布托啡諾不同給藥時(shí)機(jī)對骨科止血帶所致缺血再灌注損傷的氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)的影響

彭雅琪，王丹，趙麗霞，原大江，2△

缺血再灌注是一種臨床常見的病理狀態(tài)，為部分組織供血受到嚴(yán)重限制，導(dǎo)致代謝物質(zhì)供需失調(diào)，組織缺血缺氧，隨后組織灌注恢復(fù)，損傷加劇，造成缺血再灌注損傷（IRI）。目前，有關(guān)肢體IRI 的研究眾多，其中氧自由基的脂質(zhì)氧化和炎癥反應(yīng)是被多數(shù)學(xué)者認(rèn)可的IRI的重要病理生理機(jī)制［1-3］。臨床上對于骨骼肌IRI 最好的預(yù)防措施是迅速再灌注以縮短缺血時(shí)間。酒石酸布托啡諾（簡稱布托啡諾）是一種人工合成的混合型阿片類受體激動(dòng)-拮抗劑，臨床主要用于圍術(shù)期鎮(zhèn)痛。既往研究表明布托啡諾預(yù)處理可明顯減輕心肌IRI和止血帶所致骨骼肌IRI［4-5］。目前，有關(guān)布托啡諾減輕IRI的研究多數(shù)為組織缺血前給予相關(guān)藥物干預(yù)，對布托啡諾給藥時(shí)間的研究較少。本研究以下肢骨科手術(shù)應(yīng)用止血帶為IRI 模型，探究布托啡諾不同給藥時(shí)機(jī)對下肢I(xiàn)RI的氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)的影響，為臨床常見的骨骼肌IRI相關(guān)疾病的預(yù)防和治療提供新思路。

1 對象與方法

1.1 研究對象 選取2020 年5 月—2021 年5 月于山西醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院接受下肢骨科手術(shù)的患者。納入標(biāo)準(zhǔn)：美國麻醉醫(yī)師協(xié)會(huì)（ASA）分級(jí)Ⅰ～Ⅱ級(jí)，年齡20～70歲，體質(zhì)量指數(shù)（BMI）18～24 kg/m2，手術(shù)為單側(cè)全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)。排除標(biāo)準(zhǔn)：乙醇依賴者，對布托啡諾過敏者，術(shù)前長期應(yīng)用阿片類藥品并對其成癮者，代謝性、免疫性、感染性疾病和惡性腫瘤者，神經(jīng)肌肉系統(tǒng)病變者，嚴(yán)重貧血以及凝血功能障礙者，止血帶使用時(shí)間＞90 min或＜60 min者［6］。最終納入患者90例，男54 例，女36 例。平均年齡（49.2±9.1）歲，術(shù)中止血帶平均使用時(shí)間（76.7±7.0）min。所有患者采用隨機(jī)數(shù)字表法分成布托啡諾預(yù)處理組（Y 組）、布托啡諾后處理組（H 組）和對照組（C 組），每組30 例。本研究經(jīng)本院倫理委會(huì)的批準(zhǔn)，患者簽署知情同意書。

1.2 干預(yù)措施 患者術(shù)前均常規(guī)禁食禁飲，入手術(shù)室后接Drager 多功能監(jiān)護(hù)儀，監(jiān)測無創(chuàng)血壓、心率（HR）、心電圖、脈搏氧飽和度（SpO2），開放靜脈通路，并經(jīng)鼻導(dǎo)管以2 L/min 吸氧?；颊呗樽頃r(shí)體位均采取患肢向下側(cè)臥位，選取L3～4 間隙行蛛網(wǎng)膜下腔穿刺，見腦脊液流出后將0.67%重比重羅哌卡因（10 mL：100 mg，阿斯利康制藥有限公司，進(jìn)口藥品批準(zhǔn)文號(hào)：H20 140763；產(chǎn)品批號(hào)：NBFZ）15～20 mg勻速注入，待麻醉平面穩(wěn)定后改體位為平臥位，使麻醉平面基本固定在T10～12水平。在驅(qū)血后將充氣式Y(jié)F-ATS-C型止血帶（杭州億凡醫(yī)療器械有限公司）固定于大腿中上1/3處，壓力設(shè)定為375 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa），時(shí)間設(shè)定90 min。術(shù)中維持患者循環(huán)穩(wěn)定。在止血帶充氣前5 min，Y組患者緩慢靜脈注射0.02 mg/kg 布托啡諾（2 mL：4 mg，江蘇恒瑞醫(yī)藥股份有限公司，國藥準(zhǔn)字：H20 143106；產(chǎn)品批號(hào)：201202BP）；在止血帶放氣前5 min，H 組患者緩慢靜脈注射0.02 mg/kg 布托啡諾；C組患者不予特殊處理。

1.3 觀察指標(biāo) 記錄給予負(fù)荷藥物前（T0），止血帶充氣后30 min（T1）、60 min（T2），止血帶放氣后5 min（T3）患者的平均動(dòng)脈壓（MAP）、HR、SpO2。手術(shù)結(jié)束時(shí)記錄止血帶持續(xù)時(shí)間。并于T0、T3時(shí)刻抽取非輸液側(cè)上肢外周靜脈血約5 mL，以3 000 r/min 離心9 min 分離血清，用移液管吸取上清液裝在滅菌的EP 管中，-80 ℃保存。應(yīng)用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)（ELISA）檢測腫瘤壞死因子-α（TNF-α），使用硫代巴比妥酸法測定血清丙二醛（MDA）水平，黃嘌呤抗氧化酶法測定血清超氧化物歧化酶（SOD）水平，試劑盒均購自武漢伊萊瑞特公司。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 26.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，多組間比較采用單因素方差分析，組間多重比較采用Bonferroni法，多個(gè)連續(xù)時(shí)間點(diǎn)血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)比較采用重復(fù)測量方差分析。組內(nèi)血清指標(biāo)比較采用配對樣本t檢驗(yàn)。計(jì)數(shù)資料以例（%）表示，組間比較采取χ2檢驗(yàn)。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 一般情況比較 3 組患者的性別、年齡、BMI、手術(shù)中應(yīng)用止血帶時(shí)長比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，見表1。

Tab.1 Comparison of general data of patients between the three groups表1 3組患者一般資料比較 （n=30）

2.2 血流動(dòng)力學(xué)比較 3 組間各時(shí)間點(diǎn)HR、MAP、SpO2差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。3 組HR 和SpO2組內(nèi)各時(shí)間點(diǎn)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。與T0相比，H 組和C 組T2時(shí)MAP 顯著升高，T3時(shí)MAP 顯著降低，Y 組T3時(shí)MAP 顯著降低（P＜0.05）；MAP 組間與時(shí)間存在交互作用（P＜0.05）。見表2。

Tab.2 Comparison of MAP,HR and SpO2 at each time point between the three groups表2 3組各時(shí)間點(diǎn)MAP、HR和SpO2比較 （n=30，±s）

Tab.2 Comparison of MAP,HR and SpO2 at each time point between the three groups表2 3組各時(shí)間點(diǎn)MAP、HR和SpO2比較 （n=30，±s）

＊P＜0.05，＊＊P＜0.01；a與T0組比較，P＜0.05；MAP：F組間=0.554，F(xiàn)時(shí)間=31.884＊＊，F(xiàn)交互=2.600＊；HR：F組間=0.159，F(xiàn)時(shí)間=1.329，F(xiàn)交互=2.600；SpO2：F組間=0.803，F(xiàn)時(shí)間=2.223，F(xiàn)交互=0.193。

2.3 血清SOD、MDA 和TNF-α 水平比較 與T0時(shí)相比，3 組患者T3時(shí)血清MDA、TNF-α 水平均上升，血清SOD 水平下降（P＜0.05）。T0時(shí)，3 組患者M(jìn)DA、SOD 和TNF-α 水平差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。T3時(shí)，Y 組和H 組MDA、TNF-α 和SOD 水平差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但與C組比較，MDA、TNF-α水平均降低，SOD水平升高（P＜0.05）。見表3。

3 討論

應(yīng)用止血帶能夠明顯降低術(shù)中失血量，保證術(shù)野清晰和手術(shù)的順利進(jìn)行，在四肢手術(shù)應(yīng)用中較為常見［7］。隨著止血帶的廣泛使用，其導(dǎo)致的IRI也逐漸受到重視，IRI 不僅會(huì)造成肌腱和血管損傷，而且會(huì)引起心、肺、肝等重要臟器的損傷［8］。目前對于骨骼肌IRI及其產(chǎn)生機(jī)制的認(rèn)識(shí)還不充分，但大量研究證實(shí)，自由基的脂質(zhì)氧化反應(yīng)以及各種炎性反應(yīng)在IRI中起重要作用［3］。一方面，骨骼肌缺血再灌注期間氧自由基大量排出，產(chǎn)生氧化性應(yīng)激障礙，啟動(dòng)脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，可致血清脂質(zhì)過氧化生物標(biāo)志物MDA增加，而催化超氧自由基轉(zhuǎn)化為過氧化氫的重要酶SOD 活性降低，從而導(dǎo)致細(xì)胞氧化損傷程度加重［9］。另一方面，骨骼肌發(fā)生缺血缺氧后，TNF-α表達(dá)增加。TNF-α是一種主要由巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的早期促炎因子，參與全身的炎癥反應(yīng)以及微血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷，后續(xù)的再灌注使缺血區(qū)域存在大量炎性因子，炎癥細(xì)胞激活炎癥信號(hào)通路，引起組織損傷［10］。因此，本研究認(rèn)為檢測MDA、SOD 和TNF-α 有望用于評估機(jī)體IRI嚴(yán)重程度。

酒石酸布托啡諾的作用機(jī)制依賴于代謝產(chǎn)物激活的κ 受體和μ 受體的雙重藥理作用，發(fā)揮鎮(zhèn)靜鎮(zhèn)痛作用的同時(shí)對呼吸和循環(huán)無明顯影響［11-12］。近年來關(guān)于其減輕IRI的研究較多，已有研究表明布托啡諾后處理可通過κ 受體和代謝敏感性離子（KATP）通道抑制機(jī)體脂質(zhì)過氧化，減輕炎癥反應(yīng)，對心肌IRI提供保護(hù)作用［13］。近期，Yang等［14］發(fā)現(xiàn)布托啡諾可以通過抑制氧化應(yīng)激和炎性因子TNF-α 表達(dá)等方式減輕氧葡萄糖剝奪/復(fù)氧誘導(dǎo)的神經(jīng)元損傷，發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用，從而減輕腦IRI。此外，它還可以通過激活κ受體抑制炎癥反應(yīng)，減輕肺血管損傷，并改善患者術(shù)中氧飽和度，起到一定的肺功能保護(hù)作用［15］。因此，布托啡諾可通過抑制氧化應(yīng)激與炎癥反應(yīng)對包括心肌、腦和肺IRI起保護(hù)作用。

在骨骼肌IRI中，缺血發(fā)生的時(shí)間大多是不可預(yù)測的，因此后處理顯得尤為重要。同時(shí)，既往研究表明心肌IRI 藥物后處理比缺血預(yù)處理更高效、更靈活［16］，但是于再灌注前進(jìn)行藥物后處理在骨骼肌IRI中研究較少。本研究主要探討布托啡諾預(yù)處理和后處理對下肢骨科手術(shù)應(yīng)用止血帶所致IRI 的保護(hù)作用。研究結(jié)果顯示，與T0時(shí)基線值相比，3組患者應(yīng)用止血帶后靜脈血中MDA、TNF-α水平增加的同時(shí)SOD 活性下降；與C組相比，Y 組與H組在應(yīng)用止血帶后檢測靜脈血中MDA 和TNF-α 水平明顯降低，SOD活性明顯增加；但對比Y組與H組MDA、TNF-α和SOD 水平差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表明肢體IRI 時(shí)可導(dǎo)致氧自由基形成，同時(shí)激活異常的局部炎癥反應(yīng)；而在給予布托啡諾預(yù)處理或后處理后均能降低血MDA 和TNF-α 水平，增加SOD 活性，實(shí)現(xiàn)對IRI 的防護(hù)功能，提示抑制自由基氧化應(yīng)激損傷和控制炎性因子釋放可能是布托啡諾預(yù)處理和后處理對IRI保護(hù)作用的共同機(jī)制，但2種給藥時(shí)機(jī)對IRI的保護(hù)作用并無明顯差異。此外，本研究同時(shí)對比了3 組患者M(jìn)AP、HR 和SpO2的變化，結(jié)果3 組間各時(shí)間點(diǎn)HR、MAP、SpO2差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。3 組HR 和SpO2組內(nèi)各時(shí)間點(diǎn)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。與T0時(shí)相比，C 組和H 組T2時(shí)MAP 增加，T3時(shí)MAP 下降，Y 組僅在T3時(shí)MAP 明顯下降，表明布托啡諾預(yù)處理后，患者血流動(dòng)力學(xué)波動(dòng)不明顯，提示布托啡諾對呼吸和循環(huán)影響相對較小，與既往研究結(jié)果相符［17］。

Tab.3 Comparison of serum MDA,SOD and TNF-α levels at different time points between the three groups表3 各組不同時(shí)間點(diǎn)血清MDA、SOD、TNF-α水平比較 （n=30，±s）

Tab.3 Comparison of serum MDA,SOD and TNF-α levels at different time points between the three groups表3 各組不同時(shí)間點(diǎn)血清MDA、SOD、TNF-α水平比較 （n=30，±s）

＊P＜0.05，＊＊P＜0.01；a與C組比較，P＜0.05。

綜上所述，本研究將手術(shù)中應(yīng)用止血帶所致IRI作為模型，模擬臨床中常見的急性骨骼肌缺血性損傷。由于臨床難以準(zhǔn)確預(yù)估缺血發(fā)生時(shí)機(jī)，無法進(jìn)行缺血前預(yù)防性藥物保護(hù)，所以藥物后處理作為補(bǔ)救性措施意義更大。本研究表明布托啡諾預(yù)處理與后處理均可明顯減輕止血帶所致IRI，這可能與減輕炎癥反應(yīng)和抑制脂質(zhì)過氧化有關(guān)，且不良反應(yīng)較少。本研究為單中心研究，樣本量較小，未對遠(yuǎn)期預(yù)后進(jìn)行隨訪。因此，需要多中心、更大樣本量以及長期隨訪以進(jìn)一步探討布托啡諾對缺血器官的保護(hù)效應(yīng)。