异氟醚对体外循环炎性细胞因子的影响

　　 莫志武　　作者单位：广东医学院第二附属医院，广东 湛江 524000

　　【摘要】目的:观察异氟醚吸入麻醉药对体外循环(CPB)早期炎性反应和晚期炎性反应的影响。方法:选取40例先天性心脏病房室间隔缺损患者按麻醉维持不同随机分为两组异氟醚组(Iso组)和异丙酚组(Pro组),每组20例,Iso组以吸入体积分数为1.0%~1.5%异氟醚为主;Pro组主要用异丙酚维持。分别于以下6个时点采集动脉血,麻醉诱导后(T1)、切皮前(T2)、升主动脉开放后(T3)、CPB术后2 h(T4)、CPB术后24 h(T5)、CPB术后48 h(T6)用放射免疫法测定肿瘤坏死因子α(TNFα)、白介素6(IL6);采用免疫印迹法(Westerblot) 检测HMGB1。结果：Iso组切皮前(T2)TNFα明显下降,差异有显著性(P<0.05);T2~T4的值明显低于Pro组(P<0.05)。各组TNFA、IL6在CPB中及术后均较切皮前(T2)升高(P<0.05);两组间各时间点IL6的差异无显著性(P>0.05);两组高迁移率族蛋白B1(HMGB1)在T1~T4时间点差异无显著性(P>0.05);在T5~T6时两组均显著增高，但Iso组均明显低于Pro组，差异具有显著性(P<0.05)。结论：异氟醚不仅可以抑制早期炎症细胞因子TNFα、IL6等的释放，同时也可以抑制晚期炎性介质HMGB1的释放，对CPB术中及术后炎性表达具有明显的抑制作用。

　　【关键词】 异氟醚;炎性反应;肿瘤坏死因子;白介素6;高迁移率族蛋白

　　体外循环(CPB)心内直视手术中,手术创伤、应激、血液和体外循环管道高分子材料的接触,及CPB中体温变化、缺血再灌注等诸多因素激活了炎性细胞,引起炎性介质的释放,促发全身性炎性反应,而麻醉作为手术的因素之一亦参与其中。本研究旨在观察异氟醚吸入麻醉药对CPB早期炎性反应和晚期炎性反应的影响。

　　1 资料与方法

　　1.1 病例选择 随机选取40例先天性心脏病房-室间隔缺损患者,年龄5岁~17岁,体重15 kg~50 kg,其中男性20例,女性20例。术前均无肺动脉高压、心功能不全,无感染性疾病,无肝、肾及凝血功能异常。

　　1.2 病例分组与麻醉处理 40例患者均采用咪唑安定0.15 mg/kg~0.20 mg/kg,维库溴铵0.10 mg/kg和芬太尼10 μg/kg诱导,气管插管机械通气。按麻醉维持不同随机分为两组,每组20例。异氟醚组(Iso组)吸入体积分数1.0%~1.5%异氟醚,必要时追加芬太尼3 μg/kg~5 μg/kg;异丙酚组(Pro组)用异丙酚每小时6 mg/(kg•h)维持,必要时分次追加芬太尼,总量为5 μg/kg~10 μg/kg;二组均按需使用维库溴胺维持肌肉松弛。麻醉手术全程监测桡动脉血压、CVP、ECG、SpO2、呼气末二氧化碳分压(PETCO2),并维持血流动力学稳定,PETCO2在32 mmHg~40 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)之间。体外循环机为StockertShiley,西安鼓泡式氧合器,低温平流灌注,体外循环流量和平均动脉压分别维持在2.0 L/(m2•min)~2.4 L/(m2•min)和50 mmHg~80 mmHg,心肌保护采用间断正向灌注(经主动脉根部)低温高钾晶体停跳液。

　　1.3 观察指标 分别于以下6个时点采集动脉血2.7 ml,加入3.8%枸橼酸钠抗凝;麻醉诱导后(T1)、切皮前(T2)、升主动脉开放后(T3)、CPB术后2 h(T4)、CPB术后24 h(T5)、CPB术后48 h(T6);全部血样以2 000 r/min离心5 min后获取血浆。观察肿瘤坏死因子α(TNFα)、白介素6(IL6)、高迁移率族蛋白B1(HMGB1)在不同时间点的变化。

　　1.4 TNFα与IL6的检测 用放射免疫法测定肿瘤坏死因子α(TNFα)、白介素6(IL6)。试剂盒由解放军总医院科技开发中心放免所提供。

　　1.5 HMGB1的检测 采用免疫印迹法(Westerblot)。一抗(Parmingen)浓度为1∶10 000,二抗(北京中山公司)浓度为1:200 000,化学发光底物试剂盒由Pierce公司提供。

　　1.6 统计学处理 所有数据采用均数±标准差(±s)表示,统计处理采用SPSS 13.0软件作方差分析及q检验,P<0.05为差异有显著性。

　　2 结果

　　2.1 各组年龄、体重、麻醉时间、升主动脉阻断时间、CPB时间、最低体温的比较差异无显著性(P>0.05),见表1。

　　表1 两组患者一般状况及手术情况(略)

　　2.2 两组TNFα血浆浓度(ug/L)的变化 Pro组切皮前(T2)与麻醉诱导后(T1)相比，虽有轻度降低,但差异无显著性(P>0.05);而Iso组则明显下降,差异有显著性(P<0.05)。两组CPB中及术后各时间点均较切皮前升高,在CPB术后2 h达高峰,CPB术后24 h降低, CPB术后48 h进一步降低，虽仍高于T1,但差异无显著性(P>0.05),见表2。T1、T5、T6两组之间差异无显著性(P>0.05),Iso组T2~T4的值明显低于Pro组(P<0.05),且仅在T4高于T1(P<0.05),见表2。

　　2.3 两组IL6血浆浓度(ng/L)的变化 各组T2虽较T1有轻度升高,但差异无显著性(P>0.05)。CPB术中、术后各时间点均较术前增高,在术后2 h达高峰(P<0.05),CPB术后24 h及48 h降低,但仍高于术前(P<0.05)。异丙酚组T3~T6的值较Iso组低,但差异无显著性(P>0.05),见表2。

　　2.4 两组高迁移率族蛋白B1(ng/ml)的变化 两组在T1~T4时间点差异无显著性(P>0.05)，在T5~T6时两组均显著增高，但Iso组均明显低于Pro组，差异具有显著性(P<0.05),见表2。

　　表2 两组患者血浆中TNFα、IL6、HMGB1的变化比较(略)

　　注：组内与T1比较*P<0.05;组内与T2比较#P<0.05;组间比较▲P<0.05。

　　3 讨论

　　CPB心脏手术激发全身炎性反应,引起炎性介质的释放,包括促炎因子TNFα、IL1、IL6、IL8及抗炎因子IL4、IL10等[1],并认为IL6、IL8在心脏手术中增高,可导致术后心功能异常[2],对心脏术后并发症的发生及预后起着关键作用。本研究结果表明,CPB过程中及术后血浆TNFα、IL6均有不同程度升高,最高值在CPB术后2 h出现,于术后24 h降低,但仍高于术前水平。虽然异氟醚在离体实验中对缺血再灌注损伤及感染有保护作用,可以减低细胞因子导致的细胞死亡[3],本研究中异氟醚组TNFα的释放亦低于其他两组,但在CPB升主动脉开放后及术后仍呈上升趋势,这与McBride等[4]报道一致。说明异氟醚对TNFα的释放虽有一定的抑制作用,但并不能改变CPB手术对TNFα的影响;而异氟醚和异丙酚对IL6的影响差异无显著性(P>0.05)。CPB期间,TNFα水平升高比其他细胞因子更快,为最早、最重要的内源性介质之一,在体液炎性反应中有启动、触发作用,可诱发其他炎性介质包括IL1、IL6、IL8等的释放,刺激中性粒细胞脱颗粒及与内皮细胞的黏附[5]。IL6是多种淋巴细胞及非淋巴细胞产生的免疫调节因子,在受刺激60 min内释放，对机体损伤刺激和感染起着重要的调节作用,是组织损伤的早期敏感标志。CPB后IL6水平明显上升可看作急性期反应的一种表现，急性期反应是机体受损伤或感染引起的多系统改变及其代谢的变化[6]。IL6水平与CPB诱发的炎性反应程度相一致,也可能与室壁运动异常、心肌缺血相关[5，7]。HMGB1是一种DNA结合蛋白,是新近发现的一种晚期炎症介质。它不仅在稳定核小体结构、调节基因转录中起重要作用,而且还是一种具有延迟释放动力学的致炎细胞因子。作为一种晚期作用的病理性炎症下游介质对SIRS的预后起重要作用[8～10]。炎症反应过程中, TNFα、IL6刺激单核巨噬细胞可促使HMGB1的释放,同时HMGB1本身亦有致伤毒性,可激活单核细胞等释放细胞因子如TNFα、IL6等,对细胞凋亡亦有调控作用。作为炎症性疾病的重要晚期炎性因子[11],动物实验表明抑制其作用对炎症性疾病具有明显的保护作用[12]。本研究发现异氟醚组在术后24 h、48 h HMGB1的水平明显低于异丙酚组，表明异氟醚可有效抑制HMGB1的释放。其机制可能为异氟醚通过抑制早期炎性介质TNFα、IL6的释放从而减少对单核巨噬细胞的刺激起到抑制HMGB1的作用。综上所述，异氟醚不仅可以抑制早期炎症细胞因子TNFα、IL6等的释放，同时也可以抑制晚期炎性介质的释放，对CPB术中及术后炎性表达具有明显的抑制作用，为防止因CPB而致SIRS起到积极的作用。

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