遠(yuǎn)端缺血預(yù)處理對(duì)胸腔鏡下心臟手術(shù)ATP酶的影響*

喬 欣，杜 耘△，劉毅萍，羅永金，張小飛

(重慶市人民醫(yī)院：1.麻醉科；2.心外科 400013)

胸腔鏡下心臟手術(shù)與傳統(tǒng)心臟手術(shù)相比，明顯減少手術(shù)入路創(chuàng)傷，失血少，恢復(fù)快，符合美容要求。但由于其操作較復(fù)雜，瓣膜置換時(shí)間及體外循環(huán)轉(zhuǎn)流時(shí)間稍長，這對(duì)缺血再灌注損傷的心肌保護(hù)提出了較高要求。遠(yuǎn)端缺血預(yù)處理(remote ischaemic preconditioning，RIPC)是在心肌缺血前將患者下肢血流反復(fù)阻斷和開放一定時(shí)間，為隨后產(chǎn)生的心肌缺血性損傷有保護(hù)作用的一種措施。本研究旨在驗(yàn)證RIPC對(duì)全胸腔鏡下心臟瓣膜置換術(shù)患者心臟的影響，并初步探論其作用機(jī)制是否與RIPC后內(nèi)環(huán)境的改變引起ATP酶的激活有關(guān)。

1 資料與方法

1.1一般資料 2013年1月至2016年12月本院需擇期進(jìn)行全胸腔鏡下體外循環(huán)心臟二尖瓣置換+三尖瓣修復(fù)手術(shù)患者120例，年齡41～69歲,體質(zhì)量49～68 kg，性別不限，心功能Ⅱ～Ⅲ級(jí)，美國麻醉醫(yī)師協(xié)會(huì)(ASA)分級(jí)Ⅱ～Ⅲ級(jí)，術(shù)前心臟彩超示射血分?jǐn)?shù)(EF)40%～60%，分為2組，分別為全胸腔鏡體外循環(huán)對(duì)照組(C組)和RIPC+全胸腔鏡體外循環(huán)組(RIPC組),每組60例。C組：常規(guī)雙腔氣管插管，全胸腔鏡體外循環(huán)心臟手術(shù)；RIPC組：行雙腔氣管插管作全胸腔鏡體外循環(huán)心臟手術(shù)，術(shù)前于麻醉誘導(dǎo)后在股動(dòng)靜脈插管同側(cè)下肢止血帶包扎，采用14 cm寬的血壓計(jì)袖帶壓迫患者下肢大腿根部阻斷血流(袖帶壓力保持在200 mm Hg,以足背動(dòng)脈無法觸及，同側(cè)指端氧飽和度無法測出為標(biāo)準(zhǔn))，持續(xù)5 min阻斷下肢血流,然后袖帶放氣使其再灌注5 min，重復(fù)以上過程3次，共計(jì)30 min。

1.2納入與排除標(biāo)準(zhǔn) 納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)單純二尖瓣病變，行單瓣置換，三尖瓣修復(fù)；(2)術(shù)前無糖尿病、慢性阻塞性肺疾病、腦血管病變等影響生存質(zhì)量疾??；(3)術(shù)前治療方案及藥物服用情況相似。排除標(biāo)準(zhǔn)：術(shù)前雙下肢超聲示動(dòng)脈有斑塊形成、靜脈有深靜脈血栓形成可能者。該研究方案已獲本院倫理委員會(huì)的批準(zhǔn)，試驗(yàn)對(duì)象均簽署知情同意書。

表1 兩組患者術(shù)中及術(shù)后情況比較

1.3麻醉方法 所有患者常規(guī)禁食禁飲，入室后開放外周靜脈，常規(guī)監(jiān)測心率、心電圖、血壓、氧飽和度、體溫等，并行橈動(dòng)脈穿刺置管測壓、深靜脈穿刺置管測壓。麻醉誘導(dǎo)：靜脈注射咪達(dá)唑侖0.03 mg/kg、依托咪酯0.40 mg/kg，舒芬太尼0.8 μg/kg，順式阿曲庫銨0.12 mg/kg；氣管內(nèi)插管機(jī)械通氣，潮氣量6～8 mL/kg，頻率12次/分鐘，氧濃度60%，吸呼比1∶2，麻醉維持：靜脈泵注丙泊酚0.4 mg·kg-1·h-1，七氟醚1%，舒芬太尼和順式阿曲庫銨維持鎮(zhèn)痛和肌肉松弛，術(shù)中盡量維持血流動(dòng)力學(xué)的穩(wěn)定。

1.4觀察指標(biāo) 監(jiān)測基礎(chǔ)狀態(tài)、RIPC后即刻和處理后30 min動(dòng)脈血血?dú)夥治鲋兴釅A度pH值的變化；在麻醉誘導(dǎo)前、RIPC處理后6、24、48 h，以及C組與之相對(duì)應(yīng)的時(shí)間上抽靜脈血檢測心肌酶譜和肌鈣蛋白(cTnI)的變化；比較不同時(shí)間點(diǎn)氧化指標(biāo)血清超氧化物歧化酶(SOD)活力、丙二醛(MDA)水平，以及血清Na+-K+-ATP和Ca2+-Mg2+-ATP酶水平。

2 結(jié) 果

2.1基本情況的比較 比較兩組的基本情況，包括術(shù)前、術(shù)中及術(shù)后的情況，排除由于手術(shù)操作等原因造成的干擾，并對(duì)比兩組術(shù)后恢復(fù)情況，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見表1。

2.2動(dòng)脈血?dú)夥治鲋衟H值的比較 觀察RIPC組處理前基礎(chǔ)狀態(tài)、RIPC后即刻和30 min后各時(shí)間點(diǎn)動(dòng)脈血?dú)夥治鼋Y(jié)果中酸堿度pH值的變化，并將之與C組同時(shí)間點(diǎn)的結(jié)果相比較，RIPC組在處理后即刻動(dòng)脈血pH值較C組降低(P<0.05)，見表2。

表2 兩組患者不同時(shí)間點(diǎn)血?dú)夥治鲋兴釅A度pH值比較

a：P<0.05，與同組處理前比較；b：P<0.05，與C組同時(shí)間點(diǎn)比較

2.3心肌酶譜和cTnI的比較 比較對(duì)兩組分別在術(shù)前、RIPC組或C組同時(shí)間點(diǎn)后6、24、48 h心肌酶譜和cTnI的結(jié)果。結(jié)果顯示RIPC組肌酸激酶同工酶(CK-MB)和cTnI在術(shù)后6 h和24 h低于C組(P<0.05)。見表3。

2.4患者氧化指標(biāo)和血清ATP酶水平的比較 與C組比較，兩組術(shù)前各指標(biāo)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。RIPC組6 h時(shí)，SOD活力、Na+-K+-ATP及Ca2+-Mg2+-ATP升高，MDA水平下降，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P<0.05);24 h時(shí)，RIPC組MDA水平仍較C組下降，Na+-K+-ATP和Ca2+-Mg2+-ATP仍高于C組， 差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，見表4。

表3 兩組患者不同時(shí)間點(diǎn)cTnI和心肌酶譜的比較

a：P<0.05，b：P<0.01，與C組同時(shí)間點(diǎn)比較

表4 兩組患者不同時(shí)間點(diǎn)血清中氧化指標(biāo)和ATP酶水平的比較

a：P<0.05，b：P<0.01，與C組同時(shí)間點(diǎn)比較

3 討 論

近年來逐漸有研究將RIPC應(yīng)用于臨床患者的介入手術(shù)、冠脈搭橋手術(shù)、瓣膜置換手術(shù)、先心病矯治術(shù)及特殊患者(比如糖尿病)的心臟手術(shù)[1-3]，探討其對(duì)手術(shù)患者心臟的影響，但其結(jié)果不一，可能與臨床試驗(yàn)干擾因素較多有關(guān)[4-6]。RIPC可能是通過體液因子作用于心肌細(xì)胞的線粒體功能而產(chǎn)生保護(hù)作用[7]。該研究旨在觀察RIPC對(duì)全胸腔鏡下心臟手術(shù)缺血再灌注心肌的影響，并初步探討其作用機(jī)制。本研究選用全胸腔鏡下體外循環(huán)心臟二尖瓣置換加三尖瓣修復(fù)手術(shù)患者作為研究對(duì)象，術(shù)前用藥情況基本相似，麻醉用藥、手術(shù)操作及手術(shù)時(shí)間相對(duì)一致，較大程度地避免了由于患者自身情況、手術(shù)操作及術(shù)后治療措施不同對(duì)研究結(jié)果的干擾，更好地討論RIPC對(duì)心臟及內(nèi)環(huán)境的影響。

有研究顯示，在離體大鼠心臟模型中心肌缺血再灌注早期進(jìn)行延遲性酸處理可以激活PI3k-Akt-eNOS等一系列信號(hào)通路，產(chǎn)生類似缺血預(yù)處理的心肌保護(hù)作用[8]。另有研究在大鼠腦缺血再灌注前通過吸入不同濃度的二氧化碳?xì)怏w改變?cè)俟嘧⒀旱乃釅A度，證明缺血再灌注時(shí)通過較輕程度的延遲性酸處理可減輕腦缺血再灌注損傷，這可能與酸處理阻止了線粒體通透性轉(zhuǎn)換孔開放，從而避免線粒體依賴性凋亡有關(guān)[9]。在臨床肝移植的研究中也發(fā)現(xiàn)短暫的延遲性酸灌注可保護(hù)缺血再灌注肝臟，這可能與pH反常有關(guān)[10]。pH反常(pH paradox)是指缺血后再灌注時(shí)迅速糾正缺血組織的酸中毒，反而會(huì)加重缺血再灌注損傷的現(xiàn)象，其機(jī)制是相繼通過H+-Na+交換和Na+-Ca2+交換，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)鈣超載而損傷細(xì)胞。缺血再灌注可導(dǎo)致氧自由基的產(chǎn)生和鈣超載，而這正是缺血再灌注損傷形成的主要因素。氧自由基觸發(fā)脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，導(dǎo)致細(xì)胞膜通透性增加，MDA生成增加。正常情況下氧自由基可被SOD、過氧化氫酶(CAT)和還原型谷胱甘肽過氧化物酶(GSHps)清除，但再灌注時(shí)超過這些酶分解能力之外的氧自由基無法清除，造成再灌注損傷[11]。再灌注損傷時(shí)SOD活力增加是清除氧自由基的一種保護(hù)性反應(yīng)。在缺血缺氧的情況下，Na+-K+-ATP和Ca2+-Mg2+-ATP酶活性降低可引起細(xì)胞內(nèi)鈣超載，維持Na+-K+-ATP和Ca2+-Mg2+-ATP酶活性則可顯著減輕再灌注損傷，預(yù)防再灌注誘導(dǎo)的細(xì)胞壞死和凋亡[12]。

本研究結(jié)果顯示，RIPC可造成患者內(nèi)環(huán)境酸堿度的變化，一段時(shí)間的酸性內(nèi)環(huán)境可能激活一系列信號(hào)通路，從而對(duì)缺血再灌注心肌產(chǎn)生類似酸中毒預(yù)處理的影響作用,減輕缺血再灌注損傷引起的pH反常導(dǎo)致的傷害。RIPC組CK-MB和cTnI在術(shù)后6 h和24 h低于C組，說明RIPC對(duì)再灌注心肌有一定保護(hù)作用。術(shù)后RIPC組患者血清Na+-K+-ATP和Ca2+-Mg2+-ATP酶水平高于對(duì)照組，說明RIPC處理后ATP酶的活性增強(qiáng)，Ca2+-Mg2+-ATP酶水平明顯升高，可能與RIPC后鈣超載的抑制有關(guān)；而術(shù)后RIPC組SOD活力明顯高于C組，而MDA水平明顯低于C組，說明RIPC處理后患者抗氧化能力有所提升。

研究顯示，RIPC后動(dòng)脈血pH值有所降低，且其在全胸腔鏡下心臟手術(shù)中對(duì)心功能有一定保護(hù)作用，這可能與內(nèi)環(huán)境的改變使缺血再灌注心肌產(chǎn)生類似酸中毒預(yù)處理的作用,減輕氧自由基和鈣超載引起的再灌注損傷，且使體內(nèi)ATP酶維持在較穩(wěn)定的功能狀態(tài)而產(chǎn)生的保護(hù)作用有關(guān)。

[1]WU Q,WANG T,CHEN S,et al.Cardiac protective effects of remote ischaemic preconditioning in children undergoing tetralogy of fallot repair surgery:a randomized controlled trial[J].Eur Heart J,2017.

[2]YILMAZTEPE M A,TAYLAN G,AKTOZ M,et al.The impact of a single episode of remote ischemic preconditioning on myocardial injury after elective percutaneous coronary intervention[J].Postepy Kardiol Interwencyjnej,2017,13(1):39-46.

[3]NEDERLOF R,WEBER N C,JUFFERMANS N P,et al.A randomized trial of remote ischemic preconditioning and control treatment for cardioprotection in sevoflurane-anesthetized CABG patients[J].BMC Anesthesiol,2017,17(1):51.

[4]XU X,ZHOU Y,LUO S,et al.Effect of remote ischemic preconditioning in the elderly patients with coronary artery disease with diabetes mellitus undergoing elective drμg-eluting stent implantation[J].Angiology,2014,65(8):660-666.

[5]CAO Z,SHEN R,ZHANG X,et al.Effects of remote ischemic preconditioning on acute myocardial injury in patients undergoing valve replacement[J].Ir J Med Sci,2017,186(4):889-893.

[6]D′ASCENZO F,MORETTI C,OMEDP,et al.Cardiac remote ischaemic preconditioning reduces periprocedural myocardial infarction for patients undergoing percutaneous coronary interventions:a meta-analysis of randomised clinical trials[J].Eurointervention,2014,9(12):1463-1471.

[7]NILGUEN G,LEONARDO M,CHRISTIANE S,et al.Cardiomyocyte mitochondria as targets of humoral factors released by remote ischemic preconditioning[J].Arch Med Sci,2017,13(2):448-458.

[8]QIAO X,XU J,YANG Q J,et al.Transient acidosis during early reperfusion attenuates myocardium ischemia reperfusion injury via PI3k-Akt-eNOS signaling pathway[J].Oxid Med Cell Longev,2013:126083.

[9]FAN YY,SHEN Z,HE P,ET AL.A novel neuroprotective strategy for ischemic stroke:transient mild acidosis treatment by CO2 inhalation at reperfusion[J].J Cereb Blood Flow Metab,2014,34(2):275-283.

[10]FUKAZAWA K,VITIN A A,PRETTO E A J R.Serum acidosis prior to reperfusion facilitates hemodynamic recovery following liver transplantation[J].J Anesth,2016,30(1):80-88.

[11]SHEN M,WU R X,ZHAO L,et al.Resveratrol Attenuates Ischemia/Reperfusion Injury in Neonatal Cardiomyocytes and its underlying mechanism[J].PLoS One,2012,7(12):e51223.

[12]FUNK J A,SCHNELLMANN R G.Accelerated recovery of renal mitochondrial and tubule homeostasis with SIRT1/PGC-1α activation following ischemia-reperfusion injury[J].Toxicol Appl Pharmacol,2013,273(2):345-354.