夏繼輝，徐世榮，夏文勝，魯晶

· 論著 ·

右旋美托咪定對膿毒血癥大鼠心功能障礙的影響

夏繼輝，徐世榮，夏文勝，魯晶

目的觀察右旋美托咪定對膿毒血癥大鼠心功能障礙的影響。方法30只SD大鼠隨機均分假手術(shù)（Sham）組、盲腸結(jié)扎穿孔（CLP）組和右旋美托咪定（Dex）組，每組各10只。采用盲腸結(jié)扎穿孔法建立大鼠膿毒血癥模型。Dex組大鼠建模后即給予負荷量的右旋美托咪定7 μg/kg，20 min后以5 μg/（kg·h）持續(xù)泵注，其余兩組均于術(shù)后持續(xù)泵注等量生理鹽水。采集術(shù)后6 h、12 h、24 h時的平均動脈壓（MAP）、心率（HR）、左心室舒張末壓（LVEDP）、左心室收縮壓（LVSP）、左心室最大收縮速率（+dP/dt），左室最大舒張速率（-dP/dt）。采用ELISA試劑盒法檢測血清中血清脂聯(lián)素、腫瘤壞死因子-α（TNF-α）及白細胞介素-1β（IL-1β）水平。結(jié)果與Sham組比較，CLP組與Dex組大鼠在術(shù)后6 h、12 h和24 h的血流動力學(xué)指標MAP、HR、LVEDP、LVSP、+dP/dt和-dP/dt及24 h的血清脂聯(lián)素、TNF-α及IL-1β水平均明顯均明顯降低（P＜ 0.05）。與CLP組比較，Dex組大鼠在術(shù)后6 h、12 h和24 h的血流動力學(xué)指標MAP、HR、LVEDP、LVSP、+dP/dt及-dP/dt均明顯升高（P＜0.05），術(shù)后24 h時血清脂聯(lián)素水平升高、TNF-α及IL-1β水平明顯減少（P＜0.05）。結(jié)論Dex可明顯改善膿毒血癥大鼠心功能障礙并維持血流動力學(xué)穩(wěn)定，其作用可能與上調(diào)血清脂聯(lián)素表達水平、抑制TNF-α和IL-1β炎癥因子表達，減輕膿毒癥所致心臟毒性和心肌損傷有關(guān)。

右旋美托咪定；膿毒血癥；心功能障礙

膿毒血癥是目前臨床上具有極高威脅性的臨床綜合征，其本質(zhì)是由多種原因引起的失控的全身炎癥反應(yīng)綜合征（SIRS），表現(xiàn)為血流動力學(xué)不穩(wěn)定和組織細胞氧代謝障礙，其具有高發(fā)病率和病死率，成為重癥監(jiān)護病房非心臟病患者死亡的主要原因[1]。盡管近年來在加強抗感染治療的基礎(chǔ)上配合器官功能支持等治療措施上取得了長足進步，但合并膿毒血癥患者，其心功能抑制的發(fā)生率仍達40%，出現(xiàn)膿毒癥休克時病死率高達50%～70%[2,3]。右旋美托咪定（Dex）是一種新型高選擇性的α2腎上腺素能受體激動劑，主要用于術(shù)中或重癥監(jiān)護病房（ICU）患者的鎮(zhèn)靜。研究發(fā)現(xiàn)Dex具有抗炎作用，能夠抑制炎癥因子的產(chǎn)生，對腎、腦等器官功能有一定保護作用[4-6]。本研究通過觀察Dex對膿毒血癥大鼠血流動力學(xué)和血清炎癥因子表達水平的影響，探討右旋美托咪定對改善膿毒血癥大鼠心功能障礙的可行性。

1 材料與方法

1.1 試劑和儀器鹽酸右旋美托咪定注射液（江蘇恒瑞醫(yī)藥股份有限公司，中國），低溫高速離心機（Eppedorf公司，德國），微量移液器（Eppedorf公司，德國），酶標儀（Thermo公司，美國），MedLab生物信號采集處理系統(tǒng)（北京眾實迪創(chuàng)科技發(fā)展有限責任公司，中國），大鼠脂聯(lián)素、腫瘤壞死因子α（TNF-α）及白細胞介素-1β（IL-1β）酶聯(lián)免疫法（ELISA）檢測試劑盒（武漢博士德生物有限公司）。

1.2 實驗動物與分組SPF級成年SD大鼠30只，由揚州大學(xué)醫(yī)學(xué)中心提供，雌雄不拘，體質(zhì)量280～320 g，隨機均分為以下3組：假手術(shù)（Sham）組、盲腸結(jié)扎穿孔法（CLP）組和右旋美托咪定（Dex）組，每組10只。所有大鼠實驗前靜養(yǎng)1周，溫度（23±1）℃，自由進食飲水。實驗動物使用遵守實驗動物倫理的相關(guān)規(guī)定。

1.3 動物模型制備和藥物處理參照文獻[7,8]建立CLP致大鼠膿毒血癥模型：術(shù)前禁食6 h，10%水合氯醛（350 mg/kg）腹腔注射麻醉，取仰臥位，固定四肢及頭部，24號套管針左側(cè)股靜脈和右側(cè)股動脈置管。于大鼠中下腹沿正中線做1 cm長切口，暴露腹腔臟器并游離腸系膜，探查找到盲腸。以4-0絲線距盲腸根部1.5 cm、血管弓內(nèi)環(huán)形結(jié)扎盲腸根部，用18號針頭在結(jié)扎遠端貫通穿刺一次，擠出糞便少許，還納腸段，依次縫合腹膜和皮膚。Sham組僅剖腹探查盲腸后即刻縫合腹壁切口；CLP癥組采用CLP復(fù)制膿毒癥模型；兩組均于術(shù)后經(jīng)股靜脈套管持續(xù)泵注等量生理鹽水。Dex組同樣采用CLP復(fù)制膿毒癥模型，術(shù)后經(jīng)股靜脈套管給予負荷量的右旋美托咪定7 μg/kg，20 min后繼而以5 μg/（kg·h）持續(xù)泵注[9]。

1.4 血流動力學(xué)監(jiān)測大鼠腹腔麻醉后，將股動脈插管通過壓力傳感器連接于MedLab生物信號采集處理系統(tǒng)，觀察并記錄術(shù)后6 h、12 h、24 h時的平均動脈壓（MAP）；將電極針插入動物四肢皮下，連接好導(dǎo)聯(lián)線，進行心電圖監(jiān)測并記錄心率（HR）；經(jīng)左心室插管記錄左室收縮曲線。計算左室舒張末壓（LVEDP）、左心室收縮壓（LVSP），左心室最大收縮速率（+dP/dt），左室最大舒張速率（-dP/dt）。

1.5 血清脂聯(lián)素、TNF-α及IL-1β檢測于CLP術(shù)后24 h經(jīng)股靜脈導(dǎo)管取股靜脈血5 ml，1500 r/min離心15 min后取血清，用乙二胺四乙酸（EDTA）抗凝處理，-80°C深低溫保存。采用ELISA試劑盒法檢測血清中血清脂聯(lián)素、TNF-α）及IL-1β水平，按試劑盒說明書步驟進行操作，酶標儀測定各物質(zhì)光密度值，建立標準曲線，根據(jù)標準曲線計算血清中各物質(zhì)含量。

1.6 統(tǒng)計分析應(yīng)用SPSS13.0統(tǒng)計學(xué)軟件進行分析。計量資料以均數(shù)±標準差（±s）表示。血流動力學(xué)指標采用重復(fù)測量方差分析，組間兩兩比較采用Bonferroni t檢驗，血清脂聯(lián)素、TNF-α及IL-1β表達水平采用單因素方差分析，組間兩兩比較采用q檢驗。P＜0.05差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 術(shù)后各組大鼠血流動力學(xué)指標變化與Sham組比較，CLP組與Dex組大鼠在術(shù)后6 h、12 h和24 h時血流動力學(xué)指標MAP、HR、LVEDP、LVSP、+dP/dt及-dP/dt均明顯降低，三組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。與CLP組比較，Dex組大鼠在術(shù)后6 h、12 h和24 h時血流動力學(xué)指標MAP、HR、LVEDP、LVSP、+dP/dt及-dP/dt均明顯升高，兩組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）（表1～3）。

2.2 術(shù)后24 h各組大鼠血清脂聯(lián)素、TNF-α及IL-1β表達變化與Sham組比較，CLP組與Dex組大鼠術(shù)后24 h血清脂聯(lián)素、TNF-α及IL-1β水平明顯減少，三組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。與CLP組比較，術(shù)后24 h血清脂聯(lián)素水平升高、TNF-α及 IL-1β水平明顯減少，兩組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），（表4）。

3 討論

膿毒血癥誘導(dǎo)的心功能障礙是造成膿毒血癥預(yù)后不良的重要因素之一，研究發(fā)現(xiàn)，40%～50%的膿毒血癥患者可并發(fā)心功能不全，約7%出現(xiàn)嚴重心功能障礙[10]。膿毒血癥引起心功能障礙的因素：一方面心臟局部炎癥因子增加，如TNF-α和IL-1β等炎性介質(zhì)的直接的心肌毒性作用是導(dǎo)致心功能障礙的重要因素；另一方面，由于炎癥介質(zhì)過度激活所誘發(fā)的“瀑布效應(yīng)”及氧自由基損傷是造成心肌損傷的另一重要機制[11]。在膿毒血癥引起的炎性介質(zhì)大量釋放的過程中，TNF-α和IL-1β作為介導(dǎo)炎癥反應(yīng)重要的啟動因子，其引發(fā)的氧自由基等物質(zhì)的釋放最終對心肌功能產(chǎn)生抑制性影響，繼而引發(fā)一系列病理生理改變?；诖?，TNF-α和IL-1β被認為是膿毒血癥病情發(fā)展的重要介質(zhì)。治療膿毒血癥誘導(dǎo)的心功能障礙的關(guān)鍵是減輕炎癥因子介導(dǎo)的心臟毒性和氧自由基導(dǎo)致的心肌損傷，從而維持血流動力學(xué)穩(wěn)定。Dex是一種目前臨床上使用的新型高選擇性的α2腎上腺素能受體激動劑，具有抗焦慮、鎮(zhèn)靜、抑制唾液分泌、抗交感和穩(wěn)定血流動力學(xué)等多種效應(yīng)，廣泛應(yīng)用麻醉輔助用藥或重癥監(jiān)護病房。研究發(fā)現(xiàn)[12,13]，Dex具有抗炎作用，能夠抑制包括TNF-α、IL-1β、白介素-6（IL-6）在內(nèi)的多種炎性因子的產(chǎn)生，并對心、腎、腦等器官有保護作用。

本研究采用CLP法建立大鼠膿毒血癥模型，觀察Dex對膿毒血癥大鼠血流動力學(xué)和血清炎癥因子表達水平的影響。研究結(jié)果顯示：與Sham組大鼠相比，術(shù)后6 h開始CLP組大鼠出現(xiàn)HR明顯增快以及MAP、LVEDP、LVSP、+dP/dt和-dP/dt明顯降低，表明CLP法建立的大鼠膿毒血癥模型出現(xiàn)明顯的心功能障礙并伴血流動力學(xué)異常，隨膿毒血癥的病程持續(xù)而進行性的惡化；然而Dex組大鼠雖然也出現(xiàn)心功能障礙和血流動力學(xué)異常表現(xiàn)，但較CLP組大鼠明顯改善，且該過程沒有出現(xiàn)隨膿毒血癥的病程持續(xù)而進行性的惡化的趨勢，表明Dex可減輕膿毒血癥大鼠心功能異常。我們還發(fā)現(xiàn)膿毒血癥大鼠血清炎癥因子TNF-α和IL-1β水平明顯增加，而Dex可以抑制膿毒血癥大鼠血清炎癥因子TNF-α和IL-1β水平增加。推測Dex改善膿毒血癥大鼠心功能障礙的作用可能與抑制炎癥因子表達水平，減輕炎癥因子介導(dǎo)的心臟毒性和氧自由基導(dǎo)致的心肌損傷有關(guān)，從而維持血流動力學(xué)穩(wěn)。

表1 術(shù)后6 h三組大鼠血流動力學(xué)指標比較表（±s）

表1 術(shù)后6 h三組大鼠血流動力學(xué)指標比較表（±s）

注：MAP：平均動脈壓；HR：心率；LVEDP：左室射血分數(shù)；LVSP：左心室收縮壓；+dP/dt：左心室最大收縮速率；-dP/dt：左室最大舒張速率；與Sham組比較，aP＜0.05；與CLP組比較，bP＜0.05

組別 Sham組 CLP組 Dex組MAP（mmHg） 130.4±12.5 92.3±8.7a 119.4±10.6abHR（bpm） 457±31 375±28a 405±23abLVEDP（mmHg） 6.1±0.15 3.5±0.09a 4.9±0.12abLVSP（mmHg） 90.43±6.54 71.76±4.43a 80.95±3.34ab+dP/dt 2986±341 2221±221a 2445±178ab-dP/dt 3657±243 2724±289a 3356±218ab

表2 術(shù)后12 h三組大鼠血流動力學(xué)指標比較表（±s）

表2 術(shù)后12 h三組大鼠血流動力學(xué)指標比較表（±s）

注：MAP：平均動脈壓；HR：心率；LVEDP：左室射血分數(shù)；LVSP：左心室收縮壓；+dP/dt：左心室最大收縮速率；-dP/dt：左室最大舒張速率；與Sham組比較，aP＜0.05；與CLP組比較，bP＜0.05

組別 Sham組 CLP組 Dex組MAP（mmHg） 129.2±11.3 75.6±9.1a 100.7±8.9abHR（bpm） 448±28 357±31a 399±29abLVEDP（mmHg） 5.9±0.13 3.2±0.11a 4.5±0.09abLVSP（mmHg） 89.65±7.43 70.65±5.12a 79.67±3.98ab+dP/dt 2879±255 2198±239a 2386±245ab-dP/dt 3598±157 2589±143a 3215±179ab

表3 術(shù)后24 h三組大鼠血流動力學(xué)指標比較表（±s）

表3 術(shù)后24 h三組大鼠血流動力學(xué)指標比較表（±s）

注：MAP：平均動脈壓；HR：心率；LVEDP：左室射血分數(shù)；LVSP：左心室收縮壓；+dP/dt：左心室最大收縮速率；-dP/dt：左室最大舒張速率；與Sham組比較，aP＜0.05；與CLP組比較，bP＜0.05

組別 S h a m組 C L P組 D e x組M A P（m m H g） 1 2 6 . 5 ± 1 0 . 2 5 9 . 4 ± 6 . 8a 9 2 . 4 4 ± 7 . 6abH R（b p m） 4 4 0 ± 3 3 3 1 0 ± 2 5a 3 8 1 ± 3 4abL V E D P（m m H g） 5 . 8 ± 0 . 1 4 3 . 1 ± 0 . 1 7a 4 . 1 ± 0 . 1 1abL V S P（m m H g） 8 8 . 8 7 ± 5 . 9 4 6 9 . 7 8 ± 6 . 0 6a 7 8 . 9 7 ± 2 . 5 6ab+ d P / d t 2 8 5 6 ± 3 1 4 2 1 7 8 ± 2 1 8a 2 3 8 9 ± 2 3 5ab-d P / d t 3 5 4 3 ± 2 1 4 2 4 7 6 ± 2 5 1a 3 1 4 5 7 ± 1 7 3ab

表4 三組大鼠術(shù)后24 h血清脂聯(lián)素、TNF-α及IL-1β水平變化比較（±s）

表4 三組大鼠術(shù)后24 h血清脂聯(lián)素、TNF-α及IL-1β水平變化比較（±s）

注：TNF-α：腫瘤壞死因子；IL-1β：白細胞介素-1β；與Sham組比較，aP＜0.05；與CLP組比較，bP＜0.05

組別 脂聯(lián)素 T N F -α I L -1 β S h a m組 4 . 3 9 ± 0 . 7 6 5 . 2 4 ± 0 . 5 5 4 . 6 9 ± 0 . 9 1 C L P組 1 . 0 8 ± 0 . 1 2a 1 8 . 3 3 ± 1 . 7 8a 1 5 . 4 5 ± 1 . 7 6aD e x組 2 . 6 8 ± 0 . 5 4ab 1 0 . 4 5 ± 1 . 9 7ab 9 . 3 9 ± 1 . 0 1ab

近年來研究表明，脂聯(lián)素可抑制TNF-α等炎癥因子的表達，參與減輕炎癥反應(yīng)，是炎癥免疫反應(yīng)的重要負性調(diào)節(jié)因子[14,15]。本研究我們也發(fā)現(xiàn)CLP組大鼠血清脂聯(lián)素水平明顯降低，且血清TNF-α和IL-1β水平明顯增加；經(jīng)Dex治療組大鼠血清脂聯(lián)素水平明顯升高，血清TNF-α和IL-1β水平明顯降低。推測Dex可能通過增加血清脂聯(lián)素表達水平，降低血清TNF-α和IL-1β水平。

本研究發(fā)現(xiàn)Dex可明顯改善膿毒血癥大鼠心功能障礙并維持血流動力學(xué)穩(wěn)定，其作用可能與上調(diào)血清脂聯(lián)素表達水平、抑制TNF-α和IL-1β炎癥因子表達，減輕膿毒癥所致心臟毒性和心肌損傷有關(guān)。本研究為臨床應(yīng)用Dex糾正膿毒血癥大鼠心功能障礙提供新的思路和實驗依據(jù)。

[1] 孟強,董偉,屈峰. 早期血液濾過對膿毒血癥患者血漿IL-10和單核細胞人白細胞抗原-DR表達的影響[J]. 中國醫(yī)學(xué)創(chuàng)新,2014, 11(7):6-8.

[2] Gamkrelidze M,Intskirveli N,Vardosanidze K,et al. Myocardial dysfunction during septic shock (review)[J]. Georgian Med News,2014,(237):40-6.

[3] Walley KR. Deeper understanding of mechanisms contributing to sepsis-induced myocardial dysfunction[J]. Crit Care.2014, 18(3):137.

[4] Giovannitti JA Jr,Thoms SM,Crawford JJ. Alpha-2 adrenergic receptor agonists: a review of current clinical applications[J]. Anesth Prog,2015, (1):31-9.

[5] Zhang X,Zhao X,Wang Y. Dexmedetomidine: a review of applications for cardiac surgery during perioperative period[J]. J Anesth,2015, 29(1):102-11.

[6] Mantz J,Josserand J,Hamada S. Dexmedetomidine:new insights[J]. Eur J Anaesthesiol. 2011,28(1):3-6.

[7] Hu D,Yang X,Xiang Y,et al. Inhibition of Toll-like receptor 9 attenuates sepsis-induced mortality through suppressing excessive inflammatory response[J]. Cell Immunol. 2015,295(2):92-8.

[8] Zhang J,Wang Z,Wang Y,et al. The effect of dexmedetomidine on inflammatory response of septic rats[J]. BMC Anesthesiol. 2015, 1(15):68.

[9] 于冬梅,張鐵錚,周錦,等. 右美托咪定對內(nèi)毒素血癥大鼠急性腎損傷的保護作用[J]. 實用藥物與臨床,2014,17(12):1545-7.

[10] Kimmoun A,Ducrocq N,Levy B. Mechanisms of vascular hyporesponsiveness in septic shock[J]. Curr Vasc Pharmacol,2013, 11(2):139-49.

[11] Krishnagopalan S,Kumar A,Parrillo JE,et al. Myocardial dysfunction in the patient with sepsis[J]. Curr Opin Crit Care,2002,8(5):376-88.

[12] Cai Y,Xu H,Yan J,et al. Molecular targets and mechanism of action of dexmedetomidine in treatment of ischemia/reperfusion injury[J]. Mol Med Rep,2014,9(5):1542-50.

[13] Chen C,Zhang Z,Chen K,et al. Dexmedetomidine regulates inflammatory molecules contributing to ventilator-induced lung injury in dogs[J]. J Surg Res,2014,187(1):211-8.

Influence of dexmedetomidine on cardiac dysfunction in rats with sepsis

XIA Ji-hui*, XU Shi-Rong, XIA Wen-Sheng, LU Jing.*Department of Cardiology, Second People's Hospital of Taizhou City, Taizhou 225599, China.

XIA Ji-hui, E-mail: Jiangyanheart@126.com

ObjectiveTo observe the influence of dexmedetomidine on cardiac dysfunction in rats with sepsis.MethodsSD rats (n=30) were randomly divided into sham-operation group (Sham group), cecal ligation and puncture group (CLP group) and dexmedetomidine group (Dex group, each n=10). The rat model of sepsis was established by applying CLP. Dex group was given load dose of Dex (7 μg/kg, and 5 μg/kg·h after 20 min), and other 2 groups were given the same dose of normal saline solution. The changes of mean arterial pressure (MAP), heart rate (HR), LVEDP, LVSP, +dP/dt and -dP/dt were observed after CLP for 6 h, 12 h and 24 h respectively. The levels of serum adiponectin (ADP), tumor necrosis factor-α (TNF-α) and interleukin-1β (IL-1β) were detected by using ELISA.ResultsCompared with Sham group, MAP, HR, LVEDP, LVSP, +dP/dt and -dP/dt after 6 h, 12 h and 24 h, and levels of serum ADP, TNF-α and IL-1β after 24 h decreased significantly in CLP group and Dex group (P＜0.05). Compared with CLP group, MAP, HR, LVEDP, LVSP, +dP/dt and -dP/dt after 6 h, 12 h and 24 h increased significantly (P＜0.05), level of serum ADP increased and levels of TNF-α and IL-1β decreased significantly (P＜0.05) in Dex group after 24 h.ConclusionDex can significantly relieve cardiac dysfunction and maintain stable hemodynamics in sepsis rats, and the effect maybe related to up-regulating serum ADP, inhibiting TNF-α and IL-1β, and abating sepsis-induced cardiotoxicity and myocardial injury.

Dexmedetomidine; Sepsis; Cardiac dysfunction

R631

A

1674-4055(2015)06-0843-03

2015-06-02）

（責任編輯：孫竹）

225599 泰州,泰州市第二人民醫(yī)院心內(nèi)科

夏繼輝,E-mail:Jiangyanheart@126.com

10.3969/j.issn.1674-4055.2015.06.37