體外循環(huán)中的心肌保護(hù)

1、體外循環(huán)中的心肌保護(hù),于坤,心肌生理代謝,心肌的正常代謝冠脈循環(huán)的調(diào)節(jié)CBF＝P/R; 神經(jīng)調(diào)節(jié):激素調(diào)節(jié):CA; 血管緊張素 ; 甲狀腺素局部調(diào)節(jié):缺氧;CO2;乳酸;腺苷;緩激肽,冠脈血流量與心肌氧耗,攝氧率高心肌氧耗分配 心電 基礎(chǔ)代謝 心肌張力 心率 心力,心肌作功與氧耗關(guān)系的臨床意義,洋地黃治療心衰硝酸甘油治療心梗適當(dāng)?shù)腂P和HCTIABP,心肌缺血再灌注

2、損傷,原因能量耗竭細(xì)胞內(nèi)鈣超載自由基損傷機械因素功能及形態(tài)改變心肌頓抑可逆及不可逆損傷,心肌保護(hù)的對象,心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)血管內(nèi)皮心肌工作細(xì)胞,體外循環(huán)前的心肌保護(hù),疾病因素營養(yǎng)及激素情況藥物作用麻醉及手術(shù)操作,術(shù)前評估,血流梗阻――梗阻固定（冠心病、MS、AS） MS左心室前負(fù)荷不足，左室小 AS或F4心室向心性肥厚

3、 ――梗阻可變（F4、肥厚性心肌?。?血液返流――MI、AI→心臟肥大及肺血管病變 MI、AI心室前負(fù)荷增加，離心性肥厚 血液分流――ASD、VSD、PDA→肺高壓及右心的改變 VSD左心前負(fù)荷增加，左室大 ASD右心前負(fù)荷增加，左室發(fā)育小,危險因素評估,危險因素 左心功能不全（安靜時EF18mmHg)

4、 不穩(wěn)定性心絞痛或近期內(nèi)（手術(shù)6周內(nèi)）有心梗 心衰表現(xiàn) 老年人（大于65歲〕 二次手術(shù) 急診（24小時緊急手術(shù)者） 肥胖 其它（糖尿病、COPD、高血壓、嚴(yán)重心律失常、腎功不全等） 危險分類 正常＝無危險因素

5、 危險增加＝1種因素 高度危險＝2種或以上,術(shù)前準(zhǔn) 備,減輕或消除危險因素 增加心功能儲備 氧、能量的供需平衡,術(shù)中控制,麻醉 誘導(dǎo)平穩(wěn)（HR、BP等） 控制應(yīng)激反應(yīng) 充足的氧供血液動力學(xué) 1、AS或F4，心室肥厚使充盈受損，應(yīng)給予足

6、夠容量提高 前負(fù)荷, AS病人要保持竇性心律，利于心室充盈 2、MI及AI應(yīng)降低外周血管阻力，增加前向血流，減少反流。HR應(yīng)保持80－90次/分；但AS病人應(yīng)保持甚至增加全身血管阻力，以提供足夠冠脈流量。 3、肺高壓患者，應(yīng)避免高碳酸血癥、代酸、低氧和淺麻醉。,體外循環(huán)中的心肌保護(hù),縮短體外循環(huán)及阻斷時間創(chuàng)造有利于心臟復(fù)蘇的條件預(yù)防再灌注損傷復(fù)蘇,

7、復(fù)律, 復(fù)力輔助循環(huán)防止心臟過脹及空癟,體外循環(huán)后的心肌保護(hù),增加氧供, 減少氧耗改善心肌代謝維持血氣電解質(zhì)正常防止魚精蛋白中和時的過敏反應(yīng)傳導(dǎo)功能紊亂者安裝臨時起搏導(dǎo)線術(shù)后血流動力學(xué)穩(wěn)定:心率和前后負(fù)荷的調(diào)整,體外循環(huán)中心肌保護(hù)的具體措施,常溫,室顫, 冠狀動脈持續(xù)灌注全身低溫, 間斷阻斷冠脈循環(huán), 缺氧停搏冠脈血液持續(xù)灌注全身中低溫, 心臟局部深低溫, 缺氧停搏心臟局部低溫, 間斷灌注冷停搏液溫-冷-溫灌注含

8、血停搏液常溫持續(xù)灌注含血停搏液常溫, 不阻斷 心臟空跳,心臟停搏液的要求,迅速停跳低溫供氧及能量底物適宜的緩沖系統(tǒng)膜穩(wěn)定劑高滲性經(jīng)實驗研究證實,心臟停搏液的基本成分,電解質(zhì)鉀: 15-40mmol/L鈉: 80-120mmol/L鈣: 0.5-1.2mmol/L鎂: 4-16mmol/L,停搏液的滲透壓,適度高滲的停搏液以平衡細(xì)胞內(nèi)因代謝產(chǎn)物蓄積而引起的高滲狀態(tài)隨著缺血的損害及低溫的影響，Na+~K+泵功能受到

9、抑制而造成細(xì)胞水腫目前認(rèn)為滲透壓在300～380mosm/kgH2O最為適宜,停搏液離子濃度- K+,當(dāng)膜電位降至－50mV時則Na+通道停止工作，Na+被阻在細(xì)胞外，結(jié)果不能產(chǎn)生及傳播動作電位。維持膜電位在此水平可使心臟處于舒張期停搏晶體停搏液為15～20mmol/l，在血液停搏液時為25～30mmol/l，Na+通道停止工作而Ca2+通道又不開放,停搏液離子濃度- Ca2+,停搏液中加適當(dāng)濃度的Ca2+是為了維持心肌細(xì)胞膜的完整

10、性和膜上鈣通道功能的穩(wěn)定性，以避免無鈣液灌注后出現(xiàn)“鈣反?！睙o鈣停搏液可增加再罐注時心肌損傷成人停搏液中離子鈣應(yīng)該降低以減少鈣進(jìn)入細(xì)胞, 而相反在兒童病人則高鈣停搏液可以得到好的結(jié)果,停搏液離子濃度- Mg2+,阻滯Ca2+經(jīng)慢通道的內(nèi)流，抑制肌漿網(wǎng)Ca2+的釋放，通過激活Ca2+ATP酶促進(jìn)肌漿網(wǎng)攝取Ca2+，抑制肌纖維在任一Ca2+濃度時的收縮反應(yīng)Mg2+尚能拮抗Ca2+引起的冠狀動脈血管阻力升高多數(shù)結(jié)果表明Mg2+濃度16

11、mM時心肌保護(hù)效果最佳，這與細(xì)胞內(nèi)的Mg2+濃度相吻合,停搏液離子濃度-Na+,細(xì)胞外Na+濃度過高則內(nèi)流增多會引起水腫如細(xì)胞外Na+過低則在高K+形成的細(xì)胞膜去極化情況下會影響Na+~Ca2+的交換機制目前大家認(rèn)為Na+的濃度以100～120mmol/l為宜,心臟停搏液的添加成分,能量物質(zhì)糖類氨基酸和白蛋白高能磷酸鹽輔酶Q膜穩(wěn)定劑鈣通道阻滯劑和自由基清除劑緩沖劑及高滲物質(zhì)其他,心臟停搏液的種類,晶體停搏液仿細(xì)胞內(nèi)液

12、停搏液仿細(xì)胞外液停搏液含血停搏液氟碳化物停搏液超極化停搏液,停搏液的驅(qū)動方法,重力驅(qū)動法加壓驅(qū)動法滾壓泵驅(qū)動法,停搏液的灌注途徑-1,升主動脈根部灌注壓力70mmHg劑量:首次15ml/kg,隔30分鐘重復(fù)灌注首劑半量冠狀動脈直接灌注適應(yīng)癥:AI壓力劑量,停搏液的灌注途徑-2,冠狀靜脈竇逆行灌注解剖學(xué)基礎(chǔ)壓力:<40 mmHg方法:間斷或持續(xù)經(jīng)右房灌注橋灌聯(lián)合灌注,心肌灌注時限,間斷和持續(xù)灌注

13、持續(xù)灌注(1)心肌代謝產(chǎn)物不斷排走，降低pH(2)灌注液通過潛在吻合支灌注阻塞區(qū)遠(yuǎn)側(cè)的心肌(3)通過非冠狀循環(huán)提供的通道使心肌均勻降溫(4)減少心肌再灌注過程氧自由基的產(chǎn)生。,心肌保護(hù)的溫度處理,低溫對心肌保護(hù)所起的作用有降低代謝，減少氧耗量促進(jìn)電機械活動終止，維持心肌有效停搏延緩缺血性損害的發(fā)生,低溫對機體的影響,改變細(xì)胞生化反應(yīng)的平衡離子濃度的調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的代謝與酶的功能抑制酶的活性改變膜的通透性與穩(wěn)定性，影響膜

14、的功能心臟停搏前的低溫對心肌是有害的，冷攣縮現(xiàn)象,間斷低溫含血停搏液,適宜溫度范圍：4℃，10℃，12℃，20 ℃優(yōu)點缺血期間供氧及能量底物適宜的膠滲壓和緩沖系統(tǒng)自由基清除作用缺點低溫時粘滯度增加,紅細(xì)胞和血小板聚集氧離曲線左移,供氧有限,溫血停搏液,溫度范圍滿足心肌有氧代謝的基本條件：(1)足夠的氧含量，HCT不低于0.24；(2)足夠的灌注流量 (3)停灌僅限偶爾使用 (4)心肌停搏液在心肌均勻分布,溫血停

15、搏液,優(yōu)點克服低溫不利因素連續(xù)灌注避免心肌缺血缺點術(shù)野不清血鉀高周圍臟器保護(hù)欠佳,冷血保護(hù)存在的問題,心肌的冷保護(hù)方法的有效性已得以肯定，溫度的選擇是影響保護(hù)效果的重要因素降溫減低心肌代謝時，應(yīng)避免低溫相關(guān)的不利因素，其中膜損傷及跨膜離子梯度的影響是低溫心肌保護(hù)需進(jìn)一步研究的主要內(nèi)容,溫血保護(hù)存在的問題,無意識缺血 (1) 心室肥厚加大灌注流量仍不能滿足心肌代謝的需要(2) 逆灌時室間隔后部及右室的灌注不足(

16、3) 心肌停搏液在心肌分布不均。有意識缺血 (1) 間斷停灌具有預(yù)處理(preconditioning)作用(2) 停灌累計達(dá)停搏時間的46%時即有酸中毒和缺血性壞死CWBC與常溫體外循壞(NCBP)(1) 粒細(xì)胞及補體激活、組胺釋放增加、中樞神經(jīng)系統(tǒng)的損害(2) 血液破壞增加，致術(shù)后凝血機制紊亂及腎功能損害。(3) 一旦出現(xiàn)與體外循環(huán)相關(guān)的意外情況,處理則極為棘手。,冷、溫保護(hù)的適應(yīng)范圍,CWBC心肌保護(hù)

17、的報道基本以后天性心臟病(瓣膜、冠脈搭橋等)居多，這些手術(shù)的大部分操作可以在CWBC的條件下完成。多數(shù)復(fù)雜先心病及嬰幼兒手術(shù)，豐富的側(cè)支血流影響術(shù)野暴露及心內(nèi)操作，甚至需深低溫低流量或停循環(huán)來完成，此時再選用CWBC保護(hù)心肌則有不適之處。,溫血誘導(dǎo)停搏,方法優(yōu)點溫血誘導(dǎo)停搏再轉(zhuǎn)流降溫可以避免冷攣縮。溫血誘導(dǎo)停搏是在有氧狀態(tài)下停搏，心肌顏色紅潤；而冷晶體停搏液誘導(dǎo)停搏容易造成心外膜下出血，心臟顏色蒼白,終末溫血灌注,效果方法

18、理論基礎(chǔ)償還氧債，重建鈉-鉀泵和鈣泵功能 使心肌溫度上升更接近生理狀況下開放主動脈，可縮短主動脈開放到恢復(fù)竇性心律時間沖洗酸性產(chǎn)物，可作為主動脈開放前預(yù)處理,含血停搏液的白細(xì)胞濾除,裝置: 白細(xì)胞濾器機理: 機械濾過和直接間接吸附作用減少沉淀于冠脈血管床的白細(xì)胞減輕心肌炎性反應(yīng)減輕再灌注自由基損傷有利于微循環(huán)灌注,心肌缺血預(yù)處理,方法特點:作用明確,啟動迅速,持續(xù)時間短可能機制內(nèi)源性保護(hù)因子參與代謝改善和線粒

19、體ATP酶的抑制心肌頓抑提高抗氧化儲備,高鉀去極化心肌停搏的作用機制,機制缺點產(chǎn)生Na+“窗口電流”(window current)；細(xì)胞內(nèi)Ca2+堆積以上離子的流動大多數(shù)是逆化學(xué)梯度進(jìn)行的，因此需要消耗能量，增加心肌細(xì)胞代謝負(fù)擔(dān)。,超極化心肌停搏的作用機制,機制優(yōu)點 ①提供心肌代謝更理想的條件 ②避免去極化時產(chǎn)生損傷性離子流動 ③術(shù)中無電機械活動的靜止期長 ④能對左室收縮功能提供明顯的保護(hù)

20、。 常用的鉀通道開放劑有〔8，9〕：nicorandil、pinacidil、aprikalim、cromakalim。,超極化與去化心肌停搏作用比較,超極化心肌停搏術(shù)中心肌電機械活動靜止期延長，再灌注時心臟收縮壓恢復(fù)好、舒張壓不高，減輕心肌的缺血和再灌注損傷。再灌注后的冠脈流量比高鉀去極化組要高可以防止心肌水腫的形成,先心病心肌保護(hù),形態(tài)結(jié)構(gòu)特點生化和能量代謝心功能神經(jīng)傳導(dǎo),心肌發(fā)育成熟的時限,人心肌細(xì)胞的縫

21、隙連接和粘合膜連接在6歲時變得緊密，與成熟心肌細(xì)胞一致。小兒心臟的神經(jīng)結(jié)構(gòu)自5歲開始具有成人的特征，到10歲時已完全成熟。人類心臟生長發(fā)育的速度與生長發(fā)育時期并不一致，乳兒期及青春期發(fā)育最旺盛，性成熟后心臟的發(fā)育趨向穩(wěn)定。,先心病術(shù)前狀態(tài),缺氧異常冠脈連接及體肺側(cè)枝容量超負(fù)荷壓力超負(fù)荷,先心病術(shù)中心肌保護(hù),術(shù)前調(diào)整灌注壓力、方法心臟前后負(fù)荷調(diào)整術(shù)后藥物使用,未成熟心肌的特點-生化和能量代謝,肌原纖維ATP酶活性低心肌糖

22、原含量較高，糖酵解能力較強心肌高能磷酸鹽的含量較高抗氧化能力強對細(xì)胞外Ca2+依賴性強,未成熟心肌的特點-心功能,收縮力較弱室壁張力較高，順應(yīng)性較差心肌的應(yīng)激能力較差，易出現(xiàn)泵功能衰竭興奮時所需的Ca2+主要靠細(xì)胞外Ca2+內(nèi)流提供細(xì)胞內(nèi)游離Ca2+濃度的調(diào)節(jié)主要是通過Na+/Ca2+交換來完成,先心病患兒術(shù)前狀態(tài)-缺氧,肺動脈閉鎖、三尖瓣閉鎖、大動脈轉(zhuǎn)位、法樂氏四聯(lián)癥程度取決于肺血流的多少和動靜脈血的混合程度無氧酵解

23、閾值下降，心肌儲備功能降低，左室壁運動不協(xié)調(diào)，以及β腎上腺素受體下調(diào)缺氧的代償機制之一是降低了抗氧化儲備能力，使得機體對缺氧復(fù)氧更加敏感,異常的冠狀動脈連接和體肺側(cè)支,降低了循環(huán)的舒張壓，減少了冠脈血流,心臟壓力負(fù)荷的增加,心室血流出梗阻如主動脈縮窄、肺動脈縮窄、法樂氏四聯(lián)癥肥厚心肌心內(nèi)膜下血流減少，高能磷酸鹽濃度較低，增加心肌對缺血的敏感性,容量負(fù)荷增加,左向右分流、瓣膜關(guān)閉不全心臟處于高舒張容量狀態(tài)，舒張能力的儲備有限舒張末

24、壓的升高，減少冠脈灌注壓，增加了心肌缺血的危險性,瓣膜病心肌保護(hù),術(shù)前狀態(tài)調(diào)整術(shù)中心肌保護(hù)：灌注方法的選擇主動脈瓣患者復(fù)蘇困難情況術(shù)后藥物應(yīng)用,冠心病心肌保護(hù),術(shù)前狀態(tài)調(diào)整停搏液灌注方法降低氧耗增加氧供：心率、HCT等藥物使用,心肌保護(hù)效果評價指標(biāo),形態(tài)結(jié)構(gòu)生理功能：術(shù)后室性心律失常，血流動力學(xué)，術(shù)后恢復(fù)情況，藥物使用等生化代謝：心肌酶，SOD，MDA，ATP，凋亡等,離體心臟灌注模型在心肌保護(hù)研究中的應(yīng)用,1　Lang