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)難以處理的復雜先心病、Stanford A型主動脈夾層、復雜主動脈弓部病變、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)是在缺血器官恢復再灌注過程中給予多次短時間“灌注-缺血”操作。有動物實驗顯示，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)，可能保護全身各器官，且操作簡單、實施方便、不干擾手術(shù)進程。本研究擬探討“缺血后適應(yīng)”對于心、腎、肝等多器官的保護效應(yīng)?，F(xiàn)報道如下。

1 對象與方法

1.1 實驗動物及主要儀器 實驗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)院實驗動物中心提供)，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)護儀；動物麻醉呼吸機。

1.2 研究方法

1.2.1 動物麻醉 實驗豬術(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)注射誘導麻醉，1.5%～2.0%異氟醚面罩吸入5 min后行氣管插管，呼吸機輔助呼吸，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，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)。預充600 ml器官保護液(按照Taylor等[4]設(shè)計)，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，放置冰袋于小豬腹部、胸部和腦部，促進均衡降溫。心電圖成直線為循環(huán)停止標志，直至直腸溫度15℃時，停止轉(zhuǎn)流和機械呼吸。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，備復溫時回輸。停循環(huán)90 min后進行轉(zhuǎn)流復溫，復溫速率<0.5℃/min，直至直腸溫度達到37℃左右。復溫過程如出現(xiàn)心室顫動,體外電極除顫復跳，恢復機械通氣。B組動物恢復體外循環(huán)初，給予IPOC處理，即3個輪回的灌注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，魚精蛋白中和肝素，拔除體外循環(huán)插管。整個過程根據(jù)a-穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)動脈血氣及電解質(zhì)于正常范圍。術(shù)后根據(jù)呼吸狀況，決定氣管插管應(yīng)用時間。根據(jù)循環(huán)狀況，酌情應(yīng)用心功能支持(強心、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，分別記錄實驗動物麻醉誘導后、轉(zhuǎn)流初期、停循環(huán)、心復跳、脫離體外循環(huán)等時刻的直腸溫度、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。兩組動物麻醉誘導后、轉(zhuǎn)流初期、停循環(huán)、心臟復跳、脫離體外循環(huán)5個時間點的直腸溫度、平均動脈壓、心率等生命體征數(shù)據(jù)比較，差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05，表1～3)。

表1 兩組不同時間點直腸溫度比較溫度/℃)

表2 兩組不同時間點平均動脈壓比較血壓/mmHg)

表3 兩組不同時間點心率比較心率/次·min-1)

2.2 兩組實驗室指標比較 術(shù)后第1、3天，兩組動物ALT、AST、Cr及TNT指標均有一定程度升高，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)計學意義(P>0.05)。術(shù)后第3天及第7天，A組動物ALT、AST、Cr及TNT指標仍稍高于B組，但組間比較，差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。見表4。

表4 術(shù)后1、3、7 d化驗指標比較

3 討論

深低溫停循環(huán)是嬰幼兒復雜先天性心臟病及成人復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)，細胞內(nèi)三磷酸腺苷含量減少，鈉泵活性降低，細胞水腫。組織再灌注后，氧自由基過度產(chǎn)生、脂質(zhì)過氧化致細胞內(nèi)鈣超載，激活多種蛋白酶，破壞細胞膜，導致細胞損傷至死亡。上述過程同時激活全身及局部炎性反應(yīng)，多種炎性因子、細胞介質(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)，細胞信號傳導通路及基因表達紊亂，致大量細胞凋亡，進而引起術(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)癥均較嚴重。近年來，有研究發(fā)現(xiàn)，缺血預處理及IPOC可能減輕組織炎性反應(yīng)及缺血再灌注損傷[6-7]。缺血預處理通過對某一器官進行反復短暫的缺血訓練，達到使之耐受更長時間缺血的目的。IPOC是在缺血器官恢復再灌注過程中，給予多次短時間“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“預適應(yīng)”更方便于臨床應(yīng)用。

本研究實驗動物的麻醉及手術(shù)過程順利，均于術(shù)后12 h內(nèi)麻醉清醒并脫離呼吸機輔助。所有實驗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)進程。術(shù)后近期兩組動物ALT、AST、Cr、TNT等化驗指標均有一定程度升高，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。分析其保護機制可能在于IPOC減輕了全身及局部缺血再灌注損傷和炎性反應(yīng)，從而減少了細胞死亡及調(diào)亡[8-9]。其后相應(yīng)指標逐漸趨向正常，兩組間也無明顯差異，顯示在之后器官修復過程中，IPOC保護作用并不顯著。

大部分動物實驗研究顯示，IPOC具有明顯的器官保護效應(yīng)[10-14]。但在有限的臨床研究中，其器官保護效應(yīng)卻頗有爭議，很大一部分臨床研究未發(fā)現(xiàn)其保護效應(yīng)。動物實驗與臨床研究結(jié)果差異可能與如下因素有關(guān)：(1)實驗動物以低齡雄性為主，而現(xiàn)實患者兼具兩性，且以高齡多見[10]；(2)實驗動物以鼠類等小型動物為主，與人類生理有較大差異；(3)實驗動物大多健康，而現(xiàn)實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)實患者閉塞血管及開通方式多樣(如急性心肌梗死時，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胞及分子生物學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，如進一步優(yōu)化“灌注/阻斷”次數(shù)和時程等。