心肌損傷是心臟手術引起的主要并發癥之一。手術操作、全身炎性反應和心肌缺血-再灌注是造成心肌損傷的主要因素。輕柔而迅速的手術操作能減輕機械因素對心肌的損傷，縮短心肌缺血時間，從而減輕缺血-再灌注對心肌的損傷。良好的心肌保護效果是患者術后恢復的關鍵因素。近年來，通過調節心臟保護液的溫度、成分、灌注方法而增加心肌氧供、降低氧耗、抑制炎性反應、清除氧自由基，并使用藥物啟動心肌細胞內源性保護機制，從而減輕心肌缺血-再灌注損傷，改善心肌保護效果。
引用本文： 肖乾慧, 熊際月, 秦臻, 杜磊. 心肌缺血的病理生理與心肌保護. 中國胸心血管外科臨床雜志, 2014, 21(5): 681-685. doi: 10.7507/1007-4848.20140195 復制
手術操作和缺血-再灌注是導致心肌損傷的兩個因素[1]。外科醫生在心肌保護中扮演著十分重要的角色。滿意的心血管畸形矯正能促進術后心功能的恢復，而輕柔的手術操作能減輕機械因素對心肌的損傷。術中為獲得無血手術視野，便于精細操作，外科醫生須將升主動脈鉗閉，阻斷冠狀動脈血液循環，使心肌處于缺血、缺氧狀態。心內操作完成后開放升主動脈，恢復冠狀動脈血流。這種缺血和再灌注過程導致的心肌損傷是患者術后早期死亡的主要原因之一[2]。為此，多年來許多學者致力于心肌保護的研究，以期在獲得無血手術視野的同時，又能使心肌得到妥善保護，促進患者的術后恢復。現對心肌缺血的病理生理與心肌保護進行綜述。
1 心肌細胞損傷
心肌缺血導致的心肌細胞損傷是一個漸進的過程，大致可分為兩個階段，輕度缺血期（缺血早期）：特點是能量供求的快速失衡[3]。缺氧導致有氧代謝停止，無氧代謝啟動。三磷酸腺苷（ATP）含量下降，ATP敏感性鉀通道（KATP）開放。KATP通道開放引起動作電位抑制（Ⅱ相縮短），鈣離子內流減少，心肌收縮被抑制，氧需求降低，因此，能勉強與有限的能量匹配。缺血早期引起的這些變化具有心肌保護作用，如使用缺血預處理，能夠啟動同樣的變化，進一步增強對缺血的耐受[4]。此期約為10?min左右。在此期間心臟恢復再灌注后，心肌代謝、收縮功能、細胞內外離子的平衡能快速恢復正常，一般不會導致心肌損傷?[5]。
隨著缺血時間延長，心肌進入嚴重缺血期，特點是ATP進一步降解，大量產生腺苷，并由心肌細胞內轉運至細胞外，H+堆積，細胞內酸中毒，無氧糖酵解被抑制，鈉鉀ATP酶（Na+/K+ATPase）活性抑制，心肌細胞內K+丟失，Na+大量進入細胞內造成超載[6]。如在此期間進行再灌注，心肌需要更長的時間恢復，可能導致心肌“頓抑”（stunning）。如缺血時間延長大于30 min，再灌注后可能導致細胞結構和可逆性代謝改變，如心肌細胞壞死、凋亡，細胞內酶——磷酸肌酸同工酶（CK-MB）、肌鈣蛋白（cTn）漏出[5, 7]。嚴重缺血后再灌注將激活局部炎性反應，導致循環中血細胞成分與血管內皮細胞相互作用，引起內皮細胞損傷，心肌壞死，并啟動細胞凋亡程序[8]；甚至冠狀動脈內皮細胞嚴重損傷將會抑制再灌注，導致無再流現象（no-reflow phenomenon）[9]。不同心肌缺血期的病理生理變化見表 1。
表1
心肌缺血程度與病理生理變化
2 冠狀動脈血管內皮細胞損傷
維持冠狀動脈血管內皮細胞的完整對心肌保護十分重要。內皮細胞損傷能引起毛細血管通透性增高，組織水腫，血管活性物質釋放，微循環灌注下降[10]。
2.1 缺血損傷
低氧可通過多種途徑損傷血管內皮細胞[11-13]：①抑制蛋白質和ATP合成。隨著無氧代謝增加，細胞內和細胞間酸中毒導致合成進一步下降。②內皮細胞通過釋放白細胞介素1α（IL-1α）而促進中性粒細胞黏附分子，如E-選擇素和細胞間黏附分子-1的表達，導致炎性反應加強。③即使在氧分壓很低的情況下，氧自由基仍能夠合成，內皮細胞被激活或損傷。④啟動內皮細胞凋亡程序[11]。內皮屏障功能的損傷可能導致血管周圍和組織水腫，其結果會改變心臟停搏液的分布，再灌注后冠狀動脈血流量降低。
2.2 再灌注損傷
再灌注引起內皮細胞的損傷加劇，甚至引起不可逆損傷。氧自由基的爆發常發生在再灌注后15?s時，大量自由基形成不僅導致血管內皮細胞廣泛破壞，而且血管活性物質如血小板活化因子（PAF）合成增加，引起炎性反應放大[5, 14]。洪流般的氧自由基還會引起轉錄因子-核因子κB（NF-κB）的激活，促進各種炎性細胞因子和血管活性物質表達，從而加劇缺血-再灌注損傷[6, 15]。
再灌注后2～3 h，中性粒細胞在內皮細胞上的募集和黏附達高峰，它們釋放大量氧自由基和蛋白分解酶，破壞細胞和細胞間基質，導致內皮層的屏障功能被摧毀，內皮細胞和心肌細胞水腫，心肌功能顯著下降[14, 16]。再灌注過程中，血管收縮、舒張平衡也被打破，使其傾向于血管收縮，進一步加劇再灌注損傷；見表 2。
表2
缺血-再灌注損傷后血管收縮、舒張物質之間的失衡
3 心肌保護措施
近年來心肌保護措施日趨成熟，仍有一些高危患者在術后發生低心排血量綜合征。心肌保護的原則是根據缺血-再灌注導致心肌損傷變化制定，見表 3。為延長缺血后第一階段的變化時間，需要降低氧耗，增加氧供，并在缺血前啟動心肌內源性保護機制[17]。為減輕心肌再灌注損傷，保護血管內皮細胞完整，需要在缺血期和再灌注期抑制氧自由基形成，抑制細胞內Ca++超載，并使用抗炎措施抑制白細胞-內皮細胞的黏附[18]。
表3
心肌保護的原則和措施
3.1 含血心臟停搏液
含血心臟停搏液能提高氧的運載能力，增加心肌攝氧量，促進高能磷酸鹽合成。研究顯示[19-21]，與晶體心臟停搏液比較，含血心臟停搏液在阻斷期間能促進心肌的有氧代謝，減少無氧代謝引起的乳酸生成。血液比例的增高意味著心肌氧供增加，因此，含血心臟停搏液中血液與晶體液的比例由2:1變為4:1或8:1。Albert等[22]僅使用調整好電解質濃度的全血配方進行灌注，取得了滿意的保護效果。
3.2 溫血外科
關于心臟停搏液合適溫度的爭論由來已久[23]。Sanada等[24]對比了冷（9 ℃）、溫（29 ℃）、常溫（37 ℃）含血心臟停搏液對心肌代謝的影響發現：常溫含血心臟停搏液組心肌的氧耗量和乳酸生成量最多，冷血心臟停搏液組最少。但溫血心臟停搏液組早期左心室功能恢復最好，提示這種心臟停搏液能更有效減少心肌代謝，促進心功能恢復。另外，與冷血心臟停搏液相比，溫血心臟停搏液能減少室性心律失常的發生和血液丟失。
近年來的研究顯示[25]，低溫能影響酶的活性，損傷線粒體能量合成。因此，標準的間斷冷心臟停搏液技術可能導致術后心肌代謝和功能恢復延遲。冷血心臟停搏液改進為溫血誘導心臟停搏，開放前再次使用溫血心臟停搏液灌注能顯著改善心臟功能。
3.3 逆行性灌注技術
經冠狀靜脈竇逆行性灌注心臟停搏液能提高梗塞部位，尤其是心內膜下心臟停搏液的分布。逆行灌注的理論簡單，但合理、正確的使用并不容易，它需要正確的放置灌注管，灌注時需要維持可以接受的灌注壓，一般小于40 mm Hg，以防止血管周圍出血、水腫。然而，由于心臟最小靜脈等血管能夠直接將血液分流至動脈和心室內，逆行灌注的有效性（特別是右心室）受到限制。為最大限度地減少心肌乳酸生成，常溫心臟停搏液的逆行灌注速度需要100?ml/min以上，以補償生理性分流。盡管如此，逆行灌注仍然成功用于冠狀動脈旁路移植術和心瓣膜置換術患者[26-28]。
為提高冠狀動脈的灌注，又提出了順行性灌注聯合逆行性灌注方法。與單純順行性灌注比較，這種灌注方法能明顯降低高危患者冠狀動脈旁路移植術后并發癥的發生率，但對早期和晚期的死亡率無影響[29]。然而一個前瞻性雙盲研究顯示：與間斷順行性灌注比較，順行性聯合逆行性灌注并不能提高心肌保護效果，心肌損傷標志物的釋放和術后患者的恢復情況兩組差異無統計學意義[30]。
3.4 心肌缺血預處理和缺血后處理
缺血預處理本質是預先給予心肌一個亞致死刺激，該刺激類似觸發機制，啟動多種途徑對心肌產生保護作用[31]。這是目前所知的最強的內源性保護機制[24]。但由于缺血預處理需要暫時阻斷心臟血液供應，這在臨床中常很難進行，應用過程中還涉及到倫理問題，因此，直接將其用于臨床受到限制。為避免這種局限，目前臨床和研究中常使用藥物啟動保護機制中的信號通路。幾種膜受體參與了預處理的保護機制，如α1腎上腺素能受體和β腎上腺素能受體、鴉片受體和腺苷A1、A3受體。
腺苷通過激活腺苷A1、A3受體-蛋白激酶C（PKC）通路而產生預處理效應。使用腺苷預處理能減少CK-MB釋放，促進術后心功能的恢復。但這種處理不足以產生理想的保護效果，也不能明顯減少肌鈣蛋白Ⅰ的釋放。另外，由于腺苷的藥理作用選擇性差，可能引起低血壓、心律失常、腎血管收縮和痛覺過敏等不良反應[25, 32]。
使用鴉片類藥激活鴉片受體（δ受體）也能提高心肌保護效果，其保護強度與缺血預處理和腺苷預處理效果相當，如與缺血預處理聯合使用，能進一步提高保護效果。但如先給予鴉片受體阻斷劑納絡酮，則這種保護能被抑制，提示鴉片受體激活可能是缺血預處理對心肌保護的一種機制[33]。
近年來有研究顯示[34-35]，吸入麻醉藥如異氟烷、地氟烷和七氟烷也具有較好的心肌保護效果，保護機制可能是吸入麻醉藥能誘導出與缺血預處理一樣的內源性保護機制，如KATP開放，但這一理論仍有待于進一步證實[29]。
缺血后處理是近年來提出的一種心肌保護方法，處理方法是在再灌注開始后的短時間內對心肌進行反復短暫的缺血干預，以減輕再灌注損傷。臨床前實驗證實[36]，缺血后處理具有確切的心肌保護效果，保護強度與缺血預處理相當。其保護機制可能通過抑制再灌注時的自由基堆積、抑制中性粒細胞的黏附、聚集、抑制心肌細胞的凋亡而發揮作用。缺血后處理可控性好、效果確切、操作方便。與缺血預處理相同，缺血后處理也存在倫理問題，其實施時間、方法和作用機制尚不明確，可行性和有效性也缺乏臨床試驗證實。
3.5 抑制炎性反應
血管內皮細胞和中性粒細胞的相互作用在心肌缺血-再灌注損傷中占有重要的地位[37-38]，因此，抑制兩者的活化和相互黏附已成為心肌保護的重要手段之一。L-選擇素、P-選擇素和CD11b/CD18是中性粒細胞膜表面表達的主要黏附分子，細胞間黏附分子-1（ICAM-1）在血管內皮細胞膜表面表達，這些黏附分子均參與了血管內皮細胞和中性粒細胞的相互作用。使用CD18單克隆抗體，阻斷CD11b/CD18的藥理活性，或使用L-選擇素、P-選擇素、ICAM-1單克隆抗體均能減少中性粒細胞在心肌組織的聚集，減輕心肌再灌注損傷，提高心肌保護效果[39]。
白細胞濾器能機械性去除白細胞，減輕心肌再灌注損傷，顯示出較好的心肌保護作用[18]。白細胞濾器可安裝于體外循環環路中，持續使用，也可用于體外循環開始或主動脈開放時，或僅用于過濾含血心臟停搏液，以促進心臟功能的恢復。
3.6 激活一氧化氮/L-精氨酸通路
一氧化氮（NO）由一氧化氮合酶（NOS）以L-精氨酸為底物合成，它是一種具有多種生理活性的內源性小分子氣體物質，化學性質活潑。NO可抑制中性粒細胞、血小板的激活，抑制多種炎癥介質的產生[40-41]。研究發現[42]，NO能減輕心肌缺血-再灌注損傷，抑制心肌細胞凋亡。如在含血心臟停搏液中加入L-精氨酸能增加NO的生成，促進心室功能的恢復和心肌組織pH值的恢復速度，提高心肌保護效果[43]。
臨床研究中也證實了NO的心肌保護效果[44]。最近一項前瞻性研究對比了標準含血心臟停搏液和富含L-精氨酸含血心臟停搏液的心肌保護效果，結果顯示富含L-精氨酸的含血心臟停搏液能顯著減少心肌肌鈣蛋白T的釋放[45]。
4 總結和展望
目前的心肌保護技術使心臟手術后并發癥發生率和死亡率明顯下降。根據當前的試驗結果可以總結為：含血心臟停搏液對心肌的保護優于冷晶體心臟停搏液，在心臟停搏液中添加谷氨酸/天冬氨酸、抗氧化劑、NO供體、維持Ca++內穩態均能有效改善術后轉歸。心臟停搏液溫度和灌注方法的改進能進一步降低手術風險。但在高危患者的手術中，仍需不斷完善心肌保護方法和技術，以改善這類患者的預后。
缺血預處理在臨床中的應用依然受到限制，而使用各種激動劑激活細胞膜上受體，以模擬心肌缺血預處理效果的研究仍在進行。但現在要肯定藥物預處理在臨床常規應用為時過早。
有關心肌缺血保護的策略，在基礎研究和臨床應用之間存在一定的差距，盡管基礎研究已經從細胞水平、分子水平觀察到一些現象，也探索到許多有益于缺血心肌保護的機制，但將這些研究結果應用于臨床還存在很多問題。目前的研究結果提示，心肌缺血-再灌注損傷機制復雜，因此，聯合多種保護藥物和方法，從多種途徑阻斷心肌缺血-再灌注損傷的病理過程，才能更有效地保護心肌功能，改善患者的預后。
手術操作和缺血-再灌注是導致心肌損傷的兩個因素[1]。外科醫生在心肌保護中扮演著十分重要的角色。滿意的心血管畸形矯正能促進術后心功能的恢復，而輕柔的手術操作能減輕機械因素對心肌的損傷。術中為獲得無血手術視野，便于精細操作，外科醫生須將升主動脈鉗閉，阻斷冠狀動脈血液循環，使心肌處于缺血、缺氧狀態。心內操作完成后開放升主動脈，恢復冠狀動脈血流。這種缺血和再灌注過程導致的心肌損傷是患者術后早期死亡的主要原因之一[2]。為此，多年來許多學者致力于心肌保護的研究，以期在獲得無血手術視野的同時，又能使心肌得到妥善保護，促進患者的術后恢復。現對心肌缺血的病理生理與心肌保護進行綜述。
1 心肌細胞損傷
心肌缺血導致的心肌細胞損傷是一個漸進的過程，大致可分為兩個階段，輕度缺血期（缺血早期）：特點是能量供求的快速失衡[3]。缺氧導致有氧代謝停止，無氧代謝啟動。三磷酸腺苷（ATP）含量下降，ATP敏感性鉀通道（KATP）開放。KATP通道開放引起動作電位抑制（Ⅱ相縮短），鈣離子內流減少，心肌收縮被抑制，氧需求降低，因此，能勉強與有限的能量匹配。缺血早期引起的這些變化具有心肌保護作用，如使用缺血預處理，能夠啟動同樣的變化，進一步增強對缺血的耐受[4]。此期約為10?min左右。在此期間心臟恢復再灌注后，心肌代謝、收縮功能、細胞內外離子的平衡能快速恢復正常，一般不會導致心肌損傷?[5]。
隨著缺血時間延長，心肌進入嚴重缺血期，特點是ATP進一步降解，大量產生腺苷，并由心肌細胞內轉運至細胞外，H+堆積，細胞內酸中毒，無氧糖酵解被抑制，鈉鉀ATP酶（Na+/K+ATPase）活性抑制，心肌細胞內K+丟失，Na+大量進入細胞內造成超載[6]。如在此期間進行再灌注，心肌需要更長的時間恢復，可能導致心肌“頓抑”（stunning）。如缺血時間延長大于30 min，再灌注后可能導致細胞結構和可逆性代謝改變，如心肌細胞壞死、凋亡，細胞內酶——磷酸肌酸同工酶（CK-MB）、肌鈣蛋白（cTn）漏出[5, 7]。嚴重缺血后再灌注將激活局部炎性反應，導致循環中血細胞成分與血管內皮細胞相互作用，引起內皮細胞損傷，心肌壞死，并啟動細胞凋亡程序[8]；甚至冠狀動脈內皮細胞嚴重損傷將會抑制再灌注，導致無再流現象（no-reflow phenomenon）[9]。不同心肌缺血期的病理生理變化見表 1。
表1
心肌缺血程度與病理生理變化
2 冠狀動脈血管內皮細胞損傷
維持冠狀動脈血管內皮細胞的完整對心肌保護十分重要。內皮細胞損傷能引起毛細血管通透性增高，組織水腫，血管活性物質釋放，微循環灌注下降[10]。
2.1 缺血損傷
低氧可通過多種途徑損傷血管內皮細胞[11-13]：①抑制蛋白質和ATP合成。隨著無氧代謝增加，細胞內和細胞間酸中毒導致合成進一步下降。②內皮細胞通過釋放白細胞介素1α（IL-1α）而促進中性粒細胞黏附分子，如E-選擇素和細胞間黏附分子-1的表達，導致炎性反應加強。③即使在氧分壓很低的情況下，氧自由基仍能夠合成，內皮細胞被激活或損傷。④啟動內皮細胞凋亡程序[11]。內皮屏障功能的損傷可能導致血管周圍和組織水腫，其結果會改變心臟停搏液的分布，再灌注后冠狀動脈血流量降低。
2.2 再灌注損傷
再灌注引起內皮細胞的損傷加劇，甚至引起不可逆損傷。氧自由基的爆發常發生在再灌注后15?s時，大量自由基形成不僅導致血管內皮細胞廣泛破壞，而且血管活性物質如血小板活化因子（PAF）合成增加，引起炎性反應放大[5, 14]。洪流般的氧自由基還會引起轉錄因子-核因子κB（NF-κB）的激活，促進各種炎性細胞因子和血管活性物質表達，從而加劇缺血-再灌注損傷[6, 15]。
再灌注后2～3 h，中性粒細胞在內皮細胞上的募集和黏附達高峰，它們釋放大量氧自由基和蛋白分解酶，破壞細胞和細胞間基質，導致內皮層的屏障功能被摧毀，內皮細胞和心肌細胞水腫，心肌功能顯著下降[14, 16]。再灌注過程中，血管收縮、舒張平衡也被打破，使其傾向于血管收縮，進一步加劇再灌注損傷；見表 2。
表2
缺血-再灌注損傷后血管收縮、舒張物質之間的失衡
3 心肌保護措施
近年來心肌保護措施日趨成熟，仍有一些高危患者在術后發生低心排血量綜合征。心肌保護的原則是根據缺血-再灌注導致心肌損傷變化制定，見表 3。為延長缺血后第一階段的變化時間，需要降低氧耗，增加氧供，并在缺血前啟動心肌內源性保護機制[17]。為減輕心肌再灌注損傷，保護血管內皮細胞完整，需要在缺血期和再灌注期抑制氧自由基形成，抑制細胞內Ca++超載，并使用抗炎措施抑制白細胞-內皮細胞的黏附[18]。
表3
心肌保護的原則和措施
3.1 含血心臟停搏液
含血心臟停搏液能提高氧的運載能力，增加心肌攝氧量，促進高能磷酸鹽合成。研究顯示[19-21]，與晶體心臟停搏液比較，含血心臟停搏液在阻斷期間能促進心肌的有氧代謝，減少無氧代謝引起的乳酸生成。血液比例的增高意味著心肌氧供增加，因此，含血心臟停搏液中血液與晶體液的比例由2:1變為4:1或8:1。Albert等[22]僅使用調整好電解質濃度的全血配方進行灌注，取得了滿意的保護效果。
3.2 溫血外科
關于心臟停搏液合適溫度的爭論由來已久[23]。Sanada等[24]對比了冷（9 ℃）、溫（29 ℃）、常溫（37 ℃）含血心臟停搏液對心肌代謝的影響發現：常溫含血心臟停搏液組心肌的氧耗量和乳酸生成量最多，冷血心臟停搏液組最少。但溫血心臟停搏液組早期左心室功能恢復最好，提示這種心臟停搏液能更有效減少心肌代謝，促進心功能恢復。另外，與冷血心臟停搏液相比，溫血心臟停搏液能減少室性心律失常的發生和血液丟失。
近年來的研究顯示[25]，低溫能影響酶的活性，損傷線粒體能量合成。因此，標準的間斷冷心臟停搏液技術可能導致術后心肌代謝和功能恢復延遲。冷血心臟停搏液改進為溫血誘導心臟停搏，開放前再次使用溫血心臟停搏液灌注能顯著改善心臟功能。
3.3 逆行性灌注技術
經冠狀靜脈竇逆行性灌注心臟停搏液能提高梗塞部位，尤其是心內膜下心臟停搏液的分布。逆行灌注的理論簡單，但合理、正確的使用并不容易，它需要正確的放置灌注管，灌注時需要維持可以接受的灌注壓，一般小于40 mm Hg，以防止血管周圍出血、水腫。然而，由于心臟最小靜脈等血管能夠直接將血液分流至動脈和心室內，逆行灌注的有效性（特別是右心室）受到限制。為最大限度地減少心肌乳酸生成，常溫心臟停搏液的逆行灌注速度需要100?ml/min以上，以補償生理性分流。盡管如此，逆行灌注仍然成功用于冠狀動脈旁路移植術和心瓣膜置換術患者[26-28]。
為提高冠狀動脈的灌注，又提出了順行性灌注聯合逆行性灌注方法。與單純順行性灌注比較，這種灌注方法能明顯降低高危患者冠狀動脈旁路移植術后并發癥的發生率，但對早期和晚期的死亡率無影響[29]。然而一個前瞻性雙盲研究顯示：與間斷順行性灌注比較，順行性聯合逆行性灌注并不能提高心肌保護效果，心肌損傷標志物的釋放和術后患者的恢復情況兩組差異無統計學意義[30]。
3.4 心肌缺血預處理和缺血后處理
缺血預處理本質是預先給予心肌一個亞致死刺激，該刺激類似觸發機制，啟動多種途徑對心肌產生保護作用[31]。這是目前所知的最強的內源性保護機制[24]。但由于缺血預處理需要暫時阻斷心臟血液供應，這在臨床中常很難進行，應用過程中還涉及到倫理問題，因此，直接將其用于臨床受到限制。為避免這種局限，目前臨床和研究中常使用藥物啟動保護機制中的信號通路。幾種膜受體參與了預處理的保護機制，如α1腎上腺素能受體和β腎上腺素能受體、鴉片受體和腺苷A1、A3受體。
腺苷通過激活腺苷A1、A3受體-蛋白激酶C（PKC）通路而產生預處理效應。使用腺苷預處理能減少CK-MB釋放，促進術后心功能的恢復。但這種處理不足以產生理想的保護效果，也不能明顯減少肌鈣蛋白Ⅰ的釋放。另外，由于腺苷的藥理作用選擇性差，可能引起低血壓、心律失常、腎血管收縮和痛覺過敏等不良反應[25, 32]。
使用鴉片類藥激活鴉片受體（δ受體）也能提高心肌保護效果，其保護強度與缺血預處理和腺苷預處理效果相當，如與缺血預處理聯合使用，能進一步提高保護效果。但如先給予鴉片受體阻斷劑納絡酮，則這種保護能被抑制，提示鴉片受體激活可能是缺血預處理對心肌保護的一種機制[33]。
近年來有研究顯示[34-35]，吸入麻醉藥如異氟烷、地氟烷和七氟烷也具有較好的心肌保護效果，保護機制可能是吸入麻醉藥能誘導出與缺血預處理一樣的內源性保護機制，如KATP開放，但這一理論仍有待于進一步證實[29]。
缺血后處理是近年來提出的一種心肌保護方法，處理方法是在再灌注開始后的短時間內對心肌進行反復短暫的缺血干預，以減輕再灌注損傷。臨床前實驗證實[36]，缺血后處理具有確切的心肌保護效果，保護強度與缺血預處理相當。其保護機制可能通過抑制再灌注時的自由基堆積、抑制中性粒細胞的黏附、聚集、抑制心肌細胞的凋亡而發揮作用。缺血后處理可控性好、效果確切、操作方便。與缺血預處理相同，缺血后處理也存在倫理問題，其實施時間、方法和作用機制尚不明確，可行性和有效性也缺乏臨床試驗證實。
3.5 抑制炎性反應
血管內皮細胞和中性粒細胞的相互作用在心肌缺血-再灌注損傷中占有重要的地位[37-38]，因此，抑制兩者的活化和相互黏附已成為心肌保護的重要手段之一。L-選擇素、P-選擇素和CD11b/CD18是中性粒細胞膜表面表達的主要黏附分子，細胞間黏附分子-1（ICAM-1）在血管內皮細胞膜表面表達，這些黏附分子均參與了血管內皮細胞和中性粒細胞的相互作用。使用CD18單克隆抗體，阻斷CD11b/CD18的藥理活性，或使用L-選擇素、P-選擇素、ICAM-1單克隆抗體均能減少中性粒細胞在心肌組織的聚集，減輕心肌再灌注損傷，提高心肌保護效果[39]。
白細胞濾器能機械性去除白細胞，減輕心肌再灌注損傷，顯示出較好的心肌保護作用[18]。白細胞濾器可安裝于體外循環環路中，持續使用，也可用于體外循環開始或主動脈開放時，或僅用于過濾含血心臟停搏液，以促進心臟功能的恢復。
3.6 激活一氧化氮/L-精氨酸通路
一氧化氮（NO）由一氧化氮合酶（NOS）以L-精氨酸為底物合成，它是一種具有多種生理活性的內源性小分子氣體物質，化學性質活潑。NO可抑制中性粒細胞、血小板的激活，抑制多種炎癥介質的產生[40-41]。研究發現[42]，NO能減輕心肌缺血-再灌注損傷，抑制心肌細胞凋亡。如在含血心臟停搏液中加入L-精氨酸能增加NO的生成，促進心室功能的恢復和心肌組織pH值的恢復速度，提高心肌保護效果[43]。
臨床研究中也證實了NO的心肌保護效果[44]。最近一項前瞻性研究對比了標準含血心臟停搏液和富含L-精氨酸含血心臟停搏液的心肌保護效果，結果顯示富含L-精氨酸的含血心臟停搏液能顯著減少心肌肌鈣蛋白T的釋放[45]。
4 總結和展望
目前的心肌保護技術使心臟手術后并發癥發生率和死亡率明顯下降。根據當前的試驗結果可以總結為：含血心臟停搏液對心肌的保護優于冷晶體心臟停搏液，在心臟停搏液中添加谷氨酸/天冬氨酸、抗氧化劑、NO供體、維持Ca++內穩態均能有效改善術后轉歸。心臟停搏液溫度和灌注方法的改進能進一步降低手術風險。但在高危患者的手術中，仍需不斷完善心肌保護方法和技術，以改善這類患者的預后。
缺血預處理在臨床中的應用依然受到限制，而使用各種激動劑激活細胞膜上受體，以模擬心肌缺血預處理效果的研究仍在進行。但現在要肯定藥物預處理在臨床常規應用為時過早。
有關心肌缺血保護的策略，在基礎研究和臨床應用之間存在一定的差距，盡管基礎研究已經從細胞水平、分子水平觀察到一些現象，也探索到許多有益于缺血心肌保護的機制，但將這些研究結果應用于臨床還存在很多問題。目前的研究結果提示，心肌缺血-再灌注損傷機制復雜，因此，聯合多種保護藥物和方法，從多種途徑阻斷心肌缺血-再灌注損傷的病理過程，才能更有效地保護心肌功能，改善患者的預后。
