脂肪乳剂对布比卡因诱导的离体大鼠心脏停搏的复苏作用

　　作者：刘乐，陈莺，徐旭仲，王权光，施通 作者单位：温州医学院附属第一医院 麻醉科，浙江 温州 325000

　　【摘要】 目的: 观察脂肪乳剂治疗布比卡因诱导的离体大鼠心脏停搏的复苏效应和对复苏后心脏功能的影响。方法 ：Sprague-Dawley成年雄性大鼠18只，随机分为实验组和对照组。建立Langendorff离体心脏灌注模型。以100μmol/L布比卡因诱导心脏停搏造模后实验组改用含30μmol/L布比卡因及2%脂肪乳剂的K-H液灌注心脏，对照组改用含30μmol/L布比卡因的K-H液灌注心脏。记录两组恢复窦性心律情况，记录停跳前基础值及恢复窦性心律后40 min内的心率、左心室发展压和心率-左心室发展压乘积(RPP)。结果：与对照组比较，实验组心脏恢复窦性心律时间显著缩短(P <0.05)，心脏造模成功后3 min内恢复窦性心律的例数实验组显著多于对照组(P <0.01)。恢复窦性心律后，实验组各时间点的心率、RPP均显著高于对照组(P <0.05或0.01)。结论：脂肪乳剂对布比卡因诱导的离体大鼠心脏停搏治疗有效，能加速心脏复苏，改善复苏后心脏功能。

　　【关键词】 布比卡因;心脏毒性;脂肪乳剂;离体心脏

　　Resuscitation with lipid emulsion on bupivacaine-induced cardiac arrest in the isolated rat heart LIU Le， CHEN Ying， XU Xu-zhong， WANG Quan-guang， SHI Tong. Department of Anesthesiology， the First Affiliated Hospital of Wenzhou Medical College， Wenzhou， 325000

　　Abstract: Objective: To observe the effects of resuscitation with lipid emulsion on bupivacaine-induced cardiac arrest in the isolated rat heart. Methods: Eighteen adult male rats were randomly divided into two groups: the intralipid group (n =9) and the control group (n =9) . We used an isolated rat heart， constant-pressure perfused， non-recirculating Langendorff preparation. Infusion of 100μmol/L bupivacaine was initiated and sustained until 3 min after asystole，then 2% Intralipid emulsion and 30μmol/L bupivacaine were perfused to the isolated hearts in the intralipid group or 30μmol/L bupivacaine exclusively in the control group. The time from bupivacaine infusion was initiated to asystole and the time from the end of the 100μmol/L bupivacaine infusion to return to sinus rhythm between two groups was compared. The cases of early recovery (hearts return to sinus rhythm in 3 min after the end of the 100μmol/L bupivacaine infusion) and also all the recovery cases (hearts return to sinus rhythm after the end of the 100μmol/L bupivacaine infusion till the end of our study) were recorded. Heart rate (HR)，left ventricular developed pressure (LVDP=left ventricular systolic pressure-left ventricular diastolic pressure) ，rate-pressure product (RPP=heart rate×LVDP) at the baseline and during the course of recovery were monitored. The highest RPP value during 40 min after returning to sinus rhythm (RPPh) and the ratio of RPPh to baseline RPP(RPPr)were recorded. Results: The time of return to sinus rhythm in the intralipid group was significantly shorter than that in the control group (P < 0.05). The cases of early recovery were 9 versus 2 (P < 0.01) for lipid and controls. HR and RPP were significantly lower compared with the baseline during 40 min after returning to sinus rhythm in both groups but they were significantly higher in intralipid group (P <0.05 or 0.01). The RPPh and RPPr were significantly higher in intralipid group than those in control group (P <0.01). Conclusion: Resuscitation with Lipid emulsion on bupivacaine-induced cardiac arrest results in more rapid return to spontaneous contractions and improves cardiac function during the course of recovery.

　　Key words: bupivacaine;cardiac toxicity;lipid emulsion;isolated rat heart

　　布比卡因是临床麻醉中最常用的一种长效局麻药，具有作用时间长、麻醉效能强、价格低廉等优点，但误入血管可导致严重的心脏毒性，复苏困难。近年来国外有文献报道脂肪乳剂治疗布比卡因心脏毒性有效的动物实验[1-2]，但随后有文献质疑其有效性[3]。本研究拟观察脂肪乳剂治疗布比卡因诱导的离体大鼠心脏停搏的复苏效应和对复苏后心脏功能的影响，验证脂肪乳剂治疗布比卡因中毒的有效性。

　　1 材料和方法

　　1.1 实验动物和试剂 Sprague-Dawley成年雄性大鼠18只，体重300～350 g，由温州医学院实验动物中心提供。随机分为实验组和对照组，每组9只。盐酸布比卡因购自上海禾丰制药有限公司，批号：080501。脂肪乳剂购自华瑞制药有限公司，批号：070404301。其他试剂均购自温州金山化学试剂仪器公司。

　　1.2 Langendorff离体心脏灌注模型 大鼠以水合氯醛麻醉、肝素1 000 U/kg下腔静脉注射后迅速开胸取心，接Langendorff装置(ML870B2，AD Instruments，Australia)逆行灌注，采用恒压恒温灌流，灌注压力120 mmHg，灌注温度37 ℃。K-H 液成分如下(g/L)：NaCl 6.896、KCl 0.350、KH2PO4 0.163、MgSO4·7H2O 0.296、NaHCO3 2.100、CaCl2 0.278、Glucose 1.982，pH 7.4。灌注液用95% O2+5% CO2饱和。经左心耳根部剪一小口，经左心房、房室瓣置入一乳胶球囊(连接压力传感器)，后者与Powerlab及Chart 5.5.6生物信号数据记录及分析系统(AD Instruments， Australia)连接。调整球囊大小，维持左心室舒张末期压力(LVEDP)4～10 mmHg。于主动脉根部和左心室前壁心外膜安置电极，连接心电导联，通过Powerlab实时监测心电图。

　　1.3 布比卡因心脏中毒模型 Langendorff离体心脏灌注模型平衡灌注25 min后，以含100μmol/L布比卡因的K-H液灌入主动脉，心电图显示心脏电活动停止时记为心脏停搏，继续灌注含100 μmol/L布比卡因的K-H液3 min，造模成功。之后实验组改用含30 μmol/L布比卡因及2%脂肪乳剂的K-H液灌注心脏，对照组改用含30μmol/L布比卡因的K-H液灌注心脏，两组中能恢复窦性心律的离体心脏于恢复窦性心律后继续观察40 min，对未恢复窦性心律的心脏于更换灌注液后继续观察40 min。

　　1.4 指标测定

　　1.4.1 记录两组开始输入布比卡因至停搏所需时间(Ts)及造模成功(停止输入含100μmol/L布比卡因的K-H液)至恢复窦性心律时间(Tr)。

　　1.4.2 记录每组心脏造模成功后(停止输入含100μmol/L布比卡因的K-H液后)恢复窦性心律的例数及造模成功后3 min内恢复窦性心律(早期恢复)的例数。

　　1.4.3 记录大鼠心脏在平衡末(基础值，Tb)、心脏停搏时(T0)、恢复窦性心律后1 min(T1)、5 min(T5)、10 min(T10)、15 min(T15)、20 min(T20)、25 min(T25)、30 min(T30)、35 min(T35)、40 min(T40)时的心率(HR)、左心室发展压(LVDP)、心率-左心室发展压乘积值(RPP)、左心室内压最大变化速率(±dP/dtmax);在上述时点收集1min的冠脉流出液，其容量为冠脉流出量(CF)。LVDP=左心室收缩末期压力(LVSP)- 左心室舒张末期压力(LVEDP)。

　　1.4.4 记录心脏在恢复窦性心律后40 min内RPP达到的最大值(RPPh)，及该值与Tb时RPP值的比值(RPPr，用百分比表示)。

　　1.5 统计学处理方法 应用Stata7.0统计软件行统计学处理。计量资料以均数±标准差(±s)表示。计量资料分组正态分布时采用成组t检验。重复测量资料应用方差成分的混合模型进行统计分析。计数资料的比较采用秩和检验。

　　2 结果

　　2.1 大鼠的体重实验组为(334±22) g，对照组为(323±8) g，组间比较差异无显著性(P =0.19)。所有离体大鼠心脏经灌入100μmol/L布比卡因后均造模成功。对照组Ts为(47±24)s(n=9)，实验组Ts为(46±13)s(n=9)，组间比较差异无显著性(P =0.913)。

　　2.2 两组窦性心律恢复情况 实验组心脏停搏后9例均恢复窦性心律，对照组心脏停搏后5例恢复窦性心律，4例未恢复，两组比较差异无显著性(P=0.113)。两组心脏造模成功后3 min内恢复窦性心律(早期恢复)例数：实验组9例均恢复，对照组为2例，实验组心脏早期恢复例数显著多于对照组(P =0.004)。对照组Tr为(265±113)s(n=5)，实验组Tr为(44±15)s(n=9)，实验组Tr显著短于对照组(P =0.012)。

　　2.3 两组心脏功能指标变化 两组在Tb的各指标差异均无显著性。两组HR在T1～T40均显著低于基础值Tb(P <0.01)，实验组HR在T1～T40显著高于对照组(P <0.01)，见图1。实验组LVDP在T1～T10显著高于Tb(P<0.05或0.01)，对照组LVDP在T1～T20显著高于Tb(P<0.05或0.01)，实验组LVDP在T15～T40显著低于对照组(P<0.05或0.01)，见图2。两组RPP在T1～T40均显著低于Tb(P<0.05或0.01)，实验组RPP在T1～T40显著高于对照组(P<0.05或0.01)，见图3。对照组复跳后各时间的+dP/dtmax与Tb时比较差异无显著性(P>0.05)，实验组的+dP/dtmax在T25～ T40时显著低于Tb(P<0.05或0.01)，组间+dP/dtmax比较差异无显著性(P>0.05)，见图4。两组-dP/dtmax和CF在T1～T40均显著低于Tb(P<0.01)，组间比较差异无显著性(P>0.05)，见图5、图6。

　　2.4 两组RPPh和RPPr比较 实验组和对照组的RPPh分别为(25619±5474) mmHg·bpm(n=9)和(9892±1793)mmHg·bpm(n=5)，实验组显著高于对照组(P<0.001)。实验组和对照组的RPPr分别为(64±11)%和(21±5)%，实验组显著高于对照组(P=0.001)。

　　3 讨论

　　布比卡因所导致的心脏毒性一旦发生，复苏困难，病死率高。本研究建立离体大鼠心脏布比卡因中毒模型，排除了神经、体液、内分泌等因素对心功能的影响，观察脂肪乳剂治疗布比卡因诱导的离体大鼠心脏停搏的复苏效应和对心脏功能的影响。本研究结果显示，应用脂肪乳剂治疗布比卡因引起的心脏停搏，能加速心脏恢复窦性心律，增加早期恢复的心脏例数，改善复苏后心脏的HR、RPP值，支持脂肪乳剂对布比卡因心脏毒性有治疗作用。

　　动物实验显示，相当于临床剂量的布比卡因快速静脉注射，其血药浓度在短时间内会超过100μmol/L[4-5]，在此浓度下可导致严重的心脏毒性反应。而进入体内后，随着布比卡因在体内的分布转移，血浆中布比卡因浓度迅速下降[6]，在低浓度维持较长时间。先前Weinberg等[2]和Sebastian等[7]报道的离体大鼠心脏布比卡因中毒模型均采用停跳后不再灌注布比卡因，这样的动物模型与临床实际相差较远。我们在研究中以100μmol/L布比卡因灌入离体大鼠心脏主动脉，致心脏停搏后继续灌注100μmol/L布比卡因3 min后，再改用30μmol/L布比卡因持续灌注。在低浓度布比卡因背景下观察脂肪乳剂的复苏效果，更符合临床实际。

　　布比卡因心脏毒性主要表现为：负性肌力及心脏传导障碍。其机制可能与布比卡因阻滞心肌细胞钠[8]、钾[9]、钙通道[10-11]，改变肌浆网钙的释放[12]、干扰肌动-肌纤蛋白偶联[13];抑制线粒体的能量代谢[14]有关。Weinberg等[15]在布比卡因诱发犬心搏停止的实验中发现应用脂肪乳剂复苏组全部存活，而对照组全部死亡。最近在布比卡因诱发大鼠心搏停止的实验中又发现应用脂肪乳剂救治复苏效果显著优于肾上腺素[1]。但Mayr等[3]在布比卡因诱导的猪心搏停止的实验中却认为脂肪乳剂的复苏效果明显不如血管加压素/肾上腺素联合。在临床抢救布比卡因引起的心脏停搏中，常规应用肾上腺素心脏复苏困难[16]，可能与心脏停搏后血浆内仍维持一定浓度布比卡因，持续抑制心脏肌力及传导有关。在我们的实验中虽然脂肪乳剂复苏布比卡因诱导的心脏毒性有效，但治疗后的心功能最高只能恢复到停跳前的64%。这些信息可能暗示由于布比卡因心脏毒性的复杂性，治疗上需要调整脂肪乳剂的剂量或予多药联合治疗才可达到更好的治疗效果。

　　目前，脂肪乳剂逆转局麻药心脏毒性的机制尚不明确。文献报道预先应用脂肪乳剂使布比卡因致心脏毒性的剂量增大，并提出“lipid sink”假说，推测输注脂肪乳剂可提供一种脂质吸附介质使脂溶性的布比卡因隔离在其中，相对地减少布比卡因在血浆中的游离药物浓度(水相浓度)[17]。随后的文献报道支持“lipid sink”假说，并认为脂肪乳剂输注使得与心肌细胞结合的局麻药迅速解离而返回循环池中，心肌细胞的功能得以迅速恢复[2]。同时有观点认为脂肪乳剂可以改善心肌能量代谢，输入的脂肪乳剂可能通过增加细胞内的游离脂肪酸浓度，从而逆转局麻药对心肌细胞线粒体膜的肉毒碱脂肪酰转移酶(CACT)的抑制，恢复心肌细胞通过脂肪酸氧化产生ATP的能力[1，15]。

　　总之，我们的结果表明脂肪乳剂对布比卡因心脏毒性有一定治疗作用。对脂肪乳剂逆转布比卡因心脏毒性的作用机制、脂肪乳剂的最佳治疗剂量及联合肾上腺素是否效果更好尚有待进一步研究。

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