張仁騰， 劉 宇， 李 寧， 徐 殊， 唐 亮， 張 永

北部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院 心血管外科，遼寧 沈陽 110016

深低溫停循環(huán)技術(shù)使許多常規(guī)技術(shù)難以處理的復(fù)雜先心病、Stanford A型主動脈夾層、復(fù)雜主動脈弓部病變、戰(zhàn)場創(chuàng)傷休克等疾病的救治成為可能[1-2]。然而，深低溫停循環(huán)會造成嚴(yán)重全身炎癥反應(yīng)及器官缺血再灌注損傷。缺血后適應(yīng)(ischemic postconditioning，IPOC)是在缺血器官恢復(fù)再灌注過程中給予多次短時(shí)間“灌注-缺血”操作。有動物實(shí)驗(yàn)顯示，IPOC有助于緩解器官缺血再灌注損傷及炎癥反應(yīng)[3]。IPOC應(yīng)用于深低溫停循環(huán)手術(shù)，可能保護(hù)全身各器官，且操作簡單、實(shí)施方便、不干擾手術(shù)進(jìn)程。本研究擬探討“缺血后適應(yīng)”對于心、腎、肝等多器官的保護(hù)效應(yīng)?，F(xiàn)報(bào)道如下。

1 對象與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動物及主要儀器 實(shí)驗(yàn)動物為清潔級健康成年巴馬香豬12只(北部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院實(shí)驗(yàn)動物中心提供)，雌雄不限。體質(zhì)量39～53 kg，平均體質(zhì)量(46.2±5.1)kg。將12只香豬隨機(jī)分為深低溫停循環(huán)組(A組)與深低溫停循環(huán)IPOC組(B組)，每組各6只。主要儀器：滾壓泵體外循環(huán)機(jī)及膜式氧合器；體外循環(huán)管道為Edward公司16F動脈插管、18F靜脈插管；Sorin公司變溫水箱；Datex-Ohmeda公司S/5多功能監(jiān)護(hù)儀；動物麻醉呼吸機(jī)。

1.2 研究方法

1.2.1 動物麻醉 實(shí)驗(yàn)豬術(shù)前12 h禁食，4 h禁水。采用氯胺酮20.0 mg/kg及阿托品0.5 mg肌內(nèi)注射誘導(dǎo)麻醉，1.5%～2.0%異氟醚面罩吸入5 min后行氣管插管，呼吸機(jī)輔助呼吸，吸入氧濃度50%，潮氣量10 ml/kg，呼吸頻率15～20次/min。手術(shù)期間，以異氟醚、泮庫溴銨、芬太尼維持麻醉穩(wěn)定。胸部貼電極片行心電監(jiān)護(hù)，豬舌中部夾氧飽和度探頭監(jiān)測末梢血氧飽和度，肛門置溫度探頭監(jiān)測直腸溫度。右頸部、胸部、下腹部、雙側(cè)腹股溝備皮。術(shù)區(qū)以安爾碘消毒，鋪無菌單。左側(cè)股靜脈、右側(cè)股動脈及右側(cè)股靜脈分別穿刺置管，監(jiān)測中心靜脈壓、動脈壓，并建立靜脈輸液通路。

1.2.2 體外循環(huán)及深低溫停循環(huán) 右頸部氣管旁行約4 cm長縱向切口，切開皮膚、皮下組織；胸鎖乳突肌中點(diǎn)內(nèi)側(cè)肌間溝內(nèi)分離出右側(cè)頸總動脈及頸內(nèi)靜脈，以5-0 Prolene縫線于頸總動脈及頸內(nèi)靜脈預(yù)置荷包縫線；股靜脈注射肝素鈉300 U/kg，全身肝素化(激活全血凝固時(shí)間>400 s)。切開血管后，分別置入16F動脈插管及18F靜脈插管(靜脈插管置入右心房內(nèi))，建立體外循環(huán)。預(yù)充600 ml器官保護(hù)液(按照Taylor等[4]設(shè)計(jì))，灌流流量維持于75～80 ml/(kg·min)，平均動脈壓維持于50～80 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)?？刂剖覂?nèi)溫度在20℃～25℃，體外循環(huán)逐漸降溫，同時(shí)，放置冰袋于小豬腹部、胸部和腦部，促進(jìn)均衡降溫。心電圖成直線為循環(huán)停止標(biāo)志，直至直腸溫度15℃時(shí)，停止轉(zhuǎn)流和機(jī)械呼吸。停循環(huán)后，漲肺并擠壓肝，依靠重力作用，促使靜脈血回流至血袋保存，備復(fù)溫時(shí)回輸。停循環(huán)90 min后進(jìn)行轉(zhuǎn)流復(fù)溫，復(fù)溫速率<0.5℃/min，直至直腸溫度達(dá)到37℃左右。復(fù)溫過程如出現(xiàn)心室顫動,體外電極除顫復(fù)跳，恢復(fù)機(jī)械通氣。B組動物恢復(fù)體外循環(huán)初，給予IPOC處理，即3個(gè)輪回的灌注30 s/阻斷30 s。A組動物無此操作。循環(huán)穩(wěn)定后逐漸減流量并停機(jī)，魚精蛋白中和肝素，拔除體外循環(huán)插管。整個(gè)過程根據(jù)a-穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)動脈血?dú)饧半娊赓|(zhì)于正常范圍。術(shù)后根據(jù)呼吸狀況，決定氣管插管應(yīng)用時(shí)間。根據(jù)循環(huán)狀況，酌情應(yīng)用心功能支持(強(qiáng)心、利尿)。間斷靜脈注射氟比洛芬酯鎮(zhèn)痛，靜脈應(yīng)用頭孢呋辛抗感染至術(shù)后24 h。

1.2.3 生命體征監(jiān)測 圍術(shù)期持續(xù)監(jiān)測生命體征，分別記錄實(shí)驗(yàn)動物麻醉誘導(dǎo)后、轉(zhuǎn)流初期、停循環(huán)、心復(fù)跳、脫離體外循環(huán)等時(shí)刻的直腸溫度、平均動脈壓及心率。

2 結(jié)果

2.1 兩組直腸溫度、平均動脈壓及心率比較 所有動物均順利度過圍術(shù)期。兩組動物麻醉誘導(dǎo)后、轉(zhuǎn)流初期、停循環(huán)、心臟復(fù)跳、脫離體外循環(huán)5個(gè)時(shí)間點(diǎn)的直腸溫度、平均動脈壓、心率等生命體征數(shù)據(jù)比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05，表1～3)。

表1 兩組不同時(shí)間點(diǎn)直腸溫度比較溫度/℃)

表2 兩組不同時(shí)間點(diǎn)平均動脈壓比較血壓/mmHg)

表3 兩組不同時(shí)間點(diǎn)心率比較心率/次·min-1)

2.2 兩組實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)比較 術(shù)后第1、3天，兩組動物ALT、AST、Cr及TNT指標(biāo)均有一定程度升高，至第7天逐漸接近正常。術(shù)后第1天，A組的ALT、Cr、TNT均明顯高于B組(P<0.05)；但兩組AST比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。術(shù)后第3天及第7天，A組動物ALT、AST、Cr及TNT指標(biāo)仍稍高于B組，但組間比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表4。

表4 術(shù)后1、3、7 d化驗(yàn)指標(biāo)比較

3 討論

深低溫停循環(huán)是嬰幼兒復(fù)雜先天性心臟病及成人復(fù)雜大血管疾病外科治療中的重要手段，可提供無血的手術(shù)視野，減少血管鉗和管道的干擾。然而，全身器官缺血及再灌注損傷和系統(tǒng)性炎癥反應(yīng)會造成嚴(yán)重器官損害。停循環(huán)期間，全身各器官均處于缺血缺氧狀態(tài)，細(xì)胞內(nèi)三磷酸腺苷含量減少，鈉泵活性降低，細(xì)胞水腫。組織再灌注后，氧自由基過度產(chǎn)生、脂質(zhì)過氧化致細(xì)胞內(nèi)鈣超載，激活多種蛋白酶，破壞細(xì)胞膜，導(dǎo)致細(xì)胞損傷至死亡。上述過程同時(shí)激活全身及局部炎性反應(yīng)，多種炎性因子、細(xì)胞介質(zhì)、生物分子、神經(jīng)遞質(zhì)失調(diào)控[5]，引發(fā)多系統(tǒng)瀑布反應(yīng)，細(xì)胞信號傳導(dǎo)通路及基因表達(dá)紊亂，致大量細(xì)胞凋亡，進(jìn)而引起術(shù)后相應(yīng)器官功能損害。深低溫停循環(huán)及再灌注過程中使全身各組織器官遭受廣泛而深刻的損傷，術(shù)后多器官并發(fā)癥發(fā)生率高且并發(fā)癥均較嚴(yán)重。近年來，有研究發(fā)現(xiàn)，缺血預(yù)處理及IPOC可能減輕組織炎性反應(yīng)及缺血再灌注損傷[6-7]。缺血預(yù)處理通過對某一器官進(jìn)行反復(fù)短暫的缺血訓(xùn)練，達(dá)到使之耐受更長時(shí)間缺血的目的。IPOC是在缺血器官恢復(fù)再灌注過程中，給予多次短時(shí)間“灌注-缺血”操作，具有對抗缺血再灌注損傷的效應(yīng)?？紤]到組織缺血的不確定性(如急性心肌梗死)，“后適應(yīng)”可能較“預(yù)適應(yīng)”更方便于臨床應(yīng)用。

本研究實(shí)驗(yàn)動物的麻醉及手術(shù)過程順利，均于術(shù)后12 h內(nèi)麻醉清醒并脫離呼吸機(jī)輔助。所有實(shí)驗(yàn)動物均順利度過圍術(shù)期，可見IPOC操作方便易行，并未明顯干擾手術(shù)進(jìn)程。術(shù)后近期兩組動物ALT、AST、Cr、TNT等化驗(yàn)指標(biāo)均有一定程度升高，顯示深低溫停循環(huán)過程對肝、腎、心等器官均有損傷。術(shù)后第1天，B組的ALT、Cr、TNT均明顯低于A組，表明IPOC短期內(nèi)有助于減輕術(shù)后肝、腎、心等多器官損傷。分析其保護(hù)機(jī)制可能在于IPOC減輕了全身及局部缺血再灌注損傷和炎性反應(yīng)，從而減少了細(xì)胞死亡及調(diào)亡[8-9]。其后相應(yīng)指標(biāo)逐漸趨向正常，兩組間也無明顯差異，顯示在之后器官修復(fù)過程中，IPOC保護(hù)作用并不顯著。

大部分動物實(shí)驗(yàn)研究顯示，IPOC具有明顯的器官保護(hù)效應(yīng)[10-14]。但在有限的臨床研究中，其器官保護(hù)效應(yīng)卻頗有爭議，很大一部分臨床研究未發(fā)現(xiàn)其保護(hù)效應(yīng)。動物實(shí)驗(yàn)與臨床研究結(jié)果差異可能與如下因素有關(guān)：(1)實(shí)驗(yàn)動物以低齡雄性為主，而現(xiàn)實(shí)患者兼具兩性，且以高齡多見[10]；(2)實(shí)驗(yàn)動物以鼠類等小型動物為主，與人類生理有較大差異；(3)實(shí)驗(yàn)動物大多健康，而現(xiàn)實(shí)患者多合并器官慢性病史、高血壓或糖尿病、血脂紊亂等代謝異常[11-12]；(4)動物缺血模型相對一致，而現(xiàn)實(shí)患者閉塞血管及開通方式多樣(如急性心肌梗死時(shí)，犯罪冠狀動脈及血管再通方式不一)[13-14]。上述差異均可能從細(xì)胞及分子生物學(xué)角度影響研究對象對IPOC的反應(yīng)。

綜上所述，IPOC有助于緩解深低溫停循環(huán)術(shù)后近期肝、腎、心等多器官損傷，其中，以術(shù)后第1天獲益最為顯著。但是，動物研究距離實(shí)現(xiàn)臨床轉(zhuǎn)化仍有較長的距離。下一步應(yīng)該模擬臨床實(shí)際構(gòu)建動物模型，以觀察IPOC的作用效果，并探索更加有效且易于臨床應(yīng)用的IPOC模式，如進(jìn)一步優(yōu)化“灌注/阻斷”次數(shù)和時(shí)程等。