繆項慧 李和 翁程煒 吳艷琴
[摘要] 目的 探討右美托咪定不同處理方式對高齡患者止血帶所致肢體缺血再灌注后肺損傷的保護(hù)作用。 方法 擇期行單側(cè)骨科下肢手術(shù)患者80例,隨機(jī)分為4組(n=20):DEX預(yù)處理組(D1組)、DEX后處理組(D2組)、DEX預(yù)處理聯(lián)合后處理組(D3組)及對照組(C組),均采用腰麻-硬膜外聯(lián)合阻滯麻醉。穿刺完成后,D1組靜脈注射1.0 μg/kg DEX作為負(fù)荷劑量,10 min注射完畢,然后靜脈輸注0.5 μg/(kg·h)維持至放止血帶時停止輸注,而D3組維持至術(shù)畢;D2組止血帶放氣即刻開始輸注DEX并維持至術(shù)畢;C組全程以等速度等容量生理鹽水泵注和維持至術(shù)畢。記錄各時點PaCO2、PaO2、PA-aDO2、RI和OI值。記錄各時點血漿SOD、MDA、IL-8、TNF-α濃度。記錄不良反應(yīng)發(fā)生情況。 結(jié)果 T4時四組PaO2、OI均降低,PA-aDO2和RI均升高(P<0.05)。與C組比較,D1~D3組T4時PA-aDO2和RI較低,PaO2、OI比值較高(P<0.05)。與T0時比較,T1~T4時四組血漿MDA、IL-8和TNF-α濃度升高,SOD濃度降低(P<0.05)。與C組比較,T1~T4時D1~D3組血漿MDA、IL-8及TNF-α濃度降低,SOD濃度升高(P<0.05)。與D1、D2組比較,T1~T3時D3組血漿MDA、IL-8及TNF-α濃度降低,SOD濃度升高(P<0.05)。 結(jié)論 右美托咪定預(yù)處理、后處理和二者聯(lián)合處理均能對肢體缺血再灌注后肺損傷起到保護(hù)作用,且二者聯(lián)合處理保護(hù)作用更強(qiáng)。
[關(guān)鍵詞] 右美托咪定;缺血再灌注損傷;肺臟;止血帶
[中圖分類號] R614.2? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] B? ? ? ? ? [文章編號] 1673-9701(2019)18-0104-05
[Abstract] Objective To investigate the protective effects of different treatments of dexmedetomidine on lung injury after ischemia-reperfusion induced by tourniquet in elderly patients. Methods A total of 80 patients with unilateral orthopaedic lower extremity surgery were randomly divided into 4 groups(n=20): DEX pretreatment group(group D1), DEX post-treatment group(group D2), DEX pretreatment combined with post-treatment group(group D3), and control group(group C). All the groups were treated with spinal anesthesia combined with epidural anesthesia. After the puncture was completed, the D1 group was intravenously injected with 1.0 μg/kg DEX as the loading dose, and the injection was completed in 10 minutes. Then the intravenous infusion 0.5 μg/(kg·h) was maintained until the blood band was stopped, while in the group D3 it was maintained until the surgery completed. D2 group immediately began to infusion DEX after tourniquet deflation and maintained until the end of surgery. Group C was pumped and maintained at the same speed and volume of normal saline until the surgery. The values of PaCO2, PaO2, PA-aDO2, RI and OI at each time point were recorded. Plasma SOD, MDA, IL-8, and TNF-α concentrations were recorded at various time points. The occurrence of adverse reactions was recorded. Results At T4, the levels of PaO2 and OI decreased, and both PA-aDO2 and RI increased(P<0.05). Compared with that of the group C, PA-aDO2 and RI were lower, and the ratio of PaO2 and OI was higher in D1-D3 group(P<0.05). Compared with those at T0, the concentrations of plasma MDA, IL-8 and TNF-α were increased in the four groups, and the SOD concentration was decreased at T1-T4(P<0.05). Compared with those of group C, the concentrations of MDA, IL-8 and TNF-α decreased and the SOD concentration increased in D1-D3 group at T1-T4(P<0.05). Compared with those of D1 and D2 group, plasma concentrations of MDA, IL-8 and TNF-α were decreased, and SOD concentration was increased in D3 group at T1-T3(P<0.05). Conclusion Pretreatment, post-treatment and combined treatment with dexmedetomidine can protect lung injury after limb ischemia-reperfusion, and the combined treatment of the two methods is stronger.
[Key words] Dexmedetomidine; Ischemia-reperfusion injury; Lung; Tourniquet
骨科四肢手術(shù)多使用止血帶以達(dá)到減少術(shù)中失血和保持術(shù)野清晰的目的,止血帶應(yīng)用時間過長可引起肢體缺血,隨著血流的恢復(fù),在隨后的一定時間內(nèi)組織損傷不僅不減輕反而逐漸加重,這種現(xiàn)象稱為肢體缺血再灌注損傷[1](limb ischemia-reperfusion injury,LIRI)。多項研究結(jié)果證明[2-4],LIRI不僅影響局部缺血組織的存活和功能,還可造成全身炎性反應(yīng)綜合征,進(jìn)而導(dǎo)致遠(yuǎn)隔臟器功能受損。止血帶導(dǎo)致的LIRI是骨科四肢手術(shù)圍手術(shù)期肺功能損傷的重要誘因。近期臨床研究提示[5,6],α2腎上腺素能受體激動劑右美托咪定(Dexmedetomidine,DEX)在LIRI過程中具有肺臟保護(hù)作用,可使肺組織炎癥及氧化應(yīng)激程度顯著降低。本研究擬比較DEX預(yù)處理和后處理對肢體缺血再灌注急性肺損傷的保護(hù)作用,尋找合適的給藥方式,指導(dǎo)臨床合理用藥。
1 資料與方法
1.1 一般資料
本研究已獲本院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)和患者的書面知情同意,為單中心隨機(jī)雙盲臨床試驗,已在中國臨床試驗注冊中心進(jìn)行注冊(注冊號:ChiCTR-IPR-17011252)。隨機(jī)選擇2017年9月~2018年8月自愿要求行單側(cè)骨科下肢手術(shù)且術(shù)中應(yīng)用止血帶患者80例,男32例,女48例,年齡75~85歲,ASA Ⅰ或Ⅱ級,設(shè)定止血帶的壓力為65 kPa,平均充氣時間60~90 min。使用隨機(jī)數(shù)字表法將試驗患者隨機(jī)分為四組:DEX預(yù)處理組(D1組)、DEX后處理組(D2組)、DEX預(yù)處理聯(lián)合后處理組(D3組)及對照組(C組),每組20例。病例排除標(biāo)準(zhǔn):①止血帶時間<60 min;②限制性肺疾病和或肺功能檢查一秒用力呼氣容積占預(yù)計值百分比(FEV1%)<40%;③術(shù)中使用骨水泥者;④嚴(yán)重心血管疾病者;⑤嚴(yán)重的肝功能或者腎功能不全者;⑥肥胖(BMI>30 kg/m2);⑦因其他原因研究人員認(rèn)為不適合參加臨床試驗者。
1.2 麻醉前準(zhǔn)備和監(jiān)測
患者術(shù)前常規(guī)禁食、禁飲,未使用術(shù)前用藥,入室后開放肘正中靜脈通路,經(jīng)靜脈輸注復(fù)方乳酸鈉4~6 mL/(kg·h),監(jiān)測心電圖(ECG)、脈搏血氧飽和度(SpO2)、無創(chuàng)動脈壓(BP)與心率(HR)。于局麻下行橈動脈穿刺,封肝素帽備做血氣分析用。
1.3 麻醉方法
患者取右側(cè)或左側(cè)臥位,于L2~3或L3~4間隙行腰麻-硬膜外聯(lián)合阻滯,蛛網(wǎng)膜下腔注射0.5%布比卡因(0.75%布比卡因2 mL混合10%葡萄糖注射液1 mL)2 mL后,予硬膜外置管。蛛網(wǎng)膜下腔給藥后約45 min硬膜外注射0.75%羅哌卡因4~5 mL,手術(shù)完成前30 min停止硬膜外給藥。整個研究過程控制感覺阻滯平面上限在T8以下,以維持患者自主呼吸。
采用雙盲法給藥,由同一麻醉護(hù)士抽取所有藥物。DEX(江蘇恒瑞醫(yī)藥股份有限公司,規(guī)格:2 mL∶0.2 mg)溶液配置方法為:2 mL DEX與48 mL 0.9%氯化鈉注射液混合,此時DEX的濃度為4 μg/mL。
DEX預(yù)處理組(D1組):腰麻-硬膜外聯(lián)合阻滯完畢后,靜脈注射1.0 μg/kg右美托咪定作為負(fù)荷劑量,10 min注射完畢,然后靜脈輸注0.5 μg/(kg·h)維持至放止血帶時停止輸注。
DEX后處理組(D2組):止血帶放氣即刻,靜脈注射1.0 μg/kg右美托咪定作為負(fù)荷劑量,10 min注射完畢,然后靜脈輸注0.5 μg/(kg·h)維持至術(shù)畢。
DEX預(yù)處理聯(lián)合后處理組(D3組):腰麻-硬膜外聯(lián)合阻滯完畢后,靜脈注射1.0 μg/kg右美托咪定作為負(fù)荷劑量,10 min注射完畢,然后靜脈輸注0.5 μg/(kg·h)維持至術(shù)畢。
對照組(C組):腰麻-硬膜外聯(lián)合阻滯完畢后,以等速度等容量生理鹽水泵注并維持至術(shù)畢。
術(shù)中持續(xù)輸注復(fù)方電解質(zhì)注射液和羥乙基淀粉注射液,維持血液動力學(xué)平衡,并維持患者體溫穩(wěn)定在正常范圍內(nèi)。將試驗中患者吸空氣時SpO2<90%、需要氧療、椎管內(nèi)麻醉失敗、發(fā)生血流動力學(xué)明顯波動及其他嚴(yán)重并發(fā)癥的患者剔除本研究。
所有藥物及試劑均來于同一批號。術(shù)中所有手術(shù)操作全部由相同的手術(shù)醫(yī)師完成,且關(guān)于麻醉和用藥也均由同一主治以上的麻醉醫(yī)師進(jìn)行操作。同時,用藥程序嚴(yán)格按照試驗設(shè)計方法實行,盡一切可能將干擾因素減少到最低程度。
1.4 觀察指標(biāo)
四組患者均于止血帶充氣前即刻(T0)、止血帶放氣后30 min(T1)、放氣后60 min(T2)、放氣后2 h(T3)、放氣后4 h(T4)5個時間點抽取1 mL橈動脈血樣和5 mL肘正中靜脈血樣。
(1)1 mL橈動脈血樣:應(yīng)用i-STAT便攜式血液分析儀(i-STAT公司,美國)進(jìn)行血氣分析,檢測動脈血二氧化碳分壓(PaCO2)、動脈血氧分壓(PaO2)、肺泡-動脈血氧分壓差(PA-aDO2)、呼吸指數(shù)(RI)、氧合指數(shù)(OI)等,推斷患者氧合功能和肺換氣的情況。
(2)5 mL肘正中靜脈血樣:使用肝素抗凝,在室溫下以3000轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速離心15 min,用移液管吸取上層血清裝于滅菌的Eppendorf管中蓋緊封口,低溫-20℃保存。采用ELISA方法檢測血漿腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白介素-8(IL-8)、丙二醛(MDA)和超氧化物歧化酶(SOD)濃度。
(3)記錄術(shù)中心動過緩、心動過速、高血壓、低血壓、惡心嘔吐、咳嗽咳痰等不良反應(yīng)發(fā)生情況。
1.5 統(tǒng)計學(xué)方法
采用SPSS 19.0統(tǒng)計學(xué)軟件進(jìn)行分析,正態(tài)分布的計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(x±s)表示,組間比較采用單因素方差分析,重復(fù)測量資料比較采用重復(fù)測量設(shè)計的方差分析。計數(shù)資料比較采用χ2檢驗。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2 結(jié)果
2.1 四組一般資料比較
四組患者年齡、BMI、止血帶時間、手術(shù)時間比較,差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),見表1。
2.2 不同時點PaCO2、PaO2、PA-aDO2、RI和OI變化情況
四組患者PaCO2組間及各時間點間比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。與T0時比較,四組患者T1~T3時PaO2、PA-aDO2、RI、OI比較,差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。T4時四組PaO2、OI均降低,PA-aDO2和RI均升高(P<0.05)。與C組比較,D1~D3組T4時PA-aDO2和RI較低,PaO2、OI均較高(P<0.05),見表2。
2.3 不同時點血漿SOD、MDA、IL-8、TNF-α濃度變化
與T0時比較,T1~T4時四組血漿MDA、IL-8和TNF-α濃度升高,SOD濃度降低(P<0.05)。與C組比較,T1~T4時D1~D3組血漿MDA、IL-8及TNF-α濃度降低,SOD濃度升高(P<0.05)。與D1、D2組比較,T1~T3時D3組血漿MDA、IL-8及TNF-α濃度降低,SOD濃度升高(P<0.05),見表3。
2.4 不良反應(yīng)發(fā)生率的比較
四組發(fā)生的不良反應(yīng)均較輕微,可自行緩解或?qū)ΠY處理后好轉(zhuǎn),未見嚴(yán)重不良反應(yīng)發(fā)生。術(shù)中C組發(fā)生惡心嘔吐1例(5%),低血壓1例(5%),無心動過緩、心動過速、高血壓、咳嗽咳痰發(fā)生。D1組發(fā)生心動過緩6例(30%)、D2組發(fā)生心動過緩5例(25%)、D3組發(fā)生心動過緩7例(35%)、無心動過速、高血壓、低血壓、惡心嘔吐、咳嗽咳痰發(fā)生。D1~D3組心動過緩發(fā)生率高于C組(P<0.05),余不良反應(yīng)發(fā)生率組間均無顯著差異(P>0.05)。各組患者均未出現(xiàn)藥物過敏等不良反應(yīng)。
3 討論
止血帶所引發(fā)的LIRI不僅能引起肢體局部組織細(xì)胞缺血缺氧,亦可導(dǎo)致肺組織等遠(yuǎn)隔器官損傷。肺臟作為最易受損的器官之一,對肢體缺血再灌注后產(chǎn)生的氧自由基、丙二醛及白細(xì)胞介素等炎性介質(zhì)十分敏感而易誘發(fā)急性肺損傷或急性呼吸窘迫綜合征,患者可在肢體缺血再灌注損傷后幾小時出現(xiàn)肺順應(yīng)性下降、肺換氣功能下降、氧合功能下降,肺通氣/血流比值失調(diào)等肺損傷的臨床表現(xiàn)[7]。臨床上常以呼吸指數(shù)(RI)、肺泡-動脈血氧分壓差(PA-aDO2)來評價肺換氣功能,氧合指數(shù)(OI)來評價患者氧合功能,其中RI是反映肺彌散功能的重要指標(biāo),OI除去吸入氧濃度(FiO2)的影響,其結(jié)果比氧分壓(PaO2)更可靠,更能作為體現(xiàn)肺氧合功能的特殊指標(biāo)[8]。本研究結(jié)果顯示,止血帶松開后4 h時C組患者出現(xiàn)PaO2、OI降低,PA-aDO2和RI升高,而PaCO2無顯著變化,提示止血帶松開后患者發(fā)生肺換氣功能和氧合功能損害,與既往研究結(jié)果[9,10]一致。本研究結(jié)果顯示,與C組比較,止血帶松開后4 h時D1~D3組PaO2、OI較高,PA-aDO2和RI較低,提示右美托咪定對缺血再灌注所導(dǎo)致的遠(yuǎn)隔肺損傷具有保護(hù)作用。PaO2、OI、PA-aDO2和RI在T1~T3時無明顯變化,僅T4時出現(xiàn)顯著變化,我們推測松開止血帶后4 h時LIRI引起的炎癥因子在肺部反應(yīng)達(dá)高峰,毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞及肺泡上皮細(xì)胞損傷到一定程度才開始出現(xiàn)肺功能損傷的表現(xiàn)。
LIRI主要病理生理機(jī)制是氧自由基的脂質(zhì)過氧化作用使機(jī)體氧化應(yīng)激水平增強(qiáng)和中性粒細(xì)胞在炎癥因子參與下介導(dǎo)的炎性級聯(lián)反應(yīng)[11]。止血帶松開后,肢體血液供應(yīng)恢復(fù),氧自由基大量產(chǎn)生,并進(jìn)一步生成過氧化物,過氧化物再降解為丙二醛(MDA),釋放入血造成遠(yuǎn)隔器官的損傷。MDA是脂質(zhì)過氧化反應(yīng)產(chǎn)物,可以反映氧自由基損傷的程度,是體內(nèi)脂質(zhì)過氧化和再灌注損傷程度的一個客觀指標(biāo)[12]。超氧化物歧化酶(SOD)是機(jī)體最為重要的抗氧化損傷活性物質(zhì),反映機(jī)體自由基清除能力。SOD可以將脂質(zhì)過氧化物轉(zhuǎn)化為H2O2和水,而H2O2又可以被體內(nèi)的過氧化氫酶轉(zhuǎn)化為水,從而減輕再灌注損傷[13]。腫瘤壞死因子(TNF-α)是最早出現(xiàn)、最敏感的炎癥因子之一。TNF-α可損傷血管內(nèi)皮細(xì)胞,增加血管通透性,同時誘導(dǎo)產(chǎn)生IL-8為代表的趨化因子介導(dǎo)炎癥反應(yīng)。白介素-8(IL-8)在炎癥反應(yīng)中起更直接的介導(dǎo)作用,可以與中性粒細(xì)胞表面特異性受體結(jié)合,產(chǎn)生大量氧自由基,是導(dǎo)致局部炎性損傷反應(yīng)和遠(yuǎn)隔組織損傷的重要炎性因子[14]。本研究中,松止血帶后四組TNF-α、IL-8、MDA濃度均顯著升高,而SOD濃度顯著降低,說明機(jī)體發(fā)生缺血-再灌注損傷。但D1~D3組在松止血帶后30 min、松止血帶后60 min、松止血帶后2 h,松止血帶后4 h四個時間點的TNF-α、IL-8、MDA濃度均低于對照組,而SOD濃度高于對照組,說明右美托咪定具有一定的抗炎作用和抗氧化應(yīng)激作用,可以減輕機(jī)體因止血帶所致的缺血-再灌注損傷所引發(fā)的炎性反應(yīng)和氧化應(yīng)激水平,與相關(guān)[15,16]的報道結(jié)論一致。本研究發(fā)現(xiàn),在T1~T3時D3組比D1、D2組血漿MDA、IL-8及TNF-α濃度降低,SOD濃度升高,在T4時,D1~D3組組間比較無明顯差異。這說明右美托咪定預(yù)處理聯(lián)合后處理在肺臟缺血再灌注損傷中的保護(hù)作用較單純右美托咪定預(yù)處理或后處理強(qiáng),且這種作用在T1~T3時更加明顯。
DEX是一種新型的高選擇性的α2腎上腺素受體激動劑,具有抗交感、鎮(zhèn)靜和鎮(zhèn)痛的作用,并能抑制中性粒細(xì)胞的浸潤、聚集和活性,誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞凋亡,從而抑制炎性反應(yīng),進(jìn)一步減輕組織的應(yīng)激反應(yīng)和缺血再灌注損傷[17,18]。右美托咪定對血流動力學(xué)影響較小,老年人應(yīng)用安全性高,是臨床常用的麻醉輔助用藥。本研究中右美托咪定預(yù)處理組、右美托咪定后處理組和二者聯(lián)合處理組的心動過緩發(fā)生率均高于對照組,予阿托品靜脈給藥后均能緩解,可能機(jī)制為右美托咪定減少內(nèi)源性兒茶酚胺的釋放以及交感神經(jīng)緊張,反射性增強(qiáng)迷走神經(jīng)沖動,引起心率降低[19,20]。這提示右美托咪定應(yīng)用于本身有基礎(chǔ)心臟疾病或伴心動過緩的高齡患者應(yīng)謹(jǐn)慎。
綜上所述,右美托咪定預(yù)處理、右美托咪定后處理和二者聯(lián)合處理都能明顯降低的氧化應(yīng)激及炎癥反應(yīng),對肺組織起到保護(hù)作用,且聯(lián)合處理組在肢體缺血再灌注后肺損傷中的保護(hù)作用強(qiáng)。
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(收稿日期:2018-10-16)