靶控輸注異丙酚在心臟瓣膜置換術(shù)中對(duì)炎癥反應(yīng)中性粒細(xì)

1、靶控輸注異丙酚在心臟瓣膜置換術(shù)中對(duì)炎癥反應(yīng)中性粒細(xì)胞的抗氧化作用賈鶴齡 冷玉芳蘭州大學(xué)第一醫(yī)院麻醉科 730000【摘要】 目的 探討體外血循環(huán)下心臟瓣膜置換術(shù)靶控輸注異丙酚后對(duì)患者外周血白介素-8（IL-8）、血清丙二醛（MDA）的濃度及超氧化物歧化酶（SOD）的活性變化 方法 擇期行心臟瓣膜置換術(shù)患者60例（ASA級(jí)）隨機(jī)分為異丙酚組（P組）和對(duì)照組(C組)，每組30例。P組在麻醉誘導(dǎo)后靶控輸注初始血藥濃度為2.5µg·ml-1的異丙酚，根據(jù)病人麻醉深度調(diào)整異丙酚血漿靶濃度，最大可達(dá)3.4µg·ml-1，同時(shí)復(fù)合枸櫞酸芬太尼、維庫溴銨維持麻醉。C組術(shù)

2、中間斷靜注咪唑安定、枸櫞酸芬太尼、維庫溴銨維持麻醉。分別于麻醉誘導(dǎo)后（T1）、主動(dòng)脈阻斷后30min（T2）、主動(dòng)脈開放時(shí)（T3）、CPB停機(jī)后30min（T4）、90min（T5）抽取患者中心靜脈血，用酶聯(lián)免疫吸附法（ELISA）測(cè)定血清IL-8的濃度變化。用硫代巴比妥酸比色法測(cè)定MDA的濃度；用黃嘌呤氧化酶法測(cè)定SOD的活性。結(jié)果 ：IL-8、MDA：兩組在CPB后均顯著升高（P0.05、P0.01），且C組明顯高于P組（P0.01）；SOD：兩組在CPB后均顯著升高（P0.05、P0.01），且C組明顯低于P組（P0.01）。中性粒細(xì)胞數(shù)：兩組在CPB后均顯著升高（P0.01），且C組明

3、顯高于P組（P0.01）。 結(jié)論 異丙酚可通過抑制中性粒細(xì)胞IL-8、MDA的釋放，促進(jìn)SOD的釋放而減少炎性介質(zhì)的合成，從而拮抗過度的全身炎癥反應(yīng)，對(duì)機(jī)體發(fā)揮保護(hù)作用。【關(guān)鍵詞】藥物投與系統(tǒng)；二異丙酚；心肺轉(zhuǎn)流術(shù)；IL-8；MDA；SOD心臟瓣膜置換術(shù)所致的術(shù)后患者全身炎癥反應(yīng)(systemic inflammatory response，SIR)是心臟外科工作中常見的臨床問題。因手術(shù)創(chuàng)傷大，體外循環(huán)(Cardiopulmonary bypass, CPB)又是一種非生理性的循環(huán)方式，故由此誘發(fā)的全身炎癥反應(yīng)綜合癥(systemic inflammatory response syndrom

4、，SIRS)是導(dǎo)致全身各組織器官損傷的重要原因。近年來研究表明，在急性炎癥中，氧自由基可促使中性粒細(xì)胞又稱多核白細(xì)胞(PMN)凋亡減少，這就使PMN被持續(xù)激活，從而使SIR加劇。異丙酚(Propofol)具有麻醉、抗氧化、清除氧自由基和抑制中性粒細(xì)胞(PMN)的功能及致炎細(xì)胞因子的釋放等作用。本試驗(yàn)將異丙酚用于CPB下行心臟瓣膜置換術(shù)的患者，通過觀察白介素-8（IL-8）、血清丙二醛（MDA）的濃度及超氧化物歧化酶（SOD）的活性變化，探討異丙酚在心臟瓣膜置換術(shù)中對(duì)PMN抗氧化作用的影響及其對(duì)機(jī)體保護(hù)作用，為心臟外科麻醉合理用藥及改善患者SIR，降低手術(shù)后的并發(fā)癥提供理論依據(jù)。材料與方法60例

5、ASA或級(jí)、擬在體外循環(huán)(CPB)下行瓣膜置換術(shù)的風(fēng)濕性心臟瓣膜病成年患者，術(shù)前未見合并冠心病、糖尿病、肝腎功能不全、呼吸系統(tǒng)疾病或感染性疾病，未使用糖皮質(zhì)激素，排除瓣膜病再次行瓣膜置換術(shù)者和主動(dòng)脈阻斷時(shí)間<40min及CPB時(shí)間<60 min的患者，隨機(jī)分為異丙酚組（P組）和對(duì)照組(C組)，各30例。P組異丙酚（批號(hào)：BX809,AstraZeneca公司，瑞典）以2.5 µg·ml-1血漿靶濃度持續(xù)靶控輸注，兩組患者均予咪達(dá)唑侖、芬太尼、維庫溴銨維持麻醉。分別于麻醉誘導(dǎo)后即刻（T1）、CPB停機(jī)后30 min(T2)采集上腔靜脈血2ml，離心(3500r/m

6、in)5min后采集血清，置于-20深低溫冰箱保存，待成批后將保存好的血清于測(cè)定前室溫復(fù)融，按說明書上的步驟用酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)測(cè)定IL-8；用硫代巴比妥酸比色法測(cè)定MDA的濃度；用黃嘌呤氧化酶法測(cè)定SOD的活性。應(yīng)用SF3000全自動(dòng)血液分析儀(Sysmex公司，日本)測(cè)定PMN相對(duì)數(shù)。采用SPSS 10.0統(tǒng)計(jì)軟件，計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示，組內(nèi)比較采用配對(duì)t檢驗(yàn)，組間比較采用成組t檢驗(yàn)，計(jì)數(shù)資料比較采用X2檢驗(yàn)，P0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。結(jié)果1. 中性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，CPB前兩組患者中性粒細(xì)胞數(shù)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P> 0.05)；

7、CPB后兩組患者中性粒細(xì)胞數(shù)均有所升高(P< 0.01)，且對(duì)照組中性粒細(xì)胞數(shù)明顯高于異丙酚組(P< 0.01)，見表1表1 兩組患者CPB前后中性粒細(xì)胞數(shù)計(jì)數(shù)的變化(%. n=20，±s)Table-1 Comparison of neutrophil count in two group at different time組別CPB前CPB后C組61.16±10.0093.71±5.39*P組59.48±8.7271.78±6.13* 與CPB前組內(nèi)比較* P0.05;* P0.01. 與對(duì)照組（C組）相比較P0.05; P0.

8、01.2. IL-8兩組病人血清IL-8含量，在T1、T2時(shí)間點(diǎn)差別無顯著性意義(P>0.05),在T3T5時(shí)間點(diǎn)兩組差異有顯著性(P<0.05)。組內(nèi)比較，兩組T3T5時(shí)間點(diǎn)與T1比較差異具有顯著性(P<0.05)，CPB后明顯升高，T5點(diǎn)血清IL-8含量達(dá)峰值。組間比較，對(duì)照組T3T5時(shí)間點(diǎn)明顯高于異丙酚組，差異具有顯著性(P<0.05)。見表2。表2 不同時(shí)間兩組患者血清IL-8濃度的變化（ng/ml. n=20，±s）Table-2 Serum IL-8 in two group at different time組別T1T2T3T4T5C組2.04&

9、#177;3.272.05±3.328.24±3.63*19.04±5.89*92.21±4.12*P組2.07±6.242.05±4.915.99±4.71*16.57±7.21*78.20±7.91*與同組T1比較，* P0.05;* P0.01; 與C組比較，P0.05.3. MDA兩組病人血清MDA含量，在T1時(shí)間點(diǎn)差別無顯著性意義(P>0.05),在T2T5各時(shí)間點(diǎn)血清MDA含量均顯著升高(P<0.05)。組內(nèi)比較，兩組T2T5時(shí)間點(diǎn)與T1比較差異具有顯著性(P<0.05)，C

10、PB后明顯升高，T4時(shí)間點(diǎn)血清MDA含量達(dá)峰值。組間比較，對(duì)照組T2T5時(shí)間點(diǎn)明顯高于異丙酚組，差異具有顯著性(P<0.05)，見表3。表3 不同時(shí)間兩組患者血清MDA濃度的變化（nmol/ml. n=20，±s）Table-2 Serum MDA in two group at different time組別T1T2T3T4T5C組3.43±0.725.91±1.18*8.51±0.81*9.43±1.65*7.43±1.64*P組3.32±0.875.28±1.186.47±0.87*7.44

11、±1.68*5.83±0.76*與同組T1比較，* P0.05;* P0.01; 與C組比較，P0.05.4. SOD兩組病人血清SOD含量，在T1時(shí)間點(diǎn)差別無顯著性意義(P>0.05),在T2T5時(shí)間點(diǎn)兩組差異有顯著性(P<0.05)。組內(nèi)比較，兩組T2T5各時(shí)間點(diǎn)與T1比較SOD含量均顯著升高(P<0.05)，CPB后明顯升高，T3點(diǎn)血清SOD含量達(dá)峰值。組間比較，對(duì)照組T2T5時(shí)間點(diǎn)明顯低于異丙酚組，差異具有顯著性(P<0.05),見表4。表4 不同時(shí)間兩組患者血清SOD濃度的變化（fmol/ml. n=20，±s）Table-4 S

12、erum SOD in two group at different time組別T1T2T3T4T5C組98.72±18.34108.97±21.76*157.58±19.53*149.71±20.41*128.53±22.07*P組99.03±18.51178.69±21.67*257.86±19.47*202.29±23.57*146.72±21.93*與同組T1比較，* P0.05;* P0.01; 與C組比較，P0.05; P0.01. 討論正常情況下機(jī)體產(chǎn)生少量的自由基，由于機(jī)體有“

13、抗氧化防御系統(tǒng)”，不至對(duì)機(jī)體造成大的危害。正常情況下機(jī)體產(chǎn)生少量的自由基，由于機(jī)體有“抗氧化防御系統(tǒng)”，不致對(duì)機(jī)體造成大的危害。而心臟瓣膜置換術(shù)圍手術(shù)期麻醉、手術(shù)創(chuàng)傷和CPB等都會(huì)引起細(xì)胞和體液的各種級(jí)聯(lián)反應(yīng)，從而導(dǎo)致SIR。由于CPB過程中與CPB管道非生理性人工界面1的接觸、血液稀釋、低血壓、低溫和機(jī)械破壞等多種因素都會(huì)導(dǎo)致補(bǔ)體系統(tǒng)、凝血/纖溶系統(tǒng)和激肽系統(tǒng)的激活，繼而包括單核/巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、淋巴細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞等細(xì)胞防御系統(tǒng)也被激活2。這些被激活的系統(tǒng)釋放出包括細(xì)胞因子，脂類代謝物，蛋白酶類，氧自由基，粘附分子以及補(bǔ)體等炎癥介質(zhì)3。這種炎癥反應(yīng)起初是作為一種機(jī)體的防御機(jī)制，但過多的

14、激活會(huì)導(dǎo)致組織損傷和器官功能的障礙。IL-8是一種多源性的致炎細(xì)胞因子，由IL-1、TNF-、內(nèi)毒素、脂多糖和內(nèi)皮細(xì)胞合成和分泌，是一系列在損傷反應(yīng)中對(duì)免疫、血液、代謝有重要影響的內(nèi)源性物質(zhì)。中性粒細(xì)胞在CPB中的過度增殖，IL-8是典型的炎癥介質(zhì)，其主要靶細(xì)胞就是中性粒細(xì)胞，它是中性粒細(xì)胞的主要趨化因子4，具有有力的化學(xué)吸引力，可使中性粒細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞粘附所必需的中性粒細(xì)胞粘附分子CD11b/CD18的表達(dá)上調(diào)，并刺激中性粒細(xì)胞脫顆粒釋放蛋白溶解酶和產(chǎn)生有害的氧自由基5，導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞和周圍組織損傷，同時(shí)自由基的增加又可直接誘導(dǎo)IL-8的轉(zhuǎn)錄和復(fù)制，加速IL-8的合成和釋放6，而自由基的增加又

15、可加重炎癥反應(yīng)和促進(jìn)IL-8等細(xì)胞因子釋放，形成惡性循環(huán)和連鎖放大效應(yīng)7。MDA是氧自由基攻擊生物膜中的不飽和脂肪酸形成的脂質(zhì)過氧化物，測(cè)定其血漿水平可反映機(jī)體內(nèi)脂質(zhì)過氧化程度，間接反映出細(xì)胞受氧自由基損傷的程度。而SOD能清除氧自由基，保護(hù)細(xì)胞免受損傷，SOD活性的高低可間接反映機(jī)體清除自由基的能力。兩者結(jié)合分析有助于判斷脂質(zhì)過氧化及炎性損傷的程度。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，兩組CPB時(shí)MDA水平明顯比CPB前升高(P<0.01) (見表3),且血漿MDA水平在T4時(shí)間點(diǎn)明顯升高。SOD在CPB期間明顯升高(P<0.05) (見表4)，于T3時(shí)間點(diǎn)達(dá)峰值。從上述IL-8與MDA的關(guān)系來看，

16、異丙酚通過滅活和清除自由基，抑制MDA的形成，有效抑制IL-8等致炎細(xì)胞因子的合成和釋放，從而阻斷了IL-8與炎癥反應(yīng)和自由基之間的惡性循環(huán)及連鎖反應(yīng)，起到減輕組織損傷的作用。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示兩組IL-8的水平從CPB開始時(shí)就開始增加，并隨CPB時(shí)間的延長(zhǎng)不斷升高，但異丙酚組明顯低于對(duì)照組 (見表2) ，差異具有顯著性(P<0.05)。從兩組CPB前后中性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)的變化結(jié)果(見表1)可以看出，CPB后兩組病人血液循環(huán)中游離的中性粒細(xì)胞數(shù)明顯較CPB前增加，差異具有顯著性(P<0.05)。由于低溫、缺氧等因素的影響，細(xì)胞內(nèi)ATP生成減少和細(xì)胞內(nèi)鈣超載，使血管內(nèi)皮細(xì)胞釋放粘附分子等炎癥

17、介質(zhì)，引起中性粒細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞的相互作用8，消耗大量的氧，產(chǎn)生大量氧自由基而發(fā)生“呼吸爆發(fā)”，同時(shí)經(jīng)過粘附分子家族中的選擇素、粘合素及免疫球蛋白超家族的作用，又增強(qiáng)了中性粒細(xì)胞與血管內(nèi)皮細(xì)胞的粘附，使內(nèi)皮細(xì)胞發(fā)生活化/損傷。此外，粘附的中性粒細(xì)胞可被致炎細(xì)胞因子如IL-8等進(jìn)一步激活，使中性粒細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞的粘附力減弱，隨后中性粒細(xì)胞伸出偽足探測(cè)內(nèi)皮細(xì)胞間連接阻力較弱的部位并穿過該部位，接近血管外空間，從而導(dǎo)致中性粒細(xì)胞在組織器官內(nèi)的滯留和聚集9。中性粒細(xì)胞可通過釋放細(xì)胞內(nèi)顆粒蛋白酶、毒性氧自由基和花生四烯酸代謝產(chǎn)物等導(dǎo)致組織損傷的產(chǎn)物來破壞內(nèi)皮細(xì)胞和內(nèi)皮下基質(zhì)導(dǎo)致組織損傷10。中性粒細(xì)胞釋放

18、的彈性蛋白酶和金屬蛋白酶、組織蛋白酶G、溶菌酶和髓過氧化物酶等可“消化”內(nèi)皮下組織。同時(shí)，TNF-、IL-1和IFN-可改變蛋白溶解酶和內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生的抗蛋白溶解酶的平衡，促使基底膜蛋白的降解，致使中性粒細(xì)胞能夠順利穿過內(nèi)皮細(xì)胞基底膜，中性粒細(xì)胞釋放的彈性蛋白酶也可使血管內(nèi)皮細(xì)胞間的聯(lián)結(jié)崩解，細(xì)胞溶解壞死，造成血管基底膜的損傷11，進(jìn)一步導(dǎo)致毛細(xì)血管通透性增加，組織損傷。另外由于心肺等器官的缺血-再灌注，再灌注的組織重新獲得氧供應(yīng)，激活的中性粒細(xì)胞耗氧量顯著增加，產(chǎn)生大量氧自由基,攻擊細(xì)胞膜磷脂和不飽和脂肪酸，引起脂質(zhì)過氧化反應(yīng)并生成脂質(zhì)過氧化物，導(dǎo)致膜結(jié)構(gòu)的破壞和通透性的增加12。Murphy

19、等13用電子旋轉(zhuǎn)共振(ESR)的方法證實(shí)人血漿中加入異丙酚能顯著增加血漿的抗氧化能力，其中維生素E(VitE)是重要的內(nèi)源性O(shè)FR清除劑，在體內(nèi)能起到OFR捕獲的作用。Green等14發(fā)現(xiàn)了異丙酚的活性成分，其化學(xué)結(jié)構(gòu)類似已知的OFR清除劑丁羥基甲苯和VitE，具有與自由基清除劑-生育酚和丁羥基甲苯相似的酚羥基結(jié)構(gòu)，在自由基反應(yīng)體系中，酚結(jié)構(gòu)均可通過羥基上氧原子轉(zhuǎn)移成為低反應(yīng)性的苯氧基團(tuán)，生成2，6-二異丙基氧基團(tuán)，使自由基滅活和清除。又由于異丙酚具有良好的脂溶性，可進(jìn)入脂膜和胞內(nèi)疏水區(qū)，代替內(nèi)源性-生育酚抑制脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，有效阻斷MDA的積聚。國(guó)內(nèi)學(xué)者張?jiān)姾５?5的研究也表明臨床劑量的異丙

20、酚能夠有效地清除自由基，顯著降低CPB中自由基的活性，具有麻醉和減輕CPB中自由基損害的雙重功效。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，異丙酚組MDA水平明顯比對(duì)照組明顯降低(P<0.05) (見表3),而異丙酚組SOD水平明顯高于對(duì)照組 (P<0.01) (見表4)，說明應(yīng)用異丙酚可以提高SOD活性，降低血清MDA的濃度，提示異丙酚具有減輕自由基對(duì)組織的損傷作用。綜上，心臟瓣膜置換術(shù)圍手術(shù)期間使用異丙酚不僅可以起到滿意的麻醉鎮(zhèn)靜作用，還可通過影響中性粒細(xì)胞的效應(yīng)作用、促/抗炎細(xì)胞因子水平、氧自由基等炎性反應(yīng)的多個(gè)環(huán)節(jié)起到抑制炎癥反應(yīng)，減輕組織損傷的作用。對(duì)由于手術(shù)過程中感染或非感染因素導(dǎo)致的機(jī)體過度失

21、控的全身炎癥反應(yīng)的發(fā)生有一定的預(yù)防作用。故在心臟外科手術(shù)麻醉中應(yīng)用異丙酚具有重要的臨床意義。參考文獻(xiàn)1. El Habbal MH et al. Cardiovasc res,1995;29:1022. Yamazaki T, Ooshima H, Usui A, et al. Protective effects of ONO-5046Na, a specific neutrophil elastase inhibitor, on postperfusion lung injury. Ann Thorac Surg, 1999,68:2141-21463. Picone AL, Lutz C

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