王良榮，金立達(dá)，林麗娜，陳磊，熊響清

（溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院 麻醉科，浙江 溫州 325015）

·論 著·

糖尿病對肢體缺血再灌注后患者炎癥反應(yīng)和肺功能的影響

王良榮，金立達(dá)，林麗娜，陳磊，熊響清

（溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院 麻醉科，浙江 溫州 325015）

目的：觀察2型糖尿病對止血帶所致缺血再灌注后患者炎癥反應(yīng)和肺換氣功能的影響及與血糖控制水平和病程的相關(guān)性。方法：擇期擬行單側(cè)下肢手術(shù)患者85例，分為糖尿病組（n=55）和對照組（n=30），并根據(jù)糖化血紅蛋白（HbA1c）水平和病程分為不同亞組。患者選擇硬膜外麻醉，常規(guī)使用止血帶1～1.5 h，分別在扎止血帶前（T0）、松止血帶后2 h（T1）、6 h（T2）和24 h（T3）行動(dòng)脈血?dú)夥治?，并測定血清腫瘤壞死因子-α（TNF-α）和白細(xì)胞介素-6（IL-6）濃度。結(jié)果：與基礎(chǔ)值比較，2組患者T1～T3時(shí)點(diǎn)血清TNF-α和IL-6濃度上升，T2時(shí)點(diǎn)肺泡-動(dòng)脈氧分壓差（PA-aDO2）和呼吸指數(shù)（RI）增加（P＜0.05）；與對照組比較，糖尿病組T1、T2時(shí)點(diǎn)血清TNF-α和IL-6濃度升高，T2時(shí)點(diǎn)PA-aDO2和RI增加（P＜0.05），且與血糖控制水平和病程相關(guān)。結(jié)論：2型糖尿病可加重肢體缺血再灌注所致炎癥遞質(zhì)釋放和肺換氣功能損傷，其程度與血糖控制水平與病程相關(guān)。

糖尿?。辉俟嘧p傷；止血帶；肺功能

肢體缺血再灌注是臨床常見的病理生理過程，不僅可加重缺血組織損傷，還可誘發(fā)遠(yuǎn)隔臟器損傷，其中肺是最常受累的臟器之一。前期研究表明，止血帶應(yīng)用所致再灌注損傷可影響下肢手術(shù)患者肺換氣功能，其發(fā)生與炎癥反應(yīng)有關(guān)[1-3]。糖尿病是下呼吸道感染及感染嚴(yán)重程度的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，慢性炎癥反應(yīng)在糖尿病及其血管并發(fā)癥的發(fā)生、發(fā)展中具有重要的作用，但糖尿病患者肢體缺血再灌注后遠(yuǎn)隔肺功能損傷是否加重尚待研究。本研究擬觀察2型糖尿病對止血帶所致缺血再灌注后患者炎癥遞質(zhì)和肺換氣功能的影響及與血糖控制水平和病程的相關(guān)性，為臨床提供理論基礎(chǔ)。

1 資料和方法

1.1 一般資料 選擇2012年7月至2014年5月在溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院擬擇期行單側(cè)脛腓骨或內(nèi)外踝骨折切復(fù)內(nèi)固定術(shù)患者85例，其中男41例，女44例，年齡45～65歲，平均（53±13）歲，體質(zhì)量指數(shù)20～25 kg/m2，止血帶應(yīng)用時(shí)間1～1.5 h。分為2型糖尿病組（D組，n=55）和對照組（C組，n=30），其中D組根據(jù)血清糖化血紅蛋白（HbA1c）水平分為D1（HbA1c＜6.5%，n=26）亞組和D2（HbA1c≥6.5%，n=29）亞組；根據(jù)病程分為Da（病程＜3年，n=30）亞組和Db（病程≥3年，n=25）亞組。2型糖尿病診斷均符合WHO糖尿病診斷標(biāo)準(zhǔn)，并內(nèi)分泌科門診隨訪治療。入選標(biāo)準(zhǔn)：無糖尿病微血管、眼底、腎臟及神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥，無明顯心、肺、肝、腎等重要臟器疾病。2組及各亞組間年齡、性別比、體質(zhì)量指數(shù)、止血帶時(shí)間、手術(shù)類別構(gòu)成及麻醉藥用量差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見表1。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，并和患者簽訂知情同意書。

表1 各組患者一般情況（）

表1 各組患者一般情況（）

與D1亞組比：aP＜0.05；與Da亞組比：bP＜0.05

1.2 實(shí)驗(yàn)方法 入室后行左側(cè)橈動(dòng)脈穿刺置管，用于血?dú)夥治龊筒蓸?。選擇L3-4間隙行硬膜外穿刺置管給予0.75%羅哌卡因溶液，感覺阻滯平面控制在T8以下，圍術(shù)期保持血流動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定。麻醉起效后常規(guī)應(yīng)用自動(dòng)充氣式止血帶，壓力設(shè)置65 kPa（487.5 mmHg）。分別于扎止血帶前（T0）、止血帶松開后2 h（T1）、6 h（T2）和24 h（T3）抽取動(dòng)脈血標(biāo)本3 mL。

1.3 指標(biāo)測定 1 mL血樣應(yīng)用i-STAT血液分析儀行動(dòng)脈血?dú)夥治?，記錄?dòng)脈二氧化碳分壓（PaCO2）和動(dòng)脈氧分壓（PaO2），計(jì)算：①肺泡-動(dòng)脈氧分壓差（PA-aDO2）：PA-aDO2=[FiO2×（PB-PH2O）-PaCO2/RQ]-PaO2，其中，PB（大氣壓）為760 mmHg，PH2O（肺泡水蒸氣壓）為47 mmHg，RQ（呼吸商）為0.8。②呼吸指數(shù)（RI）：RI=PA-aDO2/PaO2。其余2 mL血樣離心后取血清，-20 ℃保存，采用酶聯(lián)免疫吸附法測定腫瘤壞死因子-α（TNF-α）和白細(xì)胞介素-6（IL-6）濃度（試劑盒購于上海西唐生物技術(shù)有限公司）。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理方法 所有數(shù)據(jù)經(jīng)SPSS 13.0軟件處理。計(jì)數(shù)資料采用卡方檢驗(yàn)，計(jì)量資料均進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)，以±s表示，組內(nèi)比較用重復(fù)測量資料的方差分析，組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 各組血?dú)庵笜?biāo)比較 與基礎(chǔ)值比較，T2時(shí)點(diǎn)患者PA-aDO2和RI升高；與C組比較，T2時(shí)點(diǎn)D組PA-aDO2和RI升高；與D1亞組比較，T2時(shí)點(diǎn)D2亞組PA-aDO2和RI升高；與Da亞組比較，T2時(shí)點(diǎn)Db亞組PA-aDO2和RI升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。各組組間和組內(nèi)PaCO2差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見表2。

2.2 各組炎癥遞質(zhì)濃度比較 與基礎(chǔ)值比較，T1～T3時(shí)點(diǎn)患者TNF-α和IL-6濃度升高；與C組比較，T1、T2時(shí)點(diǎn)D組TNF-α和IL-6濃度升高；與D1亞組比較，T1、T2時(shí)點(diǎn)D2亞組TNF-α和IL-6濃度高；與Da亞組比較，T1、T2時(shí)點(diǎn)Db亞組TNF-α和IL-6濃度升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見表3。

3 討論

再灌注過程中，NADPH氧化酶活性增加，次黃嘌呤-黃嘌呤途徑激活以及線粒體功能障礙細(xì)胞色素氧化酶系統(tǒng)功能失調(diào)，使得氧自由基大量產(chǎn)生，超過自身清除能力，通過與不飽和脂肪酸產(chǎn)生脂質(zhì)過氧化，使生物膜結(jié)構(gòu)及功能完整性受到破壞，當(dāng)大量氧自由基釋放入外周血時(shí)，可引起肺毛細(xì)血管通透性改變；另外，在氧自由基和炎性細(xì)胞因子作用下中性粒細(xì)胞被激活，并在IL-6和IL-8等趨化因子的作用下在肺部聚集，進(jìn)而產(chǎn)生呼吸爆發(fā)，釋放更多氧自由基和炎性細(xì)胞因子，引起進(jìn)一步肺功能損傷[4-5]。TNF-α是介導(dǎo)肢體缺血再灌注遠(yuǎn)隔肺損傷的炎癥遞質(zhì)，不僅產(chǎn)生直接的細(xì)胞毒性，還能通過激活中性粒細(xì)胞促進(jìn)組織損傷，增加其他炎癥遞質(zhì)的合成釋放。IL-6是重要的促炎因子，可促進(jìn)中性粒細(xì)胞的活化和聚集，與肺組織損傷程度相關(guān)。PaCO2與肺通氣功能明顯相關(guān)，而PA-aDO2和RI是評價(jià)肺換氣功能的可靠指標(biāo)，其數(shù)值與肺換氣功能呈反比。本研究結(jié)果提示，止血帶松開后6 h患者PA-aDO2和RI顯著升高，而PaCO2改變無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示患者肺換氣功能受損，與先前研究[1-3，6]一致。

表2 各組患者不同時(shí)點(diǎn)血?dú)庵笜?biāo)比較（）

表2 各組患者不同時(shí)點(diǎn)血?dú)庵笜?biāo)比較（）

與T0比：aP＜0.05；與C組比：bP＜0.05；與D1亞組比：cP＜0.05；與Da亞組比：dP＜0.05

表3 各組炎癥遞質(zhì)濃度比較（）

表3 各組炎癥遞質(zhì)濃度比較（）

與T0比：aP＜0.05；與C組比：bP＜0.05；與D1亞組比：cP＜0.05；與Da亞組比：dP＜0.05

近年來，肺臟作為糖尿病損害的靶器官被廣泛關(guān)注，常表現(xiàn)為限制性通氣功能障礙、小氣道功能減退和彌散功能異常[7]。研究表明，糖尿病大鼠肺組織中大量炎癥細(xì)胞浸潤、肺泡隔增厚、肺間質(zhì)重度增生。隨著病程延長，肺組織結(jié)構(gòu)紊亂，肺泡萎縮，甚至被膠原纖維取代[8]。高血糖可造成內(nèi)皮細(xì)胞通透性增高和功能受損，機(jī)制可能與PI3K/Akt信號通路相關(guān)，可引起細(xì)胞間黏附分子、TNF-α和IL-6等炎癥因子表達(dá)失調(diào)。TNF-α和IL-6可損害胰島素β細(xì)胞功能加重糖尿病的進(jìn)程，不僅與胰島素抵抗相關(guān)，這一改變也可能參與了糖尿病肺部并發(fā)癥的發(fā)生[9-10]。研究表明，即使血糖降至正常肺臟仍有輕度炎癥改變，糖尿病大鼠肺組織Toll樣受體4和NF-κB通路表達(dá)增加，提示糖尿病機(jī)體處于促炎癥狀態(tài)[9-10]。本研究結(jié)果表明，與對照組比較，止血帶松開后6 h糖尿病組患者PA-aDO2和RI增加，提示糖尿病可加重肢體缺血再灌注所導(dǎo)致的炎癥反應(yīng)和肺換氣功能損傷。HbA1c可反映較長時(shí)間內(nèi)血糖控制情況，結(jié)果表明，HbA1c升高和病程更長者肺換氣功能和炎癥遞質(zhì)釋放更為顯著，與以往研究[7，11]結(jié)果一致。

綜上所述，2型糖尿病可加重下肢手術(shù)患者肢體缺血再灌注后和炎癥遞質(zhì)釋放肺換氣功能損傷，其程度與血糖控制水平和病程相關(guān)。

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（本文編輯：胡苗苗）

The effect of diabetes on inflammatory response and pulmonary function in patients undergoing limb ischemia-reperfusion

WANG Liangrong, JIN Lida, LIN Lina, CHEN Lei, XIONG Xiangqing.
Department of Anesthesiology, the First Affiliated Hospital of Wenzhou Medical University, Wenzhou, 325015

Objective: To investigate the effect of type 2 diabetes on infammatory response and pulmonary function in patients undergoing limb ischemia-reperfusion induced by tourniquet, and to study its relationships with blood glucose control level and disease duration. Methods: Eight-fve patients scheduled for unilateral lower extremity surgery were enrolled and divided into Diabetes (n=55) and Control (n=30) Group, Diabetes Group was allocated into several sub-groups according to blood glucose control level and disease duration, respectively. The patients received epidural anesthesia and radial arteries catheterization, and the tourniquet duration lasted for 1-1.5 h. The arterial blood gases and serum Tumor Necrosis Factor-α (TNF-α) and interleukine-6 (IL-6) were measured immediately before tourniquet infation, 2 h, 6 h and 24 h after tourniquet defation. Results: Serum levels of TNF-α and IL-6 were signifcantly elevated at 2 h, 6 h and 24 h after tourniquet defation, and the values of alveolar-arterial oxygen tension difference (PA-aDO2) and respiratory index (RI) were increased were increased at 2 h and 6 h after tourniquet defation in both two groups (P＜0.05). As compared to Control Group, the serum levels of TNF-α and IL-6 were higher, and PA-aDO2and RI values were larger in Diabetes Group at 6h after tourniquet defation (P＜0.05), which were closely related to blood glucose control level and disease duration. Conclusion: Type 2 diabetes aggravates the infammatory mediators release and pulmonary gas exchange function, which relates to blood glucose control level and disease duration.

diabetes; reperfusion injury; tourniquet; pulmonary function

R614

ADOI: 10.3969/j.issn.2095-9400.2015.03.009

2014-07-04

溫州市科技局科研基金資助項(xiàng)目（Y20120093，Y2013 0185）。

王良榮（1984-），男，浙江溫州人，住院醫(yī)師，碩士。

熊響清，副主任醫(yī)師，Email：arerong1984@163. com。