还原型谷胱甘肽对体外循环期细胞因子IL-8和IL-6的影响

作者                 单位

张卫卫　　 广西医科大学第一附属医院心血管研究所麻醉科

黄海清　　 广西医科大学第一附属医院心血管研究所麻醉科

体外循环(cardiopulmonary bypass，CPB)是指应用人工管道将人体大血管与人工心肺机连接，从静脉系统引出静脉血，并在体外氧合，再经血泵将氧合血输回动脉系统的全过程，又称心肺转流，主要应用于心脏、大血管手术。最近几年，随着CPB技术的不断发展，心血管手术的安全性得到了很大提高。但是CPB后患者的器官损害仍是临床方面面临的一个重要问题。研究表明CPB后的器官损伤主要是由全身炎性反应综合征(systemic inflammatory response syndrome，SIRS)引起。所以如何有效预防与控制CPB激发的SIRS，对减轻心脏手术后的器官损伤显得尤为重要。谷胱甘肽是人类细胞中自然合成的一种肽，还原型谷胱甘肽(GSH)是主要的活性状态，GSH含有的巯基(SH)是其发挥主要功能的基团，主要作用是消除自由基。对于还原型谷胱甘肽注射液能否减轻由CPB引起的SIRS，国内外报道不多。本实验设计还原型谷胱甘肽注射液在CPB期间用于心脏手术患者，观察其对CPB期间患者白细胞介素-8(IL-8)和白细胞介素06(IL06)的影响，探讨还原型谷胱甘肽能否减轻由CPB引起SIRS的程度。

资料和方法

1.一般资料 选择30例择期低温CPB下行心脏手术的心脏病患者(系广西医科大学心血管研究所心胸外科2009年3月到2009年7月期间的住院患者)，并排除冠心病、肝肾功能不全者。瓣膜风湿性病变20例，室间隔缺损8例，房间隔缺损2例。其中瓣膜风湿性病变患者均置换机械瓣，室间隔、房间隔缺损均用自体心包补片，分别进行MVR(二尖瓣)置换术，VSD(室间隔缺损)修补术，ASD(房间隔缺损)修补术，随机分成实验组和对照组，每组15例病人。两组患者年龄、性别比、体重、心功能分级、手术方式等一般情况比较无显著性差异(P>0.05)，具有可比性。见表1。表1 两组患者一般临床资料

2.给药方法 征得患者和家属同意后，实验组患者于手术开始时按照35 mg/kg把还原型谷胱甘肽 (重庆药友制药有限公司生产，批号090502)溶入生理盐水100 ml中15分钟滴注完毕;对照组患者于术前予生理盐水100 ml静脉滴注。

3.CPB及手术方法 患者麻醉完成后，采用胸部正中切口入路。CPB预充液根据转机要求，稀释后患者HCT维持在0.25～0.30，晶体/胶体比例应为0.4～0.6∶1，预充采用红细胞悬液、血浆、羟乙基淀粉、乳酸钠林格液等。肝素化抗凝采用静脉内推注肝素3.5 mg /kg，维持激活全血凝固时间(ACT)>480 s。常规行上、下腔静脉插管，升主动脉插管，常规建立CPB。应用体外循环机及进口膜式氧合器行浅低温心脏停跳体外循环术，完全心肺转流术中维持平均动脉压60～70 mmHg左右，流量应为患者体表面积×(2.0～3.4)升/分，温度维持32℃～35℃，电解质正常，酸碱平衡正常，心肌保护采用间断经主动脉根部按照20 ml/kg灌注冷高钾氧合血停跳液，30 min后根据手术和患者情况重复灌注。行MVR置换术、或VSD、ASD修补术，完成心内直视手术后，达到停机标准[1]后停止CPB。

4.观察指标和检测方法 分别于CPB前(T1)、CPB 30 min(T2)、CPB停机(T3)、停机后2 h(T4)抽取桡动脉血4 ml加入试管中。血样采集后在两小时内离心(3000 转/分)10 min，获取1.0 ml血清，分装于无菌密封的试管中，摇匀，标号，置入-80℃低温冰箱保存，待检测。用IL-6、IL-8酶联免疫试剂盒(南宁市恒因生物科技有限公司生产，批号20090320)放射酶联免疫法(中佳光电 GC-1200 γ放射免疫测定仪)测定血清中IL-8、IL-6的浓度。

5.统计学方法 显著性检验采用SPSS 13.0统计软件微机处理，计量数据资料以(-±s)表示，两样本均数间比较采用t检验，组内比较采用重复测量的方差分析，以P<0.05为差异有统计学意义。

结 果

1.两组患者术中的体外循环(CPB)时间、主动脉阻断(ACC)时间及手术时间比较，差异无统计学意义(P>0.05)。见表2。表2 两组患者术中临床资料比较

2.两组患者不同时间点血清IL-8、IL-6的变化 实验组和对照组的IL-8血清水平在CPB开始后，均逐渐升高，后三个时间点实验组IL8血清水平较对照组降低，差异有统计学意义(P<0.05);实验组和对照组的IL-6血清水平在CPB开始后，均逐渐升高，后三个时间点实验组IL-6血清水平较对照组降低，差异有统计学意义(P<0.05)。见表3。表3 两组患者不同时间点血清IL-8、IL-6浓度的变化　注：﹟与对照组比较，P<0.05，※与同组T1比较，P<0.05

讨 论

SIRS是由感染或非感染因素所致全身炎症反应的总称，是感染或非感染作用下机体炎症反应和抗炎反应失衡的一种表现。CPB过程中多种原因引起SIRS，包括：①异物接触激活炎性反应;②缺血再灌注损伤;③内环境紊乱;④手术创伤;⑤缺氧;⑥术中体温的改变。Pintar T等认为血液与管道等异物接触被认为是主要原因[2]。要想保护重要脏器功能就要尽量抑制和减缓SIRS的发生和发展。CPB期间SIRS的产生和发展是一个极其复杂的级联逐级放大过程，组织器官缺血再灌注可激活补体系统，补体因子能放大炎症反应，产生更多的促炎细胞因子(IL-6、IL-8、TNF-α等)。促炎症细胞因子是由多种细胞产生的内源性多肽，在调节炎症反应和免疫应答方面发挥重要作用。但这些细胞因子如果产生过多，则会对机体产生不良反应，如肺损伤、心功能障碍等。因此，研究体外循环中细胞因子的变化及其影响因素以及与心功能的关系有十分重要的意义，CPB后SIRS的严重程度由促炎细胞因子的水平高低直接反映[3]。研究进一步显示，促炎细胞因子对心脏和其它器官产生有害影响，通过改变脏器内血管阻力，引起CPB术后的器官功能的改变。Mann DL等认为CPB中细胞因子的变化与CPB术后并发症密切相关[4]，这些炎症因子中IL-8和IL-6参与了SIRS的最初启动，被称为前炎症递质，显得尤为重要。

IL-8由单核细胞和内皮细胞产生，是主要的趋化因子，能诱导中性粒细胞、T淋巴细胞活化，引起CPB 后组织损伤和器官功能障碍[5]。前炎性细胞因子包括IL-1、IL-6、TNF和IL-8，在CPB期间均有表达。中性白细胞刺激是一重要因素，而IL-8的作用可能尤为重要[6]。

IL-6是多种淋巴细胞及非淋巴细胞产生的一种重要的炎症介质，对机体损伤刺激和感染起重要的调节作用，CPB中及CPB后IL-6显著增高，是CPB诱发全身炎症反应的结果，IL-6 作为多功能炎症因子，参与感染的急性期反应，通过调节脂类代谢、影响内皮功能和促凝在冠心病进程中发挥作用[7]。IL-6也可以促进心肌细胞表达细胞间黏附分子，增强中性粒细胞和内皮细胞、心肌细胞的黏附作用，加重血管和心肌损伤[8]，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[9，10]。IL-6产生于缺血的组织器官，并引起再灌注后中性粒细胞浸润，导致CPB术后一些器官功能障碍。有证据显示，血清中IL-6水平可以作为细胞因子级联反应激活的一个标志，反映出宿主炎症反应与疾病严重程度间的关系，并且在脓毒症中可以作为判断预后的一个指标[11]。IL-6浓度在CPB期间增高是由于CPB本身所致[8]。还有研究证明IL-6的血浆浓度会在CPB后逐渐升高[12]。

谷胱甘肽是人类细胞中自然合成的一种肽，内源性谷胱甘肽主要存在于胞浆内，由7-谷氨酰半胱氨酸合成酶和谷胱甘肽合成酶催化合成。GSH含有的巯基(SH)是其发挥主要作用的基团，作用是消除氧自由基，病理状态下的内源性GSH减少时，适时补充外源性GSH便成为必须。外源性的GSH的补充，可以预防、减轻、终止组织细胞的损伤。实验表明还原型谷胱甘肽可在治疗肝硬化患者时能显著降低血清IL-6与IL-8水平，而促进肝功能恢复的作用[13]。还有实验研究表明还原型谷胱甘肽可通过抑制CPB对中性粒细胞NFKB激活，降低ICAM1表达[14]。还原型谷胱甘肽可以降低急性胰腺炎引起的全身炎症反应及降低细胞因子IL-6、IL-8、TNF-α水平[15]。

促炎细胞因子IL-8、IL-6是CPB期间引起SIRS的关键因素，并能够反映CPB后SIRS的炎症水平。本实验中实验组患者应用还原型谷胱甘肽后在CPB期间血清IL-8、IL-6水平较对照组患者的水平明显降低，差异有统计学意义，因此可以推断还原型谷胱甘肽注射液能够打断炎症反应的恶性循环，抑制全身炎症反应的进一步发展，从而减轻CPB期间SIRS的程度。

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