幼龄犬胸腔镜体外循环术中抑肽酶的心肌保护作用

作者:陈涛,魏旭峰,易定华

作者单位：第四军医大学西京医院 心脏外科，陕西 西安 710032

      【摘要】  目的 观察幼龄犬胸腔镜体外循环术中、术后心肌损伤情况，以及探讨抑肽酶的心肌保护作用。方法 20只幼龄犬，体重10～15 kg，随机分成两组，每组10只，采用经股动脉、股静脉插管后建立体外循环， 对照组(A组)不加入抑肽酶；实验组(B组)于转机过程加入抑肽酶4～5万KIU／kg。两组均于麻醉诱导后、主动脉阻断后10min、30min、主动脉开放后30 min，停机后2 h、12 h抽取桡动脉血测定两组血清中CKMB、cTnI、TNF-α、IL-8、IL-10含量。结果 两组CKMB、cTnI、TNF-α、IL-8、IL-10主动脉阻断前无明显差别(P>0.05)；A组在主动脉阻断后均逐渐升高(P<0.05)，在停机后2 h达高峰，停机后12 h下降，而cTnI持续未见下降；B组与A组相比较除IL-10含量各时间点明显升高外其余均较低，具有统计学意义(P<0.05)，B组cTnI含量在停机后2 h后出现下降，与A组比较具有显著差异性(P<0.05)。结论 幼龄犬胸腔镜体外循环术后的心肌损伤程度可能以停机后2 h最明显，后未再出现持续性加重。抑肽酶能减轻幼龄犬胸腔镜体外循环术后炎性反应，具有良好的心肌保护作用。

【关键词】  胸腔镜；体外循环；心肌损伤；细胞因子；抑肽酶

　　Myocardial Protective Effect of Aprotinin in Puppies' Extracorporeal Circulation Cardiac Surgery with Thoracoscope

　　CHEN Tao，WEI Xu-Feng，YI Ding-Hua，XU Xue-zeng，YANG Jian，YU Shi-qiang

　　（Center of Cardiovascular Surgery ，Xijing Hospital，Fourth Military Medical University，Shanxi  Xi'an 710032，China）

　　Abstract: OBJECTIVE   To observe the state of myocardial damage and study the myocardial protective effect of aprotinin after extracorporeal circulation of video-assisted thoracoscope operation on puppies． METHODS  Twenty puppies with weight  from 10 to 15kg were randomly divided into 2 groups according to whether using aprotinin (Group B) or not (Group A) during extracorporeal circulation(ECC). ECC  was set up by the right femoral artery and femoral venous．The radial arterial blood samples were collected at the following time points：after induction of anesthesia，10min and 30 min after aortic clamping, 30min after aortic opening, 2h and 12h after ECC. The cardiac troponin I(cTnI), MB isoenzyme of creatine kinase(CKMB), interleukin-8(IL-8), tumor necrosis factor-α(TNF-α) and interleukin-10(IL-10) were measured.  RESULTS  There were no significant differences between two groups on the levels of CKMB, cTnI, TNF-α, IL-8 and IL-10 before aortic clamping(P>0.05). The concentration of  CKMB, cTnI, TNF-α and  IL-8 gradually raised(P<0.05) and arrived to the highest level two hours after ECC in group A and then fell．While the persistence of cTnI behaved otherwise, maintaining a high level. But All above mentioned after aortic clamping were significantly  higher than that after induction of anesthesia. The level of CKMB, cTnI, TNF-α and IL-8 in group B were lower than that of group A after aortic clamping(P<0.05), but IL-10 in group B was remarkably higher(P<0.05). The level of cTnI declined at 2h after ECC in group B(P<0.05).CONCLUSION  Degree of myocardial damage of ECC operation with the video-assisted thoracoscope is conspicuous about two hours after ECC stopping, but does not deteriorate．Aprotinin has satisfactory effect of myocardial protection from the postoperative inflammatory reaction caused by ECC.

　Key words：  Thoracoscopy；Extracorporeal circulation； Myocardial damage；Cytokine； Aprotinin

　　近年发展起来的电视胸腔镜心脏外科手术，通过股动、静脉插管建立体外循环（extracorporeal circulation，ECC)，同时仅在胸部做很小的三个切口完成手术，相对常规手术创伤小、术中失血少、术后疼痛轻、恢复快、符合美容要求［1］。近年来我科在此项技术开展了大量的工作［2-5］，但目前该技术多用于成人，在小儿心脏外科的应用仍受到多方面的限制，近年来随着手术技术及ECC插管的改进，开始将胸腔镜心脏外科技术逐步应用于小儿。胸腔镜下经股动、静脉ECC和小儿心肌保护存在特殊性，因此为了建立规范的手术技术及减少术后并发症，本实验进行了幼龄犬胸腔镜ECC术后心肌损伤及抑肽酶心肌保护的研究。

　　1  材料与方法

　　1.1  动物和分组  20只幼龄犬，体重10～15 kg，随机分成两组，每组10只，对照组（A组）中不加入抑肽酶，实验组（B组）于ECC过程中加入4～5万KIU/kg抑肽酶。

　　1.2  实验器材与药品  抑肽酶50万KIU／支（广东珠海丽珠集团丽珠制药厂）， 肌酸磷酸激酶同工酶（CKMB）、心肌肌钙蛋白I（cTnI）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白介素（IL）-10及IL-8(Boehringer mannhe公司)试剂盒， stocker人工心肺机，西京87型鼓泡式氧合器，美国贝克曼公司Access全自动分析仪。

　　1.3  方法  术前12 h犬禁食，仰卧位，3%戊巴比妥钠30 mg/kg静脉麻醉，气管插管接呼吸机，采用小潮气量高频通气法：5～7 ml/kg，22～30次/min，呼吸比为2∶1。放置尿管。颈内动脉及静脉置管连接有创血压、中心静脉压监测，经股动-静脉插管后连接鼓泡式氧合器，开始ECC。预充液为林格液、20％甘露醇、5％碳酸氢钠，预充总量按30 ml/kg。ECC期间维持平均动脉压40～70 mmHg，灌注流量100～120 ml/（kg ·min），肝素化剂量为2mg/kg。ECC建立后降温，阻断主动脉，经股动脉管侧孔灌注停搏液，灌注时间2～3 min，灌注压维持在70 mmHg左右，灌注量为8～10 ml/kg，30 min后重复灌注半量。在右侧胸壁做3个小切口：分别为一个镜身置入及两个器械操作切口。开始胸腔镜手术操作，心脏停跳期间，肛温保持在28℃左右。主动脉开放前10～15 min复温，阻断60 min开放，心脏复跳后辅助循环30 min后停ECC。

　　1.4  标本采集与测定  分别于麻醉诱导后（T1）、主动脉阻断后10 min（T2）、主动脉阻断后30 min（T3）、主动脉开放后30 min（T4），停机后2 h（T5）、停机后12 h（T6）六个时间点抽取桡动脉血，自凝5min，然后以4 000 r／min离心10 min，抽取上清液注入无菌硅化塑料管，密封置于-70℃冰箱冻存。应用酶联免疫吸附试验法(ELISA)测定 cTnI、 CKMB、TNF-α、IL-8、IL-10含量,按各试剂盒说明步骤操作。

　　1.5  统计学处理  应用SPSS 11.0统计软件进行统计分析，实验数据以(±s )表示，组内不同时间点采用方差分析，两组间各项指标的比较采用t检验，P<0.05为有显著性差异。

　　2  结果    　　麻醉诱导后两组各项指标比较无统计学意义。A组主动脉阻断10 min后各指标所测血浆含量与麻醉诱导后相比均升高 (P<0.05)，其中以停机后2 h明显升高(P<0.01)。除cTnI在停机后12h仍保持在停机后2 h的浓度未见下降外，其余指标在停机后2 h后开始下降； B组主动脉阻断后10min后各指标均较麻醉诱导后升高(P<0.05)，但升高趋势较平缓。B组与A组比较CKMB、TNF-α、IL-8、IL-10在主动脉阻断后10 min和停机后12 h有统计学意义（P<0.05），在主动脉阻断后30 min、主动脉开放后30 min和停机后2 h有极显著差异(P<0.01)； cTnI在停机后2 h时达高峰后出现下降，与A组比较在停机后12 h 有极显著差异(P<0.01)。见表1。

表1  两组不同时点CKMB、cTnI、 TNF-α、IL-8、IL-10含量比较（略）

　　注：各时间点与T1相比较*P<0.05,**P<0.01;B组与A组相比较#P<0.05,##P<0.01　　　　3  讨论    　　Bull［6］指出小儿心脏外科手术死亡率一半归咎于不适当的心肌保护方法,而心肌保护不当导致的左心功能不全是术后早期死亡的主要原因。小儿胸腔镜的应用能够尽可能的减小创伤对患儿的影响,但手术也是在ECC下完成,不仅手术方式与常规开胸不同，ECC的建立方法及对机体的影响也有差别，因其途径为外周动静脉，灌注压力及流量等与主动脉和腔静脉插管不同。尽管目前手术技术比过去更为熟练及器械更为先进，小儿胸腔镜总手术时间较常规开胸时间缩短，但ECC时间仍长于常规开胸ECC时间，对小儿胸腔镜ECC的心肌保护提出了更高的要求。    　　cTnI是心肌损伤最特异、敏感的血清标志物，其持续时间长，可以及时、准确地反映心肌受损的程度［7］，结果表明，于ECC开始后CKMB和cTnI浓度均较ECC前显著升高(P<0.05)，其中血清浓度在停机后2 h最高，说明幼龄犬胸腔镜ECC术后心肌损伤最突出表现可能在停机后2 h左右。CKMB在2 h达最高峰后，于停机后12 h后下降，而cTnI在停机后12 h仍维持在较高浓度，可能是心肌损伤达到高峰后在此阶段未再进一步加重。血清TNF-α、IL-8及IL-10浓度与术前相比较均持续升高，于停机后2 h达高峰，而IL-10浓度升高较不明显。TNF-α和IL-8是ECC产生的重要的促炎因子，而IL-10是ECC心脏手术中机体释放的持续时间最长的抗炎性细胞因子［8］，主要对单核巨噬细胞发挥影响，抑制后者的黏附、激活及多种促炎细胞因子(如TNF-α、IL-8和IL-6)的合成与释放，起到保护作用，这种体内存在的抗炎及促炎平衡在ECC开始后被打破，TNF-α和IL-8自主动脉阻断后上升明显，而IL-10浓度上升较平缓， TNF-α和IL-8与心肌损伤指标呈正相关，抗炎因子IL-10这种拮抗促炎因子的作用逐渐下降，说明在幼龄犬胸腔镜ECC术中、术后心肌损伤过程中抗炎因子与促炎因子的失衡可能起着重要的作用。    　　抑肽酶是一种丝氨酸蛋白酶抑制剂，能抑制胰蛋白酶、纤溶酶及激肽释放酶等蛋白酶，其保护血小板、抑制纤溶、减少ECC出血量的作用已被试验和临床证实；国内外已有报道，抑肽酶能抑制白细胞CD11 b／CD18的表达，使白细胞聚集减少；能降低小儿ECC术中促炎因子IL-6、IL-8和TNF-α等的释放，并能上调抗炎因子IL-10的分泌而缓解全身炎性反应，减轻组织损伤［9-10］。B组运用抑肽酶后，在主动脉阻断后各时间点的炎性细胞因子TNF-α和IL-8浓度较A组低，IL-10浓度自阻断后逐渐增高，与A组比较有显著差异性，CKMB和cTnI含量与对照组相比较均较低，cTnI在停机后2 h达高峰后，未再出现持续性升高，而呈现出下降趋势。因此本实验结果表明，在幼龄犬胸腔镜ECC手术中抑肽酶能够促进IL-10的分泌，并能抑制TNF-α 和IL-8的释放，减轻心肌损伤，发挥一定的心肌保护作用。    　　总之，幼龄犬胸腔镜手术ECC术后早期心肌损伤明显，炎性因子的浓度也在此阶段最显著，高峰期后这些损伤明显下降，运用抑肽酶抑制炎性反应能产生很好的心肌保护作用，对降低幼龄犬胸腔镜手术的并发症及病死率有一定意义。

【参考文献】  　　［1］ 易定华．胸腔镜心脏外科进展［J］．中国心血管病研究杂志,2005，5 ( 3) ：325-326．

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　　［8］ Tarnok A，Schneider P．Pediatric cardiac surgery with cardiopulmonary bypass： pathways contributing to transient systemic immune suppression［J］．Shock，2001，16(suppl 1)： 24-32．

　　［9］ Greilich PE，Brouse CF ，Whitten CW，et al． Antifibrinolytic therapy during cardiopulmonary bypass reduces proinflammatory cytokine levels: a randomized, double-blind, placebo-controlled study of epsilon-aminocaproic acid and aprotinin［J］．J Thorac Cardiovasc Surg，2003 ，126(5)：1498-1503．

　　［10］ Lei Y, Haider HKh, Chusnsheng W, et al．Dose-dependent effect of aprotinin on aggravated pro-inflammatory cytokines in patients with pulmonary hypertension following cardiopulmonary bypass［J］．Cardiovasc Drugs Ther， 2003 ，17(4):343-348．