氧合血心脏停搏液保护心肌的研究
作者：寇瑛琍 田子朴 袁宏声 石应康 周桥 彭志英
单位：寇瑛琍(华西医科大学附属第一医院胸心科 成都 610041；田子朴(华西医科大学附属第一医院胸心科 成都 610041)；袁宏声(华西医科大学附属第一医院胸心科 成都 610041)；石应康(华西医科大学附属第一医院胸心科 成都 610041)；周桥(华西医科大学附属第一医院病理科 成都 610041)；彭志英(华西医科大学附属第一医院检验科 成都 610041)
关键词：冷晶体心脏停搏液；浅低温氧合血心脏停搏液；常温氧合血心脏停搏液；心肌保护
华西医学000217 摘要：目的：为了寻求临床上更为安全实用的心肌保护方法，对冷晶体心脏停搏液间断灌注和浅低温氧合血、常温氧合血心脏停搏液持续灌注两种方法保护心肌的作用进行了比较研究。方法：应用冷晶体心脏停搏液间断灌注(CCC组)、浅低温氧合血、常温氧合血心脏停搏液持续灌注心肌保护方法，观察了心脏瓣膜直视手术48例患者术后主要并发症、起搏器的使用情况，测定了主要心肌酶，肌酸激酶(CK)、肌酸激酶同功酶(CK-MB)、乳酸脱氢酶同功酶(LDH1/LDH2)的释放，丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、三磷酸腺苷(ATP)的含量以及能量储备(EC)值，心肌超微结构的变化。结果：氧合血心脏停搏液持续灌注方法术后低心排血量综合征、室性心律失常发生例数和起搏器使用率较低；CK、CK-MB释放减少；氧自由基产生和ESOD消耗减少；能量保存较多；心肌超微结构的变化较轻。结论：氧合血心脏停搏液持续灌注比冷晶体心脏停搏液间断灌注在心肌保护方面具有明显的优越性，是一种较好的心肌保护方法。浅低温氧合血心脏停搏液持续灌注方法应用于临床是可行的。
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[中图分类号]R654.1 [文献标识码]A
[文章编号]1002-0179(2000)02-0153-04
A Comparative Clinical Study of Warm Blood Cardioplegia Versus Cold Crystalloid Cardioplegia for Myocardial Protection
KOU Ying-li,TIAN Zi-pu,ZHOU Qiao,et al.
(Department of Thoracocardiac Surgery,The First University Hospital,West China University of Medical Sciences.Chengdu. 610041)
, 百拇医药
Abstract：Objective:Myocardial protection is one of the most important part in open heart surgery which directly influences the efficacy iof surgery.The present study was designed to make an effort to detect the method of myocardial protection.Methods:Forty-eight patients were randomly divided into cold crystalloid cardioplegia group (CCC)、cool blood cardioplegia(CBC)and warm blood cardioplegia (WBC) group.The operative complications,use of pacemaker,release of CK,CK-MB,LDH1/LDH2,contents of MDA,SOD,ESOD,ATP and EC and ultrastructural changes of myocardium were observed for comparative studies.Results:The results showed that the postoperative complications could be reduced significantly by the method of continuous oxygenated blood cardioplegia.The method could decrease the release of CK、CK-MB、MDA,and preserve the contents of ESOD and EC.It helped to preserve well the myocardial ultrastructures.Conclusion:The continuous warm oxygenated blood cardioplegia is a good method for myocardial protection,and is superior to intermittent cold crystalloid cardioplegia.
, 百拇医药
Key words:Cold crystalloid cardioplegia;Cool oxygenated blood cardioplegia;Warm oxygenated blood cardioplegia;Myocardial protection
心肌保护作为心脏外科的一个重要课题，一直受到广大学者的重视，氧合温血心脏停搏液持续灌注是近几年创立而推广的一种新的心肌保护方法。本研究设立三组(冷晶体心脏停搏液组、浅低温氧合血心脏停搏液组、常温氧合血心脏停搏液组)，观察了48例心脏瓣膜直视手术患者术后并发症，主要心肌酶，肌酸激酶(creatine kinase,CK)、肌酸激酶同功酶(creatine kinase-MB,CK-MB)、乳酸脱氢酶同功酶比值(lactatc dehydrogenase1/lactatc dehydrogenasd2,LDH1/LDH2)、丙二醛(malondialdehyde,MDA)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、三磷酸腺苷(adenosine triphosphate,ATP)、二磷酸腺苷(adenosine diphosphate ,ADP)、一磷酸腺苷(adenosine monophosphate ,AMP)含量及能量储备(energy charge ,EC),心肌超微结构的改变。报道如下。
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1 资料与方法
1.1 分组：将本院1993年8月～1994年6月收治的心脏瓣膜病患者，选出符合纳入条件48例随机配对分组：冷晶体心脏停搏液组(cold crystalloid cardioplegia ,CCC组)：19例，用冷晶体心脏停搏液(ST.Thomas 液)间断灌注；浅低温氧合血心脏停搏液组(cool blood cardioplegia,CBC组)：15例，用浅低温氧合血(30℃35℃)心脏停搏液持续灌注。三组临床资料见表1。
1.2 心脏停搏液的成分
氧合血心脏停搏液配方：(1)高钾液：除1.333mmol/L KCL为40.5ml外，其余成分同冷晶体液，总量537.6ml,pH≈7.95，K+浓度为100.95mmol/L，晶体液与机血按1∶4混合后，K+浓度为23.39mmol/L。(2)低钾液：除1.333mmol/L KLC为11.5ml外，其余成分同冷晶体液，总量508.6ml,pH≈7.95，K+浓度为30.30mmol/L,晶体液与机血按1∶4混合后K+浓度为9.26mmol/L。
, 百拇医药
1.3 灌注方法
常规建立体外循环，术中连续监测鼻咽、心肌、灌注血温及灌注压力。CCC组：鼻咽温度降至32±℃时阻断主动脉，主动脉根部灌注冷晶体停搏液，首剂15～20ml/kg，以后每20～30分钟复灌注一次，停搏液剂量减半直至主动脉开放，心包内置冰屑或冰水。CBC组：鼻咽温度降至32～35℃时阻断主动脉，主动脉根部经Y型管灌注高钾氧合血心脏停搏液，速率200～300ml/min，持续3～5分钟，监测压力<13.3kPa(100mmHg)。心脏停搏后改用低钾氧合血心脏停搏液持续灌注，速率100～150ml/min，维持心脏呈静止状态，如有心电机械活动，随时复灌高钾氧合血心脏停搏液。心内操作完成前5～10分钟，只灌注血液至主动脉开放。阻断中维持鼻咽温度在30～35℃。WBC组：除鼻咽温度>35℃，其余同CBC组。
1.4 临床观察指标
在手术过程中观察心脏停搏速度、自动复跳率和电击率；术后低心排血量综合征、室性心律失常情况、起搏器使用率。
, 百拇医药
1.5 心肌损伤检测指标及方法
转机前、主动脉开放后30分钟，4小时、8小时、24小时、3天、5天、10天分别抽取静脉血查CK、CK-MB、LDH1/LDH2、MDA、SOD，主动脉阻断前及开放后20～30分钟取右或左心耳组织100mg作ATP、ADP、AMP、MDA、心内源性超氧化物歧化酶(endocardial superoxide dismutase,ESOD)的测定，在左心室近心尖部针刺法取心肌活检送电镜(EM)检查。
CK用上海长征试剂盒，日本岛津CL—7000型生化分析仪测定。CK-MB用北京中生公司CK-MB试剂盒，台湾501A型分光光度仪测定。LDH1/LDH2用北京中生公司电泳法LDH同功酶检测试剂盒，美制Appraise Densitometer System 扫描仪测定。MDA用八木国夫法〔1〕即沉淀蛋白的硫代巴比妥酸比色法，日制岛津160A型分光光度仪测定。SOD用邻苯三酚自氧化抑制法〔2〕，台湾501A型分光光度仪测定。心肌ATP、ADP、AMP测定，标品为Sigma公司制造，美制色谱仪LC295 VU/VIS Detector 测定。
, 百拇医药
心肌超微结构观察：按Flameng〔3〕方法对线粒体超微结构的改变进行评价计分，并观察每个标本的核、糖原、短缩带、细胞水肿、退变情况等。
1.6 统计学分析：数据均以均数±标准差(
±s)表示，统计分析除表3用x2检验外，余均用t检验。
2 结果
2.1 临床结果
2.1.1 除术前心功外，年龄、性别、体重、心胸比、转流时间、主动脉阻断时间、辅助循环时间及阻断期间平均动脉压，各组均无统计学差异(P>0.05)。
2.1.2 术中各组主动脉阻断期间温度比较(表2)，三组所施温度有显著性差异(P<0.05)，达到了本研究设计要求。
, 百拇医药
表2.各组主动脉阻断期间温度(℃) 分组
室温
鼻咽温度
心肌温度
CCC组
23.2±1.5
29.4±1.7
18.0±5.2
CBC组
24.7±1.8
32.8±0.9
30.6±0.9
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WBC组
23.5±1.4
35.8±0.8
32.6±0.7
注：三组比较P<0.01
2.1.3 心脏停搏、复跳、电击情况组间差异无显著性(P>0.05)。由表3表明术后室性心律失常发生人数CCC组多于另外两组(P<0.01)，术后低心排血量综合征发生及起搏器使用例数均以CCC组为多(P<0.05和0.01)。
2.2 LDH1/LDH2、红细胞SOD值各组各时相比较无统计学差异(P>0.05)。
2.3 CK释放及动态变化：CK释放及动态变化见表4。除主动脉开放后8小时CCC与CBC的CK值差异P<0.05外，其余时间组间差异P>0.05，上升幅度CCC>WBC>CBC组。
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2.4 CK-MB释放及动态变化：CK-MB的释放及动态变化见表5。除术后5天CCC与CBC、WBC组CK-MB的水平有差异(P<0.05)，其余时相组间差异无统计学意义(P>0.05)。上升幅度CCC>WBC>CBC组，CCC组CK-MB持续时间稍长，恢复时间稍晚。
2.5 血浆MDA水平：血浆MDA水平见表6。除术后4小时CCC与CBC差异P<0.05外，其余时相组间差异P>0.05，上升幅度CCC>WBC>CBC组。
2.6 心肌MDA、ESOD的测定，心肌MDA、ESOD 的测定见表7。表7表明各组MDA含量在主动脉开放后较阻断前增多，说明均有氧自由基的产生。主动脉阻断前、开放后组间差异无显著性(P>0.05)，但CCC与CBC组主动脉阻断前、开放后组内比较有差异(P<0.05)。ESOD含量主动脉开放后较阻断前各组均降低，说明都有ESOD的消耗，组间差异无显著性(P>0.05)。
, 百拇医药
CCC组主动脉阻断前、开放后组内有差异(P<0.05)。
2.7 心肌ATP含量测定及EC值：心肌ATP含量测定及EC值见表8〔4，5〕。表8表明心肌ATP含量在主动脉阻断前、开放后组间差异无显著性(P>0.05)。EC值在主动脉开放后CCC与CBC、WBC的差异有统计学意义(P<0.05)，即CCC组主动脉开放后EC值较另两组明显减少。组内比较主动脉开放后ATP含量均明显减少(CCC组P<0.01，CBC、WBC组P<0.05)，EC值CCC组主动脉开放后较阻断前明显降低(P<0.01)。
表1.两组临床资料 组别
例数
(例)
性别(例)男 女
年龄
, 百拇医药
(岁)
体重
(kg)
术前心功(例)*
Ⅱ Ⅲ Ⅳ
心胸比
手术名称(例)MVR MVP MVP+TVP AVR DVR
CCC组
19
9 10
36.5±10.5
54.1±10.1
, 百拇医药
5 11 3
0.61±0.06
12
0
2
3
2
CBC组
15
7 8
38.9±10.1
49.2±7.5
1 4 10
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0.64±0.10
9
1
1
2
2
WBC组
14
6 8
35.6±10.3
51.8±5.1
1 1 12
0.62±0.07
, 百拇医药
8
1
1
2
2
注：*三组比较P<0.01；MVR：二尖瓣置换术；MVP：二尖瓣成型术；MVP+TVP：二、三尖瓣成型术：AVR：主动脉瓣置换术；DVR：双瓣置换术。表3.各组术后低心排血量综合征，室性心律紊乱及起搏器使用情况
组别
室性心律失常(例)
低心排血量
综合征(例)*
, 百拇医药 起搏器(例)
(%)**
术前
术后**
有 无
有 无
无 偶发 频发 心室扑动
心室颤动
无 偶发 频发 心室扑动
心室颤动
CCC组
17
, 百拇医药
2
0
0
10
5
3
1
6 13
13(68.4) 6(31.6)
CBC组
13
3
0
, 百拇医药 0
11
3
0
0
3 12
11(73.3) 4(26.7)
WBC组
11
3
0
0
11
, 百拇医药 3
0
0
2 12
10(71.4) 4(28.6)
注：三组比较*P<0.05 **P<0.01表4.三组CK总酶活动(u/L) 组别
转机前
主动脉开
放后30min
开放4h
开放8h*
, 百拇医药
开放24h
术后3d
术后5d
术后10d
CCC组
191.4±116.8
1165.1±852.8
1551.4±879.5
1418.8±665.6
1499.4±1206.0
1008.2±1160.3
377.6±237.8
, http://www.100md.com
174.2±160.6
CBC组
197.9±180.9
815.4±445.4
1059±549.0
997.7±492.2
1039.4±640.7
976.3±611.9
314.0±239.6
194.8±261.5
WBC组
, http://www.100md.com 123.3±167.9
1065.9±840.9
1484.6±981.3
1292.5±638.8
1163.0±739.5
1069.9±797.2
457.2±382.8
135.4±97.2
注：*CCC组与CBC组比较P<0.05表5.各组血清CK-MB含量(U/L) 组别
转机前
主动脉开
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放后30min
开放4h
开放8h
开放24h
术后3d
术后5d*
术后10d
CCC组
31.2±14.5
156.7±91.8
142.1±60.0
132.8±52.3
, 百拇医药
73.6±35.5
49.8±28.7
51.5±30.7
35.1±24.0
CBC组
29.8±20.5
131.2±35.0
136.5±53.9
96.8±54.7
54.0±25.9
45.9±31.0
17.31±11.0
, http://www.100md.com
21.6±10.6
WBC组
31.0±20.5
145.3±62.0
138.0±53.6
111.0±66.5
65.9±51.0
51.4±19.1
33.2±33.8
26.8±10.6
注：*CCC组与CBC、WBC组比较P<0.05表6.各组血浆MDA含量(nmol/ml) 组别
, 百拇医药
转机前
主动脉开
放后30min
开放4h*
开放8h
开放24h
术后3d
术后5d
术后10d
CCC组
4.39±0.99
5.54±1.97
, http://www.100md.com
6.06±1.24
6.97±2.30
6.80±2.48
6.08±1.62
5.03±1.32
3.74±0.81
CBC组
4.33±2.13
4.63±1.56
5.06±1.38
5.63±1.81
5.70±1.53
, http://www.100md.com
5.37±1.03
4.89±1.30
3.53±1.44
WBC组
4.82±1.25
5.60±1.26
5.92±0.86
6.73±2.22
6.59±1.53
6.00±1.50
5.05±1.13
3.85±0.98
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注：*CCC组与CBC组比较P<0.05
表7.各组心肌组织MDA和ESOD含量的比较 组别
例数
MDA(mmol/g wet weight)
ESOD(u/g wet weight)
主动脉阻断前
主动脉开放后
主动脉阻断前
主动脉开放后
CCC组
(例)*
, 百拇医药
26.83±6.14
44.87±13.54
3529.9±1869.2
2015.2±1158.6
CBC组
(8例)**
38.08±14.40
56.28±14.13
2077.6±754.5
1415.6±444.5
WBC组
, 百拇医药
(8例)
31.72±21.00
39.85±21.50
2082.3±1043.4
1436.7±770.5
注：两个时间点的组内比较*CCC组均为P<0.05，**MDA、CBC组P<0.05
表8.各组心肌ATP含量及EC值比较 组别
例数
ATP(umol/g wet weight)**
EC**
, 百拇医药
主动脉阻断前
主动脉开放后
主动脉阻断前
主动脉开放后
CCC组
(15例)
0.3699±0.1546
0.1916±0.1205
0.4157±0.0841
0.2859±0.0905
CBC组
(12例)
, 百拇医药
0.3804±0.1403
0.2631±0.0899
0.4905±0.1162
0.4106±0.1120
WBC组
(11例)
0.3801±0.1379
0.2641±0.1189
0.4355±0.0760
0.3807±0.1034
注：*CCCC组与CBC、WBC组比较P<0.05；**两个时间点的组内比较：CCC组均为P<0.05，CBC、WBC组ATP含量P<0.05表9.各组线粒体评分情况 组别
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例数
主动脉阻断时间(min)
线粒体计分*
主动脉阻断前
主动脉开放后
CCC组
6
63.17±28.93
0.148±0.11
1.190±1.25
CBC组
6
, 百拇医药
49±67±6.09
0.225±0.22
0.345±0.50
WBC组
6
68.33±26±45
0.203±0.20
0.346±0.37
注：两个时间点的组内比较：CCC组P<0.05
2.8 心肌超微结构改变
2.8.1 线粒体计分： 线粒体计分见表9。表9表明在主动脉阻断前、开放后组间无明显差异(P>0.05)。组内比较CCC组在主动脉开放后有明显升高(P<0.05)。
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2.8.2 心肌超微结构的其它改变：在细胞核、糖原、细胞水肿、线粒体大小、形态的改变，以CCC组为重。
3 讨论
本研究在可行条件下进行配对随机分组，保证试验在相似条件下进行。临床的结果表明术后低心排血量综合征、室性心律失常的发生例数及起搏器使用率，以CCC组为多。而血清各组CK、CK-MB、LDH1/LDH2、血浆MDA、红细胞SOD值各组间无明显差异，可能是在血中对这些酶的影响因素较多，但就动态变化趋势看，CBC优于WBC优于CCC组。很多研究表明，氧自由基在心肌缺血再灌注损伤中起重要作用〔6〕。许多情况下心肌损伤不是发生在组织缺氧期，而是在分子氧重新进入组织时，即造成再灌注损伤的主要原因是自由基〔6〕。自由基能引起广泛的细胞损伤〔7〕，诱发室性心律失常。MDA是过氧化脂质的二级分解产物，即为氧自由基的分解产物之一，SOD的生理作用是清除氧自由基，是常用的自由基清除剂〔6〕。我们的研究表明，试验组氧自由基产生减少，ESOD消耗降低。
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传统的心肌保护采用化学性心脏停搏加局部低温的方法降低了心肌能量消耗，并加入各种添加剂以期使心脏停搏时缺血损伤降至最低程度。近年来很多研究的焦点集中在如何降低心脏停搏时的缺血损伤和复灌注后的再灌注损伤，冷晶体停搏液灌注方法只能减轻心肌缺血再灌注损伤的程度，并不能完全消除缺血再灌注损伤，没有从根本上解决心脏停搏期间氧的供需矛盾，心肌缺血缺氧及再灌注损伤不可避免。在主动脉阻断期间心肌基本上处于无氧代谢，产生严重的酸中毒。低温虽降低了细胞的新陈代谢状态，但糖利用和ATP贮存大大降低，在代谢未完全停止的情况下出现能量负平衡〔8〕。本研究表明，各组术后心肌都有能量消耗，CCC组ATP降低较明显，能量储备也明显减少，另两组保存了足够的能量，心脏停跳期间的心肌能量能维持较好水平，减轻了缺血缺氧对心肌的损害，有助于术后心功的恢复。说明在主动脉阻断期间，含氧血持续灌注能维持足够的氧传递和新陈代谢〔9〕。心脏在温血环境下停跳，增加了诱导期间心肌对氧的摄取，保证了心脏停跳状态时氧耗较低的心肌供氧〔10〕，最大限度地满足停搏心脏对氧和代谢底物的要求，且常温下心肌的代谢活动处于最佳状态〔11〕。
, 百拇医药
线粒体是产能单位，对缺氧十分敏感，是决定细胞由可逆到不可逆改变的关键细胞器〔3〕。试验结果表明CCC组主动脉开放后较阻断前线粒体计分显著升高，说明术后线粒体损伤较重，其它方面的改变也以CCC组为重。
综上所述，含氧血持续灌注在主动脉阻断期间持续供血供氧，消除停搏期间心肌缺血缺氧以及由于缺血缺氧而引发的再灌注损伤，开放后基本无再灌注损伤。证明其有良好的心肌保护作用。本试验结果提示常温血和浅低温血灌注组间各项指标测定无显著差异，但动态趋势表明CBC较WBC好，而低温对全身其他重要器官的保护作用较常温好，因此浅低温血持续灌注保护心肌的方法在临床上应用是可行的。
参考文献
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11，Engelman RM.Retrograde continuous warm blood cardioplagia.Ann Thorac Surg.1991;51(2):180～181.
(收稿日期：1999-09-29), 百拇医药
单位：寇瑛琍(华西医科大学附属第一医院胸心科 成都 610041；田子朴(华西医科大学附属第一医院胸心科 成都 610041)；袁宏声(华西医科大学附属第一医院胸心科 成都 610041)；石应康(华西医科大学附属第一医院胸心科 成都 610041)；周桥(华西医科大学附属第一医院病理科 成都 610041)；彭志英(华西医科大学附属第一医院检验科 成都 610041)
关键词：冷晶体心脏停搏液；浅低温氧合血心脏停搏液；常温氧合血心脏停搏液；心肌保护
华西医学000217 摘要：目的：为了寻求临床上更为安全实用的心肌保护方法，对冷晶体心脏停搏液间断灌注和浅低温氧合血、常温氧合血心脏停搏液持续灌注两种方法保护心肌的作用进行了比较研究。方法：应用冷晶体心脏停搏液间断灌注(CCC组)、浅低温氧合血、常温氧合血心脏停搏液持续灌注心肌保护方法，观察了心脏瓣膜直视手术48例患者术后主要并发症、起搏器的使用情况，测定了主要心肌酶，肌酸激酶(CK)、肌酸激酶同功酶(CK-MB)、乳酸脱氢酶同功酶(LDH1/LDH2)的释放，丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、三磷酸腺苷(ATP)的含量以及能量储备(EC)值，心肌超微结构的变化。结果：氧合血心脏停搏液持续灌注方法术后低心排血量综合征、室性心律失常发生例数和起搏器使用率较低；CK、CK-MB释放减少；氧自由基产生和ESOD消耗减少；能量保存较多；心肌超微结构的变化较轻。结论：氧合血心脏停搏液持续灌注比冷晶体心脏停搏液间断灌注在心肌保护方面具有明显的优越性，是一种较好的心肌保护方法。浅低温氧合血心脏停搏液持续灌注方法应用于临床是可行的。
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[中图分类号]R654.1 [文献标识码]A
[文章编号]1002-0179(2000)02-0153-04
A Comparative Clinical Study of Warm Blood Cardioplegia Versus Cold Crystalloid Cardioplegia for Myocardial Protection
KOU Ying-li,TIAN Zi-pu,ZHOU Qiao,et al.
(Department of Thoracocardiac Surgery,The First University Hospital,West China University of Medical Sciences.Chengdu. 610041)
, 百拇医药
Abstract：Objective:Myocardial protection is one of the most important part in open heart surgery which directly influences the efficacy iof surgery.The present study was designed to make an effort to detect the method of myocardial protection.Methods:Forty-eight patients were randomly divided into cold crystalloid cardioplegia group (CCC)、cool blood cardioplegia(CBC)and warm blood cardioplegia (WBC) group.The operative complications,use of pacemaker,release of CK,CK-MB,LDH1/LDH2,contents of MDA,SOD,ESOD,ATP and EC and ultrastructural changes of myocardium were observed for comparative studies.Results:The results showed that the postoperative complications could be reduced significantly by the method of continuous oxygenated blood cardioplegia.The method could decrease the release of CK、CK-MB、MDA,and preserve the contents of ESOD and EC.It helped to preserve well the myocardial ultrastructures.Conclusion:The continuous warm oxygenated blood cardioplegia is a good method for myocardial protection,and is superior to intermittent cold crystalloid cardioplegia.
, 百拇医药
Key words:Cold crystalloid cardioplegia;Cool oxygenated blood cardioplegia;Warm oxygenated blood cardioplegia;Myocardial protection
心肌保护作为心脏外科的一个重要课题，一直受到广大学者的重视，氧合温血心脏停搏液持续灌注是近几年创立而推广的一种新的心肌保护方法。本研究设立三组(冷晶体心脏停搏液组、浅低温氧合血心脏停搏液组、常温氧合血心脏停搏液组)，观察了48例心脏瓣膜直视手术患者术后并发症，主要心肌酶，肌酸激酶(creatine kinase,CK)、肌酸激酶同功酶(creatine kinase-MB,CK-MB)、乳酸脱氢酶同功酶比值(lactatc dehydrogenase1/lactatc dehydrogenasd2,LDH1/LDH2)、丙二醛(malondialdehyde,MDA)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、三磷酸腺苷(adenosine triphosphate,ATP)、二磷酸腺苷(adenosine diphosphate ,ADP)、一磷酸腺苷(adenosine monophosphate ,AMP)含量及能量储备(energy charge ,EC),心肌超微结构的改变。报道如下。
, 百拇医药
1 资料与方法
1.1 分组：将本院1993年8月～1994年6月收治的心脏瓣膜病患者，选出符合纳入条件48例随机配对分组：冷晶体心脏停搏液组(cold crystalloid cardioplegia ,CCC组)：19例，用冷晶体心脏停搏液(ST.Thomas 液)间断灌注；浅低温氧合血心脏停搏液组(cool blood cardioplegia,CBC组)：15例，用浅低温氧合血(30℃
1.2 心脏停搏液的成分
氧合血心脏停搏液配方：(1)高钾液：除1.333mmol/L KCL为40.5ml外，其余成分同冷晶体液，总量537.6ml,pH≈7.95，K+浓度为100.95mmol/L，晶体液与机血按1∶4混合后，K+浓度为23.39mmol/L。(2)低钾液：除1.333mmol/L KLC为11.5ml外，其余成分同冷晶体液，总量508.6ml,pH≈7.95，K+浓度为30.30mmol/L,晶体液与机血按1∶4混合后K+浓度为9.26mmol/L。
, 百拇医药
1.3 灌注方法
常规建立体外循环，术中连续监测鼻咽、心肌、灌注血温及灌注压力。CCC组：鼻咽温度降至32±℃时阻断主动脉，主动脉根部灌注冷晶体停搏液，首剂15～20ml/kg，以后每20～30分钟复灌注一次，停搏液剂量减半直至主动脉开放，心包内置冰屑或冰水。CBC组：鼻咽温度降至32～35℃时阻断主动脉，主动脉根部经Y型管灌注高钾氧合血心脏停搏液，速率200～300ml/min，持续3～5分钟，监测压力<13.3kPa(100mmHg)。心脏停搏后改用低钾氧合血心脏停搏液持续灌注，速率100～150ml/min，维持心脏呈静止状态，如有心电机械活动，随时复灌高钾氧合血心脏停搏液。心内操作完成前5～10分钟，只灌注血液至主动脉开放。阻断中维持鼻咽温度在30～35℃。WBC组：除鼻咽温度>35℃，其余同CBC组。
1.4 临床观察指标
在手术过程中观察心脏停搏速度、自动复跳率和电击率；术后低心排血量综合征、室性心律失常情况、起搏器使用率。
, 百拇医药
1.5 心肌损伤检测指标及方法
转机前、主动脉开放后30分钟，4小时、8小时、24小时、3天、5天、10天分别抽取静脉血查CK、CK-MB、LDH1/LDH2、MDA、SOD，主动脉阻断前及开放后20～30分钟取右或左心耳组织100mg作ATP、ADP、AMP、MDA、心内源性超氧化物歧化酶(endocardial superoxide dismutase,ESOD)的测定，在左心室近心尖部针刺法取心肌活检送电镜(EM)检查。
CK用上海长征试剂盒，日本岛津CL—7000型生化分析仪测定。CK-MB用北京中生公司CK-MB试剂盒，台湾501A型分光光度仪测定。LDH1/LDH2用北京中生公司电泳法LDH同功酶检测试剂盒，美制Appraise Densitometer System 扫描仪测定。MDA用八木国夫法〔1〕即沉淀蛋白的硫代巴比妥酸比色法，日制岛津160A型分光光度仪测定。SOD用邻苯三酚自氧化抑制法〔2〕，台湾501A型分光光度仪测定。心肌ATP、ADP、AMP测定，标品为Sigma公司制造，美制色谱仪LC295 VU/VIS Detector 测定。
, 百拇医药
心肌超微结构观察：按Flameng〔3〕方法对线粒体超微结构的改变进行评价计分，并观察每个标本的核、糖原、短缩带、细胞水肿、退变情况等。
1.6 统计学分析：数据均以均数±标准差(
±s)表示，统计分析除表3用x2检验外，余均用t检验。2 结果
2.1 临床结果
2.1.1 除术前心功外，年龄、性别、体重、心胸比、转流时间、主动脉阻断时间、辅助循环时间及阻断期间平均动脉压，各组均无统计学差异(P>0.05)。
2.1.2 术中各组主动脉阻断期间温度比较(表2)，三组所施温度有显著性差异(P<0.05)，达到了本研究设计要求。
, 百拇医药
表2.各组主动脉阻断期间温度(℃) 分组
室温
鼻咽温度
心肌温度
CCC组
23.2±1.5
29.4±1.7
18.0±5.2
CBC组
24.7±1.8
32.8±0.9
30.6±0.9
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WBC组
23.5±1.4
35.8±0.8
32.6±0.7
注：三组比较P<0.01
2.1.3 心脏停搏、复跳、电击情况组间差异无显著性(P>0.05)。由表3表明术后室性心律失常发生人数CCC组多于另外两组(P<0.01)，术后低心排血量综合征发生及起搏器使用例数均以CCC组为多(P<0.05和0.01)。
2.2 LDH1/LDH2、红细胞SOD值各组各时相比较无统计学差异(P>0.05)。
2.3 CK释放及动态变化：CK释放及动态变化见表4。除主动脉开放后8小时CCC与CBC的CK值差异P<0.05外，其余时间组间差异P>0.05，上升幅度CCC>WBC>CBC组。
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2.4 CK-MB释放及动态变化：CK-MB的释放及动态变化见表5。除术后5天CCC与CBC、WBC组CK-MB的水平有差异(P<0.05)，其余时相组间差异无统计学意义(P>0.05)。上升幅度CCC>WBC>CBC组，CCC组CK-MB持续时间稍长，恢复时间稍晚。
2.5 血浆MDA水平：血浆MDA水平见表6。除术后4小时CCC与CBC差异P<0.05外，其余时相组间差异P>0.05，上升幅度CCC>WBC>CBC组。
2.6 心肌MDA、ESOD的测定，心肌MDA、ESOD 的测定见表7。表7表明各组MDA含量在主动脉开放后较阻断前增多，说明均有氧自由基的产生。主动脉阻断前、开放后组间差异无显著性(P>0.05)，但CCC与CBC组主动脉阻断前、开放后组内比较有差异(P<0.05)。ESOD含量主动脉开放后较阻断前各组均降低，说明都有ESOD的消耗，组间差异无显著性(P>0.05)。
, 百拇医药
CCC组主动脉阻断前、开放后组内有差异(P<0.05)。
2.7 心肌ATP含量测定及EC值：心肌ATP含量测定及EC值见表8〔4，5〕。表8表明心肌ATP含量在主动脉阻断前、开放后组间差异无显著性(P>0.05)。EC值在主动脉开放后CCC与CBC、WBC的差异有统计学意义(P<0.05)，即CCC组主动脉开放后EC值较另两组明显减少。组内比较主动脉开放后ATP含量均明显减少(CCC组P<0.01，CBC、WBC组P<0.05)，EC值CCC组主动脉开放后较阻断前明显降低(P<0.01)。
表1.两组临床资料 组别
例数
(例)
性别(例)男 女
年龄
, 百拇医药
(岁)
体重
(kg)
术前心功(例)*
Ⅱ Ⅲ Ⅳ
心胸比
手术名称(例)MVR MVP MVP+TVP AVR DVR
CCC组
19
9 10
36.5±10.5
54.1±10.1
, 百拇医药
5 11 3
0.61±0.06
12
0
2
3
2
CBC组
15
7 8
38.9±10.1
49.2±7.5
1 4 10
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0.64±0.10
9
1
1
2
2
WBC组
14
6 8
35.6±10.3
51.8±5.1
1 1 12
0.62±0.07
, 百拇医药
8
1
1
2
2
注：*三组比较P<0.01；MVR：二尖瓣置换术；MVP：二尖瓣成型术；MVP+TVP：二、三尖瓣成型术：AVR：主动脉瓣置换术；DVR：双瓣置换术。表3.各组术后低心排血量综合征，室性心律紊乱及起搏器使用情况
组别
室性心律失常(例)
低心排血量
综合征(例)*
, 百拇医药 起搏器(例)
(%)**
术前
术后**
有 无
有 无
无 偶发 频发 心室扑动
心室颤动
无 偶发 频发 心室扑动
心室颤动
CCC组
17
, 百拇医药
2
0
0
10
5
3
1
6 13
13(68.4) 6(31.6)
CBC组
13
3
0
, 百拇医药 0
11
3
0
0
3 12
11(73.3) 4(26.7)
WBC组
11
3
0
0
11
, 百拇医药 3
0
0
2 12
10(71.4) 4(28.6)
注：三组比较*P<0.05 **P<0.01表4.三组CK总酶活动(u/L) 组别
转机前
主动脉开
放后30min
开放4h
开放8h*
, 百拇医药
开放24h
术后3d
术后5d
术后10d
CCC组
191.4±116.8
1165.1±852.8
1551.4±879.5
1418.8±665.6
1499.4±1206.0
1008.2±1160.3
377.6±237.8
, http://www.100md.com
174.2±160.6
CBC组
197.9±180.9
815.4±445.4
1059±549.0
997.7±492.2
1039.4±640.7
976.3±611.9
314.0±239.6
194.8±261.5
WBC组
, http://www.100md.com 123.3±167.9
1065.9±840.9
1484.6±981.3
1292.5±638.8
1163.0±739.5
1069.9±797.2
457.2±382.8
135.4±97.2
注：*CCC组与CBC组比较P<0.05表5.各组血清CK-MB含量(U/L) 组别
转机前
主动脉开
, http://www.100md.com
放后30min
开放4h
开放8h
开放24h
术后3d
术后5d*
术后10d
CCC组
31.2±14.5
156.7±91.8
142.1±60.0
132.8±52.3
, 百拇医药
73.6±35.5
49.8±28.7
51.5±30.7
35.1±24.0
CBC组
29.8±20.5
131.2±35.0
136.5±53.9
96.8±54.7
54.0±25.9
45.9±31.0
17.31±11.0
, http://www.100md.com
21.6±10.6
WBC组
31.0±20.5
145.3±62.0
138.0±53.6
111.0±66.5
65.9±51.0
51.4±19.1
33.2±33.8
26.8±10.6
注：*CCC组与CBC、WBC组比较P<0.05表6.各组血浆MDA含量(nmol/ml) 组别
, 百拇医药
转机前
主动脉开
放后30min
开放4h*
开放8h
开放24h
术后3d
术后5d
术后10d
CCC组
4.39±0.99
5.54±1.97
, http://www.100md.com
6.06±1.24
6.97±2.30
6.80±2.48
6.08±1.62
5.03±1.32
3.74±0.81
CBC组
4.33±2.13
4.63±1.56
5.06±1.38
5.63±1.81
5.70±1.53
, http://www.100md.com
5.37±1.03
4.89±1.30
3.53±1.44
WBC组
4.82±1.25
5.60±1.26
5.92±0.86
6.73±2.22
6.59±1.53
6.00±1.50
5.05±1.13
3.85±0.98
, http://www.100md.com
注：*CCC组与CBC组比较P<0.05
表7.各组心肌组织MDA和ESOD含量的比较 组别
例数
MDA(mmol/g wet weight)
ESOD(u/g wet weight)
主动脉阻断前
主动脉开放后
主动脉阻断前
主动脉开放后
CCC组
(例)*
, 百拇医药
26.83±6.14
44.87±13.54
3529.9±1869.2
2015.2±1158.6
CBC组
(8例)**
38.08±14.40
56.28±14.13
2077.6±754.5
1415.6±444.5
WBC组
, 百拇医药
(8例)
31.72±21.00
39.85±21.50
2082.3±1043.4
1436.7±770.5
注：两个时间点的组内比较*CCC组均为P<0.05，**MDA、CBC组P<0.05
表8.各组心肌ATP含量及EC值比较 组别
例数
ATP(umol/g wet weight)**
EC**
, 百拇医药
主动脉阻断前
主动脉开放后
主动脉阻断前
主动脉开放后
CCC组
(15例)
0.3699±0.1546
0.1916±0.1205
0.4157±0.0841
0.2859±0.0905
CBC组
(12例)
, 百拇医药
0.3804±0.1403
0.2631±0.0899
0.4905±0.1162
0.4106±0.1120
WBC组
(11例)
0.3801±0.1379
0.2641±0.1189
0.4355±0.0760
0.3807±0.1034
注：*CCCC组与CBC、WBC组比较P<0.05；**两个时间点的组内比较：CCC组均为P<0.05，CBC、WBC组ATP含量P<0.05表9.各组线粒体评分情况 组别
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例数
主动脉阻断时间(min)
线粒体计分*
主动脉阻断前
主动脉开放后
CCC组
6
63.17±28.93
0.148±0.11
1.190±1.25
CBC组
6
, 百拇医药
49±67±6.09
0.225±0.22
0.345±0.50
WBC组
6
68.33±26±45
0.203±0.20
0.346±0.37
注：两个时间点的组内比较：CCC组P<0.05
2.8 心肌超微结构改变
2.8.1 线粒体计分： 线粒体计分见表9。表9表明在主动脉阻断前、开放后组间无明显差异(P>0.05)。组内比较CCC组在主动脉开放后有明显升高(P<0.05)。
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2.8.2 心肌超微结构的其它改变：在细胞核、糖原、细胞水肿、线粒体大小、形态的改变，以CCC组为重。
3 讨论
本研究在可行条件下进行配对随机分组，保证试验在相似条件下进行。临床的结果表明术后低心排血量综合征、室性心律失常的发生例数及起搏器使用率，以CCC组为多。而血清各组CK、CK-MB、LDH1/LDH2、血浆MDA、红细胞SOD值各组间无明显差异，可能是在血中对这些酶的影响因素较多，但就动态变化趋势看，CBC优于WBC优于CCC组。很多研究表明，氧自由基在心肌缺血再灌注损伤中起重要作用〔6〕。许多情况下心肌损伤不是发生在组织缺氧期，而是在分子氧重新进入组织时，即造成再灌注损伤的主要原因是自由基〔6〕。自由基能引起广泛的细胞损伤〔7〕，诱发室性心律失常。MDA是过氧化脂质的二级分解产物，即为氧自由基的分解产物之一，SOD的生理作用是清除氧自由基，是常用的自由基清除剂〔6〕。我们的研究表明，试验组氧自由基产生减少，ESOD消耗降低。
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传统的心肌保护采用化学性心脏停搏加局部低温的方法降低了心肌能量消耗，并加入各种添加剂以期使心脏停搏时缺血损伤降至最低程度。近年来很多研究的焦点集中在如何降低心脏停搏时的缺血损伤和复灌注后的再灌注损伤，冷晶体停搏液灌注方法只能减轻心肌缺血再灌注损伤的程度，并不能完全消除缺血再灌注损伤，没有从根本上解决心脏停搏期间氧的供需矛盾，心肌缺血缺氧及再灌注损伤不可避免。在主动脉阻断期间心肌基本上处于无氧代谢，产生严重的酸中毒。低温虽降低了细胞的新陈代谢状态，但糖利用和ATP贮存大大降低，在代谢未完全停止的情况下出现能量负平衡〔8〕。本研究表明，各组术后心肌都有能量消耗，CCC组ATP降低较明显，能量储备也明显减少，另两组保存了足够的能量，心脏停跳期间的心肌能量能维持较好水平，减轻了缺血缺氧对心肌的损害，有助于术后心功的恢复。说明在主动脉阻断期间，含氧血持续灌注能维持足够的氧传递和新陈代谢〔9〕。心脏在温血环境下停跳，增加了诱导期间心肌对氧的摄取，保证了心脏停跳状态时氧耗较低的心肌供氧〔10〕，最大限度地满足停搏心脏对氧和代谢底物的要求，且常温下心肌的代谢活动处于最佳状态〔11〕。
, 百拇医药
线粒体是产能单位，对缺氧十分敏感，是决定细胞由可逆到不可逆改变的关键细胞器〔3〕。试验结果表明CCC组主动脉开放后较阻断前线粒体计分显著升高，说明术后线粒体损伤较重，其它方面的改变也以CCC组为重。
综上所述，含氧血持续灌注在主动脉阻断期间持续供血供氧，消除停搏期间心肌缺血缺氧以及由于缺血缺氧而引发的再灌注损伤，开放后基本无再灌注损伤。证明其有良好的心肌保护作用。本试验结果提示常温血和浅低温血灌注组间各项指标测定无显著差异，但动态趋势表明CBC较WBC好，而低温对全身其他重要器官的保护作用较常温好，因此浅低温血持续灌注保护心肌的方法在临床上应用是可行的。
参考文献
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(收稿日期：1999-09-29), 百拇医药