脂肪乳劑對不同局部麻醉藥心臟抑制SD大鼠模型超微結構的影響

唐 靖，金 晶，梁少玲，趙年章 (廣州醫(yī)科大學附屬第五醫(yī)院麻醉科，廣東 廣州 510700)

隨著精準醫(yī)療的蓬勃發(fā)展，可視化設備輔助下的局部麻醉被越來越廣泛應用在當今手術麻醉領域當中。臨床較常用的局部麻醉藥物有布比卡因、丁卡因、羅哌卡因等，具有感覺、運動阻滯分離顯著及麻醉效果好、作用時間長等優(yōu)點，但如果給藥的劑量過大，或者是誤入血管進入體循環(huán)，就會引發(fā)比較嚴重的心血管毒性反應，嚴重時甚至會危及患者生命。有研究指出，局部麻醉藥對心肌所造成的毒性作用，與諸多因素相關，包括對心肌鈉、鉀、鈣離子通道的抑制，干擾β腎上腺素能信號傳遞等，此外，還可能與刺激交感神經系統(tǒng)有關，但其具體機制仍未明了[1]。本文通過建立上述麻醉藥的心臟抑制SD大鼠模型，再給予脂肪乳劑治療，探究其對SD大鼠心肌超微結構的影響。

1 資料與方法

1.1動物來源:選取24只健康SD大鼠，雌雄不計，體重250～300 g，平均(275±10)g；均由濰坊醫(yī)學院實驗動物中心所提供。將SD大鼠分成三組(隨機數字表法)，即布比卡因組、丁卡因組、羅哌卡因組各8例。本次研究經過本院醫(yī)學倫理委員會同意。

1.2藥物與儀器來源:布比卡因(江西青峰藥業(yè)有限公司，國藥準字H20090253，規(guī)格：10 ml)；丁卡因(安徽威爾曼制藥有限公司，國藥準字H20093220，規(guī)格：50 mg)；羅哌卡因(齊魯制藥有限公司，國藥準字H20052716，規(guī)格：10 ml∶75 mg)；脂肪乳劑(鹿邑弘道藥業(yè)有限公司，國藥準字H22021693，規(guī)格：250 ml∶25 g)；成都儀器廠生產的多道生理信號采集處理系統(tǒng)(RM6140C)；上海玉研科學儀器有限公司生產的動物呼吸機(SAR-1000V型)；浙江史密斯醫(yī)學儀器有限公司生產的雙通道微量泵(WZS-50F型)。

1.3方法:①制作模型。實驗開始前，禁食12 h，不禁飲。采用濃度為10%的乳化異氟烷(0.6 ml/kg)腹腔注射，必要時每30 min補注射1次。完成麻醉操作后，使SD大鼠行仰臥位，實施氣管插管，用SAR-1000V型動物呼吸機為SD大鼠提供呼吸輔助(FiO2100%)，頻率為60次/min，潮氣量為4 ml/kg，吸呼比1∶1。在雙側股動脈出分別進行穿刺置管，用作測定動脈壓以及用于動脈采血通道，而尾靜脈置管用作制造復蘇時輸液通道以及局部麻醉藥中毒模型的給藥通道。用多道生理信號采集處理系統(tǒng)對動脈壓力、心電圖進行監(jiān)測與采集，把心電信號、動脈壓力都輸入到電腦中，等待處理。②構建局部麻醉藥心臟中毒模型與治療。構建好實驗動物監(jiān)測后，穩(wěn)定15 min，對其基礎值進行測定，三組均用雙通WZS-50F型微量輸注泵，持續(xù)尾靜脈泵入泵注布比卡因、丁卡因、羅哌卡因，泵速設定為4 mg/(kg·min)，待平均動脈壓(MAP)降到基礎值的60%，停止局部麻醉藥泵注，心臟中毒模型成功構建；三組即刻通過尾靜脈使用脂肪乳劑，負荷量設定為1 ml/kg，后用微量泵將脂肪乳劑泵入，泵速設定為0.5 ml/(kg·min)。持續(xù)監(jiān)測心電血壓，如果MAP恢復到基礎值的80%，那么提示治療成功。

1.4監(jiān)測指標:對比三組的MAP、治療成功率(P)及心率(HR)。

1.5統(tǒng)計學處理:采用SPSS21.0統(tǒng)計學軟件進行χ2及t檢驗。

2 結果

2.1三組HR、MAP及P比較:三組HR、MAP差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。布比卡因組、丁卡因組P比較，差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；而羅哌卡因組P較布比卡因組、丁卡因組高(P<0.05)。見表1。

表1 三組HR、MAP及P比較

2.2三組心肌細胞超微結構變化:①布比卡因組:存在些許脂滴，心肌細胞少有溶解，z線存在明顯的局灶性增厚，一些線粒體空泡變性，偶爾可觀察到線粒體嵴殘跡。②丁卡因組:存在些許脂滴，心肌細胞核形狀呈現(xiàn)不規(guī)則；z線模糊，造性斷裂；線粒體增大，嵴變短或者消失，基質在具體的致密度上大幅降低。③羅哌卡因組:偶爾有脂滴，心肌細胞沒有溶解，細胞核內染色質顆粒明顯增多，z線稍增寬，線粒體呈現(xiàn)為灶性增生。見圖1。

圖1 透射電鏡下三組心肌細胞超微結構變化(×30 000)

3 討論

針對局部麻醉而言，因其對重要器官功能有著比較小的影響，無論是對內環(huán)境，還是對代謝功能，所造成的影響均比較輕微[2]，因而在手術麻醉中得到廣泛應用。針對布比卡因、丁卡因、羅哌卡因等藥物來分析，其乃是當前臨床當中已得到廣泛應用的一類酰胺類局部麻醉藥，已被臨床證實存在諸多優(yōu)點，如麻醉效果突出、麻醉持續(xù)時間長等，如操作不當，會引發(fā)諸多不良反應，對圍術期造成不利影響[3]。有報道指出，局部麻醉藥所具有的心臟毒性作用，不僅與肌細胞內線粒體能量代謝發(fā)生異常有關，而且還與心肌鉀、鈣和鈉的離子通道受到抑制、交感神經系統(tǒng)受到強烈刺激有關聯(lián)[4]。

有研究選用雜種犬布比卡因心臟抑制模型，恒速將布比卡因輸入，使混合靜脈血氧飽和度降到基礎的60%，并當作心臟嚴重抑制標志，此時，雜種犬的HR為59%，MAP為50%，一氧化碳(CO)為45%[5]。本文選MAP降到基礎值的60%，停止局部麻醉藥泵注，此時，心臟中毒模型得以成功構建，MAP下降幅度較雜種犬心臟抑制模型大，而HR、最低壓與其比較相似，同樣嚴重抑制心臟功能，并且模型更為簡單。本研究可知，進行布比卡因輸注后，能夠造成比較嚴重的血流動力學變化，而且還會引發(fā)嚴重的心律失常，而通過脂肪乳劑的治療，能夠使布比卡因心臟毒性所引起的心輸出量、血壓、HR等的異常得到有效改善，快速恢復心臟功能，支持脂肪乳劑對布比卡因心臟毒性有良好的治療效果。有學者在布比卡因、丁卡因以及羅哌卡因造成大鼠心臟停搏復蘇的實驗過程中證實，脂肪乳劑能夠增加布比卡因的LD50值(48%)，使其自12.5 mg/kg升到18.5 mg/kg，而丁卡因則從12.1 mg/kg升高至16.8 mg/kg；此外，羅哌卡因從12.6 mg/kg提升到21.4 mg/kg[6]。有報道強調，急性布比卡因中毒時，會將心肌抑制的相關表現(xiàn)進行掩蓋，因此，當出現(xiàn)心臟毒性時，建議進行脂肪乳劑的早期輸注，不能在心臟停搏后才使用[7]。需要指出的是，輸注脂肪乳劑后，能夠對布比卡因、丁卡因等所造成的心臟抑制進行逆轉，實現(xiàn)對血流動力學的改善；現(xiàn)階段，許多學者認為其機制為脂肪乳劑能夠在血漿當中形成脂質相，進而使脂溶性的布比卡因在其中被“隔離”，不會出現(xiàn)生物效應，并且還會使心肌布比卡因濃度的快速下降，最終形成脂肪乳劑解毒的效果[8]。

近年，伴隨相關研究的日漸深入，諸多報道指出，針對局部麻醉藥中毒的情況，采用脂肪乳劑進行救治，能夠獲得積極效果[9-10]。需要強調的是，脂肪乳劑對局部麻醉藥心臟毒性的機制為脂質吸附介質學說，即就局部麻醉藥對肉毒堿脂肪酰轉移酶(心肌細胞線粒體膜)的抑制作用進行逆轉[11]。本文結果表明脂肪乳劑能夠提供中脂質吸附介質，使其結合于心肌細胞的局部麻醉藥可以較快的進行解離，并向循環(huán)池中返回，實現(xiàn)快速恢復心肌細胞功能的目的，且三種麻醉藥都可以損傷心肌細胞超微結構，但羅哌卡因有著最低的心肌毒性，而丁卡因與布比卡因相當。

綜上所述，針對由局部麻醉藥引起的SD大鼠心臟毒性，采用脂肪乳劑施治效果好；羅哌卡因對心肌超微結構造成的損傷較布比卡因、丁卡因輕。需要強調的是，幾種麻醉藥均會造成線粒體結構損傷，對心肌細胞能量代謝以及功能進行抑制，從而造成心臟毒性的產生。30%脂肪乳劑對于上述局部麻醉藥造成的SD大鼠心臟毒性都有良好的治療作用，但需不同局部麻醉藥在具體的治療作用上，卻有強弱之分，因而對脂質沉積學說進行了驗證，但其詳細的產生機制及量-效關系，仍需不斷深究；需指出的是，如果能夠對濃度劑量關系予以明確，脂肪乳劑有望在局部麻醉藥中毒的救治當中得到廣泛應用，并為此領域帶來革命性改變。