外源性及内源性腺苷预适应在体外循环中的心肌保护作用

作者:李琳,秦建伟,邵永丰

作者单位：南京医科大学第一附属医院胸心外科，江苏 南京 210029

  【摘要】  目的 观察外源性及内源性腺苷预适应在体外循环中对心肌的保护作用。方法 53例心脏瓣膜置换术患者随机分为四组：双嘧达莫组术前口服双嘧达莫（核苷转运抑制剂）；腺苷组转流前微量泵入腺苷；联合组术前口服双嘧达莫，余同腺苷组；对照组泵入等量生理盐水。四组分别于转流前、主动脉开放后2 h、6 h、16 h采集患者桡动脉血，测血清心肌型肌酸磷酸激酶同工酶（CKMB）和心肌肌钙蛋白I（cTnI），并观察术后机械通气时间及术后正性肌力药物的应用等情况。结果 腺苷组术后多巴胺用量少，开放后2 h CKMB、cTnI均较对照组显著降低，联合组开放后各时间点CKMB、cTnI均降低。双嘧达莫组上述变化不明显。结论 外源性腺苷各时间点预适应有显著心肌保护作用，核苷转运抑制剂可增强这一作用。

【关键词】  腺苷；双嘧达莫；体外循环；心肌保护；缺血预适应

　　The Role of Exogenous and Endogenous Adenosine Preconditioning on Myocardial Protection in Extracorporeal Circulation

　　LI Lin,QIN Jian-wei,SHAO Yong-feng,ZHANG Jing,LIANG Yong-nian,LI Zhi

　　(Department of Cardiothoracic Surgery,The First Affiliated Hospital of NJMU,Jiangsu Nanjing 210029,China)

　　Abstract: OBJECTIVE   To observe the role of exogenous and endogenous adenosine preconditioning on myocardial protection in extracorporeal circulation（ECC）. METHODS  53 patients who underwent cardiac valve replacement were randomized into four matched groups. Dipyridamole(Dip) group received dipyridamole before operation，Adenosine(Ado) group received adenosine before ECC, Ado+Dip group received both of the two drugs and Control group without dipyridamole and Adenosine. Blood samples were taken to determine the serum concentrations of CKMB and cTnI before ECC, then at 2hours，6hours and 16hours after aortic open-clamp.RESULTS  The levels of cTnI after surgery and CKMB at 2hours after aortic open-clamp were significantly lower in the Ado group than in the Cont group, and the levels of CKMB and cTnI after aortic open-clamp in the Ado+Dip group were significantly lower compared with the Cont group,while the levels in the Dip group didn't change great. CONCLUSION  Exogenous adenosine preconditoning is effective for myocardial protection,this effect can be enhanced by  the nucleoside transporter blocker.

　　Key words：  Adenosine;Dipyridamole;Extracorporeal circulation；Myocardial protection；Ischemic preconditioning

　　腺苷（adenosine）对缺血再灌注中的心肌保护作用已在许多实验及临床研究［1］中得到证实，然而缺血预适应释放的内源性腺苷与直接药理性预适应的外源性腺苷哪个起主要作用目前尚不明确。本研究通过直接泵入外源性腺苷与利用双嘧达莫模拟内源性腺苷水平升高，观察两者分别在体外循环（extracorporeal circulation，ECC）中的心肌保护作用及其相互关系。

　　1  资料与方法

　　1.1  一般资料  2005年4月至2006年9月53例瓣膜病患者，男24例，女29例，年龄30～65（47.94±9.90）岁，体重45～81（59.45±8.77）kg。其中35例行二尖瓣置换术、7例行主动脉瓣置换术、11例行二尖瓣主动脉瓣双瓣置换，有部分患者同时行三尖瓣成形或三尖瓣置换术。53例患者随机分为四组：对照组(n=14)，双嘧达莫组(n=12)，腺苷组(n=13)，联合组(n=14)，四组在性别、年龄、体重、舒张期末左室内径、 收缩期末左室内径、左室射血分数、术前心功能分级、病种及手术方式、麻醉、术中用药均无明显差异。具体资料见表1

　1.2  麻醉及ECC方法  所有病例均采用芬太尼异氟烷复合麻醉。腺苷组于开胸后ECC前经颈内静脉插管微量泵入腺苷, 开始时滴速为50 μg/（kg·min），逐渐加快，直至滴速为350 μg/（kg·min），总量1.5 mg/kg［2］。联合组术前三天起口服双嘧达莫50 mg,每日三次［3］，余同腺苷组。双嘧达莫组仅口服双嘧达莫。对照组泵入同体积生理盐水。肝素化后常规建立ECC。主动脉阻断后，诱导停搏，行瓣膜置换术，转流复温，主动脉开放，左心排气，后并行循环，复温至鼻咽温37℃，或肛温36℃，复跳，循环稳定，脱离心肺机。

　　1.3  临床观察指标  观察术中ECC时间、主动脉阻断时间、主动脉开放后心脏自动复跳情况，术后24 h多巴胺使用量，机械辅助通气时间。

　　1.4  标本采集与检测记录  分别于ECC前、主动脉开放后2 h、6 h、16 h采集患者桡动脉血，测血清肌酸磷酸激酶同工酶（CKMB）、心肌肌钙蛋白I（cTnI）。CKMB采用Olympus公司AU800生化仪测定。cTnI采用双抗夹心法检测。

　　1.5  统计学方法  计量资料以均数±标准差(±s)表示，用SPSS 11.5统计软件进行分析。组内比较用配对t检验，组间比较采用方差分析，组间两两比较用LSD检验，计数资料用行×列卡方检验及秩和检验。P<0.05为差异有统计学意义。

　　2  结果

　　2.1  临床指标  患者均无死亡。各组ECC时间、主动脉阻断时间、机械辅助通气时间均无明显差异。心脏自动复跳率腺苷组(9/13)及联合组(11/14)较对照组(8/14)高，但无显著性差异。腺苷组多巴胺用量较对照组显著减少，联合组较双嘧达莫组及对照组均减少（P<0.05）。见表2。

　　2.2  生化指标

　　2.2.1  CKMB  各组主动脉开放后各时点与ECC前相比显著升高, 开放后2 h达峰值，随后逐渐降低。双嘧达莫组与对照组比较无明显差异。腺苷组主动脉开放后2 h、联合组开放后各时点均较对照组显著降低（P<0.05）。联合组与双嘧达莫组在开放2 h、6 h和与腺苷组在6 h比较亦显著降低 （P<0.05）。见表3。

　　表1  四组患者基础资料（略）

　　表2   四组临床指标结果比较 （略）

　　注：与对照组比较△P<0.05， 联合组与双嘧达莫组比较#P<0.05

　　表3   四组CKMB、 cTnI结果比较（略）

　　注：与术前比较*P<0.05，与对照组比较△P<0.05，联合组与双嘧达莫组比较#P<0.05，联合组与腺苷组比较▲P<0.05　　　　2.2.2  cTnI  各组主动脉开放后各时点与ECC前相比逐渐升高。双嘧达莫组在开放后16 h与对照组比较有显著降低（P<0.05）。腺苷组、联合组开放后各时点指标均较对照组显著降低（P<0.05）。联合组开放后各时点与双嘧达莫组比较均显著降低（P<0.05）。联合组与双嘧达莫组在开放各时点和与腺苷组在6 h、16 h比较亦显著降低（P<0.05）。见表3。

　　3  讨论    　　缺血预适应现象的发现, 为ECC心脏直视术中心肌缺血再灌注损伤的预防开拓了一个新的研究领域。近年来，研究者根据缺血预适应机理，通过药物模拟IPC中信号转导介质而产生IPC效应［4］，即药理性预适应，有效避免了缺血对机体的损害，同时能起到类似的心肌保护效果。    　　不论是缺血预适应还是药理性预适应，腺苷的作用越来越得到重视，腺苷是介导心肌缺血预适应的重要内源性活性物质［2］，缺血的心肌释放腺苷使心肌间质腺苷浓度升高，产生心肌保护效应。其机制［5］可能为腺苷作用于G蛋白偶联的A1、A3受体，激活PKC，开放K+ATP通道，缩短动作电位时程，减少Ca2+内流，从而减少心肌损伤。根据这一原理，我们在ECC心肌缺血前泵入外源性腺苷，模拟了IPC诱发的心肌组织腺苷浓度升高，产生心肌保护效应。然而关于腺苷预处理的心肌保护作用目前存在争议，有研究者发现，外源性腺苷的心肌保护作用并不明显［6］，这可能与心肌间质腺苷未达到有效浓度有关。Suzuki等［7］也证明了决定心肌保护作用的是心肌间质腺苷浓度，而非血浆腺苷浓度。腺苷在血浆中半衰期仅为6～10 s，外源性腺苷进入人体后很快被位于红细胞及毛细血管内皮细胞、平滑肌细胞上［8］的高亲和力核苷转运载体摄取、代谢。本研究联合组在泵入外源性腺苷前加用核苷转运抑制剂双嘧达莫，抑制了核苷转运载体对腺苷的摄取，延缓了内源性和外源性腺苷的代谢，提高血浆腺苷浓度，促进腺苷从血浆向心肌组织转运，术后心肌保护作用较腺苷组更明显。

　双嘧达莫,又名潘生丁，血浆半衰期为2～3 h，平均达峰浓度时间约75 min，最初被用于抗血小板及冠心病的诊断。PARIS试验［3］证明了双嘧达莫在临床应用中的安全性而且治疗剂量的双嘧达莫不影响血浆出血凝血时间。双嘧达莫可以抑制核苷转运载体，提高内源性腺苷浓度［9］。有研究者发现长期小剂量口服双嘧达莫可以减少心肌的缺血再灌注损伤［10］，其机制与延缓腺苷代谢，促进蛋白合成有关。本实验根据PARIS试验推荐剂量于术前三天口服双嘧达莫，模拟内源性腺苷水平升高。然而我们未观察到其明显的心肌保护作用，推测其原因：双嘧达莫给药时间短，用量偏小且口服给药生物利用度低，因而提高的内源性腺苷水平尚不足以达到触发缺血预处理保护心肌的阈值水平。在加用外源性腺苷后即可表现出显著的心肌保护作用也证实了这种推测。        　　本研究通过腺苷与双嘧达莫预处理，模拟外源性和内源性腺苷浓度的升高，进而比较了外源性和内源性腺苷在ECC心脏直视术中的心肌保护作用及其相互关系：外源性腺苷预适应有显著心肌保护作用，核苷转运抑制可增强这一作用，内源性腺苷对心肌保护的效果不明显。然而因腺苷与细胞膜Ａ2受体结合［5］,有显著的扩血管作用，实验中部分患者出现血压降低，停用腺苷血压很快回升。如何进一步促进腺苷由血浆向心肌细胞的转运，增强心肌A1、A3受体表达，减轻腺苷的外周副作用，还有待进一步研究。

【参考文献】  　　［1］ 李芝,秦建伟,邵永丰,等.腺苷含血停搏液在心内直视术中的心肌保护作用［J］.中国体外循环杂志,2006,4(2):94-96.

　　［2］ Quintana M,Kahan T,Hjemdahl P,et al. Pharmacological prevention of reperfusion injury in acute myocardial infarction. A potential role for adenosine as a therapeutic agent［J］.Am J Cardiovasc Drugs，2004，4(3):159-167.

　　［3］ Sacks HS, V Ancona-Berk VA, Berrier J,et al.Dipyridamole in the treatment of angina pectoris: a meta-analysis［J］. Clin Pharmacol Ther，1988，43(6): 610-615.

　　［4］ Riksen NP,Smits P,Rongen GA，et al.Ischaemic preconditioning: from molecular characterisation to clinical application--part II［J］.Neth J Med，2004，62(11):409-423.

　　［5］ Mubagwa K, Flameng W，Adenosine，adenosine receptors and myocardial protection: an updated overview［J］.Cardiovasc Res，2001，52（1）:25-39.

　　［6］ Cohen G,Feder-Elituv R,Iazetta J,et al. Phase 2 studies of adenosine cardioplegia［J］. Circulation，1998，98（19）: 225-233.

　　［7］ Suzuki K,Miura T,Miki T,et al.Infarct-size limitation by preconditioning is enhanced by dipyridamole administered before but not after preconditioning: evidence for the role of interstitial adenosine level during preconditioning as a primary determinant of cardioprotection［J］.J Cardiovasc Pharmacol，1998，31（1）:1-9.

　　［8］ Rubin LJ,Johnson LR, Dodam JR,et al.Selective transport of adenosine into porcine coronary smooth muscle［J］.Am J Physiol Heart Circ Physiol，2000，279（3）:1397-1410.

　　［9］ Gamboa A,Ertl AC,Costa F,et al. Blockade of Nucleoside Transport Is Required for Delivery of Intraarterial Adenosine Into the Interstitium［J］.Circulation，2003，108(21):2631-2635.

　　［10］ Figueredo VM,Diamond I,Zhou HZ,et al. Chronic dipyridamole therapy produces sustained protection against cardiac ischemia-reperfusion injury［J］.Am J Physiol，1999，277（5）:2091-2097.