硫酸鎂在圍手術(shù)期應(yīng)用的研究進(jìn)展

作者單位：150000 哈爾濱， 哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院麻醉科

硫酸鎂在圍手術(shù)期應(yīng)用的研究進(jìn)展

趙忠春崔曉光

【摘要】硫酸鎂為生理性鎂離子補(bǔ)充劑、天然的非競爭性N-甲基-D-天冬氨酸受體阻滯劑以及鈣通道阻滯劑。在圍手術(shù)期應(yīng)用硫酸鎂能夠抑制應(yīng)激反應(yīng)、輔助鎮(zhèn)痛、抗炎，其還具有抗蘇醒期躁動、治療術(shù)后心律失常等作用。該文就硫酸鎂在圍手術(shù)期的臨床應(yīng)用及研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，主要介紹了硫酸鎂在圍手術(shù)期對心血管系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、中樞神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)的影響及其在麻醉鎮(zhèn)痛中的作用。

【關(guān)鍵詞】硫酸鎂； 圍手術(shù)期；麻醉

DOI:10.3969/g.issn.0253-9802.2015.07.002

Abstract【】Magnesium sulfate is capable of not only supplementing physiological magnesium ions but also functioning as a natural, noncompetitive N-methyl-D-aspartate receptor (NMDA) blocker and a calcium channel blocker. The perioperative application of magnesium sulfate can suppress stress responses, reduce pain, and inhibit inflammatory reactions. Studies have also demonstrated that magnesium sulfate has therapeutic effects on postoperative arrhythmia and restlessness during the anesthesia recovery period. This article reviewed the progress of research addressing the clinical application of magnesium sulfate during the perioperative period, focusing on the effects of magnesium sulfate on the cardiovascular system, respiratory system, central nervous system and immune system, as well as the role of magnesium sulfate in anesthesia and analgesia.

收稿日期：(2015-04-21)

Progress of research in the perioperative application of magnesium sulfateZhaoZhongchun,CuiXiaoguang.DepartmentofAnesthesiology,theSecondAffiliatedHospitalofHaerbinMedicalUniversity,Haerbin150000,China

【Key words】Magnesium sulfate; Perioperative period; Anesthesia

鎂離子是人體內(nèi)不可缺少的離子之一，是細(xì)胞內(nèi)除鉀離子以外最多的陽離子，同時是體內(nèi)新陳代謝過程中300多種酶活動的輔助因子。鎂能維持核酸結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，參與蛋白質(zhì)與核酸的合成、肌肉收縮等多種生理過程。硫酸鎂不僅在哮喘、高血壓危象、先兆子癇等疾病的防治中發(fā)揮重要作用，而且能夠維護(hù)患者在圍手術(shù)期的生命安全。本文就硫酸鎂對機(jī)體各系統(tǒng)及麻醉鎮(zhèn)痛的相關(guān)作用及應(yīng)用進(jìn)展進(jìn)行闡述。

一、硫酸鎂對機(jī)體各系統(tǒng)的影響

1.心血管系統(tǒng)

1.1預(yù)防氣管插管時的心血管不良反應(yīng)

全身麻醉患者在進(jìn)行喉鏡置入和氣管插管操作時，機(jī)體產(chǎn)生強(qiáng)烈的應(yīng)激反應(yīng)，特別是有基礎(chǔ)高血壓病病史的患者，更易發(fā)生心血管的不良反應(yīng)，如顱內(nèi)出血、心肌缺血、心律失常等。硫酸鎂作為鈣離子拮抗劑，可減少兒茶酚胺類神經(jīng)遞質(zhì)的釋放，抑制應(yīng)激反應(yīng)，維持血流動力學(xué)平穩(wěn)。Panda等[1]觀察了擇期行全身麻醉的高血壓病患者，在氣管插管前分別用硫酸鎂(靜脈滴注30 mg/kg)、利多卡因、安慰劑預(yù)處理，結(jié)果顯示，在麻醉誘導(dǎo)后及術(shù)中，硫酸鎂組血流動力學(xué)均較其他組平穩(wěn)。在另一項心外科手術(shù)的研究中也得到了同樣的結(jié)論，Mesbah Kiaee等[2]觀察了行冠狀動脈旁路移植術(shù)(CABG)的患者，硫酸鎂組的血流動力學(xué)波動幅度較對照組和利多卡因組小，且無發(fā)生嚴(yán)重的低血壓、拔管時間較其他組短。

1.2治療術(shù)后心律失常

有研究顯示，老年人胸外科手術(shù)后心房顫動的發(fā)生率高達(dá)46%，常發(fā)生于術(shù)后第2或第3日，可引起低血壓、腦卒中等并發(fā)癥，延長患者住院時間，增加其經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)[3]。由于手術(shù)前患者禁水、使用利尿藥、機(jī)體應(yīng)激反應(yīng)等均可引起體內(nèi)血清鎂含量的降低，臨床上發(fā)生心律失常的患者的細(xì)胞通常缺乏鎂離子[4]。Khalil等[5]對在肺葉切除術(shù)的圍手術(shù)期中應(yīng)用硫酸鎂和胺碘酮的療效進(jìn)行了比較，結(jié)果顯示與對照組相比，胺碘酮和硫酸鎂均能減少患者術(shù)后心房顫動的發(fā)生率，且2組比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義。最近一項關(guān)于預(yù)防胸外科手術(shù)術(shù)后心房顫動藥物的Meta分析顯示，硫酸鎂可作為心房顫動的預(yù)防用藥，并且與鈣通道阻滯劑及胺碘酮相比，其不良反應(yīng)更少、安全性更高、價格更低[6]。硫酸鎂降低術(shù)后心房顫動的可能機(jī)制為：通過鎂離子提高心肌細(xì)胞興奮性閾值，降低竇房結(jié)沖動的形成，減慢房室內(nèi)和房室結(jié)傳導(dǎo)速度，降低異位激動的形成，減少或消除折返激動。對于術(shù)前有心律失常病史的患者或者接受胸外科手術(shù)患者，可以考慮于圍手術(shù)期應(yīng)用硫酸鎂以提高圍手術(shù)期安全性。

2.呼吸系統(tǒng)

支氣管痙攣是圍手術(shù)期嚴(yán)重的并發(fā)癥，患者表現(xiàn)為呼氣性呼吸困難，通氣阻力驟然上升，通氣量不足或者完全不能通氣，導(dǎo)致嚴(yán)重缺氧和二氧化碳蓄積，甚至危及生命。張明途等[7]用硫酸鎂治療支氣管痙攣的高危患者(25%硫酸鎂50 mg/kg以300～500 mg/min靜脈滴注)，通過觀察氣道壓、呼氣末二氧化碳波形、聽診哮鳴音等指標(biāo)評估患者病情改善狀況，結(jié)果顯示，與使用氨茶堿相比，硫酸鎂更適用于圍手術(shù)期支氣管痙攣的處理。硫酸鎂通過調(diào)節(jié)鈣離子通道，抑制支氣管平滑肌對鈣離子的攝取，從而減少鈣離子介導(dǎo)的過敏介質(zhì)的釋放，解除支氣管痙攣。Mirkheshti等[8]對初始治療無效的急性重癥哮喘患兒進(jìn)行了研究，與應(yīng)用特布他林和氨茶堿相比，硫酸鎂聯(lián)合β2受體激動劑和皮質(zhì)醇激素能更有效、安全地緩解癥狀。硫酸鎂對哮喘的治療作用日益被臨床醫(yī)師所肯定，因此對有哮喘、過敏病史及家族史的手術(shù)患者，圍手術(shù)期應(yīng)用硫酸鎂可以改善其肺的通氣和換氣功能，促進(jìn)其術(shù)后呼吸功能的恢復(fù)。

3.中樞神經(jīng)系統(tǒng)

3.1改善術(shù)后神經(jīng)功能

神經(jīng)系統(tǒng)生理功能紊亂是心臟手術(shù)后死亡率增加及住院時間延長的主要原因，早期神經(jīng)系統(tǒng)生理功能紊亂暗示認(rèn)知功能的惡化[9]。Bhudia等[10]于圍手術(shù)期給予行CABG的患者硫酸鎂(誘導(dǎo)期給予780 mg，隨后的24 h給予3 160 mg)，在心肺轉(zhuǎn)流術(shù)中，將血鎂濃度維持在3.6～4.8 mg/dl范圍內(nèi)，結(jié)果顯示，圍手術(shù)期應(yīng)用硫酸鎂是安全的，并且能改善患者短期術(shù)后神經(jīng)功能，特別是有助于短期記憶的保存。硫酸鎂能改善認(rèn)知功能可能與以下原因有關(guān)，腦缺血性損害后，神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞釋放谷氨酸，活化N-甲基-D-天冬氨酸受體(NMDA)，增強(qiáng)鈉離子和鈣離子內(nèi)流，加重神經(jīng)損害，硫酸鎂是NMDA受體阻滯劑，能減少興奮性氨基酸的釋放，從而降低腦缺血性損害對神經(jīng)的毒性作用。但是，硫酸鎂對術(shù)后認(rèn)知功能的影響在臨床上仍存在爭議[11]。Mathew等[12]的研究示，行心臟手術(shù)的患者，在誘導(dǎo)后給予硫酸鎂負(fù)荷量(50 mg/kg),在隨后3 h靜脈泵注硫酸鎂總量(100 mg/kg),但患者術(shù)后認(rèn)知功能無改善，這可能與硫酸鎂的給藥時間、劑量、給藥方式以及研究對象與其他研究存在差異有關(guān)。硫酸鎂對術(shù)后認(rèn)知功能的影響及具體機(jī)制尚未明確，需要行進(jìn)一步的研究。

3.2抗蘇醒期躁動

小兒全身麻醉的蘇醒期躁動發(fā)生率高達(dá)10%～67%，在耳鼻喉及眼科手術(shù)中的發(fā)生率尤其高[13]。蘇醒期躁動是指患兒在全身麻醉恢復(fù)期出現(xiàn)的一種意識與行為分離的精神狀態(tài)，多發(fā)生在蘇醒期30 min內(nèi)，具有自限性。研究表明蘇醒期躁動可能與患兒年齡、術(shù)前焦慮、術(shù)后疼痛、留置導(dǎo)尿管、吸入七氟烷等相關(guān)[14]。Abdulatif等[15]的隨機(jī)對照研究顯示，小兒于吸入麻醉下行扁桃體手術(shù)時，硫酸鎂組于誘導(dǎo)期給予硫酸鎂負(fù)荷量30 mg/kg,維持量10 mg/(kg·h), 硫酸鎂組及對照組均于術(shù)中吸入七氟烷維持麻醉深度，術(shù)后進(jìn)行躁動評分，硫酸鎂組的術(shù)后躁動發(fā)生率低于對照組，且對鎮(zhèn)痛藥的需求量少于對照組，不良反應(yīng)少。但硫酸鎂組術(shù)中的平均動脈壓雖然平穩(wěn)，心率卻有所降低，可能是由于鎂離子阻滯鈣通道，抑制腎上腺髓質(zhì)和外周腎上腺素能神經(jīng)末梢釋放兒茶酚胺所致[16]。目前對于硫酸鎂是否通過鎮(zhèn)痛作用來減少蘇醒期躁動尚未明確，臨床中常用鎮(zhèn)痛藥物如舒芬太尼和曲馬多來減輕蘇醒期躁動，但術(shù)后往往出現(xiàn)延遲性呼吸抑制、惡心、嘔吐等不良反應(yīng)，不利于患兒的預(yù)后，因此硫酸鎂在兒科麻醉的應(yīng)用具有較大的臨床價值。

4.免疫系統(tǒng)

隨著心臟外科手術(shù)技術(shù)的發(fā)展，心肺轉(zhuǎn)流術(shù)的應(yīng)用越來越普遍，同時也帶來不可忽視的并發(fā)癥——全身性炎癥反應(yīng)，炎癥是機(jī)體對傷害性刺激的防御性反應(yīng)，但當(dāng)自身的調(diào)節(jié)能力失調(diào)時會引發(fā)炎癥級聯(lián)反應(yīng)，導(dǎo)致組織損傷和器官功能障礙。使用大劑量激素、抗炎藥物可減輕全身性炎癥反應(yīng)，但效果不確切。硫酸鎂具有抗炎作用，其機(jī)制可能是通過抑制L-型鈣離子通道和NMDA受體依賴性細(xì)胞途徑來發(fā)揮抗炎作用[17-18]。最近有學(xué)者發(fā)現(xiàn)硫酸鎂還可通過增強(qiáng)磷酸肌醇-3激酶/Akt途徑減少核因子-κB的活化從而抑制炎癥因子的產(chǎn)生[19]。Aryana等[20]的研究顯示術(shù)中應(yīng)用硫酸鎂可降低行CABG及心肺轉(zhuǎn)流術(shù)患者術(shù)后機(jī)體內(nèi)的IL-6和THF-α含量。硫酸鎂可阻止全身性炎癥反應(yīng)的激活和擴(kuò)大，減輕手術(shù)創(chuàng)傷導(dǎo)致的內(nèi)環(huán)境紊亂，改善患者的預(yù)后。

二、硫酸鎂在麻醉鎮(zhèn)痛中的應(yīng)用

1.輔助鎮(zhèn)痛

臨床上常應(yīng)用阿片類藥物緩解中重度疼痛，降低機(jī)體應(yīng)激反應(yīng)，但其不良反應(yīng)也不容忽視，例如延遲性呼吸抑制、過度鎮(zhèn)靜、惡心、嘔吐等[21]。硫酸鎂有輔助鎮(zhèn)痛作用，并能減少阿片類藥物的用量，改善患者預(yù)后[21]。硫酸鎂的鎮(zhèn)痛機(jī)制可能包括：鎂離子通過阻滯中樞NMDA受體，抑制鈣離子內(nèi)流，降低中樞神經(jīng)系統(tǒng)對疼痛的敏感性；鎂離子競爭性拮抗鈣離子內(nèi)流，降低外周疼痛敏感化，同時減少兒茶酚胺和神經(jīng)遞質(zhì)的釋放，產(chǎn)生鎮(zhèn)痛作用。研究表明硫酸鎂可通過以下給藥方式發(fā)揮鎮(zhèn)痛作用：①靜脈滴注，Sedighinejad等[22]發(fā)現(xiàn)應(yīng)用靜脈鎮(zhèn)痛泵(硫酸鎂聯(lián)合舒芬太尼)能有效緩解術(shù)后疼痛，而且能降低阿片類藥物的不良反應(yīng)發(fā)生率。Shariat Moharari等[23]在非腹腔鏡下胃腸道手術(shù)中應(yīng)用硫酸鎂，患者對術(shù)中及術(shù)后鎮(zhèn)痛藥物的需求量減少，且胃腸道功能的恢復(fù)時間縮短。②鞘內(nèi)注射，Khalili 等[24]對腰硬聯(lián)合麻醉下行下肢骨科手術(shù)的患者鞘內(nèi)注射5%的硫酸鎂與布比卡因,患者的感覺阻滯時間延長，術(shù)后鎮(zhèn)痛藥的需求量減少。③關(guān)節(jié)內(nèi)注射，Elsharnouby等[25]觀察了行關(guān)節(jié)鏡下半月板切除術(shù)的患者，在上止血帶前于其關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射硫酸鎂，術(shù)后疼痛模擬評分和對鎮(zhèn)痛藥的需求量均降低。④靜脈局部麻醉，Mirkheshti等[8]發(fā)現(xiàn)，對靜脈局部麻醉下行急診外科手術(shù)的患者聯(lián)合應(yīng)用硫酸鎂與利多卡因局部麻醉，感覺和運動阻滯的起效時間短、維持時間長，術(shù)后鎮(zhèn)痛質(zhì)量好。

2.抗痛覺過敏

瑞芬太尼為超短效阿片類藥物，在全身麻醉中應(yīng)用廣泛，但泵注大量瑞芬太尼容易引起術(shù)后痛覺過敏，即機(jī)體對傷害性刺激的敏感性增高和反應(yīng)閾值降低[26]。Song等[27]比較了采用不同劑量瑞芬太尼聯(lián)合硫酸鎂對行甲狀腺手術(shù)患者術(shù)后痛覺過敏的影響,結(jié)果顯示泵注大劑量瑞芬太尼會加重術(shù)后痛覺過敏，但大劑量瑞芬太尼[0.2 μg/(kg·min)]聯(lián)合硫酸鎂能降低術(shù)后痛覺過敏的發(fā)生率。目前，痛覺過敏的發(fā)生機(jī)制尚未明確，可能由于NMDA受體活性增強(qiáng)而造成疼痛中樞敏感化，或者由于谷氨酸轉(zhuǎn)運體受到抑制，導(dǎo)致谷氨酰胺轉(zhuǎn)運系統(tǒng)紊亂。聯(lián)合應(yīng)用瑞芬太尼與硫酸鎂，既能維持術(shù)中生命體征的平穩(wěn)，降低機(jī)體應(yīng)激反應(yīng)，又能減輕患者術(shù)后疼痛，降低術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生率。

三、硫酸鎂的不良反應(yīng)及其防治

硫酸鎂能從多方面維護(hù)患者圍手術(shù)期的安全，但其會導(dǎo)致高鎂血癥。當(dāng)硫酸鎂注射速度過快或劑量過大時，會引起鎂中毒，血清鎂濃度達(dá)4 mmol/L時，患者深腱反射消失；達(dá)5～7 mmol/L時，患者會出現(xiàn)嗜睡、心動過緩、低血壓、復(fù)視、言語模糊等；達(dá)10～15 mmol/L時，患者出現(xiàn)神經(jīng)反射減弱、肌肉麻痹、呼吸停止、心跳驟停(因鎂濃度上升抑制心肌收縮，心電圖會表現(xiàn)為P-R、QT間期延長、QRS波增寬、T波高聳以及室性期前收縮)[28]。若患者出現(xiàn)上述癥狀，緩慢靜脈注射葡萄糖酸鈣和新斯的明可有效逆轉(zhuǎn)高鎂血癥。

鎂離子在體內(nèi)分布容積大，半衰期短，主要經(jīng)腎臟排泄，腎臟排泄的能力依賴于鎂離子的濃度，即尿液中鎂離子的排泄率與輸注率相等。因此，硫酸鎂慎用于腎功能不全以及有心臟傳導(dǎo)阻滯的患者。麻醉醫(yī)師在術(shù)中應(yīng)用硫酸鎂時，應(yīng)密切關(guān)注患者尿量，監(jiān)測其血清鎂濃度。

四、結(jié)語

綜上所述，硫酸鎂可以維持血流動力學(xué)平穩(wěn)，降低常見圍手術(shù)期并發(fā)癥的發(fā)生率，例如全身性炎癥反應(yīng)、蘇醒期躁動、術(shù)后心律失常等，硫酸鎂在圍手術(shù)期的應(yīng)用具有廣泛前景，需要進(jìn)行更多的研究明確硫酸鎂的藥理性質(zhì)與圍手術(shù)期生理的聯(lián)系，確定硫酸鎂的安全性和有效性。

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(本文編輯：洪悅民)

基礎(chǔ)研究論著