美心力对心脏直视术中心肌缺血/再灌注损伤的保护作用

作者:袁媛,龙村作者单位：中国医学科学院，中国协和医科大学，北京阜外心血管病医院体外循环科，北京100037

  【摘要】  目的 研究美心力在体外循环（extracorporeal circulation，ECC）心脏直视术中心肌缺血/再灌注损伤的心肌保护作用。方法 择期ECC心脏瓣膜手术患者30例，随机分为对照组和美心力组（实验组）。对照组不给药，实验组将美心力40 mg加入心脏停搏液中。观察诱导停搏时间、心脏复跳情况，分别于麻醉诱导后、再灌注2 h、6h、24 h,取患者静脉血测定样本中下列各指标的水平：肌酸激酶同工酶（CKMB）、乳酸脱氢酶（LDH）、心肌肌钙蛋白I（cTnI）。结果 诱导停搏时间实验组较对照组显著减少；自动复跳率实验组(14/15)较对照组(9/15)高，再灌注2 h、6 h、24 h两组CKMB、LDH、cTnI均逐渐升高，但实验组显著低于对照组。 结论 美心力可以减轻ECC心脏直视术中心肌缺血/再灌注损伤。

【关键词】  环磷腺苷；心肌缺血；再灌注损伤；体外循环

　　The Protective Effect of Cyclic Adenosine Monomphsopate on　Myocardial Ischemia-Reperfusion Injury During Open Heart Surgery

　　YUAN Yuan, LONG Cun

　　（Department of Cardiopulmonary Bypass,Beijing Fuwai Heart Hospital,Beijing 100037，China）

　　Abstract: OBJECTIVE   To investigate the protective effect of cyclic adenosine monomphsopate（cAMP）on ischemia-reperfusion injury during open heart surgery under extracorporeal circulation(ECC). METHODS  30 patients undergoing elective cardiac operation for valve replacement were prospectively randomized into two groups: group M (n=15) receiving cAMP and group C (n=15) not receiving it. The incidence  rate of heart spontaneous rebeating，defibrilation, arrhythmia were recorded. Blood samples were withdrawed from central vein for the measurements of CKMB, LDH, cTnI after induction, reperfusion 2 h ,6 h and 24 h . RESULTS  The ratio of myocardial auto-resuscitation in group M (93．3％)was significantly higher than that in group C (60.0％). The values of CKMB,LDH and cTnI in M group after ECC were significantly lower than those in group C at different time points(P<0.05)．CONCLUSION  cAMP may significantly protect the myocardial from ischemia-reperfusion injury.

　　Key words：  cAMP; Myocardial ischemia;Reperfusion injury;Extracorporeal circulation

　　体外循环(extracorporeal circulation, ECC)心内直视术中如何减轻心肌缺血/再灌注损伤,一直是心脏外科关注的热点。美心力为注射用环磷腺苷（cAMP），是机体内参与特质代谢、调节细胞理化和生物学功能的重要物质，是生命信息传递的第二信使。本实验用美心力作为心肌保护剂，观察其对ECC心脏直视术中缺血/再灌注损伤的保护效果。

　　1  资料与方法

　　1.1  一般资料   择期行心内直视术患者30例，男13例，女17例，年龄15～65(43.39±12.71)岁，体重48～90(61.92土10.23)kg。其中14例行二尖瓣置换术(MVR)、6例行主动脉瓣置换术(AVR)、10例行二尖瓣主动脉瓣双瓣置换术(DVR)，还有部分患者同时行三尖瓣成形术(TVP)。30例患者随机分为两组，对照组和实验组，每组各15例，两组在性别、年龄、体重、左室舒张末期内径（LVEDD）、左室收缩末期内径（LVSDD）、左室射血分数（LVEF）、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，全部患者根据病情不同给予强心、利尿、扩血管等治疗。具体资料见表1。

　1.2  麻醉及ECC方法  两组均为静吸复合麻醉。全身肝素化（肝素400 U/kg）。使用进口膜式氧合器，中度血液稀释(Hct 0.20～0.30)，中度低温（30℃），预充复方乳酸钠林格氏液、血定安，监测ACT（Hemochron 801型），ECC中ACT>480 s。升主动脉及上、下腔静脉插管或右房插管，建立ECC，降温，主动脉阻断后，经主动脉根部或切开直接灌注，诱导停搏。首次含血停搏液灌注量为20 ml/kg，实验组于停搏液中加入美心力(广东江门生物技术有限公司)40 mg, 对照组不加美心力，每30 min左右灌注一次。ECC复温，主动脉开放后并行循环，复温至鼻咽温37℃及肛温35℃，循环稳定后停机。

　　1.3  临床观察指标  诱导停搏时间、ECC时间、主动脉阻断时间、主动脉开放后心脏自动复跳情况。

　　1.4  标本采集与检测记录  两组分别于麻醉诱导后、主动脉开放后2 h、6 h、24 h采集患者静脉血，测血清肌酸激酶同工酶(CKMB)、乳酸脱氢酶(LDH)、心肌肌钙蛋白I（cTnI）。

　　1.5  统计学方法  统计数据分析用SPSS 11.0，计量资料以(±s )表示，组内各时点比较采用配对t检验方法，组间比较采用方差分析。P<0.05为差异有显著性。

　　2  结果    　　两组在ECC时间、主动脉阻断时间上无明显差异；实验组诱导停搏时间较对照组显著减少,主动脉开放后自动复跳率实验组(14/15)较对照组(9/15)高，见表2。    　　在主动脉开放后2 h、6 h、24 h两组CKMB、LDH、cTnI均逐渐升高，实验组较对照组有显著的降低，见表3。

　　表1  两组一般资料（略）

　　表2  两组临床指标比较（略）

　　注：*与对照组比较，P＜0.05

　　表3  CKMB、LDH、cTnI水平变化（略）

　　注：*与对照组比较P<0.05；**P<0.01　　　　3  讨论    　　心脏直视手术中主动脉阻断导致心肌缺血，术后重新恢复心脏供血，由于缺血及缺血后再灌注可引起一系列的病理、生理改变，导致不同程度的心律失常、低心排，甚至复苏失败。因此，如何更好地保护心肌，减少缺血／再灌注损伤是心脏外科研究的核心课题。    　　美心力能够直接经过细胞膜进入心肌细胞内，提高细胞内cAMP浓度。试验观察发现，它确实有减轻心脏负荷及营养心肌等作用［1］,可加速心内直视术后心肌酶谱的恢复过程［2］。cAMP是细胞内参与调节物质代谢和生物学功能的重要物质，可以直接或间接激活一系列蛋白激酶，促进钙离子内流，增强磷酸化作用，调节细胞理化及生物学功能［3-4］。药理作用温和、持久、稳定性高，穿透性好，毒副作用低。其作用机理是：①在心肌收缩-舒张过程的“中间”阶段，cAMP激活细胞内多种蛋白激酶，使肌浆网上的L型钙通道磷酸化而开放，肌浆网内Ca2+大量释放到胞浆，使胞浆内Ca2+浓度增加，Ca2+与肌钙蛋白结合，促成肌凝蛋白和肌纤蛋白结合，粗细肌丝搭钩与滑动，引起心肌纤维收缩。舒张期，cAMP促使肌浆网对Ca2+的重吸收，胞浆内Ca2+水平迅速降低，加速粗、细丝脱钩，使心肌纤维舒张。由此可见，增加心肌细胞内cAMP的水平，可以改善心肌细胞的舒、缩功能，增加心脏泵血功能，起到正性肌力作用；同时，提高了冠脉的供血量，增加了心肌的氧供；②扩张外周血管，降低心脏射血阻抗，减轻心脏前后负荷，增加心排血量，改善心功能；③营养心肌，促进心肌细胞存活，增强心肌细胞抗缺血、缺氧及抗损伤能力；④抗心律失常、激活慢通道、缩短窦房结舒张期自动去极化时间，提高心率、延迟心律失常的潜伏期，减少室速和室颤的发生率。Murata 等实验表明，cAMP可减轻大鼠移植心脏的缺血再灌注损伤［5］。许多研究表明，cAMP抑制肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、内皮白细胞黏附分子-1(ELAM-1)和血管细胞黏附分子-1(VCAM-1)的表达［6］，具有抗炎、抗氧自由基等器官保护作用［7］，cAMP还具有抑制细胞凋亡的作用［8-9］。　从本实验结果看，实验组各项指标的改善均优于对照组。LDH释放量是观测缺血再灌注损伤重要指标； CKMB是目前临床上应用最为广泛的心肌损伤标记物；cTnI是心脏的特异性抗原，仅存在于心房肌和心室肌中，在基因上有着独一无二的序列，是目前特异性最强的心肌损伤标记物，cTnI在正常人血循环中含量极少，主要存在于心肌细胞内，心肌细胞损伤时血中cTnI变化幅度大，因而cTnI敏感性较高［10］。本研究中，实验组诱导停搏时间较对照组显著减少,心脏自动复跳率较对照组显著提高；实验组开放后的CKMB、LDH、cTnI均较对照组显著降低。本实验表明在心脏含血停搏液中加入美心力，对保护心肌细胞膜的功能可能具有重要意义，对心内直视手术中的心肌细胞缺血/再灌注损伤有保护作用。

【参考文献】  　　［1］ 李为民，李悦，王伟宇，等. 环磷酸腺苷对左室功能和血流动力学影响的实验研究［J］.中国病理生理杂志，2001，17（3）：275-276.

　　［2］ 蒋迎九，李朝先，向小勇，等. 环磷酸腺苷对二尖瓣替换术后心肌酶谱的影响［J］.中国新药杂志，2002，11（7）：559-561.

　　［3］ Endoh M. The effects of Various drugs on the Myocardial inotropic response［J］. Gen Pharmacol，1995；26(1)：1-31.

　　［4］ Vittone L, Mundina C, Chiappe de Cingolani G,et al. cAMP and calcium-dependent mechanisms of phospholamban phosphorylation in intact hearts［J］. Am J Physiol，1990,258(2 Pt 2)：H318-325.

　　［5］ Murata S, Miniati DN, Kown MH,et al. Elevated cyclic adenosine monophosphate ameliorates ischemia-reperfusion injury in rat cardiac allografts［J］. J Heart Lung Transplant,2003,22(7):802-809.

　　［6］ Pober JS, Slowik MR, De Luca LG，et al. Elevated cyclic AMP inhibits endothelial cell synthesis and expression of TNF-induced endothelial leukocyte adhesion molecule-1,and vascular cell adhesion molecule-1,but not intercellular adhesion molecule-1［J］. J Immunol,1993,150(11):5114-5123.

　　［7］ Erdogan S, Celik S, Aslantas O,et al. Elevated cAMP levels reverse Brucella melitensis-induced lipid peroxidation and stimulate IL-10 transcription in rats［J］. Res Vet Sci,2007,82(2):181-186.

　　［8］ Rudolph JA, Pratt J, Mourya R, et al. Novel mechanism of cyclic AMP mediated extracellular signal regulated kinase activation in an intestinal cell line［J］. Cell Signal, 2007 ,19(6):1221-1228.

　　［9］ Chae HJ, Chae SW, Kim HR. Cyclic adenosine monophosphate inhibits nitric oxide-induced apoptosis of cardiac muscle cells in a c-Jun N-terminal kinase-dependent manner［J］. Immunopharmacol Immunotoxicol, 2004, 26(2):249-263.

　　［10］ Maynard SJ, Menown IB, Adgey AA．Troponin T or troponin I as cardiac markers in ischaemic in heart disease［J］．Heart，2000，83(4)：37l-373．