腺苷預處理對瓣膜置換術患者的心肌保護作用及體外循環(huán)術后炎癥因子釋放的影響.pdf

1、缺血預處理(IschemicPreconditioning，IP)是指多次反復短暫的缺血/再灌注可使隨后長時間持續(xù)缺血和/或再灌注所致心肌損傷減輕。20年來，大量動物實驗及臨床試驗已經(jīng)證實了缺血預處理對心肌缺血/再灌注損傷具有顯著的保護作用。有關IP的機制人們提出了許多的學說，其中，腺苷學說是獲得較多實驗結果支持的學說。 腺苷(Adenosine)是一種內源性嘌呤核苷酸，為ATP代謝的中間產(chǎn)物，也是介導缺血預處理心肌保護作用的最

2、重要的內源性介質之一。腺苷受體可分為A1,A2A，A2B,A3四種亞型。已證實IP的信號傳導途徑主要由腺苷受體A1參與。但最近的多個研究發(fā)現(xiàn)A2,A3受體通過不同的途徑參與IP的保護作用。 腺苷的心肌保護作用主要包括以下幾個方面：(1)對Ca2+超負荷及超氧自由基的抑制作用。(2)抑制兒茶酚胺的釋放。(3)增加冠脈血流，改善心肌灌注。(4)抑制白細胞介導的細胞損傷，抑制血小板聚集。(5)負性傳導和負性肌力作用。(6)抵御再灌注心

3、律失常的作用。其最主要的作用機制可能為：腺苷通過激活腺苷受體從而調節(jié)G蛋白活性，進而調控心血管活動。G蛋白是主要的信息轉遞因子之一，可調節(jié)腺苷酸環(huán)化酶、蛋白激酶C(PKC)、K+和Ca2+通道等的活性。腺苷A1，A3受體通常與百日咳毒素敏感性G蛋白(Gi)偶聯(lián)。腺苷結合腺苷A1受體后，通過與A1受體偶聯(lián)的Gi蛋白調節(jié)蛋白激酶C(PKC)的活性，激活的PKC由胞漿移位至肌細胞膜并通過磷酸化過程使下游的一系列蛋白活化，并開放心肌細胞膜上AT

4、P敏感性鉀通道(K+-ATPchannel)，造成心肌細胞膜超極化，K+內流增加引起動作電位時程縮短，繼而降低Ca2+內流，減輕Ca2+超載所致的細胞損傷，保護細胞內ATP；另一方面經(jīng)PKC激活的各種活化因子啟動相關基因的表達，轉錄翻譯出相關的蛋白質發(fā)揮其各自的效應介導心肌保護作用。 腺苷具有較廣泛的抗炎作用，這種作用是通過腺苷受體調節(jié)細胞炎癥因子的釋放來完成的。腺苷在體外實驗中能抑制脂多糖誘導的巨噬細胞和心肌細胞產(chǎn)生TNFα，

5、并減少缺血后IL-6、IL-8等致炎因子的釋放，促進抗炎因子IL-10的分泌；另一方面，腺苷作用于中性粒細胞的A2受體，阻止中性粒細胞釋放超氧陰離子自由基，并抑制自細胞對血管內皮的粘附。腺苷的抗炎效應將有利于減少體外循環(huán)術后炎癥反應并發(fā)癥的發(fā)生。 缺血預處理方法在臨床中的應用并未得到廣泛的推廣，主要原因是其存在一定的局限性：(1)IP增加手術時間及操作步驟，減低了外科醫(yī)生執(zhí)行的意愿。(2)對主動脈鈣化嚴重的患者存在著因鉗夾導致鈣

6、化斑塊脫落造成栓塞并發(fā)癥的風險。(3)缺血預處理過程中短暫缺血導致的缺氧及代謝廢物的積聚及能量物質的消耗，可引起一定程度的細胞損傷。隨著腺苷等一系列IP中的重要介質及其作用機制被一一發(fā)現(xiàn)，人們意識到可以通過腺苷等外源性介質在人體內模擬IP的作用，從而盡可能達到IP的效果而避免了其不足之處。近年來國外對腺苷藥物預處理進行了不少的研究，這些研究的病例選擇較集中于冠心病需行冠脈搭橋手術的病人，而國內外有關腺苷藥物預處理對瓣膜置換術病人心肌保護

7、作用的研究較少。因此本研究希望對瓣膜置換術患者進行腺苷藥物預處理(AdenosinePretreatment，AP)，并通過與缺血預處理及空白對照組的比較，檢測術后心肌酶釋放并觀察心肌超微結構改變以及ICU監(jiān)護期間血流動力學改變和正性肌力藥物應用等指標，以了解其在體外循環(huán)期間及術后對心肌缺血/再灌注損傷的保護作用及其臨床應用價值。也同時通過檢測體外循環(huán)術后炎癥因子IL-6、TNFα及抗炎因子IL-10的水平，以了解腺苷對瓣膜置換術后體內

8、致炎因子釋放與抗炎因子分泌的影響，為藥物預處理應用于臨床提供依據(jù)。 我們選擇了2005年7月-2006年3月期間在我科進行人工瓣膜置換手術病人38例，隨機分為缺血預處理組(IP組，13例)，腺苷組(AP組，13例)和對照組(C組，12例)。腺苷組在主動脈阻斷前以100ug/kg/min的速度經(jīng)中心靜脈通道注射腺苷制劑5min，靜注完畢后阻斷灌注。缺血預處理組則實行單次缺血2min開放3min的預處理方法。所有病人分別于術前、術后

9、1小時、術后24小時、72小時抽外周靜脈血檢測心肌酶CK-MB、肌鈣蛋白cTnI；分別于術前、主動脈開放后5min、開放后6小時、開放后24小時、開放后72小時取外周靜脈血檢測IL-6、IL-10及TNFα的含量。記錄ICU監(jiān)護期間各項指標以及正性肌力藥物的應用情況，記錄術前、術后24小時、術后48小時、術后72小時動脈血氧分壓、外周血常規(guī)白細胞計數(shù)和中性粒分頁核百分比。并在主動脈開放后30min取右心耳標本，電鏡觀察對比心肌超微結構的

10、變化。 結果顯示術后各組的CK-MB及cTnI水平即有不同程度的上升，反映了缺血再灌注過程對心肌的損傷程度。術后1小時及24小時腺苷組與缺血預處理組的CK-MB水平明顯低于對照組(p＜0.05)，且腺苷組與缺血預處理組的CK-MB高峰出現(xiàn)較對照組早，水平回落較對照組快。術后1小時及術后24小時IP組cTnI水平均明顯低于對照組(p＜0.05)；盡管術后多個時點AP組的cTnI水平的平均值較對照組低，但統(tǒng)計分析并未發(fā)現(xiàn)AP組與對照

11、組cTnI水平有顯著性差異。另一方面，腺苷的確能明顯降低體外循環(huán)術后IL-6的水平，AP組開放后5min、6小時、24小時、72小時IL-6水平均明顯低于對照組(p＜0.05)；而IP組僅在開放后24小時IL-6水平均明顯低于對照組(p＜0.05)，其它時點的IL-6水平與對照組無顯著性差異(p＞0.05)。與術前水平相比，開放后5min各組IL-10水平均有不同程度下降；AP組的IL-10水平在術后6小時即開始上升，并在24小時后超過

12、術前水平，明顯高于對照組(p＜0.05)，反映了腺苷能增加再灌注后IL-10的分泌；IP組的IL-10水平雖然有上升趨勢，但與對照組相比上升并不明顯；而對照組開放后IL-10即逐漸下降，各個時間點IL-10定量均徘徊于較低水平。外源性腺苷在體內對TNFα釋放有一定程度的抑制作用，但并不如體外實驗那樣顯著，僅在開放后72小時AP組與對照組之間才出現(xiàn)顯著的差異(p＜0.05)，而在其它時間點并未發(fā)現(xiàn)三組間TNFα水平有顯著性差異(p＞0.0

13、5)。 AP組與IP組的ICU監(jiān)護時間和術后正性肌力藥物藥物應用種類明顯少于對照組，且兩組術后24小時多巴胺劑量-時間曲線下面積(AUC)也明顯低于對照組，反映了應用腺苷和缺血預處理方法都有可能使患者術后有更穩(wěn)定的血流動力學水平，對正性肌力藥物的依賴更少。但三個試驗組術后不同時段外周血白細胞計數(shù)以及動脈血氧分壓(以吸氧濃度30％為標準)并無太大的差別。掃描電鏡觀察心肌超微結構顯示缺血預處理與腺苷兩者都減輕了缺血再灌注對心肌超微結

14、構的損傷。 本試驗的結論是：(1)腺苷藥物預處理能顯著減少體外循環(huán)瓣膜置換術后病人心肌酶CK-MB的水平，其在人體內通過啟動內源性保護機制產(chǎn)生與缺血預處理相似的心肌保護作用。(2)外源性腺苷具有抑制體外循環(huán)術后炎癥反應的作用，能明顯抑制術后炎癥因子IL-6的釋放和促進抗炎因子IL-10的釋放，其調節(jié)細胞因子釋放的作用強于缺血預處理。腺苷有可能具有抑制術后TNFα水平的作用，但本試驗結果未能充分證實這一點。(3)應用腺苷和缺血預處