張 玲
桂林市人民醫(yī)院麻醉科(廣西桂林541002)
七氟醚是新型鹵族氟類吸入麻醉藥,不僅全麻誘導快,蘇醒迅速、完全,氣味芳香,對呼吸道無刺激,而且具有一定肌松、循環(huán)抑制輕等優(yōu)點而在臨床上廣泛應用。預處理(anesthetic preconditioning)是由Warltier等[1]在1988年提出的,缺血-再灌注(ischemia reperfusion,IR)前吸入麻醉藥有利于心肌的恢復。七氟醚預處理(sevoflurane-induced preconditioning,SPC)是在臟器IR前分次間斷或連續(xù)吸入一定濃度的七氟醚,其保護作用包括兩個效應:近期效應是指短時間內(nèi)激活缺血心腦等器官的防御機制,發(fā)揮保護作用,持續(xù)1~2 h;遠期效應是預處理后24~72 h發(fā)生的保護作用[2]。近年來有關(guān)SPC對重要臟器保護的研究備受關(guān)注,但作用機制較復雜,可能與SPC減少炎性因子的釋放、抑制氧自由基的生成、減少鈣超載等有關(guān),現(xiàn)將有關(guān)研究進展綜述如下。
心肌收縮過程中,肌動蛋白和肌凝蛋白相互重疊的程度極為重要,靜息時粗細肌絲應有合適的長度(2.0~2.3 μm)。心肌缺血時,其超微結(jié)構(gòu)可發(fā)生異常改變:其一,肌節(jié)長度的變化使心肌收縮力減弱;其二,線粒體、肌漿網(wǎng)等結(jié)構(gòu)破壞,改變了Ca2+釋放的動力學、抑制ATP的合成和轉(zhuǎn)化,影響心肌的收縮力。
SPC的保護作用與七氟醚吸入濃度相關(guān),當七氟醚為1MAC時心肌可得到最大化的保護,減少心梗面積[3],當七氟醚濃度<0.75 MAC 時,對心肌沒有保護作用,七氟醚濃度在1~2 MAC時其保護作用相當,而當七氟醚濃度>2 MAC時,其保護作用不再隨吸入濃度的增加而增加[4],類似于芬太尼的封頂效應。SPC對心肌IR的保護可能與以下機制有關(guān):1.1 減少炎性因子的釋放 樊雅玲等[5-7]發(fā)現(xiàn)SPC能顯著減少炎性細胞因子 IL-6、IL-8、TNF-α和cTnI的釋放,通過減輕炎性因子對心肌內(nèi)皮細胞的損害,從而改善心肌供血、減少心肌的梗死面積。姚允泰等[8]發(fā)現(xiàn)經(jīng)SPC處理后,大鼠離體心臟的梗死面積為(33±7)%,而對照組的梗死面積達(44±9)%,SPC促進了大鼠心肌 IR期間 PKB/Akt及ERK1/2的磷酸化,減輕了心肌結(jié)構(gòu)的損傷、降低乳酸脫氫酶(LDH)和肌酸激酶-MB(CK-MB),從而改善心功能,減少心肌梗死。
1.2 七氟醚通過激活三磷酸腺苷敏感性鉀通道(KATP) 促進細胞內(nèi)K+外流,引起心肌細胞膜超極化,進而關(guān)閉部分電壓依賴性鈣通道,減少Ca2+內(nèi)流,防止Ca2+超載,減少心肌做功,增強心肌細胞對缺血缺氧的耐受能力。
1.3 抑制氧自由基的生成并促進清除 丙二醛(Malomdialdehvde,MDA)是機體內(nèi)的氧自由基攻擊生物膜中的多不飽和脂肪酸,形成的脂質(zhì)過氧化物,測試MDA的量可反映機體內(nèi)脂質(zhì)過氧化的程度,可直接反應氧自由基水平,間接地反映出細胞損傷的程度;超氧化歧化酶(superoxide dismutase,SOD)是機體清除氧自由基的關(guān)鍵酶,其含量的高低反應機體的清除能力。章征兵等[9]發(fā)現(xiàn)在體外循環(huán)中經(jīng)七氟醚預處理組SOD高于對照組,MDA濃度低于對照組,說明機體不僅對氧自由基的清除能力增強,而且還抑制氧自由基的生成,是由于七氟醚在代謝過程中產(chǎn)生了作為代謝產(chǎn)物的氧自由基,提前啟動機體的抗氧化機制,并最終抑制氧自由基的大量產(chǎn)生來發(fā)揮心肌的保護作用。
1.4 SPC能促進心肌內(nèi)皮細胞分泌NO 維持NO/ET的動態(tài)平衡,NO是一種血管活性因子,可擴張冠狀動脈,減少冠脈“竊血”,有利于缺血心肌的灌注,從而減少心梗的面積[10],提高心肌的存活能力。
肺是主要的氣體交換系統(tǒng)。當肺缺血損傷時,包括中性粒細胞在內(nèi)的炎性細胞在肺內(nèi)聚集并附著于毛細血管內(nèi)皮,增加了肺毛細血管的通透性,引起肺水腫,導致體內(nèi)氣體交換障礙。
2.1 抑制IL-6、IL-8、TNF-α 等炎性因子和氧自由基的釋放 SPC可抑制IL-6、IL-8、TNF-α等炎性因子的釋放,降低中性粒細胞的聚集,阻止上皮細胞的破壞,此外還抑制氧自由基的生成[11-13],降低肺組織的通透性。Sun等[14]通過對大鼠的研究認為,七氟醚明顯降低大鼠肺組織分泌MDA,增加SOD的分泌,反映七氟醚可通過減輕脂質(zhì)過氧化反應,抑制氧自由基的生成和促進氧自由基的排除。王宏偉等[15]也認為SPC可減少患者血液中MDA含量,從而起到肺保護的作用。
2.2 參與介導低氧性肺血管收縮反應(hypoxic pulmonary vasoconstriction,HPV) 肺泡低氧可引起肺血管收縮,導致HPV,其原因主要是由于低氧直接刺激肺血管平滑肌,引起肺血管痙攣,而肺泡低氧促進血管收縮介質(zhì)釋放,引起HPV。熊章榮等[16]認為SPC是通過調(diào)節(jié)參與介導HPV的體液因子,如前列腺素、內(nèi)皮素、組胺、白三烯等的形成和釋放,間接調(diào)控HPV,減輕肺血管的收縮,松弛支氣管平滑肌,增加肺順應性,從而減輕對肺功能的影響。
腦的能量利用率高但能量儲備非常有限,圍術(shù)期發(fā)生的血流動力學改變,也勢必引起腦血流的急劇變化而導致腦缺血、腦損害,影響患者的生存質(zhì)量。因此術(shù)中如何更好地進行腦保護是臨床值得關(guān)注的問題。
在腦缺血的病理生理過程中,Ca2+可能處于舉足輕重的地位。當腦缺血時,隨著ATP的耗竭,不能將Ca2+清除出胞漿。此時Ca2+可激活各種激酶、脂酶和蛋白酶,引起游離脂肪酸和氧自由基釋放,破壞腦細胞結(jié)構(gòu),導致腦水腫;此外,血管平滑肌內(nèi)的Ca2+濃度增加還可使腦小動脈持續(xù)痙攣,降低腦血流。Nishizawa[17]認為七氟醚抑制N-甲基門冬氨酸受體通道的開放,減少了Ca2+的內(nèi)流,降低細胞代謝及氧耗,從而減少神經(jīng)細胞的死亡。而Kehl等[18]認為SPC的腦保護機制則是由于K+-ATP通道的激活,導致K+外流,Ca2+內(nèi)流減少,通過減少Ca2+超載來阻止神經(jīng)元凋亡。吳周全等[19]發(fā)現(xiàn)SPC減少了體內(nèi)血管內(nèi)皮素-1(ET-1)分泌,減輕腦血管痙攣,保護腦神經(jīng),減輕心肺轉(zhuǎn)流后引起的腦損害。劉卓等[20]認為七氟醚可提高患者的局部腦氧飽和度(regional cerebral oxyen saturation,rSO2),改善腦內(nèi)氧的供需平衡。
肝臟是機體最重要的代謝器官,肝功能障礙主要影響物質(zhì)的代謝。張厚忠等[21]發(fā)現(xiàn)SPC一方面明顯降低IR后大鼠肝臟中MDA的水平,說明發(fā)生了抗氧化反應;另一方面能增加肝組織中熱休克蛋白-70(HSP-70)水平,提示SPC后肝細胞處于抗損的活躍期。Bedirli N等[22]發(fā)現(xiàn)SPC能明顯降低大鼠血清 ALT、AST和肝內(nèi) MDA濃度,而肝細胞內(nèi)ATP水平顯著高于對照組。實踐證明,對于術(shù)前已有肝纖維化或肝硬化的患者,在麻醉過程中,采用SPC是一個較好的選擇。
腎臟是維持機體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定的重要臟器,術(shù)中對其功能的保護有著重要的意義。胱抑素C(CysC)是一種低分子量蛋白質(zhì),是半胱氨酸蛋白酶抑制物之一,可由機體所有有核細胞產(chǎn)生,產(chǎn)生率恒定,循環(huán)中的CysC僅經(jīng)腎小球濾過而被清除,是一種反應腎小球濾過率變化的內(nèi)源性標志物,是反應腎臟損害理想的內(nèi)源性標志物,比Cr、BUN更能早期準確反應腎功能的變化。Julier等[23]報道SPC能降低冠脈搭橋患者的CysC的釋放,保護腎功能。這與李以平[24]等的報道一致。氧自由基在腎缺血-再灌注損傷中扮演著重要角色,可破壞細胞膜的完整性,使得通透性增加,七氟醚可減輕這一氧自由基介導的脂質(zhì)過氧化反應。李愛芝等[25]證明SPC是通過抗氧自由基反應發(fā)揮腎保護作用。
綜上所述,實驗研究已經(jīng)證實SPC具有多臟器保護作用,明確其作用機制具有重要臨床意義,希望今后在這方面的探討和研究,能為臨床手術(shù)合理用藥的選擇提供理論依據(jù),使患者獲得最佳的臟器保護。
[1] Warltier D,Al-Wathiqui M,Kampine J,et al.Recovery of contractile function of stunned myocardium in chronically instrumented dogs is enhanced by halothane or isoflurane[J].Anesthesiology,1988,69(3):552-565.
[2] Lango R,Mrozinski P.Clinical importance of anaesthetic preconditioning[J].Anestezjol Intens Ter,2010,42(4):206-212.
[3] 薛紅,劉金東,許鵬程,等.七氟醚預處理對非糖尿病及糖尿病大鼠心肌保護效應的觀察[J].徐州醫(yī)學院學報,2010,30(6):365-368.
[4] Obal D,Preckel B,Scharbatke H,et al.One MAC of sevoflurane provides protection against reperfusion injury in the rat heart in vivo[J].Br J Anaesth,2001,87(6):905-911.
[5] 樊雅玲,周軍,魏繼宇,等.七氟醚不同吸入方式對瓣膜置換術(shù)患者血清肌鈣蛋白-T及炎性細胞因子的影響[J].臨床麻醉學雜志,2014,30(3):221-224.
[6] 胡媛媛,呂潔萍,田首元,等.七氟醚維持麻醉對心臟瓣膜置換術(shù)患者血清超敏肌鈣蛋白I、IL-6和TNF-α的影響[J].山西醫(yī)科大學學報,2014,45(4):325-328.
[7] 王玲,畢燕琳,馬福國,等.七氟醚預吸入對上腹部手術(shù)老年冠心病患者炎性因子的影響[J]中華實用診斷與治療雜志,2013,27(2):169-171.
[8] 姚允泰,李立環(huán),陳雷,等.不同方式七氟醚缺血處理對大鼠離體心臟缺血-再灌注損傷的保護作用的比較[J]中國分子心臟病學雜志,2014,14(1):796-801.
[9] 章征兵,明騰,胡華琨,等.七氟醚預處理對嬰幼兒體外循環(huán)中氧自由基的影響及意義[J].山東醫(yī)藥,2011,51(48):22-24.
[10] Soro M,Gallego L,Silva V,et al.Cardiopotective effect of sevoflurane and propofol during anaesthesia and the postoperative period in coronary bypass graft surgery:a double-blind randomized study[J].Eur J Anesthesiol,2012,29(6):561-569.
[11] 柴軍,王大為,沈潔,等.七氟醚對大鼠缺血再灌注后肺組織氧自由基的影響[J].實用藥物與臨床,2009,12(3):156-159.
[12] 王東昕,侯文杰,刁世琪,等.七氟醚預處理對肺癌單肺通氣患者炎性細胞因子及氧自由基的影響[J].臨床麻醉學雜志,2013,29(9):847-849.
[13] 金晶星,李元海,陳珂.七氟烷對單肺通氣肺損傷的保護作用及其機制.[J]安徽醫(yī)科大學學報,2012,47(4):446-449.
[14] Sun YH,Zhang Q,Wang JK,et al.Effect of sevoflurane on membrane permeability of alveolar capilaries in rats with acute lung injury caused by endotoxin[J].zhong hua wai ke zai zhi,2004,42(16):1014-1017.
[15] 王宏偉,胡杰.七氟醚預處理對婦科腔鏡患者肺保護的影響[J].昆明醫(yī)科大學學報,2013,34(1):89-91.
[16] 熊章榮,綦俊,劉興明,等.七氟醚預預先吸入對單肺通氣患者肺功能及氧化應激的影響[J].重慶醫(yī)科大學學報,2013,38(3):252-255.
[17] Nishizawa Y.Glutamate release and neuronal damage in ischemia[J].Lefe Sci,2001,69(4):369-381.
[18] Kehl F,Payhe RS,Roewor N,et al.Sevoflurane-induced preconditioning of rat brain in vitro and the role of KATP channel[J].Brain Res,2004,1021(1):76-81.
[19] 吳周全,崔蘇揚,李立.七氟醚預處理對心肺轉(zhuǎn)流后患者腦損傷的影響[J].臨床麻醉學雜志,2013,29(5):439-442.
[20] 劉卓,羅艷,薛慶生,等.七氟醚及丙泊酚對單肺通氣患者局部腦氧飽和度影響的比較[J].臨床麻醉學雜志,2013,29(1):5-8.
[21] 張厚忠,李紅霞,王漢中.七氟醚和缺血預處理對大鼠血清MDA和肝臟組織HSP70表達的影響[J].中國老年學雜志,2008,28(8):1586-1588.
[22] Bedirli N,Ofluoglu E,Kerem M.et al.Hepatic energy metabolism and the differential protective effects of sevoflurane and isoflurane anesthesia in a rat hepatic ischem ia-reperfusion injury model[J].Anesth Aaalg,2008,106(3):830-837.
[23] Julier K,da Silva R,Garciac,et al.Preconditioning by sevoflurane decreases biochem ical markers for my ocardial and renaldys-function in coronary artery bypass graft surgery:A double-blinded,placebo-controlled,multicenter study[J].Anesthesiology,2003,98(6):1315-1327.
[24] 李以平,謝誠,朱金有.七氟醚預處理對心肺轉(zhuǎn)流術(shù)患者血清CysC、Cr和BUN濃度的影響[J].中國醫(yī)學工程,2012,20(11):166-169.
[25] 李愛芝,馬加海,丁永波,等.七氟醚對大鼠急性腎缺血-再灌注損傷的保護作用[J].臨床麻醉學雜志,2008,24(8):690-692.