高氧液预处理对心脏瓣膜置换术患者血浆丙二醛和超氧化物歧化酶的影响
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于 军,景桂霞
高氧液;预处理;心肺转流术;心肌保护;丙二醛;超氧化物歧化酶
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参见附件(229KB，3页)。
摘要：目的 观察高氧液预处理对心脏瓣膜置换术患者血浆丙二醛(MDA)和超氧化物歧化酶(SOD)的影响。方法 30例择期心脏瓣膜置换术患者随机分为试验组和对照组，在麻醉后切皮前(T0)至心肺转流(CPB)开始后10min，对照组静滴复方氯化钠注射液10mL/kg，试验组给予相等容量的高氧液。分别于麻醉后切皮前(T0)、CPB开始后1h(T1)、主动脉开放后2h(T2)、主动脉开放后24h(T3)共4个时点，测定MDA和SOD。结果 T0时点MDA质量浓度两组间无明显差异(P>0.05)，T1时显著增高，T2时达高峰，T3仍显著高于术前(P<0.05)。两组间比较，T2时试验组明显低于对照组(P<0.01)。T0时点SOD活性两组间无明显差异(P>0.05)，试验组各时点无明显变化(P>0.05)。对照组T1、T2时明显降低，与试验组相比有明显差异(P<0.05)。两组心脏自动复跳率、电除颤率、心律失常发生率、术中多巴胺用量相比均无明显差异(P>0.05)，术后24h多巴胺用量，试验组明显低于对照组(P<0.01)。结论 高氧液预处理能使MDA质量浓度明显下降，SOD活性保持不变，减轻心肌缺血/再灌注损伤。
关键词：高氧液；预处理；心肺转流术；心肌保护；丙二醛；超氧化物歧化酶
Effect of hyperoxia liquid preconditioning on malondialdehyde and super oxide dismutase during valve replacement with cardiopulmonary bypass
Yu Jun, Jing Guixia
(Department of Anesthesiology, First Affiliated Hospital, Medical School of Xian Jiaotong University, Xian 710061, China)
ABSTRACT: Objective To observe the cardioprotective effects of hyperoxia liquid by comparing the changes of blood concentrations of malondialdehyde (MDA)and super oxide dismutase(SOD)in mechanical heart valve replacement. Methods Thirty patients required mechanical heart valve replacement were randomly divided into hyperoxia liquid group(Group HL) and control group 15 cases in each. From the start of skin incision (T0) to 10min after CPB, patients received 10mL/kg Ringers injection (control group) and 10mL/kg hyperoxia liquid (Group HL) seperately. The central venous blood samples , which were collected in both groups respectively at skin incision (T0), 1h after start of CPB(T1), 2h (T2) and 24h(T3) after aorta offclamping, were used to test the blood concentrations of SOD and MDA. Also a series of clinical data were recorded, such as the rate of heart automatic rebeat after aorta offclamping, ventricular arrhythmia, usage of dopamine in operation and postoperation. Results In both groups, the blood concentrations of MDA and SOD were all within normal range before operation. MDA level at T2 was lower in Group HL than that in control (P<0.05). As compared with Group HL, a significant decrease of SOD in control group was noted at T2 and T3 (P<0.05). The rate of spontaneously rebeating of the hearts in two groups were similar after reperfusion, usage of dopamine in control group was higher than that in Group HL 24h after aorta offclamping (P<0.01). Conclusion Hyperoxia liquid preconditioning, as an endogenous myocardial protective measure, has better myocardial protection effects.
KEY WORDS: hyperoxia liquid; preconditioning; cardiopulmonary bypass; myocardial protection; malondialdehyde; super oxide dismutase
心肌缺血/再灌注损伤能加重心肌功能障碍和结构损害，发病机制尚未完全阐明。通常认为氧自由基介导的脂质过氧化反应是心肌缺血/再灌注损伤的重要环节\[1\]。心肌缺血预处理通过激活细胞内源性保护机制，能有效防治心肌缺血/再灌注损伤\[2\]。高氧液预处理的心肌保护作用的动物实验研究已有不少文献报道\[34\]，我们以心脏瓣膜置换手术患者为研究对象，观察了高氧液预处理对丙二醛(malondialdehyde, MDA)和超氧化物歧化酶(super oxide dismutase, SOD)的影响。
1 资料与方法
1.1 一般资料 选择因风湿性心脏病拟择期在心肺转流(cardiopulmonary bypass, CPB)下行瓣膜置换术患者30例，心功能分级(NYHA)Ⅱ-Ⅲ级，年龄23-64岁，随机分为试验组和对照组，每组15例。排除标准：①年龄≥65岁；②既往有心脏手术史；③肝肾功能不全；④合并冠心病，心功能极差，左室射血分数<0.30；⑤术前两周内使用过抗凝、抗血小板药物、果糖等营养心肌类药物及口服降糖药等；⑥术前1周内使用过激素、维生素C、维生素E等抗氧化剂及钙通道阻滞剂、免疫抑制剂、阿司匹林等药物。手术方式：主动脉瓣置换术7例，二尖瓣置换术10例，主动脉瓣加二尖瓣置换术13例。
1.2 麻醉方法 术前用药均维持至手术当日晨。麻醉前30min肌注安定10mg、东莨菪碱0.3mg。进手术室后局麻下行右桡动脉穿刺置管，连接飞利浦V24型监护仪，在有创血压和心电监测下，以静脉注射咪唑安定0.05-0.10mg/kg、芬太尼5-10μg/kg、维库溴铵0.10-0.12mg/kg完成麻醉诱导，经口明视气管内插管，随后行颈内静脉穿刺置管。以DatexOhmeda麻醉机行机械通气，纯氧吸入，吸入0.5%-1.2%异氟烷，复合芬太尼、维库溴铵维持麻醉。呼吸参数设定：潮气量8-10mL/kg，呼吸频率10-12次/min，吸呼比为1∶1.5-2.0。维持呼气末二氧化碳分压(PETCO2)正常。手术结束后带管回ICU病房。
1.3 CPB方法 采用Stock 型人工心肺机，Jostra 膜式氧合器进行血液氧合，预充液为复方氯化钠注射液。CPB中使用冷高钾停跳液，灌注流量为2.4-2.8L/(min·m2)，红细胞比容(Hct)控制在20%-27%，鼻咽温28-33℃，静脉氧饱和度>65%。使用新福林、硝酸甘油控制平均动脉压(MAP)50-80mmHg。体内肝素化剂量为2.5mg/kg，预充液内加入肝素2mg/100mL，术中激活全血凝固时间(ACT)维持>480s，CPB结束后用鱼精蛋白中和。
1.4 实验方法 在麻醉后切皮前(T0)至CPB开始后10min，对照组静滴复方氯化钠注射液10mL/kg，试验组用相等容量的高氧液(西安高氧医疗设备有限公司高氧医用液体治疗仪制备，基液选用复方氯化钠注射液)。控制滴速在30-40min内滴完。
1.5 观察和检测指标 记录患者心脏自动复跳率、电除颤率及心律失常发生率(复跳后室颤发生例数)、术中及术后24h所需多巴胺应用情况(人均剂量)。分别于麻醉后切皮前(完成颈内静脉穿刺置管后5-10min)(T0)、CPB开始后1h(T1)、主动脉开放后2h(T2)、主动脉开放后24h(T3)共4个时点，抽取颈内静脉血10mL测定MDA质量浓度和SOD活性(由南京建成生物工程研究所提供试剂盒，分别采用硫代巴妥酸法和黄嘌呤氧化酶法)。同时测定各时点的红细胞压积比(φ)。CPB期间血液稀释对测定值的影响用下列公式校正：校正值=测定值×(转流前φ/测定时φ)。
1.6 统计学处理 计量资料以均数±标准差(±s)表示，采用SPSS10.0统计学软件包，组内比较采用单因素方差分析，组间比较采用t检验，计数资料采用卡方检验。P<0.05为差异有显著性。
2 结果
两组患者年龄、身高、体质量、性别、心功能分级、术前射血分数(EF)、术前心输出量(CO)、CPB时间、主动脉阻断时间无显著差异(P>0.05)。
T0时点MDA质量浓度两组间无明显差异(P>0.05)，T1时点显著增高，T2时点达高峰，T3时点仍显著高于术前(P<0.05)。两组间比较，T2时点试验组明显低于对照组(P<0.01，表 1)。T0时点SOD活性两组间无明显差异(P>0.05)，试验组各时点SOD活性无明显变化(P>0.05)。对照组SOD活性T1、T2时点明显降低，与试验组相比有明显差异(P<0.05，表2)。
表1 两组患者各时点MDA质量浓度的变化(略)
Table 1 The changes of MDA at different time points in two groups
表2 两组患者各时点SOD活性的变化(略)
Table 2 The changes of SOD at different time points in two groups
对照组和试验组患者的心脏自动复跳率分别为40%、46.7%，电除颤率为60%、53.3%，心律失常发生率为53.3%、46.7%，两组相比无明显差异(P>0.05)，术中多巴胺用量分别为(5.8±3.2)mg/人、(4.3±2.5)mg/人，两组亦无明显差异(P>0.05)。术后24h多巴胺用量分别为(67.2±23.1)mg/人、(17.8±10.3)mg/人，试验组明显低于对照组(P<0.01)。
3 讨论
引起心肌缺血/再灌注损伤的机制复杂，氧自由基的爆发生成是其主要机制之一\[5\]。氧自由基作用于细胞外基质，使胶原和透明质酸崩解，促使膜磷脂结构内的多聚不饱和脂肪酸过氧化而直接损伤细胞膜，造成肌浆网和线粒体破裂。氧自由基的产生主要是发生在血流恢复灌注后。
高氧液静脉给氧是一种用具有高氧分压且含有高浓度溶解氧的液体通过静脉向人体组织细胞直接供氧的新型给氧治疗方法。心肌缺血/再灌注后，尤其是在再灌注期，有氧自由基的大量产生，同时伴有心肌SOD活性的降低。高氧液含有的O3预处理后，通过产生活性很强的自由基，使体内自由基增加，从而触发热休克蛋白合成增加及使体内SOD、过氧化氢酶等抗氧化酶活性增高，抑制脂质过氧化反应，减轻心肌细胞膜脂质过氧化的损伤，达到了模拟缺血预处理的效果，减轻再灌注损伤，从而增强心肌细胞的抗自由基损伤能力，保持心肌细胞结构的完整性，避免心肌细胞内Ca2+超载及心肌细胞不可逆性损伤，挽救大批濒临坏死的心肌细胞\[6\]。
动物实验研究表明，缺血和再灌注前静脉给予高氧液，对兔心肌缺血/再灌注的心肌损伤确实有显著的保护作用，其心肌保护作用与减少氧自由基有关。表现在缺血及再灌注状态下，高氧液可明显降低脂质过氧化物(LPO)浓度，减轻细胞内钙超载， 使SOD活性显著增加，均使CK活性和MDA浓度明显降低，心电图ST段的改变也证实了缺血的改善。对缺血心肌超微结构的观察结果表明，高氧液能明显减少其线粒体的破坏变性，防止其肌原纤维的挛缩及断裂，使心肌超微结构损伤明显减轻。提示高氧液能抑制脂质过氧化反应，保护抗氧化酶活力，保护线粒体结构，减轻心肌缺血/再灌注损伤\[34,6\]。
MDA是脂质过氧化反应的代谢产物，其浓度是膜脂质过氧化损害程度的标志，测定MDA质量浓度可以间接反映出氧自由基对细胞的损伤程度。SOD能清除氧自由基，保护细胞免受损伤， SOD活性可间接反映出机体清除氧自由基的能力\[7\]。有临床研究发现，在心肌再灌注期间，反映体内氧自由基水平较好的间接指标MDA明显升高，并与CK、LDH呈显著正相关。说明氧自由基及其引导的脂质过氧化反应可能引起了体外循环下的心肌细胞损伤。
本研究显示，在体外循环中(缺血期)MDA质量浓度开始上升，开放(再灌注)后2h显著高于体外循环中，达峰值，术后24h仍高于术前水平。说明围心内直视手术期间氧自由基产生增加，且再灌注期间产生的量高于缺血期。
对照组在再灌注后2h，MDA质量浓度明显升高，SOD活性明显下降。表明再灌注后氧自由基的产生与清除的平衡系统被破坏，使体内MDA质量浓度明显升高，已造成缺血/再灌注的心肌损伤。试验组MDA质量浓度的增加明显低于对照组，且SOD活性无明显变化。表明高氧液可使MDA质量浓度明显下降，SOD活性保持不变。提示高氧液能抑制脂质过氧化反应，保护抗氧化酶活力，减轻心肌缺血/再灌注损伤。
参考文献：
\[1\]Flitter WD. Free radicals and myocardial reperfusion injury \[J\]. Br Med Bull ,1993,49(3):545555.
\[2\]Baines CP, Goto M, Downey JM. Oxygen radicals released during ischemic preconditioning contribute to cardioprotection in the rabbit myocardium \[J\]. J Mol Cell Cardiol, 1997,29(1):207216.
\[3\]曹阳,周俊玲,缪海生,等.高氧液对家兔心肌缺血再灌注损伤的保护作用 \[J\]. 广州医药, 2002,33(4):69.
\[4\]顾炳权,孙绪德,刘树林,等.高氧液对家兔心肌缺血再灌注损伤的保护作用 \[J\]. 第四军医大学学报, 2001, 22(4):325.
\[5\]Paradies G, Petrosillo G, Pistolese M, et al. Lipid peroxidation and alterations to oxidative metabolism in mitochondria isolated from rat heart subjected to ischemia and reperfusion \[J\]. Free Radic Biol Med, 1999, 27(12):4250.
\[6\]孙绪德,柴伟,马加海,等. 高氧液对家兔心肌缺血再灌注损伤的保护作用 \[J\]. 心脏杂志, 2001,13(1):2426.
\[7\]夏正远,顾家珍,张遵严,等.体外循环下心肌缺血再灌注后血清心肌酶、SOD活性变化及复方丹参的应用 \[J\].中华麻醉学杂志,1996,16(3):153155.
(编辑 邱 芬)
基金项目：陕西省科学技术研究发展计划资助项目(No.2003K10J81)
通讯作者：景桂霞，副教授.Tel:(029)85323250
作者简介：于军(1970)，男(汉族)，主治医师，硕士. 现在西安市第四医院(710004). Email:yujunxa@yahoo.com.cn
(西安交通大学医学院第一附属医院麻醉科，陕西西安 710061)
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