含血停搏液镁离子浓度对未成熟心肌保护的影响
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体外循环杂志 2001年第1期第3卷
200030 上海市胸科医院心外科体外循环室 李欣；徐新根；高尚志
关键词：未成熟心肌；含血停搏液；镁离子
摘要：
目的 目的：本实验采用幼兔离体心脏模型，模拟临床上可能出现的含血停搏液Ca2+浓度变化，探讨适宜于未成熟心肌保护的Mg2+浓度。
材料与方法：选用3～4周龄健康长耳白兔，依照含血停搏液不同Mg2+浓度(0.6mmol/ L、4.0mmol/L、8.0mmol/L、12.0mmol/L、16.0mmol/L)随机分为5组，建立Langendorff 离体心脏灌注模型。采用Ca2+浓度1.2～1.5mmol/L的含血停搏液，运用温血停搏液诱导停搏，冷血停搏液间断灌注，低温保护，终末温血停搏液控制性再灌注技术，观察以下指标：1.血流动力学指标：实验前后恢复率：心率、主动脉流量、冠脉流量、心排量、左室收缩压和左 室舒张末压；2.心肌含水量；3.冠脉流出液乳酸盐含量；4.心肌肌酸激酶和乳酸脱氢酶 漏出率；5.心肌细胞内Na+、Ca2+含量；6.心肌组织ATP含量；7.心肌组织SOD活性、MDA含量；8.心肌超微结构。
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结果：1.心率恢复率、主动脉流量恢复率及左室收缩压恢复率组间总体差异无显著性。而冠脉流量恢复率，心排量恢复率和左室舒张末压恢复率以Mg2+浓度8.0mmol/L和12. 0mmol/L为优，而0.6mmol/L组最差。2.心肌含水量以Mg2+浓度8.0mmol/L和12.0m mol/L为最低。3.冠脉流出液乳酸盐含量0.6mmol/L组、8.0mmol/L和12.0mmol/L组高于其于2组。4.心肌乳酸脱氢酶漏出率以8.0mmol/L组最低，而肌酸激酶漏出率以8.0mm ol/L和12.0mmol/L组为最低。5.心肌细胞内Na+含量以8.0mmol/L和12.0mmol/L组为最低，而心肌细胞内Ca2+含量以8.0mm ol/L组最低。6.心肌组织ATP含量以12.0mmol/L组为最高，8.0mmol/L组次之。7.心肌组织SOD活性以8.0mmol/L和12.0mmol/L组为最高，而MDA含量各组间总体差异无显著性。8.心肌超微结构：8.0mmol/L和12.0mmol/L组表现为基本正常未成熟心肌超微结构，而0.6m mol/L组超微结构有明显损伤表现。
, 百拇医药
结论：本实验研究提示：对于未成熟心肌，当采用温血停搏液诱导停搏，冷血停搏液间断灌注，低温保护，温血停搏液终末控制性再灌注技术时，为避免含血停搏液Ca2+浓度偏 高对未成熟心肌的不利影响，应维持含血停搏液中Mg2+浓度在8～12mmol/L。
细胞外Mg2+是调控Ca2+跨心肌细胞膜流动的重要因素，同时还是许多代谢关键酶的辅因子。本实验采用幼兔离体心脏模型，模拟临床上可能出现的含血停搏液Ca2+浓度变化，探讨适宜于未成熟心肌保护的Mg2+浓度。
材料与方法
选用3～4周龄长耳大白兔，按含血停搏液Mg2+浓度(0.6，4.0 ，8.0，12.0，16.0mmol/L)随机将实验动物分为5组(n=10)。温血停搏液诱导采用高钾停搏液。低温保护，复灌及终末控制性再灌采用低钾停搏液，应用时基本成分如表1。
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表1 含血停搏液成分(mmol/L)
高钾
低钾
Na+
105
105
K+
22～25
10～12
Cl-
100
100
, 百拇医药
HCO3-
18
18
ΔMg2+
18
18
*Ca2+
1.2～1.5
1.2～1.5
pH
7.6～7.8
7.6～7.8
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△浓度实验分组
*晶体停搏液中不加入枸椽酸葡萄糖
建立实验动物模型及完成工作心，收集实验前各项指标后，高钾温血停搏液(37 ℃)，以灌注 压8kPa(1kPa=7.5mmHg)灌注约3min至电机械活动完全停止，心脏降温至17～20℃，此后每30 min低钾冷血停 搏液(17～20℃)复灌2min，灌注压4kPa。心脏停搏期间维持心温于17～20℃。2h后低钾温血 停搏液终末控制性再灌3分钟(37℃，4kPa)。然后恢复Langendorff灌注。
观察指标：1.血流动力学指标：实验前后，心率(HR)恢复率、主动脉流量(AF)恢复率、冠脉流量(CF)恢复率、心排量(CO)恢复率、左室收缩压(LVSP)恢复率和左室舒张末压(LVEDP) 恢复率；2.心肌含水量(MWC)；3.冠脉流出液乳酸盐含量；4.心肌肌酸激酶(CK)和乳酸脱氢酶(LDH)漏出率；5.心肌细胞内Na+、Ca2+含量；6.心肌组织、ATP含量；7.心 肌组织SOD活性、MDA含量；8.心肌超微结构。
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所有数据均以均数±标准差(ˉx±s)表示；利用SPSS 8.0统计软件包对数据进行方差分析。P<0.05为具有统计学差异显著性。
结 果
一、血流动力学指标：1.心率(HR)恢复率、主动脉流量(AF)恢复率及左室收缩压(LVSP)恢复率；各组间总体差异不具有统计学显著性。2.冠脉流量(CF)恢复率 以组1最差，组3、组4最佳；3.心排量(CO)恢复率组3与组4优于其余三组；4.左室舒张末 压(LVEDP)恢复率组2、组3和组4优于其余各组。见表2。
二、心肌含水量(MWC)组3和组4优于其余各组。见表3。
三、冠脉流出液乳酸盐(LA)含量组2、组3、组4高于其余两组。见表3。
四、心肌酶漏出率：1.乳酸脱氢酶(LDH)漏出率：各组间以组3最佳。见表3。2.肌酸激酶(CK)漏出率；以组3与组4最佳。见表3。
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五、心肌细胞内Na2+、Ca2+含量：1.心肌细胞内Na+含量以组3、组4为最佳，组5次之。见表4。2.心肌细胞内Ca2+含量以组3最佳，组2和组4优于组5。见 表4。
六、心肌组织ATP含量以组4含量最高，组3次之。见表4。
七、心肌组织SOD活性、MDA含量：心肌组织SOD活性以组3与组4活性最高，组5次之，组2又低于组5；而心肌组织MDA含量；各组间总体差异无统计学显著性。见表4。
八、心肌超微结构：组3和组4均表现为基本正常未成熟心肌超微结构。肌原纤维排列整齐， 各带清晰可见，线粒体分布均匀、整齐，少数线粒体嵴轻微肿胀，肌浆网无明显肿胀，核染 色质分布均匀。组1、组2和组5可见不同程度线粒体肿胀及散在嵴溶解，伴局灶性肌丝排列 紊乱，核染色质凝聚明显，以组1最为明显。
, 百拇医药
表2 各组血流动力学指标恢复率(%)
HR
AF
CFΔ
CO*
LVSP
LVEDP*
组1
99.16±5.55
85.83±2.63
52.07±2.63
85.49±6.74
, 百拇医药
85.83±5.34
69.73±5.16
组2
100.27±4.96
108.77±9.72
67.47±2.93
97.60±6.49
89.04±4.97
89.78±4.25
组3
100.01±6.45
114.21±8.95
, 百拇医药
85.31±2.19
103.51±4.91
90.47±4.12
90.55±5.47
组4
100.27±8.49
103.33±5.64
83.22±2.08
109.04±5.95
90.22±4.92
90.21±4.39
, 百拇医药 组5
99.93±2.76
103.03±4.86
69.52±4.37
98.91±4.37
88.58±2.48
84.33±4.98
组间总体差异统计学显著性*P<0.05，△P<0.01
表3各组MWC，LA及心肌酶漏出率
MWC* (%)
LA*
, 百拇医药
(μmol/min-1.sww-1)
LDH漏出率* (IU/15min.gdw-1)
CK漏出率* (IU/15min.gdw-1)
组1
84.58±2.70
1.97±0.34
16.29±1.34
64.75±5.07
组2
81.58±1.08
, 百拇医药
2.73±0.51
15.30±3.04
60.52±4.57
组3
77.85±1.09
3.33±0.63
10.80±1.58
52.88±2.02
组4
76.92±2.17
3.02±0.61
15.26±2.18
, 百拇医药
49.98±3.44
组5
81.64±2.37
2.12±0.15
18.64±1.02
59.22±3.23
组间总体差异统计学显著性*P<0.05
表4 各组心肌细胞内Na+、Ca2+含量，ATP、SOD及M DA含量
ΔNa+ (μmol/gdw)
*Ca2+ (μmol/gdw)
, 百拇医药
*ATP
(μmol/gdw)
*SOD
(μmol/gdw)
MDA
(μmol/gdw)
组1
121.58±4.14
4.87±0.68
13.53±1.35
126.86±2.82
1.50±0.17
, 百拇医药
组2
112.62±5.76
3.92±0.60
12.46±1.71
127.74±4.27
1.46±0.27
组3
76.69±3.06
3.03±0.10
16.48±0.44
143.20±3.83
1.14±0.29
, 百拇医药
组4
61.34±1.38
3.40±0.33
18.03±1.53
155.81±3.52
1.43±0.24
组5
93.05±4.53
4.17±0.46
13.94±1.04
135.90±3.81
1.38±0.13
, 百拇医药
组间总体差异统计学显著性 *P<0.05，△ P<0.01
讨 论
与成熟心肌不同，未成熟心肌更多依赖细胞外Ca2+来进行兴奋-收缩耦联〔1〕。肌膜脂质双分子层外的糖被膜组成肌膜-糖被膜复合体，结合细胞外Ca2+来对Na+/Ca2+交换进行调控，而影响细胞内Ca2+浓度〔2〕。由于未成熟心肌对Ca2+的敏感性和调节机制不同，在停搏液内适合于成熟心肌的Ca2+浓度不一定适合于未成熟心肌。特别是处于慢性缺氧、容量/压力超负荷及酸中毒等 病理状态下的未成熟心肌，其能量储备少，血循环中的高浓度儿茶酚胺又使心肌超微结构发 生损伤，影响肌膜与肌浆网的钙隔离作用。此时采用常用Ca2+浓度心脏停搏液，可导致明显的“钙超载”，加重缺血与再灌注引起的损伤〔3〕。
, 百拇医药
与传统的晶体停搏液相比，含血停搏液具有很大优势。结合不同的灌注技术，如温血停搏液诱导停搏/低温保护/控制性终末再灌，临床上多将其应用于慢性缺氧(发绀)、容量/压力超负荷、酸中毒和心功能不全的复杂性先天性心脏病患儿。尽管已有研究证实低钙(0.5～0.6mmol/L)含血停搏液对未成熟心肌保护效果优于正常钙浓度(1.1～1.3mmol/L)停搏液，但由于含血停搏液本身乃由体外循环机血与高钾晶体停搏液混合而成，其Ca2+浓度一般多在1.1～1.3mmol/L左右。即使加入枸橼酸盐试图降低含血停搏液中的Ca2+浓度，但由于体外循环影响因素复杂，如循环pH、血液稀释度、温度、K+浓度、全身Ca2+水平等多种因素不断变化，都可造成含血停搏液Ca2+浓度的变化。这可使未成熟心肌处于与预计浓度不同的(或高或低)Ca2+外环境中，可能造成“钙超载”或“钙反常” 现象。如何安全有效地抑制含血停搏液中Ca2+浓度变化可能造成的不利影响因而得到关注。
, 百拇医药
目前已知〔3〕，细胞外Mg2+和Ca2+共同竞争结合肌膜-糖被膜复合体的Ca2+结合位点和L-型钙通道结合位点。较高的Mg2+浓度可竞争性抑制Ca2+进入细胞内。因此，适当提高细胞外Mg2+浓度可减少缺血再灌注致细胞内Ca2+聚积，保护超微结构完整，抑制心肌顿抑，促进术后心功能恢复，减少术后心律失常的发生。
本实验研究由于采用温血停搏液诱导停搏，冷血停搏液间断灌注，低温保护，控制性温血停 搏液终末再灌注技术，使各组心肌MDA含量和部分血流动力学指标无显著差异。这与含血停 搏液本身心肌保护优势有关。将有显著性差异各项指标综合评价，则以组3与组4为最佳。若与正常Ca2+浓度无外加Mg2+的组1比较，则在这两组浓度范围内，细胞内Na+与Ca2+的蓄积较少，细胞内Na+浓度较低，反映心肌细胞水肿较轻；并间接反映Na+/Ca2+交换在缺血再灌注期间受到抑制，使得细胞内Ca2+浓度较低；SOD活性保存较好及细胞内Ca2+浓度较低利于保存线粒体功能，对能量物质产生和利用影响较小。较低的细胞内Na+与Ca2+浓度、相对丰富的ATP和较好的抗氧自由基能力，使心肌细胞膜性结构保持完整，维持细胞内环境稳定。表现两组心肌酶漏出率最低，超微结构基本正常。左室舒张末压恢复率和冠脉流量恢复率以这两组为最佳，反映左室舒张功能良好，有利于减少心肌耗氧，增加左室功能储备，促进心内膜下心肌血供。同时，冠脉内皮功能 得到保存，利于冠脉保持通畅，抑制心肌顿抑的发生。
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然而细胞外Mg2+浓度过高(>15mmol/L)时可对心肌保护产生不利影响。可能的机理是 ：细胞外Mg2+浓度过高使得肌膜-糖被膜复合体上Ca2+结合位点大部分被Mg2+竞争性占据，在缺血期虽可抑制Na+/Ca2+交换，但再灌注期Mg2+被冲走，致大部分Ca2+结合位点暴露，诱发Ca2+大量进入细胞内造成损伤。机理与 “钙反常”相似。同时细胞外Mg2+浓度过高使细胞内Mg2+浓度亦相应升高，可抑制肌钙蛋白与Ca2+结合，导致负性肌力作用加强，并抑制肌浆网的摄钙功能。
复杂性先天性心脏病患儿手术操作复杂，耗时较长，故采用含血停搏液(温血停搏液诱导停搏，低温保护，温血停搏液终末控制性再灌)是目前比较合适的心肌保护方法。本实验研究针对临床含血停搏液Ca2+浓度相对偏高可能对未成熟心肌造成不利影响这一问题，得 出以下结论：对于未成熟心肌，当采用温血停搏液诱导停搏，冷血停搏液间断灌注，低温保护，温血停搏液终末控制性再灌注技术时，为避免含血停搏液Ca2+浓度偏高对未成熟心肌引起不利影响，应保持含血停搏液中Mg2+浓度在8～12mmol/L。
, 百拇医药
参考文献
1.Klitzner Ts. Maturational changes in excitation-contraction coup ling in mammalian myocardium. J Am Coll Cardiol,1991,17:218.
2.Takashi I,Naruto M,Naoaki T,et al.Regulation of intracellular calcium concentra tions by calcium and magnesium in cardioplegiec solutions protects rat neonatal myocytes from simulated ischemia. J Mol Cell Cardiol,1998,30,1105.
3.Kronon MT,Bolling KS,Allen BS,et al.The relationship between calcium a nd magnesium in pediatric myocardial protection.J Thorac Cardiovasc Surg,1997,11 4:1010., 百拇医药
关键词：未成熟心肌；含血停搏液；镁离子
摘要：
目的 目的：本实验采用幼兔离体心脏模型，模拟临床上可能出现的含血停搏液Ca2+浓度变化，探讨适宜于未成熟心肌保护的Mg2+浓度。
材料与方法：选用3～4周龄健康长耳白兔，依照含血停搏液不同Mg2+浓度(0.6mmol/ L、4.0mmol/L、8.0mmol/L、12.0mmol/L、16.0mmol/L)随机分为5组，建立Langendorff 离体心脏灌注模型。采用Ca2+浓度1.2～1.5mmol/L的含血停搏液，运用温血停搏液诱导停搏，冷血停搏液间断灌注，低温保护，终末温血停搏液控制性再灌注技术，观察以下指标：1.血流动力学指标：实验前后恢复率：心率、主动脉流量、冠脉流量、心排量、左室收缩压和左 室舒张末压；2.心肌含水量；3.冠脉流出液乳酸盐含量；4.心肌肌酸激酶和乳酸脱氢酶 漏出率；5.心肌细胞内Na+、Ca2+含量；6.心肌组织ATP含量；7.心肌组织SOD活性、MDA含量；8.心肌超微结构。
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结果：1.心率恢复率、主动脉流量恢复率及左室收缩压恢复率组间总体差异无显著性。而冠脉流量恢复率，心排量恢复率和左室舒张末压恢复率以Mg2+浓度8.0mmol/L和12. 0mmol/L为优，而0.6mmol/L组最差。2.心肌含水量以Mg2+浓度8.0mmol/L和12.0m mol/L为最低。3.冠脉流出液乳酸盐含量0.6mmol/L组、8.0mmol/L和12.0mmol/L组高于其于2组。4.心肌乳酸脱氢酶漏出率以8.0mmol/L组最低，而肌酸激酶漏出率以8.0mm ol/L和12.0mmol/L组为最低。5.心肌细胞内Na+含量以8.0mmol/L和12.0mmol/L组为最低，而心肌细胞内Ca2+含量以8.0mm ol/L组最低。6.心肌组织ATP含量以12.0mmol/L组为最高，8.0mmol/L组次之。7.心肌组织SOD活性以8.0mmol/L和12.0mmol/L组为最高，而MDA含量各组间总体差异无显著性。8.心肌超微结构：8.0mmol/L和12.0mmol/L组表现为基本正常未成熟心肌超微结构，而0.6m mol/L组超微结构有明显损伤表现。
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结论：本实验研究提示：对于未成熟心肌，当采用温血停搏液诱导停搏，冷血停搏液间断灌注，低温保护，温血停搏液终末控制性再灌注技术时，为避免含血停搏液Ca2+浓度偏 高对未成熟心肌的不利影响，应维持含血停搏液中Mg2+浓度在8～12mmol/L。
细胞外Mg2+是调控Ca2+跨心肌细胞膜流动的重要因素，同时还是许多代谢关键酶的辅因子。本实验采用幼兔离体心脏模型，模拟临床上可能出现的含血停搏液Ca2+浓度变化，探讨适宜于未成熟心肌保护的Mg2+浓度。
材料与方法
选用3～4周龄长耳大白兔，按含血停搏液Mg2+浓度(0.6，4.0 ，8.0，12.0，16.0mmol/L)随机将实验动物分为5组(n=10)。温血停搏液诱导采用高钾停搏液。低温保护，复灌及终末控制性再灌采用低钾停搏液，应用时基本成分如表1。
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表1 含血停搏液成分(mmol/L)
高钾
低钾
Na+
105
105
K+
22～25
10～12
Cl-
100
100
, 百拇医药
HCO3-
18
18
ΔMg2+
18
18
*Ca2+
1.2～1.5
1.2～1.5
pH
7.6～7.8
7.6～7.8
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△浓度实验分组
*晶体停搏液中不加入枸椽酸葡萄糖
建立实验动物模型及完成工作心，收集实验前各项指标后，高钾温血停搏液(37 ℃)，以灌注 压8kPa(1kPa=7.5mmHg)灌注约3min至电机械活动完全停止，心脏降温至17～20℃，此后每30 min低钾冷血停 搏液(17～20℃)复灌2min，灌注压4kPa。心脏停搏期间维持心温于17～20℃。2h后低钾温血 停搏液终末控制性再灌3分钟(37℃，4kPa)。然后恢复Langendorff灌注。
观察指标：1.血流动力学指标：实验前后，心率(HR)恢复率、主动脉流量(AF)恢复率、冠脉流量(CF)恢复率、心排量(CO)恢复率、左室收缩压(LVSP)恢复率和左室舒张末压(LVEDP) 恢复率；2.心肌含水量(MWC)；3.冠脉流出液乳酸盐含量；4.心肌肌酸激酶(CK)和乳酸脱氢酶(LDH)漏出率；5.心肌细胞内Na+、Ca2+含量；6.心肌组织、ATP含量；7.心 肌组织SOD活性、MDA含量；8.心肌超微结构。
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所有数据均以均数±标准差(ˉx±s)表示；利用SPSS 8.0统计软件包对数据进行方差分析。P<0.05为具有统计学差异显著性。
结 果
一、血流动力学指标：1.心率(HR)恢复率、主动脉流量(AF)恢复率及左室收缩压(LVSP)恢复率；各组间总体差异不具有统计学显著性。2.冠脉流量(CF)恢复率 以组1最差，组3、组4最佳；3.心排量(CO)恢复率组3与组4优于其余三组；4.左室舒张末 压(LVEDP)恢复率组2、组3和组4优于其余各组。见表2。
二、心肌含水量(MWC)组3和组4优于其余各组。见表3。
三、冠脉流出液乳酸盐(LA)含量组2、组3、组4高于其余两组。见表3。
四、心肌酶漏出率：1.乳酸脱氢酶(LDH)漏出率：各组间以组3最佳。见表3。2.肌酸激酶(CK)漏出率；以组3与组4最佳。见表3。
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五、心肌细胞内Na2+、Ca2+含量：1.心肌细胞内Na+含量以组3、组4为最佳，组5次之。见表4。2.心肌细胞内Ca2+含量以组3最佳，组2和组4优于组5。见 表4。
六、心肌组织ATP含量以组4含量最高，组3次之。见表4。
七、心肌组织SOD活性、MDA含量：心肌组织SOD活性以组3与组4活性最高，组5次之，组2又低于组5；而心肌组织MDA含量；各组间总体差异无统计学显著性。见表4。
八、心肌超微结构：组3和组4均表现为基本正常未成熟心肌超微结构。肌原纤维排列整齐， 各带清晰可见，线粒体分布均匀、整齐，少数线粒体嵴轻微肿胀，肌浆网无明显肿胀，核染 色质分布均匀。组1、组2和组5可见不同程度线粒体肿胀及散在嵴溶解，伴局灶性肌丝排列 紊乱，核染色质凝聚明显，以组1最为明显。
, 百拇医药
表2 各组血流动力学指标恢复率(%)
HR
AF
CFΔ
CO*
LVSP
LVEDP*
组1
99.16±5.55
85.83±2.63
52.07±2.63
85.49±6.74
, 百拇医药
85.83±5.34
69.73±5.16
组2
100.27±4.96
108.77±9.72
67.47±2.93
97.60±6.49
89.04±4.97
89.78±4.25
组3
100.01±6.45
114.21±8.95
, 百拇医药
85.31±2.19
103.51±4.91
90.47±4.12
90.55±5.47
组4
100.27±8.49
103.33±5.64
83.22±2.08
109.04±5.95
90.22±4.92
90.21±4.39
, 百拇医药 组5
99.93±2.76
103.03±4.86
69.52±4.37
98.91±4.37
88.58±2.48
84.33±4.98
组间总体差异统计学显著性*P<0.05，△P<0.01
表3各组MWC，LA及心肌酶漏出率
MWC* (%)
LA*
, 百拇医药
(μmol/min-1.sww-1)
LDH漏出率* (IU/15min.gdw-1)
CK漏出率* (IU/15min.gdw-1)
组1
84.58±2.70
1.97±0.34
16.29±1.34
64.75±5.07
组2
81.58±1.08
, 百拇医药
2.73±0.51
15.30±3.04
60.52±4.57
组3
77.85±1.09
3.33±0.63
10.80±1.58
52.88±2.02
组4
76.92±2.17
3.02±0.61
15.26±2.18
, 百拇医药
49.98±3.44
组5
81.64±2.37
2.12±0.15
18.64±1.02
59.22±3.23
组间总体差异统计学显著性*P<0.05
表4 各组心肌细胞内Na+、Ca2+含量，ATP、SOD及M DA含量
ΔNa+ (μmol/gdw)
*Ca2+ (μmol/gdw)
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*ATP
(μmol/gdw)
*SOD
(μmol/gdw)
MDA
(μmol/gdw)
组1
121.58±4.14
4.87±0.68
13.53±1.35
126.86±2.82
1.50±0.17
, 百拇医药
组2
112.62±5.76
3.92±0.60
12.46±1.71
127.74±4.27
1.46±0.27
组3
76.69±3.06
3.03±0.10
16.48±0.44
143.20±3.83
1.14±0.29
, 百拇医药
组4
61.34±1.38
3.40±0.33
18.03±1.53
155.81±3.52
1.43±0.24
组5
93.05±4.53
4.17±0.46
13.94±1.04
135.90±3.81
1.38±0.13
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组间总体差异统计学显著性 *P<0.05，△ P<0.01
讨 论
与成熟心肌不同，未成熟心肌更多依赖细胞外Ca2+来进行兴奋-收缩耦联〔1〕。肌膜脂质双分子层外的糖被膜组成肌膜-糖被膜复合体，结合细胞外Ca2+来对Na+/Ca2+交换进行调控，而影响细胞内Ca2+浓度〔2〕。由于未成熟心肌对Ca2+的敏感性和调节机制不同，在停搏液内适合于成熟心肌的Ca2+浓度不一定适合于未成熟心肌。特别是处于慢性缺氧、容量/压力超负荷及酸中毒等 病理状态下的未成熟心肌，其能量储备少，血循环中的高浓度儿茶酚胺又使心肌超微结构发 生损伤，影响肌膜与肌浆网的钙隔离作用。此时采用常用Ca2+浓度心脏停搏液，可导致明显的“钙超载”，加重缺血与再灌注引起的损伤〔3〕。
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与传统的晶体停搏液相比，含血停搏液具有很大优势。结合不同的灌注技术，如温血停搏液诱导停搏/低温保护/控制性终末再灌，临床上多将其应用于慢性缺氧(发绀)、容量/压力超负荷、酸中毒和心功能不全的复杂性先天性心脏病患儿。尽管已有研究证实低钙(0.5～0.6mmol/L)含血停搏液对未成熟心肌保护效果优于正常钙浓度(1.1～1.3mmol/L)停搏液，但由于含血停搏液本身乃由体外循环机血与高钾晶体停搏液混合而成，其Ca2+浓度一般多在1.1～1.3mmol/L左右。即使加入枸橼酸盐试图降低含血停搏液中的Ca2+浓度，但由于体外循环影响因素复杂，如循环pH、血液稀释度、温度、K+浓度、全身Ca2+水平等多种因素不断变化，都可造成含血停搏液Ca2+浓度的变化。这可使未成熟心肌处于与预计浓度不同的(或高或低)Ca2+外环境中，可能造成“钙超载”或“钙反常” 现象。如何安全有效地抑制含血停搏液中Ca2+浓度变化可能造成的不利影响因而得到关注。
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目前已知〔3〕，细胞外Mg2+和Ca2+共同竞争结合肌膜-糖被膜复合体的Ca2+结合位点和L-型钙通道结合位点。较高的Mg2+浓度可竞争性抑制Ca2+进入细胞内。因此，适当提高细胞外Mg2+浓度可减少缺血再灌注致细胞内Ca2+聚积，保护超微结构完整，抑制心肌顿抑，促进术后心功能恢复，减少术后心律失常的发生。
本实验研究由于采用温血停搏液诱导停搏，冷血停搏液间断灌注，低温保护，控制性温血停 搏液终末再灌注技术，使各组心肌MDA含量和部分血流动力学指标无显著差异。这与含血停 搏液本身心肌保护优势有关。将有显著性差异各项指标综合评价，则以组3与组4为最佳。若与正常Ca2+浓度无外加Mg2+的组1比较，则在这两组浓度范围内，细胞内Na+与Ca2+的蓄积较少，细胞内Na+浓度较低，反映心肌细胞水肿较轻；并间接反映Na+/Ca2+交换在缺血再灌注期间受到抑制，使得细胞内Ca2+浓度较低；SOD活性保存较好及细胞内Ca2+浓度较低利于保存线粒体功能，对能量物质产生和利用影响较小。较低的细胞内Na+与Ca2+浓度、相对丰富的ATP和较好的抗氧自由基能力，使心肌细胞膜性结构保持完整，维持细胞内环境稳定。表现两组心肌酶漏出率最低，超微结构基本正常。左室舒张末压恢复率和冠脉流量恢复率以这两组为最佳，反映左室舒张功能良好，有利于减少心肌耗氧，增加左室功能储备，促进心内膜下心肌血供。同时，冠脉内皮功能 得到保存，利于冠脉保持通畅，抑制心肌顿抑的发生。
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然而细胞外Mg2+浓度过高(>15mmol/L)时可对心肌保护产生不利影响。可能的机理是 ：细胞外Mg2+浓度过高使得肌膜-糖被膜复合体上Ca2+结合位点大部分被Mg2+竞争性占据，在缺血期虽可抑制Na+/Ca2+交换，但再灌注期Mg2+被冲走，致大部分Ca2+结合位点暴露，诱发Ca2+大量进入细胞内造成损伤。机理与 “钙反常”相似。同时细胞外Mg2+浓度过高使细胞内Mg2+浓度亦相应升高，可抑制肌钙蛋白与Ca2+结合，导致负性肌力作用加强，并抑制肌浆网的摄钙功能。
复杂性先天性心脏病患儿手术操作复杂，耗时较长，故采用含血停搏液(温血停搏液诱导停搏，低温保护，温血停搏液终末控制性再灌)是目前比较合适的心肌保护方法。本实验研究针对临床含血停搏液Ca2+浓度相对偏高可能对未成熟心肌造成不利影响这一问题，得 出以下结论：对于未成熟心肌，当采用温血停搏液诱导停搏，冷血停搏液间断灌注，低温保护，温血停搏液终末控制性再灌注技术时，为避免含血停搏液Ca2+浓度偏高对未成熟心肌引起不利影响，应保持含血停搏液中Mg2+浓度在8～12mmol/L。
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参考文献
1.Klitzner Ts. Maturational changes in excitation-contraction coup ling in mammalian myocardium. J Am Coll Cardiol,1991,17:218.
2.Takashi I,Naruto M,Naoaki T,et al.Regulation of intracellular calcium concentra tions by calcium and magnesium in cardioplegiec solutions protects rat neonatal myocytes from simulated ischemia. J Mol Cell Cardiol,1998,30,1105.
3.Kronon MT,Bolling KS,Allen BS,et al.The relationship between calcium a nd magnesium in pediatric myocardial protection.J Thorac Cardiovasc Surg,1997,11 4:1010., 百拇医药