過抑制炎癥反應而起到器官保護的作用。Gan等［14］研究發(fā)現(xiàn)七氟烷預處理能顯著下調(diào)MPO活動，ICAM-1蛋白表達及IL-6的濃度，抑制中性粒細胞聚集黏附，減輕全身炎癥級聯(lián)反應。通過對肝切除術(shù)后患者研究［15］得出肝門阻斷再開放后誘發(fā)了缺血再灌注，導致腸損傷，七氟烷的預處理減輕腸道缺血再灌注損傷，通過抑制TNF-α的生成，減輕了炎性反應，從而保護腸道黏膜屏障。在大鼠缺血再灌注損傷模型中［16］，七氟烷預處理可能是通過抑制NF-κB蛋白表達，進而影響受NF-κB調(diào)控的下游炎癥反應途徑，從而抑制ICAM-1、TNF-α的表達，減輕炎性反應保護腸黏膜屏障。

本研究中，經(jīng)過2%七氟烷預處理后的實驗組在CPB后的I-FABP、DAO、TNF-α和IL-6的血清濃度水平明顯低于未經(jīng)處理的對照組，說明七氟烷預處理減少腸黏膜I-FABP、DAO、TNF-α和IL-6的釋放，減輕腸道黏膜屏障的損傷，可能的機制是通過抑制中性粒細胞向內(nèi)皮細胞的黏附，抑制細胞的凋亡和減少炎性介質(zhì)的釋放，抑制炎癥反應。

綜上所述小兒體外循環(huán)心臟外科手術(shù)中有腸黏膜屏障功能的受損，而2%七氟烷預處理對圍體循期炎癥反應可能有抑制作用，對腸黏膜膜屏障可能有保護作用。

［1］Nilsson J，Hansson E，Andersson B.Intestinal ischemia after cardiac surgery:analysis of a large registry［J］.J Cardiothorac Surg，2013，8(156):1-7.

［2］Ghosh S，Roberts N，F(xiàn)irmin RK，et al.Risk factors for intestinal ischaemia in cardiac surgical patients［J］.Eur J Cardiothorac Surg，2002，21:411-416.

［3］Gong JS，Yao YT，F(xiàn)ang NX，et al.Sevoflurane postconditioning attenuates reperfusion-induced ventricular arrhythmias in isolated rat hearts exposed to ischemia reperfusion injury［J］.Mol Biol Rep，2012，39(6):6417-6425.

［4］Yao YY，Zhu MH，Zhang FJ，et al.Activation of Akt and cardioprotection against reperfusion injury are maximal with only five minutes of sevoflurane postconditioning in isolated rat hearts［J］.J Zhejiang Univ Sci B，2013，14(6):511-517.

［5］Wang JK，Wu HF，Zhou H，et al.Postconditioning with sevoflurane protects against focal cerebral ischemiaand reperfusion injury involvingmitochondrial ATP-dependent potassium channel and mitochondrial permeability transition pore［J］.Neurol Res，2015，37(1):77-83.

［6］Obal D，Dettwiler S，F(xiàn)avoccia C，et al.Effect of sevoflurane preconditioning on ischaemia/reperfusion injury in the rat kidney in vivo［J］.Eur JAnaesthesiol，2006，23(4):319-326.

［7］Kalimeris K，Zerva A，Matsota P，et al.Pretreatment with sevoflurane attenuates direct lung injury［J］.Minerva Anestesiol，2014，80(6):635-644.

［8］Kanda T，Nakatomi Y，Ishikawa H，et al.Intestinal fatty acidbinding protein as a sensitive marker of intestinal ischemia［J］.Dig Dis Sci，1992，37(9):1362-1367.

［9］Kanda T，Tsukahara A，Ueki K，et al.Diagnosis of ischemic small bowel disease by measurement of serum intestinal fatty acidbinding protein in patients with acute abdomen:a multicenter，observer-blinded validation study［J］.J Gastroenterol，2011，46(4):492-500.

［10］Bragg LE，Thompson JS，West WW.Intestinal diamineoxidaselevels reflect ischemic injury［J］.J Surg Res，1991，50(3):228-233.

［11］張 銳，葛建軍.四種炎癥因子與冠心病的關(guān)系研究［J］.安徽醫(yī)藥，2014，18(4):695-696.

［12］丁永波，馬加海，李愛芝，等.七氟醚對大鼠急性腸缺血再灌注損傷的保護作用［J］.山東醫(yī)藥，2009，49(42):34-35.

［13］程志芳，方 潔，李玉娟，等.蛋白激酶C和線粒體ATP敏感性鉀通道在七氟醚預處理抗腸缺血再灌注損傷中的作用［J］.國際麻醉學與復蘇雜志，2013，34(9):783-786，807.

［14］Gan X，Su G，Zhao W，et al.The mechanism of sevoflurane preconditioning-induced protections against small intestinal ischemia reperfusion injury is independent of mast cell in rats［J］.Mediators Inflamm，2013:378703.

［15］韋美良，陳 序，原見春.七氟醚預處理對肝癌切除術(shù)患者腸損傷的影響［J］.中華麻醉學雜志，2014，34(11):1306-1308.

［16］沈 途，張錦英，陳 權(quán).七氟醚預處理對大鼠缺血一再灌注肝臟NF-κB及 ICAM-1表達的影響［J］.臨床麻醉學雜志，201l，27(2):182-184.