引用本文： 駱璇, 薛云星, 田聰聰, 王東進. 遠端缺血預處理在心臟瓣膜手術中的心肌保護作用. 中國胸心血管外科臨床雜志, 2016, 23(8): 769-772. doi: 10.7507/1007-4848.20160185 復制
心肌缺血預適應（CIPC）是指心臟在短暫的（非致命性）缺血/再灌注適應后，減輕了其后再缺血/再灌注導致的損傷。這種保護作用已經被廣泛認可[1]。但由于其操作復雜，不易控制，并沒有實用價值。遠端缺血預適應（RIPC）是指在心臟承受長時間缺血之前，對遠端非心臟器官或組織進行短暫性的缺血適應，以減輕其后因體外循環而導致的心肌缺血對心肌的損傷。該方法簡單實用無創，但其保護的程度和效果仍在探索中。為了探討該種心肌保護方法的有效性，我們對72例行心臟瓣膜手術的患者進行了研究，將相關經驗總結如下。
1 資料與方法
1.1 臨床資料和分組
回顧性分析2014年2月至2015年4月72例在我院行心臟瓣膜手術的成年患者的臨床資料，男26例、女46例，年齡23～68歲，體重40～75 kg；行二尖瓣置換術35例，主動脈瓣置換術27例，雙瓣置換術10例。患者納入標準：（1）行主動脈瓣和/或二尖瓣成形或置換手術，合并三尖瓣成形或心房顫動射頻消融手術。（2）心功能Ⅱ或Ⅲ級，左心射血分數（LVEF） > 50%。（3）無冠心病、先天性心臟病及外周血管病史。（4）無既往心臟手術史。（5）肝腎功能正常。排除標準：（1）住院期間手術前心源性休克或心跳驟停的患者。（2）手術前肌鈣蛋白、心肌酶譜高于正常的患者。心房顫動患者均在手術中進行射頻消融，三尖瓣中度及以上關閉不全者均行三尖瓣成形術，手術、麻醉、體外循環均由同一組醫生完成。
將72例患者分為兩組：RIPC組，共42例，其中其中男14例、女28例，平均年齡（48.90±12.28）歲，標準血壓氣囊安置于右上肢，不充氣，常規麻醉誘導完成后，標準血壓氣囊安置于右上肢，氣囊壓力充至200 mm Hg，維持時間5 min，然后將壓力釋放至零，間隔5 min，重復3次，總共30 min；對照組30例，其中男10例、女20例，平均年齡（47.70±8.07）歲，將標準血壓氣囊安置于右上肢，不充氣，持續30 min。
本研究經南京大學醫學院附屬鼓樓醫院倫理委員會批準，患者均簽署知情同意書。
1.2 麻醉與體外循環方法
采用靜脈吸入復合麻醉，咪唑安定0.01～0.1 mg/kg，依托咪酯0.1～0.2 mg/kg，芬太尼10～20 μg/kg，維庫溴銨8 mg靜脈誘導，氣管插管。使用咪唑安定0.1 mg/(kg·h)、瑞芬太尼1 μg/（kg·min）和維庫溴銨0.1 mg/（kg·h）維持麻醉。使用StockertⅢ型體外循環機，Medtronic affinity-541成人膜式氧合器及其他配套設備，以500 ml林格液和1500 ml人工膠體預充。轉機中灌注流量維持在1.8～2.6 L/(min·m2)，維持平均動脈壓50～70 mm Hg，體溫30～32 ℃，紅細胞比容0.21～0.24。主動脈根部采用1 : 4冷血高鉀心臟停跳液（冰桶保溫10～20 ℃）按10～20 ml/kg順行性灌注，每隔30 min再次灌注首量的一半，如心臟停跳效果不好，可切開主動脈，直接在冠狀動脈開口處灌注。體外循環結束后，多巴胺和去甲腎上腺素分別作為一線二線循環支持用藥。
記錄兩組患者體外循環時間、升主動脈阻斷時間、使用多巴胺和去甲腎上腺素的人數，術前和出院前的EF分數、ICU留置時間、病房住院天數、術后并發癥和死亡率。同時，檢測術前（T0）、RIPC后30 min（T1）、體外循環結束后30 min（T2）、術后24 h（T3）、48 h（T4）、72 h（T5）的血肌鈣蛋白（cTNT）、磷酸肌酸激酶（CK-MB）的含量。
1.3 統計學分析
使用SPSS17.0統計軟件進行統計學分析，計量資料用均數±標準差（
2 結果
兩組患者術前年齡、性別、體重、術前房顫、抽煙人數、手術種類、體外循環時間、升主動脈阻斷時間和術前EF分數差異均無統計學意義（表 1），術后機械通氣、ICU留置時間、住院時間、使用血管活性藥物的人數以及出院時的EF差異均無統計學意義（表 2）。兩組均無死亡患者，各有1例二次開胸止血。比較RIPC組和對照組患者在T2和T3的cTNT（圖 1），RIPC組明顯低于對照組，差異有統計學意義[（0.86±0.23）ng/ml vs.（1.39±0.22）ng/ml，P=0.001；（1.10±0.34）ng/ml vs.（1.49±0.49）ng/ml，P=0.001]。比較RIPC組和對照組患者在T2、T3、T4的CK-MB（圖 2），RIPC組明顯低于對照組，差異有統計學意義[（59.74±18.30）mg/ml vs.（70.33±14.80）mg/ml，P=0.011；（33.40±13.45）mg/ml vs.（41.46±11.30）mg/ml，P=0.010；（18.92±9.47）mg/ml vs.（24.20±8.92）mg/ml，P=0.033]。其余時間點的兩組cTNT、CK-MB差異無統計學意義。
表1
兩組患者術前臨床資料比較（
表2
兩組患者術后臨床結果比較[
圖1
兩組患者血漿cTNT在各時間點的濃度
圖2
兩組患者血漿CK-MB在各時間點的濃度
3 討論
在體外循環心臟手術，心肌必然經歷缺血、缺血-再灌注的過程，因此尋找良好的心肌保護方法一直是人們關注的焦點。低溫、改進心臟停跳液、增加心肌能量底物等策略，可以一定程度減少缺血相關心肌損傷[1-2]。缺血預適應作為新的心肌缺血保護的方法[3]，雖被廣泛認可，但難以應用于臨床，而遠端缺血預適應[4-6]，作為缺血預適應的一種形式，由于它的無創、易于控制，迫切需要我們進一步探討其心肌保護作用。
體外循環導致的心肌缺血也稱作全心肌缺血，它的損傷分為兩個階段：（1）缺血階段：導致心肌頓抑、心肌壞死、生物膜損傷、線粒體-ATP合成障礙、Na-K-ATP泵、鈣泵活性下降。（2）再灌注階段，缺血心肌再灌注使得細胞內氧自由基產生增加，繼而發生缺血再灌注時鈣超載，氧自由基和鈣超載可再一次造成心肌損傷。心肌損傷最敏感的標志物是cTNT和CK-MB，前者在心肌損傷后才能透過細胞膜進入血液循環[7]，后者則反映心肌細胞膜的完整性，它的升高與心肌細胞的死亡和損傷相關聯[8]，兩者結合對于評價心肌的損傷程度更有說服力。
所有患者圍術期均未在心電圖上證實有急性心梗發生。圖 1、2顯示：CK-MB在體外循環結束后半小時已達到整個圍術期最高值，cTNT也接近最高，之后CK-MB便持續下降，cTNT在術后第一天達到高峰后也持續下降，說明體外循環手術過程對心臟的損傷起了最關鍵的作用。我們發現：RIPC組在體外循環后和術后第一天的cTNT和CK-MB均明顯低于對照組，說明體外循環對RIPC組造成的心肌損傷要小于普通對照組，也就是說遠端缺血預適應可以減少體外循環對心肌的損傷。
RIPC的心肌保護作用最早是由Przyklenk等[9]在狗的動物模型中證實。目前對CIPC的機制研究已較成熟[10-11]，但針對RIPC的機制研究并不明確，兩者調控網絡雖有所不同，但被認為有可能通過共同的靶向作用機制最后發揮作用[12]。RIPC的初始一過性缺血刺激作用于遠端血管床和組織，一方面可以刺激機體生成自體有效物質[包括腺苷、緩激肽、阿片、基質細胞衍生因子-1（SDF-1 α）等[13]和外泌體[14]入血，可以直接激活上行神經網絡，最終作用于遠端靶器官；此外，還可以激活抗炎癥、抗凋亡信號通路，影響相關基因轉錄，直接影響線粒體呼吸功能[15-16]，由此產生的體液、神經和系統調節機制，最后通過與缺血預處理（IPC）相類似的再灌注損傷修復激酶通路和活化因子增強通路，產生相應地抑制凋亡、促進線粒體呼吸功能等作用，從而產生心肌保護作用[17-18]。
之所以選擇此缺血預處理的方式，是根據Güna-ydin等[19]在2000年首先提出前臂加壓至300 mm Hg，持續3 min，反復兩個循環的方法。但因為麻醉誘導后，患者的血壓均低于150 mm Hg，本實驗選擇200 mm Hg已能夠使患者右上肢缺血缺氧，持續5 min和反復三個循環是為了讓患者局部達到充分缺血缺氧的時間，在釋放壓力后，可使得右上肢缺血肌肉產生的物質在再灌注時被血流沖出，送往全身，包括心臟組織[20]。
本研究雖然證明了RIPC對心肌有保護作用，但并沒有發現兩組患者的治療和預后有明顯的差異，這可能跟標本數少或對患者的治療水平有關。我們認為遠端缺血預處理作為一種無創，易于控制的方式對于體外循環后的心肌保護是可行的。
心肌缺血預適應（CIPC）是指心臟在短暫的（非致命性）缺血/再灌注適應后，減輕了其后再缺血/再灌注導致的損傷。這種保護作用已經被廣泛認可[1]。但由于其操作復雜，不易控制，并沒有實用價值。遠端缺血預適應（RIPC）是指在心臟承受長時間缺血之前，對遠端非心臟器官或組織進行短暫性的缺血適應，以減輕其后因體外循環而導致的心肌缺血對心肌的損傷。該方法簡單實用無創，但其保護的程度和效果仍在探索中。為了探討該種心肌保護方法的有效性，我們對72例行心臟瓣膜手術的患者進行了研究，將相關經驗總結如下。
1 資料與方法
1.1 臨床資料和分組
回顧性分析2014年2月至2015年4月72例在我院行心臟瓣膜手術的成年患者的臨床資料，男26例、女46例，年齡23～68歲，體重40～75 kg；行二尖瓣置換術35例，主動脈瓣置換術27例，雙瓣置換術10例。患者納入標準：（1）行主動脈瓣和/或二尖瓣成形或置換手術，合并三尖瓣成形或心房顫動射頻消融手術。（2）心功能Ⅱ或Ⅲ級，左心射血分數（LVEF） > 50%。（3）無冠心病、先天性心臟病及外周血管病史。（4）無既往心臟手術史。（5）肝腎功能正常。排除標準：（1）住院期間手術前心源性休克或心跳驟停的患者。（2）手術前肌鈣蛋白、心肌酶譜高于正常的患者。心房顫動患者均在手術中進行射頻消融，三尖瓣中度及以上關閉不全者均行三尖瓣成形術，手術、麻醉、體外循環均由同一組醫生完成。
將72例患者分為兩組：RIPC組，共42例，其中其中男14例、女28例，平均年齡（48.90±12.28）歲，標準血壓氣囊安置于右上肢，不充氣，常規麻醉誘導完成后，標準血壓氣囊安置于右上肢，氣囊壓力充至200 mm Hg，維持時間5 min，然后將壓力釋放至零，間隔5 min，重復3次，總共30 min；對照組30例，其中男10例、女20例，平均年齡（47.70±8.07）歲，將標準血壓氣囊安置于右上肢，不充氣，持續30 min。
本研究經南京大學醫學院附屬鼓樓醫院倫理委員會批準，患者均簽署知情同意書。
1.2 麻醉與體外循環方法
采用靜脈吸入復合麻醉，咪唑安定0.01～0.1 mg/kg，依托咪酯0.1～0.2 mg/kg，芬太尼10～20 μg/kg，維庫溴銨8 mg靜脈誘導，氣管插管。使用咪唑安定0.1 mg/(kg·h)、瑞芬太尼1 μg/（kg·min）和維庫溴銨0.1 mg/（kg·h）維持麻醉。使用StockertⅢ型體外循環機，Medtronic affinity-541成人膜式氧合器及其他配套設備，以500 ml林格液和1500 ml人工膠體預充。轉機中灌注流量維持在1.8～2.6 L/(min·m2)，維持平均動脈壓50～70 mm Hg，體溫30～32 ℃，紅細胞比容0.21～0.24。主動脈根部采用1 : 4冷血高鉀心臟停跳液（冰桶保溫10～20 ℃）按10～20 ml/kg順行性灌注，每隔30 min再次灌注首量的一半，如心臟停跳效果不好，可切開主動脈，直接在冠狀動脈開口處灌注。體外循環結束后，多巴胺和去甲腎上腺素分別作為一線二線循環支持用藥。
記錄兩組患者體外循環時間、升主動脈阻斷時間、使用多巴胺和去甲腎上腺素的人數，術前和出院前的EF分數、ICU留置時間、病房住院天數、術后并發癥和死亡率。同時，檢測術前（T0）、RIPC后30 min（T1）、體外循環結束后30 min（T2）、術后24 h（T3）、48 h（T4）、72 h（T5）的血肌鈣蛋白（cTNT）、磷酸肌酸激酶（CK-MB）的含量。
1.3 統計學分析
使用SPSS17.0統計軟件進行統計學分析，計量資料用均數±標準差（
2 結果
兩組患者術前年齡、性別、體重、術前房顫、抽煙人數、手術種類、體外循環時間、升主動脈阻斷時間和術前EF分數差異均無統計學意義（表 1），術后機械通氣、ICU留置時間、住院時間、使用血管活性藥物的人數以及出院時的EF差異均無統計學意義（表 2）。兩組均無死亡患者，各有1例二次開胸止血。比較RIPC組和對照組患者在T2和T3的cTNT（圖 1），RIPC組明顯低于對照組，差異有統計學意義[（0.86±0.23）ng/ml vs.（1.39±0.22）ng/ml，P=0.001；（1.10±0.34）ng/ml vs.（1.49±0.49）ng/ml，P=0.001]。比較RIPC組和對照組患者在T2、T3、T4的CK-MB（圖 2），RIPC組明顯低于對照組，差異有統計學意義[（59.74±18.30）mg/ml vs.（70.33±14.80）mg/ml，P=0.011；（33.40±13.45）mg/ml vs.（41.46±11.30）mg/ml，P=0.010；（18.92±9.47）mg/ml vs.（24.20±8.92）mg/ml，P=0.033]。其余時間點的兩組cTNT、CK-MB差異無統計學意義。
表1
兩組患者術前臨床資料比較（
表2
兩組患者術后臨床結果比較[
圖1
兩組患者血漿cTNT在各時間點的濃度
圖2
兩組患者血漿CK-MB在各時間點的濃度
3 討論
在體外循環心臟手術，心肌必然經歷缺血、缺血-再灌注的過程，因此尋找良好的心肌保護方法一直是人們關注的焦點。低溫、改進心臟停跳液、增加心肌能量底物等策略，可以一定程度減少缺血相關心肌損傷[1-2]。缺血預適應作為新的心肌缺血保護的方法[3]，雖被廣泛認可，但難以應用于臨床，而遠端缺血預適應[4-6]，作為缺血預適應的一種形式，由于它的無創、易于控制，迫切需要我們進一步探討其心肌保護作用。
體外循環導致的心肌缺血也稱作全心肌缺血，它的損傷分為兩個階段：（1）缺血階段：導致心肌頓抑、心肌壞死、生物膜損傷、線粒體-ATP合成障礙、Na-K-ATP泵、鈣泵活性下降。（2）再灌注階段，缺血心肌再灌注使得細胞內氧自由基產生增加，繼而發生缺血再灌注時鈣超載，氧自由基和鈣超載可再一次造成心肌損傷。心肌損傷最敏感的標志物是cTNT和CK-MB，前者在心肌損傷后才能透過細胞膜進入血液循環[7]，后者則反映心肌細胞膜的完整性，它的升高與心肌細胞的死亡和損傷相關聯[8]，兩者結合對于評價心肌的損傷程度更有說服力。
所有患者圍術期均未在心電圖上證實有急性心梗發生。圖 1、2顯示：CK-MB在體外循環結束后半小時已達到整個圍術期最高值，cTNT也接近最高，之后CK-MB便持續下降，cTNT在術后第一天達到高峰后也持續下降，說明體外循環手術過程對心臟的損傷起了最關鍵的作用。我們發現：RIPC組在體外循環后和術后第一天的cTNT和CK-MB均明顯低于對照組，說明體外循環對RIPC組造成的心肌損傷要小于普通對照組，也就是說遠端缺血預適應可以減少體外循環對心肌的損傷。
RIPC的心肌保護作用最早是由Przyklenk等[9]在狗的動物模型中證實。目前對CIPC的機制研究已較成熟[10-11]，但針對RIPC的機制研究并不明確，兩者調控網絡雖有所不同，但被認為有可能通過共同的靶向作用機制最后發揮作用[12]。RIPC的初始一過性缺血刺激作用于遠端血管床和組織，一方面可以刺激機體生成自體有效物質[包括腺苷、緩激肽、阿片、基質細胞衍生因子-1（SDF-1 α）等[13]和外泌體[14]入血，可以直接激活上行神經網絡，最終作用于遠端靶器官；此外，還可以激活抗炎癥、抗凋亡信號通路，影響相關基因轉錄，直接影響線粒體呼吸功能[15-16]，由此產生的體液、神經和系統調節機制，最后通過與缺血預處理（IPC）相類似的再灌注損傷修復激酶通路和活化因子增強通路，產生相應地抑制凋亡、促進線粒體呼吸功能等作用，從而產生心肌保護作用[17-18]。
之所以選擇此缺血預處理的方式，是根據Güna-ydin等[19]在2000年首先提出前臂加壓至300 mm Hg，持續3 min，反復兩個循環的方法。但因為麻醉誘導后，患者的血壓均低于150 mm Hg，本實驗選擇200 mm Hg已能夠使患者右上肢缺血缺氧，持續5 min和反復三個循環是為了讓患者局部達到充分缺血缺氧的時間，在釋放壓力后，可使得右上肢缺血肌肉產生的物質在再灌注時被血流沖出，送往全身，包括心臟組織[20]。
本研究雖然證明了RIPC對心肌有保護作用，但并沒有發現兩組患者的治療和預后有明顯的差異，這可能跟標本數少或對患者的治療水平有關。我們認為遠端缺血預處理作為一種無創，易于控制的方式對于體外循環后的心肌保護是可行的。
