体外循环手术中肺脏内皮素-1的变化
作者：晋炳申 姚忠喜 高百顺 李天成 高秉仁 陈春红
单位：晋炳申(730000甘肃省兰州市,兰州医学院第一附属医院心外科现在山东潍坊市人民医院心外科)；姚忠喜 高百顺 李天成 高秉仁 陈春红(730000甘肃省兰州市,兰州医学院第一附属医 院 心外科)
关键词：体外循环；内皮素-1；肺脏
中国循环杂志000219 摘要
目的：证实体外循环(CPB)手术中是否出现肺脏内皮素-1(ET-1)增加。
方法：18例心脏病患者，于主动脉阻断前即刻，主动脉开放后心脏复跳1、3、5分分别取肺静脉血和右心房血。主动脉开放前约1分持续膨胀肺，取肺静脉血和氧合器内血，测定血浆ET-1含量。
结果：主动脉阻断前即刻，主动脉开放后心脏复跳3、5分，肺静脉血与右心房血ET-1水平无显著差异(P0.05)；心脏复跳1分肺静脉血ET-1水平显著高于右心房血(P0.05)；主动脉开放前约1分，肺静脉血ET-1水平显著高于主动脉阻断前以及同时点氧合器内血ET-1水平(P0.05)。
, 百拇医药
结论：CPB手术导致肺脏出现病理性ET-1增加，这可能与CPB肺脏损伤及术后肺动脉压升高有关。
中图分类号：R6541 文献标识码：A
文章编号：1000-614(2000)02-108-2
Cardiopulmonary Bypass Increase Endothelin-1 Production in the Lung
Jin Bingshen Yao Zhongxi,Gao Baishun,et al.
(Department of Cardiac Surgery ,the First Affiated Hospital,Lanzhou Medical College,Lanzhou730000,Gansu)
, 百拇医药
Abstract
Objective:To investigate whether cardiopulmonary bypass increases endothelin-1 (ET-1) production in the lung.
Methods:We measured ET-1 levels in blood samples from pulmonary vein,right artrium(right before aortic crossclamping,at aortic opening,1 min,3 min and 5 min after heart beating)and pulmonary vein,oxygennater (continuously inflating the lung for 1 min before opening).
Results:There were no significant differrences in ET-1 levels between pulmonary vein and right artrium (right before aortic crossclamping,aortic opening,3 min and 5 min after heart beating,p0.05).ET-1 level in pulmonary vein was significantly higher than that of right artrium at 1 min after heart beating(p0.05).At 1 min before aortic opening,ET-1 level in pulmonary vein was significantly higher than that from before aortic crossclamping and that of oxygenater at the same time.
, 百拇医药
Conclusion:Cardiopulmonary bypass induces pathological increase of ET-1 level in the lung,which could relate to pulmonary injury after cardiopulmonary bypass and posoperative pulmonary hypertension.
Key words Cardiopulmonary bypass;Endothelin-1;Lung
(Chinese Circulation Journal,2000,15：108.)
内皮素(ET)是迄今所知作用最强最持久的内源性缩血管活性多肽，具有收缩血管平滑肌，影响心肌功能和血液动力学，促进细胞增生，调节体内有关物质释放等广泛生物学效应，参与多种疾病的形成和发展。它在人体内有3种类型，即ET-1、ET-2和ET-3，其中ET-1的活性最强，主要由血管内皮细胞产生。肺脏疾病患者血浆ET-1升高已被临床所证实，Shirakami等[1]通过动物实验发现，肺泡低氧可导致肺脏ET-1合成增加。体外循环(CPB)手术采用非生理性的肺循环断流及再灌注，可导致肺脏结构和功能损伤。本研究旨在证实在CPB手术中肺脏是否出现病理性ET-1增多。
, 百拇医药
1 资料和方法
18例心脏手术患者均系1996年3月～5月在兰州医学院第一附属医院心外科收治的住院病例，男性12例，女性6例，年龄26±13岁。先天性心脏病15例(其中心室间隔缺损10例，心房间隔缺损5例)，风湿性心脏病3例，均为二尖瓣狭窄并关闭不全。术前心功能(NYHA)：Ⅰ～Ⅲ级，X线胸片显示：均有不同程度的肺血增多。CPB采用Polystan非搏动型人工心肺机，西京鼓泡式氧合器，无血预充，中低温、中度血液稀释。CPB时间81.6±21.5分，主动脉阻断时间为48.0±15.9分。
于主动脉阻断前即刻，主动脉开放心脏复跳1、3、5分分别取肺静脉血和右心房血，主动脉开放前约1分持续用力挤压呼吸气囊，膨胀两肺，驱使肺血回流左心房时取肺静脉血和氧合器内血，为避免术中可能心肌释放ET入血对实验结果产生影响，肺静脉血均取自右上肺静脉，而不是左心房。每次取血各2 ml，置于预冷的含10%依地酸二钠30 μl和抑肽酶40 μl的聚丙烯试管内，在4℃，3 000r/min离心5分，取上清液，-20℃保存待测。用放射免疫法测定血浆ET含量，药盒由中国人民解放军总医院东亚免疫技术研究所提供。
, http://www.100md.com
统计方法 所有统计值以均数±标准差(
±s)表示。统计值显著性评价用t检验，P<0.05为具有显著性差异。
2 结果
主动脉开放前约1分，隔离于肺循环血ET-1水平为92.7±36.5 ng/L，显著高于主动脉阻断前即刻肺静脉血ET-1水平59.0±29.6 ng/L(P<0.05)，也显著高于同时点氧合器内血ET-1水平60.2±22.5 ng/L(P<0.05)。
主动脉阻断前即刻，主动脉开放后心脏复跳3、5分，右心房与肺静脉血ET-1水平无显著差异(P>0.05)，心脏复跳1分，肺静脉血ET-1水平显著高于右心房血(P<0.05)。(附表)
附表 体外循环期间右心房、肺静脉血的
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内皮素-1水平(n=18，ng/L，±s)
内皮素-1水平
主动脉阻
断前即刻
主动脉开放心脏复跳
1分
3分
5分
右心房
57.2±26.7
62.1±29.1
, 百拇医药
64.3±27.6
67.5±32.6
肺静脉
59.0±29.6
86.5±32.5*
68.7±23.9
71.4±25.8
注：与同时点右心房血比较*P<0.05
3 讨论
肺脏是一独特器官，接受肺和支气管双重循环，主动脉阻断后，肺循环被隔离在外，肺脏仅接受体循环的支气管血流，部分支气管静脉血可经吻合支与因肺循环断流而隔离于肺脏的血液相混合，当充气膨胀肺脏时被一同挤出，经肺静脉入左心房。本研究发现，主动脉开放前约1分肺脏血ET-1水平显著高于主动脉阻断前肺静脉血及同时点氧合器内血(由供血管进入体循环)；主动脉阻断前右心房血与肺静脉血ET-1水平无显著差异，而主动脉开放心脏复跳1分肺静脉血ET-1水平显著高于右心房血，流经肺循环后ET-1水平升高，这些均证实CPB手术中肺脏出现病理性ET-1增加，因出现在肺脏缺血期及再灌注早期，推测这可能与肺脏缺血、缺氧，血小板及白细胞激活等所致肺循环内皮细胞损伤有关。随后不久，肺循环血ET-1水平与体循环血再次平衡，这可能是由于隔离于肺循环的ET-1因量少而很快被稀释、冲离肺脏及缺氧缺血改善后肺脏ET-1减少所致。
, http://www.100md.com
目前认为ET主要以旁分泌(自分泌)方式进入局部邻近组织，仅少量释放入血循环，Rubanyi等[2]研究报道，血管内皮细胞分泌的ET约90%进入邻近组织。Wang等[3]也研究发现，猪心肌缺血再灌注后冠状静脉窦血ET水平仅出现短暂而轻微升高，而心肌组织内ET含量却出现大幅度升高。ET生物学效应的大小可能更大程度取决于其在局部组织内的含量，而不是循环血ET水平[4]，Mohan Reddy等[5]研究发现，ET-1受体拮抗剂PD145056能够完全缓解CPB手术后肺血管阻力增加及肺动脉压升高，从而证实ET-1介导了术后肺动脉高压的形成。然而术后肺动脉压升高的程度并不依赖于肺循环血ET-1浓度变化。Paul等[6]也发现CPB术后肺血管阻力升高与肺动脉壁组织内ET-1信使核糖核酸表达增加有关。本研究显示，流经肺循环后血ET-1水平仅出现短暂升高，对全身循环血ET-1浓度影响可能不大，但ET-1在肺组织内含量可能出现异常增高，这些局部高浓度ET-1可直接作用于邻近血管平滑肌，导致术后肺动脉高压或促使大量聚集于肺血管床活化的白细胞释放氧自由基等加重肺损伤[7]。
, 百拇医药
作者简介：晋炳申(1965-)男 主治医师 硕士
参考文献
1，Shirakami G,Nakao K,Saito Y,et al.Acute pulmonary alveolar hgpoxia increase Lung and plasma endothelin-1 levels in conscious rats.Life Sci,1991,48：969—976.
2，Rubanyi GM,Polokoff MA.Endothelins:Molecular biology,biochemistry,pharmacology,physiology,and pathophysiology.Pharmacol Rev,1994,46：338—344.
3，Wang QD,Hemsen A,Li XS,et al.Low overflow and enhanced tissue content of endothelin following myocardial ischaemia and reperfusion in the pig:modulation by L-arginine.Cardiovasc Res,1995,29：44—49.
, http://www.100md.com
4，Frelin C,Guedin D.Why are circulating concentrations of endothelin-1 so low-Cardiovasc Res,1994,28：1613—1622.
5，Mohan Reddy V,Karen D,Hendricks-Munoz,et al.Post-cardiopulmonary bypass pulmonary hypertension in lambs with increased pulmonary blood flow.A role for endothelin-1.Circulation,1997,95：1054—1061.
6，Paul M,Stella O,Todd Jacobs M,et al.Cardiopulmonary bypass and circulating arrest increase endothelin-1 production and receptor expression in the lung.J Thorac Cardiovasc Surg,1997,113：777—783.
7，Ishida K,Takeshige K,Minakami S.Endothelin-1 enhances superoxide generation of human neutrophils stimulated by the chemotactic peptide N-formyl-methionyl-leucyl-phenylalanine.Biochem Biophys Res Commun,1990,173：496—500.
收稿：1999-08-20
修回：1999-12-01, http://www.100md.com
单位：晋炳申(730000甘肃省兰州市,兰州医学院第一附属医院心外科现在山东潍坊市人民医院心外科)；姚忠喜 高百顺 李天成 高秉仁 陈春红(730000甘肃省兰州市,兰州医学院第一附属医 院 心外科)
关键词：体外循环；内皮素-1；肺脏
中国循环杂志000219 摘要
目的：证实体外循环(CPB)手术中是否出现肺脏内皮素-1(ET-1)增加。
方法：18例心脏病患者，于主动脉阻断前即刻，主动脉开放后心脏复跳1、3、5分分别取肺静脉血和右心房血。主动脉开放前约1分持续膨胀肺，取肺静脉血和氧合器内血，测定血浆ET-1含量。
结果：主动脉阻断前即刻，主动脉开放后心脏复跳3、5分，肺静脉血与右心房血ET-1水平无显著差异(P0.05)；心脏复跳1分肺静脉血ET-1水平显著高于右心房血(P0.05)；主动脉开放前约1分，肺静脉血ET-1水平显著高于主动脉阻断前以及同时点氧合器内血ET-1水平(P0.05)。
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结论：CPB手术导致肺脏出现病理性ET-1增加，这可能与CPB肺脏损伤及术后肺动脉压升高有关。
中图分类号：R6541 文献标识码：A
文章编号：1000-614(2000)02-108-2
Cardiopulmonary Bypass Increase Endothelin-1 Production in the Lung
Jin Bingshen Yao Zhongxi,Gao Baishun,et al.
(Department of Cardiac Surgery ,the First Affiated Hospital,Lanzhou Medical College,Lanzhou730000,Gansu)
, 百拇医药
Abstract
Objective:To investigate whether cardiopulmonary bypass increases endothelin-1 (ET-1) production in the lung.
Methods:We measured ET-1 levels in blood samples from pulmonary vein,right artrium(right before aortic crossclamping,at aortic opening,1 min,3 min and 5 min after heart beating)and pulmonary vein,oxygennater (continuously inflating the lung for 1 min before opening).
Results:There were no significant differrences in ET-1 levels between pulmonary vein and right artrium (right before aortic crossclamping,aortic opening,3 min and 5 min after heart beating,p0.05).ET-1 level in pulmonary vein was significantly higher than that of right artrium at 1 min after heart beating(p0.05).At 1 min before aortic opening,ET-1 level in pulmonary vein was significantly higher than that from before aortic crossclamping and that of oxygenater at the same time.
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Conclusion:Cardiopulmonary bypass induces pathological increase of ET-1 level in the lung,which could relate to pulmonary injury after cardiopulmonary bypass and posoperative pulmonary hypertension.
Key words Cardiopulmonary bypass;Endothelin-1;Lung
(Chinese Circulation Journal,2000,15：108.)
内皮素(ET)是迄今所知作用最强最持久的内源性缩血管活性多肽，具有收缩血管平滑肌，影响心肌功能和血液动力学，促进细胞增生，调节体内有关物质释放等广泛生物学效应，参与多种疾病的形成和发展。它在人体内有3种类型，即ET-1、ET-2和ET-3，其中ET-1的活性最强，主要由血管内皮细胞产生。肺脏疾病患者血浆ET-1升高已被临床所证实，Shirakami等[1]通过动物实验发现，肺泡低氧可导致肺脏ET-1合成增加。体外循环(CPB)手术采用非生理性的肺循环断流及再灌注，可导致肺脏结构和功能损伤。本研究旨在证实在CPB手术中肺脏是否出现病理性ET-1增多。
, 百拇医药
1 资料和方法
18例心脏手术患者均系1996年3月～5月在兰州医学院第一附属医院心外科收治的住院病例，男性12例，女性6例，年龄26±13岁。先天性心脏病15例(其中心室间隔缺损10例，心房间隔缺损5例)，风湿性心脏病3例，均为二尖瓣狭窄并关闭不全。术前心功能(NYHA)：Ⅰ～Ⅲ级，X线胸片显示：均有不同程度的肺血增多。CPB采用Polystan非搏动型人工心肺机，西京鼓泡式氧合器，无血预充，中低温、中度血液稀释。CPB时间81.6±21.5分，主动脉阻断时间为48.0±15.9分。
于主动脉阻断前即刻，主动脉开放心脏复跳1、3、5分分别取肺静脉血和右心房血，主动脉开放前约1分持续用力挤压呼吸气囊，膨胀两肺，驱使肺血回流左心房时取肺静脉血和氧合器内血，为避免术中可能心肌释放ET入血对实验结果产生影响，肺静脉血均取自右上肺静脉，而不是左心房。每次取血各2 ml，置于预冷的含10%依地酸二钠30 μl和抑肽酶40 μl的聚丙烯试管内，在4℃，3 000r/min离心5分，取上清液，-20℃保存待测。用放射免疫法测定血浆ET含量，药盒由中国人民解放军总医院东亚免疫技术研究所提供。
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统计方法 所有统计值以均数±标准差(
±s)表示。统计值显著性评价用t检验，P<0.05为具有显著性差异。2 结果
主动脉开放前约1分，隔离于肺循环血ET-1水平为92.7±36.5 ng/L，显著高于主动脉阻断前即刻肺静脉血ET-1水平59.0±29.6 ng/L(P<0.05)，也显著高于同时点氧合器内血ET-1水平60.2±22.5 ng/L(P<0.05)。
主动脉阻断前即刻，主动脉开放后心脏复跳3、5分，右心房与肺静脉血ET-1水平无显著差异(P>0.05)，心脏复跳1分，肺静脉血ET-1水平显著高于右心房血(P<0.05)。(附表)
附表 体外循环期间右心房、肺静脉血的
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内皮素-1水平(n=18，ng/L，
±s)内皮素-1水平
主动脉阻
断前即刻
主动脉开放心脏复跳
1分
3分
5分
右心房
57.2±26.7
62.1±29.1
, 百拇医药
64.3±27.6
67.5±32.6
肺静脉
59.0±29.6
86.5±32.5*
68.7±23.9
71.4±25.8
注：与同时点右心房血比较*P<0.05
3 讨论
肺脏是一独特器官，接受肺和支气管双重循环，主动脉阻断后，肺循环被隔离在外，肺脏仅接受体循环的支气管血流，部分支气管静脉血可经吻合支与因肺循环断流而隔离于肺脏的血液相混合，当充气膨胀肺脏时被一同挤出，经肺静脉入左心房。本研究发现，主动脉开放前约1分肺脏血ET-1水平显著高于主动脉阻断前肺静脉血及同时点氧合器内血(由供血管进入体循环)；主动脉阻断前右心房血与肺静脉血ET-1水平无显著差异，而主动脉开放心脏复跳1分肺静脉血ET-1水平显著高于右心房血，流经肺循环后ET-1水平升高，这些均证实CPB手术中肺脏出现病理性ET-1增加，因出现在肺脏缺血期及再灌注早期，推测这可能与肺脏缺血、缺氧，血小板及白细胞激活等所致肺循环内皮细胞损伤有关。随后不久，肺循环血ET-1水平与体循环血再次平衡，这可能是由于隔离于肺循环的ET-1因量少而很快被稀释、冲离肺脏及缺氧缺血改善后肺脏ET-1减少所致。
, http://www.100md.com
目前认为ET主要以旁分泌(自分泌)方式进入局部邻近组织，仅少量释放入血循环，Rubanyi等[2]研究报道，血管内皮细胞分泌的ET约90%进入邻近组织。Wang等[3]也研究发现，猪心肌缺血再灌注后冠状静脉窦血ET水平仅出现短暂而轻微升高，而心肌组织内ET含量却出现大幅度升高。ET生物学效应的大小可能更大程度取决于其在局部组织内的含量，而不是循环血ET水平[4]，Mohan Reddy等[5]研究发现，ET-1受体拮抗剂PD145056能够完全缓解CPB手术后肺血管阻力增加及肺动脉压升高，从而证实ET-1介导了术后肺动脉高压的形成。然而术后肺动脉压升高的程度并不依赖于肺循环血ET-1浓度变化。Paul等[6]也发现CPB术后肺血管阻力升高与肺动脉壁组织内ET-1信使核糖核酸表达增加有关。本研究显示，流经肺循环后血ET-1水平仅出现短暂升高，对全身循环血ET-1浓度影响可能不大，但ET-1在肺组织内含量可能出现异常增高，这些局部高浓度ET-1可直接作用于邻近血管平滑肌，导致术后肺动脉高压或促使大量聚集于肺血管床活化的白细胞释放氧自由基等加重肺损伤[7]。
, 百拇医药
作者简介：晋炳申(1965-)男 主治医师 硕士
参考文献
1，Shirakami G,Nakao K,Saito Y,et al.Acute pulmonary alveolar hgpoxia increase Lung and plasma endothelin-1 levels in conscious rats.Life Sci,1991,48：969—976.
2，Rubanyi GM,Polokoff MA.Endothelins:Molecular biology,biochemistry,pharmacology,physiology,and pathophysiology.Pharmacol Rev,1994,46：338—344.
3，Wang QD,Hemsen A,Li XS,et al.Low overflow and enhanced tissue content of endothelin following myocardial ischaemia and reperfusion in the pig:modulation by L-arginine.Cardiovasc Res,1995,29：44—49.
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4，Frelin C,Guedin D.Why are circulating concentrations of endothelin-1 so low-Cardiovasc Res,1994,28：1613—1622.
5，Mohan Reddy V,Karen D,Hendricks-Munoz,et al.Post-cardiopulmonary bypass pulmonary hypertension in lambs with increased pulmonary blood flow.A role for endothelin-1.Circulation,1997,95：1054—1061.
6，Paul M,Stella O,Todd Jacobs M,et al.Cardiopulmonary bypass and circulating arrest increase endothelin-1 production and receptor expression in the lung.J Thorac Cardiovasc Surg,1997,113：777—783.
7，Ishida K,Takeshige K,Minakami S.Endothelin-1 enhances superoxide generation of human neutrophils stimulated by the chemotactic peptide N-formyl-methionyl-leucyl-phenylalanine.Biochem Biophys Res Commun,1990,173：496—500.
收稿：1999-08-20
修回：1999-12-01, http://www.100md.com