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        體外循環(huán)心內(nèi)直視術(shù)后患者腦紅蛋白和S-100β蛋白濃度的變化

        2016-04-06 02:11:53繆劍霞王良榮趙喜越林麗娜溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院麻醉科浙江溫州325015
        關(guān)鍵詞:體外循環(huán)腦損傷低氧

        繆劍霞,王良榮,趙喜越,林麗娜(溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院 麻醉科,浙江 溫州 325015)

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        體外循環(huán)心內(nèi)直視術(shù)后患者腦紅蛋白和S-100β蛋白濃度的變化

        繆劍霞,王良榮,趙喜越,林麗娜
        (溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院 麻醉科,浙江 溫州 325015)

        [摘 要]目的:評(píng)價(jià)體外循環(huán)(CPB)下冠脈搭橋術(shù)后患者腦紅蛋白(NGB)和S-100β蛋白濃度的變化。方法:選擇擇期CPB下行冠脈搭橋手術(shù)患者40例,術(shù)前ASA分級(jí)和NYHA分級(jí)均為Ⅱ~Ⅲ級(jí),簡(jiǎn)明精神狀態(tài)量表(MMSE)評(píng)分≥26分。分別于麻醉誘導(dǎo)后(T0)、復(fù)溫至36 ℃(T1)、停CPB后1 h(T2)、6 h(T3)和24 h(T4)采集頸靜脈竇血3 mL,采用ELISA法測(cè)定血漿NGB和S-100β蛋白濃度;術(shù)前1 d及術(shù)后3 d測(cè)定MMSE評(píng)分。結(jié)果:與T0時(shí)比較,T2~T4時(shí)患者血漿NGB和S-100β蛋白濃度明顯升高(P<0.05),并在T3時(shí)點(diǎn)達(dá)到高峰;術(shù)后3 d MMSE評(píng)分低于術(shù)前(P<0.05)。結(jié)論:CPB下冠脈搭橋術(shù)后患者存在認(rèn)知功能障礙。血漿NGB和S-100β蛋白濃度升高可能成為早期預(yù)測(cè)心臟術(shù)后腦損傷的指標(biāo)。

        [關(guān)鍵詞]心肺轉(zhuǎn)流術(shù);腦紅蛋白;S-100β蛋白;腦損傷

        Changes of plasma neuroglobin and S-100β protein concentration in patients undergone coronary arterybypass grafting surgery under cardiopulmonary bypass

        隨著心臟外科手術(shù)水平的提高,麻醉及體外循環(huán)(cardiopulmonary bypass,CPB)技術(shù)的快速發(fā)展,心臟手術(shù)術(shù)后的并發(fā)癥發(fā)生率大大降低,然而心臟手術(shù)后無(wú)明顯臨床表現(xiàn)的亞臨床或微小腦損傷的發(fā)生率仍高達(dá)79%[1],導(dǎo)致患者住院時(shí)間延長(zhǎng)、相關(guān)并發(fā)癥增加,嚴(yán)重影響患者生活質(zhì)量。因此,CPB心內(nèi)直視術(shù)后腦損傷的早期診斷和治療有著重要的臨床意義。2000年,德國(guó)學(xué)者Burmester等[2]首次報(bào)道了腦紅蛋白(neuroglobin,NGB)。NGB是一種具有高度親和力的新型攜氧球蛋白,與其他的腦特異性蛋白不同的是,NGB定位于腦神經(jīng)元的胞漿中[3],可特異性地在低氧狀態(tài)下促進(jìn)氧氣向線粒體彌散,提高氧的利用率[4],因此NGB可能與缺血低氧性腦損傷有著密切的關(guān)系。CPB過(guò)程伴隨著腦組織缺血、低氧[5],但CPB下冠脈搭橋術(shù)后患者NGB濃度的變化情況尚不明確。本研究評(píng)價(jià)CPB下冠脈搭橋術(shù)后患者NGB和S-100β蛋白濃度的變化,以期為心臟手術(shù)后患者腦功能評(píng)估提供參考。

        1 資料和方法

        1.1一般資料 選擇擇期CPB下行冠脈搭橋手術(shù)患者40例,年齡(55±10)歲,體質(zhì)量指數(shù)(BMI)(22.1± 2.5)kg/m2,美國(guó)麻醉醫(yī)師協(xié)會(huì)(ASA)分級(jí)和紐約心臟病協(xié)會(huì)(NYHA)分級(jí)均為II或III級(jí),簡(jiǎn)明精神狀態(tài)量表(mini-mental state examination,MMSE)評(píng)分≥26分,術(shù)前左室射血分?jǐn)?shù)≥50%,心胸比<0.7,血流動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定,無(wú)心臟手術(shù)史,無(wú)肝、腎、肺功能明顯異常。本研究已獲本院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn),并與患者簽署知情同意書。

        1.2方法 入手術(shù)室前30 min常規(guī)肌肉注射嗎啡10 mg?;颊呷胧液螅R?guī)面罩給氧,監(jiān)測(cè)心電圖、血氧飽和度和血壓,開(kāi)放外周靜脈通道。局麻下左側(cè)橈動(dòng)脈穿刺置管,行有創(chuàng)平均動(dòng)脈壓監(jiān)測(cè)。全麻誘導(dǎo):靜脈依次注射咪達(dá)唑侖0.2~0.5 mg/kg、舒芬太尼0.6~1.0 μg/kg和依托咪酯0.4~0.7 mg/kg。待患者睫毛反射消失后靜脈注射羅庫(kù)溴銨0.6 μg/ kg行麻醉插管機(jī)械通氣,潮氣量8~10 mL/kg,通氣頻率每分鐘10~15 次,吸入氧濃度60%,維持呼氣末二氧化碳分壓在30~35 mmHg。麻醉誘導(dǎo)平穩(wěn)后,行經(jīng)右鎖骨下靜脈置管監(jiān)測(cè)中心靜脈壓(CVP),并用小兒?jiǎn)吻簧铎o脈導(dǎo)管,在超聲引導(dǎo)下經(jīng)右頸內(nèi)靜脈逆行穿刺至頸內(nèi)靜脈球部備采血樣。術(shù)中以七氟醚1%~3%、異丙酚1~2 mg/(kg?h)維持麻醉,使腦電雙頻譜指數(shù)(BIS)值維持在40~50,酌情使用血管活性藥以維持血壓和心率平穩(wěn)。

        CPB采用德國(guó)Stockert-III型體外循環(huán)機(jī)和Maquet膜式氧合器,非搏動(dòng)血流灌注,灌注流量2.0~2.6 L/(min?m2),轉(zhuǎn)流中維持平均動(dòng)脈壓50~80 mmHg。心臟停搏采用主動(dòng)脈根部灌注高鉀停搏液,心包置冰以保護(hù)心肌。CPB期間用α穩(wěn)態(tài)處理酸堿血?dú)鉅顟B(tài),維持pH值7.35~7.45,PaC0235~45 mmHg,紅細(xì)胞壓積21%~27%。血流降溫至鼻咽溫31~33 ℃,復(fù)溫速度0.2~0.5 ℃/min。

        1.3觀察指標(biāo)與檢測(cè)方法 于術(shù)前及術(shù)后3 d進(jìn)行MMSE評(píng)分,記錄術(shù)后認(rèn)知功能障礙(post-operative cognitive disfunction,POCD)的發(fā)生情況(每例患者術(shù)后MMSE評(píng)分與術(shù)前MMSE評(píng)分比較≥1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差時(shí),即認(rèn)為發(fā)生POCD)。分別于麻醉誘導(dǎo)后(T0)、復(fù)溫至36 ℃(T1)、停CPB后1 h(T2)、6 h(T3)及24 h(T4),采集頸內(nèi)靜脈球部血液標(biāo)本約3 mL,用4 000 r/min離心10 min,分離出血漿,置于-70 ℃冰箱保存,采用ELISA法測(cè)定血漿NGB和S-100β蛋白濃度(試劑盒購(gòu)于上海騫億科技有限公司)。

        1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)處理方法 采用SPSS16.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件。計(jì)量資料以±s表示,組內(nèi)比較采用重復(fù)測(cè)量設(shè)計(jì)的方差分析。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

        2 結(jié)果

        2.1不同時(shí)點(diǎn)血漿NGB和S-100β蛋白濃度的變化

        與T0時(shí)比較,T2時(shí)患者血漿NGB和S-100β蛋白濃度明顯升高(P<0.05),并在T3時(shí)點(diǎn)達(dá)到高峰,T4時(shí)血漿NGB和S-100β蛋白濃度稍有下降,但仍高于T0時(shí)(P<0.05),見(jiàn)表1。

        表1 不同時(shí)點(diǎn)血漿NGB和S-100β蛋白濃度的變化(n=40,±s,ng/mL)

        2.2MMSE評(píng)分變化和POCD發(fā)生率 患者術(shù)前1 d MMSE評(píng)分為(28.3±2.15)分,術(shù)后3 d MMSE評(píng)分為(23.3±1.33)分,術(shù)后3 d與術(shù)前比較顯著降低(P <0.05)。術(shù)后POCD發(fā)生率為75%。

        3 討論

        S-100β蛋白由Moore于1965年在牛腦組織中發(fā)現(xiàn),主要存在于星狀膠質(zhì)細(xì)胞和雪旺細(xì)胞中。正常成人由星狀膠質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生少量S-100β蛋白,其難以通過(guò)血腦屏障,血中濃度極低[6]。當(dāng)腦損傷后,血腦屏障破壞,通透性增加,血漿中S-100β蛋白濃度顯著升高。S-100β蛋白濃度的變化與臨床癥狀和體征密切相關(guān),對(duì)顱腦損傷有高度的敏感性和特異性,且不受溶血、低溫和肝素的影響,是反映CPB心臟手術(shù)患者腦損傷及其程度的可靠生化指標(biāo)[7]。有研究[8]發(fā)現(xiàn),顱腦損傷患者在出現(xiàn)影像學(xué)改變之前,已可檢測(cè)到血漿S-100β蛋白濃度的變化,可作為早期判斷顱腦損傷的指標(biāo)之一。

        NGB是機(jī)體內(nèi)除血紅蛋白、肌紅蛋白外的另一種攜氧球蛋白,和氧氣有高結(jié)合率和低解離率,且NGB能夠可逆地結(jié)合氧,結(jié)合氧的能力和肌紅蛋白相似,但高于血紅蛋白的攜氧能力。這樣,即使血氧濃度較低,與氧具有很高親和力的NGB將十分有利于轉(zhuǎn)運(yùn)氧通過(guò)血腦屏障,提高高耗氧的腦組織中氧的利用率。Burmester等[2]研究發(fā)現(xiàn),不同腦區(qū)NGB的含量不同,這與不同腦區(qū)對(duì)低氧的敏感性不同是一致的。例如缺血導(dǎo)致大腦皮層達(dá)到最大損傷一半的時(shí)間是19.1 min,在海馬僅為12.7 min,而海馬的NGB含量不到皮層的1/4,說(shuō)明NGB含量越低,對(duì)低氧的耐受性越差,提示NGB在腦對(duì)低氧的適應(yīng)性保護(hù)過(guò)程中起重要作用。沙鼠全腦缺血再灌注模型中檢測(cè)腦和血清中NGB蛋白動(dòng)態(tài)表達(dá)情況,血清中NGB的濃度升高要明顯早于對(duì)低氧最敏感的海馬區(qū)的形態(tài)改變,認(rèn)為檢測(cè)NGB外周血清學(xué)變化水平可以早期預(yù)測(cè)缺血性腦損傷的發(fā)生,并在一定程度上反映出神經(jīng)元損傷和修復(fù)的情況[9]。

        低溫CPB下雖然耗氧和耗能減少,但CPB期間仍存在腦供氧不足或低氧耐受不足[10],尤其是降溫和復(fù)溫過(guò)程中,組織最易低氧,線粒體等細(xì)胞器對(duì)低氧非常敏感[11]。本研究發(fā)現(xiàn),血漿NGB和S-100β蛋白濃度在停CPB 1 h后逐步升高,并在6 h時(shí)達(dá)到峰值,此后24 h雖有下降,但仍高于基礎(chǔ)值。MMSE簡(jiǎn)單易行,是評(píng)估認(rèn)知功能的方法,本研究發(fā)現(xiàn),與術(shù)前比較,術(shù)后患者M(jìn)MSE評(píng)分顯著降低,POCD有較高的發(fā)生率(達(dá)75%)。這一結(jié)果提示,盡管我們采取低溫或藥物等腦保護(hù)措施,CPB期間仍存在一定程度的腦損傷,術(shù)后產(chǎn)生認(rèn)知功能障礙。鄒小明等[12]研究了犬深低溫停循環(huán)下NGB mRNA的表達(dá),發(fā)現(xiàn)深低溫停循環(huán)時(shí)間越長(zhǎng),NGB mRNA在復(fù)溫再灌注45 min內(nèi)表達(dá)越高,說(shuō)明在深低溫停循環(huán)過(guò)程中,即使通過(guò)降溫,降低了腦皮質(zhì)的代謝,但仍存在低氧而誘導(dǎo)了NGB的表達(dá)。但血漿中NGB濃度的變化與體外循環(huán)術(shù)后腦功能的臨床評(píng)估和監(jiān)測(cè)的相關(guān)性仍需要進(jìn)一步研究。

        綜上所述,CPB下冠脈搭橋術(shù)后患者血漿NGB和S-100β蛋白水平升高,可作為早期預(yù)測(cè)腦損傷的指標(biāo)。

        參考文獻(xiàn):

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        [11]董斌,徐英輝,羅其中,等.豬深低溫停循環(huán)長(zhǎng)程時(shí)間窗腦保護(hù)機(jī)制研究[J].中華神經(jīng)外科雜志,2004,20(6):467-470.

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        (本文編輯:丁敏嬌)

        ·臨 床 經(jīng) 驗(yàn)·

        MIAO Jianxia,WANG Liangrong,ZHAO Xiyue,LIN Lina.Department of Anesthesiology,the First Affi liated Hospital of Wenzhou Medical University,Wenzhou,325015

        Abstract:Objective:To investigate the changes of plasma neuroglobin and S-100β protein concentrations in patients undergone coronary artery bypass grafting surgery under cardiopulmonary bypass (CPB).Methods:Forty patients,American Association of Anesthesiologists (ASA) and New York Heart Association (NYHA) status II or III,the Mini-Mental State Examination (MMSE,range 0~30) score≥26,undergoing coronary artery bypass grafting surgery with CPB were enrolled.Blood samples were collected immediately at anesthesia induction (T0),CPB re-warming to 36 ℃ (T1) and 1 h (T2),6 h (T3) and 24 h (T4) after CPB,plasmas were obtained for further determination of neuroglobin and S-100β protein concentration.MMSE were measured preoperatively and three days after operation.Results:Compared with values in T0,the plasma concentrations of neuroglobin and S-100β protein was signifi cantly increased at T2-T4 (P<0.05),with peaking at T3.MMSE scoring at 3 d after operation was lower than preoperative baseline (P<0.05).Conclusion:Cognitive function is impaired and the plasma neuroglobin and S-100β protein levels are increased in patients undergone coronary artery bypass grafting surgery under CPB,these two can be considered as indicators of cerebral injury after cardiopulmonary bypass.

        Key words:cardiopulmonary bypass; neuroglobin; S-100β protein; brain injury

        作者簡(jiǎn)介:繆劍霞(1979-),女,福建福鼎人,主治醫(yī)師。

        基金項(xiàng)目:溫州市科技局科研基金資助項(xiàng)目(Y20140539)。

        收稿日期:2015-07-25

        [中圖分類號(hào)]R654.1

        [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]B

        DOI:10.3969/j.issn.2095-9400.2016.01.012

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