康斯特保护液与其它心脏停搏液心肌保护作用比较

作者：邢家林,龚庆成,李蔚然

作者单位：首都医科大学附属北京安贞医院体外循环科,北京 100029

      【摘要】  目的观察康斯特保护液（HTK液）、冷含血停搏液与冷晶体停搏液在成人心脏手术中的心肌保护效果。　方法60例成人心脏手术患者随机分为三组，每组20例。分别为HTK液组、冷含血停搏液组（BC）、冷晶体停搏液组(CC)。测定围术期血浆cTnI、CKMB水平。术中取心肌组织观察心肌缺血前后超微结构改变。临床观察心脏自动复跳率、体外循环停止时多巴胺用量、术后拔管时间、ICU滞留时间。　结果三组cTnI、CKMB分别于术后1 d、ICU 1 h达到高峰。主动脉开放后10 min，HTK液组cTnI低于BC组与CC组（P<0.05）；ICU 1 h时点CC组cTnI高于HTK液组（P<0.05）。超微结构观察，CC组心肌损伤程度较HTK液组、BC组重。HTK液组与BC组自动复跳率明显高于CC组（P<0.05）。体外循环停止时多巴胺用量5 μg～10 μg/（kg·min）者，HTK液组少于BC组及CC组（P<0.05）。　结论HTK液可减轻心肌缺血再灌注损伤，与冷含血停搏液、冷晶体停搏液相比具有较好的心肌保护作用。

【关键词】  心肌保护;ＨＴＫ液

　　Compare the Myocardial Protection Effect of HTK with Other Cardioplegic Solutions

　　XING Jia-lin，GONG Qing-cheng，LI Wei-ran

　　Depart. ECC of Capital Medical University Affiliated Beijing Anzen Hospital, Beijing 100029,China

　　Abstract: OBJECTIVE The purpose of this study is to compare the myocardial protective effect of HTK solution, cold blood cardioplegic solution(BC) and cold crystalloid cardioplegia(CC)  in adult open heart surgery.  METHODSSixty patients were randomized to receive HTK solution(groupⅠ, n=20), BC (groupⅡ, n=20), or CC　(groupⅢ,　n=20). Plasma levels of cardiac troponin I (cTnI) and creatine kinase MB(CK-MB) were measured perioperatively. Biopsies of right atrium were taken to be analyzed under electron microscope. Spontaneous resuscitation rate, the requirement for inotropics at the end of CPB,  intubation time and length-of-stay in ICU were also evaluated.  RESULTSThe concentration of cTnI and CKMB were elevated after the onset of CPB, with the maximal value of cTnI on the first postoperative day ,and the peak of  CKMB at 1h after  entering ICU in all groups.HTK group had lower cTnI values compared to groupⅡand group Ⅲ (P<0.05) at 10 min after aortic declamping，and also had lower cTnI compared to CC group at the point of ICU 1 h （P<0.05）.Ultrastructure changes were slighter in HTK group and BC group than in groupⅢ.The rate of spontaneous defibrillation was higher in groupⅠ,Ⅱ(P<0.05) than in group Ⅲ. Cases used dopamine 5μg～10μg（kg·min）at the end of CPB  was fewer in HTK group than the other two groups (P<0.05). CONCLUSIONCompared with other two groups, HTK solution could decrease the ischemia-reperfusion injury , had benefit　for the recovery of heart function.

　　Key words：Myocardial protection ;HTK solution

　　晶体心脏停搏液按所含离子成分和浓度不同可以分为低钠微钙的“细胞内液型”和钠、钙接近正常的“细胞外液型”两类。康斯特保护液（HTK液）钠离子浓度为15mmol/L，与细胞内钠离子浓度（约10mmol/L）相似，是目前常用的细胞内液型心脏停搏液。我们将之与国内普遍使用的冷含血停搏液、冷晶体停搏液进行比较，观察其心肌保护效果。

1材料与方法

　　1.1临床资料

　　60例成人心脏手术患者随机分为三组，每组20例。分别为HTK液组、冷血停搏液组（BC）、冷晶体停搏液组(CC)。手术包括双瓣置换(DVR)、二尖瓣置换（MVR）、主动脉瓣置换（AVR）、冠状动脉搭桥（CABG），病例及资料见表１。表1临床资料（略）

　　1.2手术方法

　　采用静脉复合麻醉，常规建立体外循环。应用膜肺，Jostra 或Stockert人工心肺机，预充液选用胶体液（聚明胶肽及白蛋白）和晶体液（乳酸林格氏液、碳酸氢钠）。升主动脉阻断后，主动脉根部灌注停搏液。主动脉瓣关闭不全的患者，经左、右冠状动脉窦分别灌注。HTK液组整个手术过程中仅灌注４℃～８℃HTK液一次，用量为1 500 ml，灌注时间6   min～7 min。BC组与CC灌组首次灌注1 000 ml～1 500 ml,后每30 min复灌半量。血液停搏液中钾离子浓度约为22 mmol/L，晶体停搏液中钾离子浓度为16.1 mmol/L。转流中鼻咽温降到30℃～32℃，灌注流量2.0L～2.4 L/(min·m2)，Hct控制在0.21～0.25，停机时0.26～0.30。术中监测血气，及时调节电解质及酸碱平衡。开升主动脉前，心腔内充分排气。复跳后8 min～10 min给予5%Cacl2 1g，待血液动力学稳定逐渐停机。

　　1.3观测指标

　　①分别于麻醉诱导后、主动脉阻断后5 min、主动脉开放后10 min、ICU 1 h、术后1天、2天抽取患者静脉血2 ml，离心取血浆置低温冰箱保存，采用美国强生ECI自动免疫分析仪检测心肌肌钙蛋白Ｉ（cTnI）、肌酸磷酸激酶同工酶（CKMB）水平。②每组选取8例患者，在阻升主动脉前、开升主动脉时取右心房壁小块心肌组织，制成电镜切片，用日本JEOL-1200透射电镜观察心肌超微结构改变，并对线粒体作FlaMeng半定量分析。即在每个电镜标本中随机选择5个视野，每个视野再随机选择20个线粒体进行观察，线粒体损害程度按０～４级分级评分，分数越高表示线粒体损伤程度越重，平均每个线粒体得分为该标本分数。评分标准如下：0级（0分）：结构正常；Ⅰ级（１分）：结构基本正常，基质颗粒丢失；Ⅱ级（２分）：线粒体肿胀，基质透明；Ⅲ级（３分）：嵴断裂，基质凝固；Ⅳ级（４分）：线粒体内外膜完整性消失，呈空泡状。③临床观察心脏自动复跳率、体外循环停止时多巴胺用量、术后拔管时间、ICU滞留时间。

　　1.4统计学处理

　　按照Taylor公式校正血液稀释对测定结果的影响，稀释后物质含量校正值＝实测值×术前HCT／取样时HCT。用SIGMASTAT2.0 统计软件，计量资料组间比较采用方差分析，计数资料的比较采用行×列表λ２检验,P<0.05为组间差异有显著性。

　　2结果

　　2.1各时点三组血浆cTnI、CKMB含量体外循环开始后cTnI、CKMB均较麻醉诱导后升高，分别于术后1天、ICU1 h达到高峰。HTK液组主动脉开放后各时点cTnI、CKMB上升幅度低于其他两组。其中主动脉开放后10min，HTK液组cTnI 低于BC组与CC组（P<0.05）；ICU 1 h时点CC组cTnI高于HTK液组（P<0.05）（见表2）。表2血浆CTnI、CKMB(ng/ml)的变化（略）注：# 与同时点HTK液组相比，P<0.05

　　2.2心肌超微结构心肌超微结构在升主动脉阻断前，三组大致一样，可见心肌纤维排列整齐、紧密，线粒体外膜基本保持完整，嵴完好，基质密度正常。主动脉开放时三组标本均出现心肌受损的表现：心肌纤维明显挛缩、变短，肌浆网扩张，肌膜皱褶；线粒体不同程度的肿胀，嵴断裂、溶解、空泡样改变；核膜萎缩，内质网扩张。但上述表现以CC组为明显。线粒体量化计分分数反映HTK液组、BC组心肌损伤较CC组轻，见表3。表3线粒体量化评分分数（略）注：# 与同时点HTK液组相比，P<0.05

　　2.3临床观测指标三组主动脉阻断时间无统计学差异。HTK液组与BC组自动复跳率均为80% (16/20)，明显高于CC组35%（7/20）（P<0.05）。体外循环结束时多巴胺用量5 μg～10 μg/（kg·min）者 ，HTK液组占15%（3/20），低于BC组60%（12/20）及CC组55%（11/20）（P<0.05）。三组病例均无死亡。见表4。表4临床观测指标（略）注：#与HTK液组相比，P<0.05

　3讨论

　　目前临床常用的St.Thomas医院液及其改良液、含血停搏液均为高钾停搏液。但高钾去极化停搏液在有效减轻心肌缺血再灌注损伤方面仍有不足之处［1］，术后部分病例仍会出现可逆性的心肌收缩功能低下或心肌顿抑［2］。

　　与含血停搏液、St.Thomas液相比，HTK液（具体成分见表5）具有以下特点：①依靠低钠微钙导致心脏停搏。冠状动脉内经6 min～7 min灌入大量HTK液，使得细胞外液Na+下降，心肌细胞内外离子平衡，Na+电流无法形成，动作电位不能产生，从而使心脏在较低的钾离子浓度下于舒张期停搏。②拥有强大的组氨酸/组氨酸盐缓冲系统（浓度比为180/18 mmol/L）。与其它缓冲系统相比，组氨酸对人体有较好的水溶性和分解能力，能较好地由毛细血管渗透到组织间隙而发挥作用。而且组氨酸为非渗透性因子，可防止内皮细胞肿胀。如此高浓度的缓冲能有效避免心肌组织发生细胞内和细胞外酸中毒，从而使HTK液仅灌注一次便可使心脏安全耐受180 min的缺血时限，且术中无须心脏局部降温。③溶液中含有的α-酮戊二酸为三羧酸循环代谢过程中的中间产物，它可以通过三羧酸循环、呼吸链及氧化磷酸化产生ATP。色氨酸为生糖兼生酮氨基酸，是尼可酰胺核苷酸辅酶(NAD/NADP)的前体，而NAD/NADP是人体内许多脱氢酶的辅酶，三羧酸循环中脱出的氢通过NAD/NADP经呼吸链及氧化磷酸化产生ATP。所以，这两种物质均可最终生成ATP，为缺血再灌注器官提供能量。表5HTK液组成成分 （略）注：渗透压: 310 mOsm/L；pH: 7.3(4℃)   

　　Careaga［3］对30例心脏直视手术的患者分别使用 HTK液、St.Thomas液，每组15例。术后心律失常发生率St.Thomas液组（5/15，33.3%）高于HTK液组（1/15，6.66%）(P<0.01)；St.Thomas液组6例患者术后需要正性肌力药物维持，HTK液组仅1例(P<0.05)；ICU滞留时间St.Thomas液组为（9.7±9.3）d，HTK液组为（5.8±6.7）d(P<0.05)。另有文献报道［4］，HTK液对心脏移植中供心也具有良好的心肌保护效果。

　　本次实验，我们通过对围术期心肌损伤标记物的动态观察，结合心肌超微结构的改变及临床指标的监测，比较了以上三种心脏停搏液的心肌保护效果。

　　体外循环过程中升主动脉阻断会造成心肌损伤，而肌钙蛋白I（cTnI）具有反映心肌细胞损伤的高敏感性及特异性［5］，且其浓度变化与心肌缺血的程度呈正相关［6］，是迄今为止特异性最强的心肌损伤标记物［7］。本组试验HTK液组主动脉开放后10min血浆cTnI低于BC组及CC组，ICU 1 h时点CC组cTnI高于HTK液组，提示HTK液组缺血再灌注损伤较其它两组轻微。心肌超微结构线粒体定量分析结果显示HTK液、冷含血停搏液较冷晶体停搏液有较好的心肌保护效果。临床观察HTK液组、BC组心脏自动复跳率明显高于CC组。体外循环停止时多巴胺用量5 μg～10 μg/（kg·min）者，HTK液组较其它两组少。

　　以上试验结果说明HTK液可减轻心肌缺血再灌注损伤，有利于心脏复跳后早期心功能的恢复，与冷含血停搏液、冷晶体停搏液相比具有较好的心肌保护作用。

【参考文献】  　　［1］刘兴奎，喻田，余志豪，等.超极化停搏与高钾停搏对心肌保护效果的比较［J］.中华麻醉学杂志，2000,20:301-304.

　　［2］汪文东，张凯伦，汪东仿.钾通道开放剂超极化停搏液心肌保护作用的研究进展［J］.中华实验外科杂志，2000,6:590-591.

　　［3］Careaga G, Salazar D, Tellez S, et al. Clinical Impact of HTK Cardioplegic Solution on the Perioprative Period in Open Heart Surgery Patients［J］. Archives of Medical Res, 2001,32: 296-299.

　　［4］Saitoh Y, Hashimoto M, Ku K, et al. Heart preservation in HTK solution: role of coronary vasculature in recovery of cardiac function［J］. Ann Thorac Surg,2000,69(1):107-112.

　［5］Martins JT, Li DJ, Baskin LB, et al. Comparison of cardiac troponin I and lactate dehydrogenase isoenzymes for the late diagnosis of myocardial injury［J］. Am J Cli Pathol, 1996,106:705-708.

　　［6］Caputo M, Dihmis W, Birdi I, et al. Cardiac troponin T and troponin I release during coronary artery surgery using cold crystalloid and cold blood cardioplegia［J］. Eur J Cardiothorac Surg, 1997,12:254-260.

　　［7］Christakis CT, Koch JP, Deemar KA, et al. A rondomized study of the systemic effects of warm heart surgery［J］. Ann Thorac Surg,1992,64:449-459.