麻醉深度对中性粒细胞粘附和呼吸爆发的影响
发表时间:2009-08-20 浏览次数:642次
作者:万帆 郑利民 黄飞 吴新海 聂李平 作者单位:北京大学深圳医院麻醉科, 广东 深圳 518036
【摘要】 目的 观察不同麻醉深度下中性粒细胞(PMN)粘附与呼吸爆发的变化,探讨麻醉深度对PMN炎症反应活性的影响。 方法 选择腹腔镜全子宫切除术或子宫肌瘤剥除术患者40例,在全凭静脉麻醉下以BIS值为判断麻醉深度的客观指标,随机分为深麻醉组(Ⅰ组)和浅麻醉组(Ⅱ组),(n=20),深麻醉组术中维持BIS值在31~40,而浅麻醉组术中BIS值维持在41~50。分别在麻醉诱导前(T1)、术毕(T2)、术后24h(T3)、术后72h(T4)抽取静脉血5ml,应用流式细胞仪检测PMN表面粘附分子β2整合素:CD1lb的表达及呼吸爆发(RB)的变化情况。 结果 两组在术毕(T2)PMN CD1lb表达以及呼吸爆发强度均高于麻醉前(T1)水平(组内比较,P<0.05),其余各时点差异无统计学意义。组间比较:Ⅰ组和Ⅱ组各时点CD1lb表达差异无统计学意义;Ⅰ组在术毕(T2)时的RB弱于Ⅱ组(P<0.05),其余各时点差异无统计学意义。 结论 手术创伤引发机体炎症反应:激活PMN表面粘附分子CD1lb表达、增强呼吸爆发。深麻醉状态在一定程度上抑制了PMN功能,减轻了机体炎症反应强度。
【关键词】 中性粒细胞;脑电双频指数;呼吸爆发; CD1lb
Effect of anesthesia depth on CD11b expression and respiratory burst of pulymorphonuclear neutrophil
[Abstract] Objective To investigate the influence of anesthesia depth on CD11b expression and respiratory burst of pulymorphonuclear neutrophil. Methods Forty patients scheduled for hysterectomy or myomectomy by laparoscope performed under total intravenous anesthesia were randomized into 2 groups (n=20 each): low BIS group (Ⅰ) and high BIS group (Ⅱ). BIS was maintained 31~40 during operation in groupⅠ, while BIS was maintained 41~50 in group Ⅱ. Blood samples were obtained before anesthesia (T1) at the end of surgery (T2), 24h(T3) and 72h(T4) after surgery. CD11b expression and respiratory burst intensity were determined by flow cytometry. Results CD11b expression and respiratory burst intensity of PMN were increased significantly at T2 compared to T1 in both groups. There was no significant difference in CD11b expression between the two groups. Conclusion Operation wound initiations the reaction of organism. Activates PMN superficies adhere molecule CD1lb expression,increses respiratory burst.A state of deep anesthesia to some extent inhibited PMN function, thereby reducing the intensity of inflammatory response the body.
[Key words] pulymorphonuclear neutrophil; bispectral index; respiratory burst; CD11b
围手术期机体的免疫功能、炎症反应强弱影响病人的预后。中性粒细胞(PMN)作为炎症反应的重要效应细胞,在机体起着消灭病原体和损伤组织的双重作用。正常情况下PMN只在创伤或感染局部发挥作用,而PMN过度激活可损伤血管内皮等机体的正常组织,是导致全身炎症反应综合征(SIRS)甚至多器官功能障碍(MODS)的重要原因。PMN参与机体炎症反应的机制主要涉及:PMN趋化与血管内皮细胞间的粘附;呼吸爆发、脱颗粒;释放炎性因子、氧自由基以及凋亡抑制等方面。本研究通过观察不同麻醉深度下PMN粘附、呼吸爆发的变化,探讨麻醉深度对PMN炎症反应活性的影响,为临床麻醉提供科学依据。
1 资料与方法
1.1一般资料 选择子宫肌瘤行腹腔镜下全子宫切除术或肌瘤剥除术患者40例,ASA I~Ⅱ级,年龄介于30~50岁,术前患急慢性感染性疾病或免疫系统疾病,近期使用过激素或非甾体类抗炎药物者排除在外。以BIS值作为判断麻醉深度的指标,将患者随机分为深麻醉组(Ⅰ组)和浅麻醉组(Ⅱ组),每组各20例,深麻醉组术中维持BIS值在31~40,而浅麻醉组术中BIS值维持在41~50。
1.2麻醉方法 患者术前均常规肌注鲁米钠0.1g,阿托品0.5mg,入室后连续监测ECG、BP、SpO2、etCO2、脑电双频指数(bispectral index,BIS)。予咪唑安定0.05mg/kg、芬太尼3~4μg/kg、维库溴铵0.lmg静注,异丙酚靶控输注(TCI)麻醉诱导插管,效应室靶浓度根据手术的进程、病人的反应以及BIS值进行相应调整(Marsh模型),深麻醉组术中维持BIS值在31~40,而浅麻醉组术中BIS值维持在41~50。麻醉维持除异丙酚靶控输注外,持续静脉输注瑞芬太尼0.05~0.2μg/kg/min,间断给予维库溴铵。手术结束前半小时静推曲马多50~100mg,关气腹时停止麻醉,术毕予托烷司琼3~5mg缓慢静注,术后送恢复室。
1.3主要仪器和试剂 异硫氰酸荧光素(FITC)标记的CDllb单克隆抗体(FITC-CD1lb.MeAb)及免疫阴性对照抗体IgG-FITC、溶血素Optilyse C(Immunotech公司,法国),二氢若丹明123(DHR)、佛波脂(PMA)流式细胞仪 (Becton Dickinson公司,美国,FACS Vantage型)。
4.标本的采集与测定 分别在麻醉诱导前(T1)、术毕(T2)、术后24h(T3)、术后72h(T4)抽取静脉血5ml,置于肝素抗凝试管,于O~4℃冷藏保存,当天对标本进行处理、检测。PMN CD1lb表达水平的测定[1]:采用激发波长为480nm,发射波长为530nm的氩离子激发光,通过前散射和侧散射所限定的四边形区域将PMN与单核细胞、淋巴细胞等分开,每份标本测定10000个PMN,用Cellquest软件(BD公司,美国)进行分析,平均荧光强度(MFI)来表示CD1lb的表达水平。呼吸爆发(RB)的测定:采用全血法二氢若丹明(DHR)流式细胞分析技术进行检测[2]。二氢若丹明不发荧光,而在细胞内被H2O2氧化后生成的若丹明可激发出绿色荧光。该激发光经过滤后由绿光光电倍增管(FLI)测定。应用Cellquest软件分析,每次计数10000个PMN,计算阳性细胞平均荧光强度(MFI),表示PMN呼吸爆发的强度.
1.5统计学处理 用SPSS l1.5统计学软件进行分析,计量资料以均数士标准差(x士s)表示,组间比较采用单因素方差分析,组内比较采用配对t检验;计数资料比较采用卡方检验;P<0.05为差异有统计学意义。
2 结 果
两组一般资料及术中、术后情况比较,差异无统计学意义(P>0.05)(表1)。
两组在术毕(T2)PMN CD1lb表达以及呼吸爆发强度均高于麻醉前(T1)水平(组内比较,P<0.05),其余各时点差异无统计学意义。组间比
05),其余各时点差异无统计学意义。
3 讨 论
围术期病人常有免疫功能的改变。除所患疾病及手术创伤因素的影响外,麻醉药物及深度的影响也值得注意。研究表明:多数麻醉药对机体免疫系统具有不同程度的抑制作用,抑制PMN活性,调节中性粒细胞炎症期的反应性,炎性细胞因子的释放等。而麻醉深度对PMN功能的影响尚无定论。脑电双频指数(bispectral index,BIS)能较好监测大脑皮质功能状态及其变化,对预测体动、术中知晓以及意识的消失和恢复都具有一定的灵敏度,可同步定量,在很大程度上反映患者的麻醉深度。因此本研究拟从临床的角度来观察BIS值与PMN活性的关系,选择与BIS值相关性较好的异丙酚[3]靶控输注(TCI)全凭静脉麻醉,并将BIS值41~50设定为浅全身麻醉,31~40设定为深全身麻醉,在此基础上观察PMN表面粘附分子β2整合素-CD1lb的表达、呼吸爆发(RB)在不同的麻醉深度下的变化情况。
PMN膜上的β2整合素CD11b/CD18和内皮细胞上ICAM-1是介导PMN 与内皮细胞黏附的主要黏附分子,在中性粒细胞与内皮细胞的紧密粘附过程中起关键作用。正常情况下,PMN 上CD11b/CD18及其配体内皮细胞上ICAM-1很少表达, PMN很少与内皮细胞黏附,即使偶尔黏附也很快分开,不会影响功能。在炎症反应时,局部内皮细胞和PMN被受损组织中产生的大量炎性介质激活,使CD11b/CD18及ICAM-1表达迅速增加, 促使中性粒细胞与内皮细胞的粘附,进而中性粒细胞浸润到外周组织,释放氧自由基和蛋白酶,最终造成组织损伤和坏死。因此,PMN表达CD11b/CD18水平是炎症反应进程中至关重要的因素。多项研究证实:麻醉药物可抑制中性粒细胞与内皮细胞粘附,并且与PMN所处的状态、用药剂量以及用药时机有关[4~6],但药物与抑制效应间无剂量相关性,即增加药量抑制效应不会相应增强[7,8]。本研究拟探讨临床麻醉深度的变化对PMN粘附功能的影响,因为CD11/CD18是αβ异二聚体,以非共价键连接,CD11a、b、c、d均共用CD18这条β链,而CD1lb/CD18是中性粒细胞最主要的整合素,故研究选择CD11b作为PMN粘附功能的检测指标。研究发现深、浅麻醉组在术毕(T2)PMN CD1lb、表达高于麻醉前(T1)水平(组内比较,P<0.05),术后24h(T3)、术后72h(T4)与麻醉前(T1)的PMN CD1lb水平差异无统计学意义。说明手术创伤、应激使机体处于炎症激活状态,PMN膜上的CD11b表达上调,可以看作是PMN被激活、炎症反应启动的标志。组间比较:Ⅰ组和Ⅱ组各时点CD1lb表达差异无统计学意义,说明麻醉深度(BIS值)对PMN CD1lb表达无影响,也有可能是研究设定的麻醉深度(BIS值)由于受到临床工作的限制差异不够大,不足以影响PMN表面CD1lb的表达。
呼吸爆发是指PMN在吞噬异物或受刺激活化时,短时间内耗氧量显著增加的过程,是PMN消灭外来病原体的主要机制,在宿主防御及炎症反应中起着重要的作用。其产生的活性氧(reactive oxygen species,ROS)分子具有很高的反应性,可以与细菌的细胞膜、核酸分子及蛋白质发生氧化还原反应,在消灭病原体的同时也不可避免地造成机体正常组织损伤,此外,ROS还可上调一些细胞因子及粘附分子如TNF-a、IL-1、ICAM-1的表达水平,放大炎症效应。大量研究表明[9,10],几乎所有静脉麻醉药在数10倍临床浓度时显著抑制PMN呼吸爆发作用,临床浓度时则有所差异。本研究结果显示:深、浅麻醉组在术毕(T2) PMN呼吸爆发强度均高于麻醉前(T1)水平(组内比较,P<0.05),术后24h、72h(T3、T4)与麻醉前(T1)相比差异无统计学意义,说明手术创伤引发机体炎症反应,PMN被激活、呼吸爆发增强。Ⅰ组在术毕(T2)时的RB弱于Ⅱ组(组间比较,P<0.05),而两组术中异丙酚效应室靶浓度及异丙酚的药量差异无统计学意义,即排除药物因素的影响深麻醉组术中呼吸爆发强度弱于浅麻醉组。
从上述结果可以推断:麻醉深度可能影响PMN功能,深麻醉状态可抑制PMN功能,减轻机体炎症反应强度。因为在体情况下,PMN的功能主要取决于细胞所处的微环境,有赖于诸多细胞因子的调节,深麻醉状态可能是通过抑制氧化应激和炎性细胞因子的释放来抑制PMN功能。由于麻醉深度受临床工作的限制不能过深或者过浅,故本研究具有一定的局限性,研究结果有待进一步论证,其机制及量效关系尚需深入研究探讨。
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