论文摘要
背景和目的:心脏直视手术需要在体外循环（cardio-pulmonary bypass,CPB）状态下暂时阻断心脏冠状动脉血液循环。CPB可以导致心肌缺血再灌注损伤（myocardial ischemia/reperfusion injury,MI/RI）,再灌注损伤表现为心律不齐、可逆性收缩功能障碍——心肌顿抑、内皮功能障碍以及心肌超微结构的改变等,这些关系到心脏手术成败及患者预后。目前,MI/RI是阻碍缺血心肌从再灌注疗法中获得最佳疗效的主要难题,预防或减轻再灌注损伤已成为抗MI/RI的重要课题。针对I/R损伤的发生,很多研究结果表明药物对MI/RI具有防治作用,可减少心律失常、出血性坏死以及梗塞面积扩大等,但是由于药物本身的一些毒副作用及机体状态的影响,使其很难发挥真正的效能,因此仍然多限于基础研究阶段。为了进一步了解麻醉药、改善细胞能量代谢、NO合成的特异前体以及传统中药干预以后对心肌缺血再灌注药物的影响,本试验选择132例在CPB下行心内直视手术的心脏病患者,分为四大组,分别用异丙酚、氯胺酮、1.6-二磷酸果糖、左旋精氨酸及活血化瘀药物川芎嗪等不同药物干预,观察心肌组织热休克蛋白72、诱导型一氧化氮合酶和中性粒细胞NF-κB、Bcl-2的表达以及血清心肌肌钙蛋白T的变化。进一步认识不同药物干预对心肌缺血再灌注损伤的保护作用及其作用机理。方法:132例CPB下行心内直视手术的心脏病患者,根据试验时间分四大组。组一（G1）28例,随机分为对照组（C组）川芎嗪干预组（M组）,每组14例。M组麻醉诱导后经静内静脉滴入川芎嗪3 mg·kg-1,30 min内滴完,转流后追加1 mg·kg-1于氧合器中,C组于上述时间给予等量生理盐水。在主动脉阻断（ACC）前后切取右心房心肌标本,半定量逆转录聚合酶链式反应（RT-PCR）测定心肌细胞中HSP72mRNA的相对表达量;分别于转流前、主动脉开放后30min和术后24 h测定外周血天冬酸氨基转移酶（AST）、乳酸脱氢酶（LDH）、肌酸磷酸激酶（CK）和肌酸磷酸激酶同工酶（CK-MB）的变化;分别于转流前和主动脉开放后30min取右心耳心肌组织,透射电镜观察心肌超微结构变化,并采用Flameng线粒体半定量分析法对心肌线粒体进行计分。组二（G2）24例,随机分为对照组（C组）和氯胺酮干预组（K1组、K2组）,每组8例。在劈胸骨时、主动脉插管时和主动脉开放前5min,干预组分别静脉注射氯胺酮0.5 mg·kg-1或1.0 mg·kg-1,对照组注射等量生理盐水。于上腔静脉插管时（T1）、主动脉阻断后30min（T2）和主动脉开放后30min（T3）取适量右心耳心肌组织,一步法实时荧光定量RT-PCR技术（采用SYBR Green 1嵌合荧光法）检测心肌中iNOSmRNA和HSP72mRNA的表达量。并分别于T1、T2、T3和主动脉开放后2h（T4）取上腔静脉血4ml,检测血清中肌酸激酶（CK）和肌酸激酶同工酶（CK-MB）含量。组三（G3）40例,随机分为对照组（C组）、左旋精氨酸组（L组）、1,6-二磷酸果糖组（F组）和联合用药组（D组）,每组各10例。根据L-Arg和FDP作用机制的不同,L组于主动脉开放后即刻给予L-Arg200 mg·kg-1,F组于主动脉阻断前给予FDP200 mg·kg-1,D组联合应用两种药物。分别于主动脉插管时、主动脉开放30min、2h、6h检测血浆心肌肌钙蛋白T（cTnT）、乳酸脱氢酶（LDH）、肌酸激酶同工酶（CK-MB）、丙二醛（MDA）含量,以及超氧化物歧化酶（SOD）活力。组四（G4）40例,随机分为对照组（C组）和异丙酚组（P组）,每组20例。在麻醉诱导后,P组用TCI输注泵以2.5μg·ml-1为初始血浆靶浓度持续输注异丙酚,根据麻醉深度调整异丙酚血浆靶浓度,最大可达3.4μg·ml-1。分别于麻醉诱导后CPB前（T1）、主动脉阻断后30min（T2）、主动脉开放时（T3）、CPB停机后30min（T4）、停机后90min（T5）采集上腔静脉血检测血浆中肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白细胞介素-8（IL-8）、白细胞介素-10（IL-10）、血浆丙二醛（MDA）的浓度及超氧化物歧化酶（SOD）的活性,于T1、T4时间点采集上腔静脉血检测中性粒细胞NF-κB和Bcl-2的表达及中性粒细胞计数。结果:G1组:与ACC术前比较,ACC术后两组心肌组织HSP72 mRNA表达量、心肌酶含量及线粒体记分均显著增高（P＜0.05或P＜0.01）;与C组比较,ACC后M组心肌组织HSP72 mRNA表达量和线粒体记分显著增高,心肌酶AST、LDH、CK、CK-MB的升高幅度明显降低（P＜0.05）。心肌超微结构变化,CPB后对照组线粒体基质颗粒丢失,嵴断裂,肌浆网扩张,肌原纤维明显松弛,部分溶解、断裂。川芎组肌原纤维排列整齐,可见少数线粒体嵴肿胀模糊,嵴断裂,间隙增宽。局部内质网扩张。G2组:与T1比较,三组T2和T3心肌iNOSmRNA和HSP72mRNA表达量均显著升高（P＜0.05、P＜0.01）,CK、CK-MB含量在T2、T3、T4均显著增高（P＜0.01）;与T2比较,三组T3心肌iNOSmRNA和HSP72mRNA表达量均显著升高（P＜0.05、P＜0.01）,CK、CK-MB含量在T3、T4均显著增高（P＜0.01）;与T3比较,CK、CK-MB含量在T4均显著增高（P＜0.01）;与C组比较,K1组在T2而K2组在T2、T3心肌iNOSmRNA表达量及CK、CK-MB升高幅度在T2、T3、T4均显著降低（P＜0.05、P＜0.01）,K1、K2组HSP72mRNA表达量在T2、T3均显著增高（P＜0.01）;与K1组比较,K2组心肌iNOSmRNA表达量在T2、T3及CK、CK-MB升高幅度在T2、T3、T4均显著降低（P＜0.05、P＜0.01）,HSP72mRNA表达量差异无显著性（P＞0.05）。G3组:与T1比较,四组血浆cTnT、LDH、CK-MB、MDA和SOD在T2、T3、T4均显著增高（P＜0.05、P＜0.01）;与C组比较,血浆cTnT值L组和F组在T4而D组在T3、T4显著降低（P＜0.01或P＜0.05）,LDH升高幅度L组在T3而D组在T2、T3、T4显著降低（P＜0.01或P＜0.05）,CK-MB和MDA的升高幅度L、F、D组在T2、T3、T4均有显著降低（P＜0.01或P＜0.05）,三组SOD在T3显著升高（P＜0.05）;与L组比较,D组血浆cTnT值在T3时显著降低（P＜0.01）;与F组比较,D组血浆cTnT值在T3、T4时、LDH在T2时显著降低（P＜0.01或P＜0.05）G4组:与T1比较,CPB后（T4）两组中性粒细胞NF-κB、Bcl-2表达及中性粒细胞数均显著升高（P＜0.01）,T2～T5血清TNF-α、MDA和SOD、T3～T5血清IL-8和IL-10含量显著升高（P＜0.01、P＜0.05）;与C组比较,体外循环后P组中性粒细胞NF-κB、Bcl-2的表达及中性粒细胞数明显降低（P＜0.01）,P组T2～T5血清TNF-α和MDA、T3～T5血清IL-8含量显著降低（P＜0.05）,T3～T5血清IL-10含量、T2～T5血清SOD含量显著升高（P＜0.05）。结论:HSP72、iNOS、NF-κB和Bcl-2参与了心肌缺血/再灌注损伤的发生和发展。体外循环期间心内直视手术患者心肌组织中HSP72mRNA的表达增加;川芎嗪干预上调心肌细胞HSP72mRNA的表达,启动内源性心脏保护机制,使患者心肌超微结构损害减轻,使心肌线粒体结构和功能的完整性得到保护,在一定程度上减轻了心肌缺血再灌注损伤。麻醉(1.0mg·kg-1)和亚麻醉(0.5mg·kg-1)剂量的氯胺酮通过下调心肌iNOSmRNA的表达和上调心肌HSP72mRNA的表达,减少血清心肌酶的漏出,在一定程度上具有心肌保护作用,且麻醉优于亚麻醉。左旋精氨酸或1,6-二磷酸果糖由于其不同的作用机制对缺血再灌注损伤心肌有良好的保护作用,联合应用可发挥两种药物的协同作用,对心肌的保护作用更好。体外循环心内直视手术期间使用异丙酚不仅可以起到满意的麻醉镇静作用,还可通过影响中性粒细胞的效应作用、促/抗炎细胞因子水平、氧自由基等炎性反应的多个环节起到抑制炎症反应,减轻组织损伤的作用。
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