体外循环与非体外循环冠状动脉旁路移植术病人围术期胰岛素抵抗及炎性反应的变化和意义

作者：王鹏,薛玉良

作者单位：天津医科大学，现工作单位天津第五中心医院

   【摘要】  目的 探讨体外循环心脏停跳下冠状动脉搭桥术与非体外循环心脏不停跳冠状动脉搭桥术下患者胰岛素抵抗和炎性反应的变化。方法 40例择期行冠状动脉搭桥术的患者，按是否应用心肺转流(CPB)随机分为CPB(CPB组，n=20)或非CPB(非CPB组，n=20)下进行手术。分别于术前、术毕、术后不同时间测定血糖浓度、胰岛素浓度、炎性介质浓度，并计算胰岛素抵抗指数。结果 与CPB组比较，非CPB组术中、术后血糖浓度、血浆白介素-6明显降低，术后胰岛素抵抗指数明显降低，(P<0．05)。结论 与CPB组相比，非CPB下手术可减轻全身炎性反应及胰岛素抵抗的程度。

【关键词】  心肺转流 冠状动脉搭桥术 炎性反应 胰岛素抵抗

　　与胰岛素抵抗(insulin resistance,IR)相关的围术期急性高血糖在缺血性心脏病病人中很常见。体外循环下行冠状动脉旁路移植术的病人由于创伤、麻醉、血液稀释、低温、非搏动灌注等刺激产生应激引起胰岛素抵抗，使外周组织对糖的利用率下降［1］。IR严重影响手术创伤后的高代谢期能量供应，加重组织蛋白分解，引起负氮平衡，使机体抗感染、抗休克的能力显著降低，影响伤口愈合。近年来非体外循环下冠状动脉移植术渐渐普及，研究显示，在非CPB下手术可以减轻全身炎性反应。目前，对危重病人的高血糖和强化胰岛素治疗引起了更多的关注，即使轻度的血糖增高对机体也是有害的［2］。本文拟观察CPB和非CPB下行冠状动脉旁路移植术的择期手术病人围术期胰岛素抵抗以及炎性反应的变化。

　　1  资料与方法

　　1．1  病例  择期行CABG术患者40例，ASA II～III级，术前无急慢性肾功能衰竭，无糖尿病、血液系统疾病及感染性疾病，未服用免疫功能调节剂，6个月内无胸部手术史。随机分为CPB组(CCABG组，20例)和非CPB组(OPCABG组，20例)。

　　1．2  麻醉、CPB及手术方法  术前30分肌注东莨菪碱0.3mg,口服安定0.1～0.2mg/kg。麻醉诱导：咪达唑仑0.05～0.1mg/kg，芬太尼8～10μg/kg，乙咪酯0.3mg/kg，爱可松50mg。麻醉维持：异丙酚2～4mg/kg·h持续泵注，自主循环期间，异氟醚吸入，芬太尼、哌库溴铵、咪达唑仑间断静注，50%O2机械通气，维持PetCO2 30～35mmHg。    　　CPB组 乳内动脉分离完毕注入肝素2.5～3mg/kg，维持ACT时间>750s。CPB期间采用膜肺，鼻咽28～30℃，平均动脉压60～90mmHg，主动脉根部间断灌注冷血停跳液，待远端血管吻合完毕通过吻合血管灌注停跳液。    　　非CPB组游离完乳内动脉给静注肝素1mg/kg，维持ACT>250s，体温>35℃。血管准备完成后在心肌固定器作用下完成CABG。

　　1．3  资料收集和样本测定  记录三组患者手术时间、术后拔管时间、住重症监护治疗病房时间    　　血糖浓度和血清胰岛素及血浆炎性介质浓度的测定分别于麻醉前（T0）、游离完乳内动脉（T1）、近端血管吻合完毕（T2）、手术结束后（T3）、术后24小时（T4）五个时点从挠动脉采集血样4ml，置于真空采血管，即刻4℃2000r/min离心10min分离出血浆，移入EP管，20℃低温保存。全部标本留齐后血清葡萄糖的浓度检测采用葡萄糖比色法，血清胰岛素浓度和白介素（IL）-6的检测采用酶联免疫吸附法。（检测试剂盒采用深圳市炬英生物科技有限公司进口分装的酶联试剂盒）    　　胰岛素敏感性的判断 采用稳态模型(Holna Model)的胰岛素抵抗指数［3］HOMA-IR=［FINS(mU/L)xFBG(mmol/L)］/22.5来评价。

　　1．4  统计学处理  计量资料用均数±标准差(x±s)表示，数据统计采用SPSS 软件包SPSS 13.0。应用重复测量资料的方差分析。P<0．05为差异有统计学意义。

　2  结果

　　2．1  一般临床资料(表1)  两组患者性别、年龄、体重差异无统计学意义。但OPCABG组手术时间、住ICU时间及术后拔管时间较CCABG组减少，(P<0．05)。

　　2．2  生化指标(表2)  CABG组近端血管吻合完毕、术后和术后24小时的指标(Glouse、HOMA-IR、IL-6)均较术前有不同程度的升高，以近端血管吻合完毕和术后即刻最为明显(P<0．05)；OPCABG组血糖术后即刻比术前升高，胰岛素抵抗指数在术后即刻和术后24小时比术前升高，IL-6在近端血管吻合完毕、术后即刻和术后24小时较术前升高(P<0.05)，其他指标与术前比较，差异无统计学意义(P>0．05)。近端血管吻合完毕、手术结束后和术后24小时OPCABG组的所测生化指标均较CCABG组低，(P<0．05)。

　　表1  患者一般情况（略）

　　注：各时间点非CPB组跟CPB组比较*P<0.05

　　表2  围术期不同取血时点血糖浓度、胰岛素抵抗指数、IL-6变化（略）

　　注：与CPB组比较，#P<0．05与术前比较，* P<0．05。

　　3  讨论    　　研究发现，CPB过程中由于创伤、低温、低压、血液稀释、非搏动性灌流和麻醉等因素造成强烈的应激反应，导致血中葡萄糖、游离脂肪酸、甘油以及乳酸浓度增加，抑制了胰岛素在外周组织细胞胰岛素受体、胰岛素受体底物-1和细胞分裂活化蛋白激酶的磷酸化作用，同时应激导致肾上腺皮质激素升高也间接加重高血糖和胰岛素抵抗［4］。本文结果证实CPB期间血糖浓度升高，在高血糖的刺激下，虽然胰岛素分泌增加，血浆中胰岛素浓度升高，但血糖浓度仍然偏高，存在胰岛素抵抗，表现为胰岛素抵抗指数的升高。血糖浓度在术后24小时有所降低，但仍高于术前水平。与之相比，非CPB组的血糖和胰岛素抵抗指数仅有轻度升高。有研究证实，心肌胰岛素抵抗的程度与术后心功能障碍的发生有密切的关系［5］。高血糖除了可削弱机体抵抗细菌侵袭的防御能力、减弱伤口的修复和愈合外，还可介导急性相反应，刺激TNF-α合成增加，促进并加重炎症反应，甚至起到促炎细胞因子的作用，从而进一步加重胰岛素抵抗［6］。提示我们在CPB手术中应积极干预，常规监测血糖水平，通过持续泵入胰岛素和严格控制血糖水平可明显改善病人预后，降低死亡率［7］。    　　促炎性细胞因子IL-6是急性炎症反应的重要介质, 促进多种免疫细胞的分化及活化,分泌免疫因子,刺激中性粒细胞及心肌细胞粘附反应,诱导急性期蛋白产生,导致急性期反应，是组织损伤的早期敏感标志［8］。 IL-6水平的升高与体外循环后心肌受损有很大的关系［9］，其产生原因除麻醉及手术创伤外,还与CPB时低温、低灌注、血液接触异物管道、肝素鱼精蛋白复合物等因素引起体液介质的显著变化，如激活补体、凝血、纤溶、激肽、单核巨噬系统、蛋白酶和抗蛋白酶系统等相关。在实验中也观察到了两组病人的IL-6水平均较术前升高，但CPB组升高得更明显,并在术后24小时仍显著高于术前，非CPB组在术后24小时接近术前水平。因而常温心脏不停跳手术与低温心脏停跳手术相比，能够减少促炎细胞因子IL-6的释放，从而有效地减轻体外循环术后炎性反应的程度。这对减少术后并发症发生、促进患者术后恢复具有重要的意义。    　　因此，从体外循环术后全身性炎症反应及胰岛素抵抗的变化角度来看，我们认为非体外循环心脏不停跳冠脉搭桥术对生理功能干扰小，术后机体恢复快，是一种较好的手术方法。而对于必须在CPB下进行的手术，应在术中和ICU中持续监测血糖，早期干预，以降低围术期并发症。

【参考文献】  　　［1］ Thorell A，Nygern J，Hirshman MF，et al．Surgery-induced insulin resistance in human patients;relation to glucose transport and utilization［J］.Am J Physiol，1999，276:754-761

　［2］ Gandhi GY,Nuttall GA,Abel MD,et al.Intraoperative hyperglycemia and perioperat-Ive outcomes in cardiac surgery patients［J］.Mayo Clin Proc,2005,80:862-866

　　［3］ Matthews DR,Hosker JP,Rudenski AS, et a1． Homeostasis model assessment:insulin resistance and beta-cell function from fasting plasma glucose and insulin concentrations in man［J］.Diabetologia,1985;28:412-9

　　［4］ Finney ST,Zekveld C,Elia A,et al.Glucose control and mortality in critically ill patients［J］.JAMA,2003,290:2041-2047

　　［5］ 隋东虎,石应康,王儒蓉,等.体外循环缺血再灌注后心肌胰岛素抵抗与心功能障碍的关系［J］.中华实验外科杂志,2002,19（3）:208-210

　　［6］ Gandhi GY,Nuttall GA,Abel MD,et al.Intraoperative hyperglycemia and periopera tive outcomes in cardiac surgery patients［J］.Mayo Clinic Proc,2005,80:862-886

　　［7］ Van den Berghe G.Tight blood glucose control with insulin in“real-life”inten- sive care［J］.Mayo Clin Proc,2004,79(8):977-978

　　［8］ Boyle EM,Pohlman TH, Johnson MC,et al.Endothelial cell injury in cardioascular surgey:the systemic inflammatory response［J］.Ann Thorac Surg,1997,63(1):277-278

　　［9］ Gwechenberger M,Mendoza LH,Youker KA,et al.Cardiac myocytes produceinterleu- kin-6 in culture and in viable border zone of reperfused infarctions［J］.Circulation,1999,99(4):546-551