谷氨酰胺对体外循环患者肠道保护作用的临床研究

作者：刘小雄,彭金华,徐建军

作者单位：江西省中医院胸外科，南昌大学第二附属医院胸外科，江西 南昌 330006

     【摘要】  目的 观察体外循环（extracorporeal circulation,ECC）患者接受谷氨酰胺(glutamine, Gln)治疗后血清二胺氧化酶(diamine oxidase, DAO )、肿瘤坏死因子(tumor necrotic factor, TNF-α)水平的变化，以初步阐明Gln促进ECC患者肠粘膜损伤修复的机制。方法 将24名ECC患者随机分成Gln组(n=12)和对照组(n=12)， Gln组ECC前一周开始口服麦滋林颗粒，剂量为0.50 g/（kg·day），对照组给予安慰剂。两组病例均按常规进行ECC术，分别于术前7天,ECC后2 h,24 h,72 h抽外周静脉血5毫升。生化法检测血清DAO浓度，酶联免疫吸附实验(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)检测血清TNF-α浓度。结果 两组患者的血清DAO、TNF-α水平在ECC前无统计学意义（P＞0.05），ECC后升高（P＜0.05），并于2 h达到峰值,而后下降。DAO于ECC后72h仍然高于术前，TNF-α则恢复到术前。Gln组DAO、TNF-α在ECC后2 h、24 h均较对照组降低 （P＜0.05）。结论 ECC可引起患者血清DAO、TNF-α升高，提示ECC可导致肠道损伤，Gln可以在一定程度上降低ECC患者血清DAO、 TNF-α水平，促进肠粘膜损伤的修复。

【关键词】  体外循环；谷氨酰胺；二胺氧化酶；肿瘤坏死因子；肠粘膜损伤

　　Protective Effects of Glutamine on the Intestinal Mucosal Injury in Patients Undergoing Extracorporeal Circulation

　　LIU Xiao-xiong,PENG Jin-hua,XU Jian-jun，LEI Wei-cheng

　　(Department of Thoracic Surgery,The TCM Hospital of Jiangxi Province；The Second Affiliated Hospital of NanChang University,Jiangxi Nanchang 330006,China)

　　Abstract: OBJECTIVE   To observe the changes of plasmic level of diamine oxidase (DAO) and tumor necrotic factor (TNF- α) happened after L-Glutamine (Gln) used orally in the patients undergoing extracorporeal circulation (ECC) and discuss the mechanism of protective effects of Gln on intestinal mucosal injury caused by ECC. METHODS  24 patients undergoing ECC were divided randomly into two groups: Gln group(n=12) and control group (n=12).In Gln group,marzutene-s granules (Gln) ( 0.50g/(kg·day)) was given for seven days before ECC. While the control group received placebo. Plasmic levels of DAO and TNF- α were measured at baseline (seven days  preoperatively) and 2hours,24hours,72hours after ECC.The plasmic concentrations of DAO were detected by biochemical method, of  TNF-α by enzyme linked immunosorbent assay (ELISA)  technique. RESULTS  Levels of DAO and TNF- α were no significant difference in both group before ECC  (P＞0.05) and increased significantly at 2hours,24hours after ECC (P＜0.05) respectively,then decreased. Levels of DAO were higher at 72 hours after ECC than before ECC,while TNF-α returned to normal at 72hours after ECC.In Gln group,DAO and TNF-α levels were significantly lower than those in control group at 2hours,24hours after ECC (P＜0.05) respectively. CONCLUSION  The plasmic concentrations of DAO and TNF- α were increased after ECC,which indicated the intestinal mucosal injury happened during ECC, and decreased signifcantly in Gln group compared to control group,which indicated that Gln maybe improved the intestinal mucosal repairing and maintained the intestinal mucosal integrity efficiently in patients undergoing ECC.

　　Key words：  Extracorporeal circulation;Glutamine;Diamine oxidase;Tumor necrotic factor;Intestinal mucosal lnjury

　　在体外循环(extracorporeal circulation，ECC)手术患者中，胃肠道粘膜损伤出现明显临床表现者为0.6%～2.0%，亚临床表现高达80%以上，有临床表现者死亡率高达92%～94％［1］，可见危害的严重性。近年来研究表明，对于烧（创）伤、感染、手术后、放化疗肿瘤患者，补充外源性的谷氨酰胺（glutamine，Gln）有助于肠粘膜的生长和修复作用，减轻炎性反应，其效果已得到了充分肯定［2］。然而Gln是否能够保护ECC术患者的肠道粘膜仍不清楚。我们通过观察Gln对ECC后血清二胺氧化酶(diamine oxidase，DAO)、肿瘤坏死因子(tumor necrotic factor，TNF-α)水平变化的影响，以初步阐明Gln有促进ECC患者肠粘膜的保护作用。

　　1  资料与方法

　　1.1  一般资料  研究对象为2005年8月至2005年11月期间24例行心脏停跳ECC手术患者，其中二尖瓣置换术9例、主动脉瓣置换术5例、双瓣置换术1例、房间隔缺损修补术4例、室间隔缺损修补术5例。所有患者心功能为Ⅱ-Ⅳ级，均无肝肾功能障碍、无长期应用糖皮质激素史、无炎性和(或)代谢性疾病史及凝血功能异常。术前将24例患者随机分成试验组(Gln组 n=12)和对照组(Con组 n=12)；两组患者临床资料见表1。

　　1.2  手术及给药方法  两组患者均采用静脉加吸入复合全身麻醉。术前用药为东莨菪碱、杜冷丁。咪唑安定、维库溴胺、芬太尼快速诱导气管插管，麻醉机机械通气，根据麻醉深浅用芬太尼，维库溴胺或吸入异氟烷维持麻醉深度；同时建立各种检测系统。ECC采用Jostra心肺机、西京希健I型膜肺，中度血液稀释（Hct 0.2～0.30），术中维持鼻咽温度26.9℃～31.2℃，灌注流量2.0～2.5 L/（min·m2），平均动脉压维持在50～80 mmHg，心肌保护采用顺行性灌注4∶1冷血心脏停搏液。肝素（3mg/kg）抗凝，检测ACT，ECC期间维持ACT﹥480 s，停机后常规给予0.7∶1的鱼精蛋白中和肝素。    　　Gln组采用日本寿制药株式会社生产的麦滋林颗粒(本剂1g中含有谷氨酰胺0.99 g，鹤山市广增医药有限公司提供)于术前一周开始服用,剂量为0.50g/（kg·day），每日分3次口服。对照组温开水替代麦滋林颗粒。

　　1.3  标本采集和检测  两组病例分别于术前7天（口服麦滋林前）、停止ECC后2 h、24 h、72 h分别抽外周静脉血5 ml，立即以3000 r/min离心20 min,取血清置于-70℃冰箱保存待检。    　　血清DAO浓度采用改良分光光度法测定，试剂盒由美国sigma公司提供。血清TNF- α浓度采用上双抗体酶联免疫吸附实验(ELISA)检测，试剂盒由美国Genzyme公司提供、深圳晶美生物工程有限公司分装。

　　1.4   统计学方法  所有数据使用SPSS 11.5软件进行统计学处理。组间比较采用t检验，组内比较采用方差分析。计量资料数据以均数±标准差(±s)表示，取a=0.05， P＜0.05为有统计学意义。

　　2  结果

　　2.1  临床资料  两组患者术前年龄、性别、体重、ECC和主动脉阻断时间均无统计学差异（P﹥0.05），见表1。

　　2.2  两组患者血清DAO和TNF- α水平的变化  两组患者DAO浓度和TNF- α水平在术前无显著差异（P﹥0.05）；ECC后2 h升高并达到峰值，而后下降，至72 h DAO浓度仍然高于术前，而TNF- α恢复到术前，两组患者间比较发现：Gln组患者DAO和TNF- α水平于ECC后2 h、24 h显著低于对照组（P﹤0.05），72 h两组间无显著差异（P﹥0.05），见表2。

　　表1  两组患者一般临床资料（略）

　　表2    两组患者不同时间点血DAO和TNF- α水平的变化（略）

　　注：*与同组术前比较P﹤0.05; 两组间同一时点比较△P﹤0.05

3  讨论    　　ECC时,炎性介质大量产生并相互作用,形成网络,且不断循环促进,形成“瀑布样”反应, 触发全身炎性反应综合征（SIRS）。Halter等认为，由ECC诱导的炎性反应过程可以分为两个阶段，其中TNF- a在第一阶段即可产生，是ECC后炎性反应过程中释放最早同时也是最重要的内源性介质之一［3］。研究表明，肠道是使用了ECC技术的心外科手术绝大多数患者内毒素的主要来源，而内毒素不仅直接影响肿瘤坏死因子的合成和释放,而且可通过激活补体系统,产生Ｃ3a、Ｃ5a等补体过敏毒素以及白细胞介素-1，间接地激发肿瘤坏死因子的产生［4］。TNF-α对肠道有直接或间接的损伤作用。给狗注入TNF-α后小肠血流量明显下降,肠粘膜下血管有灶性栓塞，粘膜糜烂，血培养阳性率增加，提示TNF-α对肠粘膜有直接损伤作用。TNF-α可以诱导IL-1，IL-6，IL-10等多种炎性细胞因子的产生；激活中性粒细胞，促使中性粒细胞释放大量的活性氧与弹性蛋白酶，对血管内皮细胞和器官组织细胞产生损害作用；还可诱导大量NO生成，造成持续低血压，微循环淤血，加重组织的缺血缺氧；还能通过交感-肾上腺髓质系统使儿茶酚胺分泌增加,而后者可以促进多种血管活性物质释放，如白三烯、PAF、TXA2等，加剧了微循环障碍［5］。如上所述，肿瘤坏死因子损伤肠粘膜，肠屏障破坏，加重内毒素血症，形成恶性循环，肠粘膜进一步损伤甚至肠功能衰竭。    　　DAO是一种含有脱氨的腐胺和组胺的细胞内酶，是肠粘膜细胞的标志酶，能直接地反映肠上皮细胞和由此构成的肠屏障结构的损伤和修复情况。Tsunooka等的研究表明：DAO存在于哺乳动物肠的粘膜或纤毛上皮细胞中，ECC可致肠绒毛膜顶端损伤，肠粘膜破坏，肠DAO含量下降而血DAO活性明显升高［6］。本研究结果表明血DAO于ECC术后升高，提示ECC术后出现了肠粘膜损伤。    　　目前对ECC患者的肠道保护主要有［7-8］：术前对肠道进行除菌以减少内毒素的产生，减轻炎性反应；血管活性药物以改善肠道的血供，防止缺血缺氧损伤，达到对ECC患者胃肠的保护作用。Gln是一种条件必需氨基酸，不仅是肠粘膜细胞代谢活动的主要能源，更是肠粘膜上皮的生长、修复和维持肠粘膜结构完整性所不可缺少的特殊氨基酸。在严重的应激状态下，机体组织细胞对其利用量增加，并超过生成量致Gln的相对缺乏。Gln缺乏，可使肠道绒毛上皮脱落、绒毛变稀变矮、皱壁少、低平，毛细血管广泛充血，上皮及固有层多量淋巴细胞及散在中性粒细胞侵润粘膜萎缩［9］。动物实验表明，补充Gln可降低炎性反应及防止肠粘膜的缺血再灌注损伤，降低肠粘膜的通透性，维持肠粘膜屏障的完整性［10］。    　　本研究显示，ECC前补充Gln可降低ECC后DAO及TNF- α的水平，提示Gln对肠道粘膜有保护作用。推测其可能的机制是由于心脏病患者术前心功能已下降，肠粘膜存在不同程度的损伤，补充的Gln可参与肠粘膜ATP的氧化供能并提高肠粘膜Gln酶活性，提高肠道的抗损伤能力。

【参考文献】  　　［1］ 田宝文,张强华,周钢,等.丹参和654-2对体外循环胃肠缺血再灌注损伤的保护作用［J］.中国体外循环杂志，2004，2（3）：142-144.

　　［2］ Wischmeyer PE,Lynch J,Liedel J,et al. Glutamine administration reduces Gram-negative bacteremia in severely burned patients:a prospective, randomized, double-blind trial versus isonitrogenous control［J］.Crit Care Med，2001，29(11):2075-2080.

　　［3］ Halter J, Steinberg J, Fink G,et al. Evidence of systemic cytokine release in patients undergoing cardiopulmonary bypass［J］. J Extra Corpor Technol,2005,37(3):272-277.

　　［4］ Haeffuer-Cavailion N， Cavailion JM, Laude M,et al. C 3a induces production and release of interleukin I by cultured human monocytes［J］.J Immunol,1987,139(3):794-799.

　［5］ 汲克强,易定华,徐鹏.体外循环心脏手术围术期患者胃肠道粘膜损伤保护的研究［J］.中华胸心血管外科杂志,2001，l7（4）：251-252.

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　　［8］ Xia ZY,Liu XY,Zhan LY,et al. Ginsenosides compound (shen-fu) attenuates gastrointestinal injury and inhibits inflammatory response after cardiopulmonary bypass in patients with congenital heart disease［J］. J Thorac Cardiovasc Surg，2005,130(2):258-264.

　　［9］ Rao XP, Zhu LQ, Lian HH. Protective effects of glutamine on the intestinal mucosal barrier in young rabbits under hemorrhagic shock［J］.Zhongguo Dang Dai Er Ke Za Zhi,2006,8(1):66-70.

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