氧合晶体停搏液对缺血心肌保护的研究
作者：朱江 徐五音 秦涌 朱蔚
单位：朱江(苏州医学院附属第一医院胸心外科 215006)； 徐五音(苏州医学院附属第一医院胸心外科 215006)； 秦涌(苏州医学院附属第一医院胸心外科 215006)； 朱蔚(苏州医学院附属第一医院胸心外科 215006)
关键词：晶体停搏液；心肌保护；兔
江苏医药000322 摘 要：目的 探讨体外循环中氧合晶体停搏液对缺血心肌的保护作用。方法 实验采用离体兔心灌注模型，以4℃氧合晶体停搏液每隔30分钟灌注1分钟，在20℃持续停跳180分钟，复灌30分钟使兔心复跳。监测其心功能、能量代谢、超微结构等指标。结果 氧合晶体停搏液组的各项指标均显著优于冷钾停搏液组(P<0.01)。结论 氧合晶体停搏液能显著改善缺血心肌的能量代谢，有助于体外循环中的心肌保护。
冷晶体停搏液目前仍常用于体外循环心内直视手术的心肌保护，它可使心脏安全停跳，降低心肌基础代谢的能量需要，保护心肌防止缺血性损伤[1]。但若主动脉阻断超过3小时，三磷酸腺苷(ATP)等能量物质将被耗竭，复跳后心功能难以恢复正常。现有人认为氧合晶体停搏液能供氧给心肌，减轻缺血性损伤[2]。本文旨在用氧合晶体停搏液在20℃多次灌注，并测定心肌细胞的功能、代谢、超微结构等指标，评价氧合晶体停搏液的心肌保护效果。
, http://www.100md.com
材料和方法
一、实验采用Langendorff离体心灌注模型。晶体停搏液为改良的St.Thomas液(STH)：NaCl 110，KC1 16，NaHCO3 11，MgCl2 16，CaCl2 1.2，pH7.8。STH用多孔针管鼓泡充氧降温至4℃备用，氧分压经测定约700±50mmHg。再灌注用充氧KHB液：NaCl 134，CaCl2 2.3，MgCl2 1.2，NaHCO3 11，KCl 5.9，NaH2PO4 0.42，葡萄糖11，pH7.4。37℃KHB持续充氧使用，其氧分压约600±30mmHg。动物：新西兰纯种兔18只，随机分成两组，每组9只，Ⅰ组用STH，，Ⅱ组用氧合STH。
二、方法：将兔肝素化，硫贲妥钠静脉麻醉，迅速开胸取心，置生理盐水中与灌注装置相接，测压仪测主动脉压。平衡期用37℃KHB灌注5分钟。缺血期180分钟，每隔30分钟灌注STH1分钟。复灌期用充氧37℃KHB灌注30分钟。平衡期末、缺血期、复跳30分钟测ATP、谷草转氨酶(GOT)、乳酸、主动脉压，最后取心肌做电镜切片。计算：主动脉压力恢复率＝复灌期压力÷平衡期压力，所有数据以
表示。统计学处理采用方差分析F检验。
, 百拇医药
结果
平衡期两组心功能较稳定，无显著性差异。缺血后再灌注，氧合STH组所有心脏均自动恢复窦性心律(60±7秒)。STH组恢复窦性心律时间明显延长(453±128秒)。心脏停跳180分钟后STH组ATP较缺血前23.92±1.93下降了86%，氧合STH组下降了39%，两组差异非常显著P<0.01，复灌30分钟STH组仅恢复至36%，而氧合STH组恢复至100%。同样缺血末期及复灌30分钟，两组GOT有显著差异P<0.05(见表1)。
表1 两组ATP、GOT在缺血期、复灌期的测定值
氧合STH组
STH组
缺血期
复灌期
, 百拇医药
缺血期
复灌期
ATP
(μmol/g)
14.49±2.00**
24.56±2.19**
3.30±0.91
8.56±0.75
GOT
(U/L)
80.5±15.1*
, 百拇医药
39.3±11.6*
98.5±18.7
47.8±9.3
*P<0.05 **P<0.01
乳酸量也是氧合STH组显著少于STH组(Ⅱ组20.62±1.30μmol/L，Ⅰ组26.18±1.73μmol/L)P<0.05，并且在复灌5分钟、30分钟其主动脉压力恢复率显著优于STH组(5分钟时Ⅱ组91.9%±5.0%，Ⅰ组43.1%±13.6%。30分钟时Ⅱ组68.2%±4.0%，Ⅰ组18.4%±9.3%。)，P<0.01。电镜照片：STH组心肌细胞显著水肿，线粒体肿胀或形成空泡，氧合STH组肌纤维水肿轻，各带清晰，线粒体结构完整。
讨论
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实验表明，采用氧合STH多次间断灌注，能使缺血后左室功能恢复到术前水平的91.9%。无论是窦性心律恢复速率还是心肌酶、ATP、乳酸等指标均显著优于STH组，这些差异与其心肌超微结构及微循环的损伤度亦相符合。一般认为缺血心肌获得有效保护的标准，是再灌注时多数心功能指标均恢复到缺血前的80%以上，而在缺血期末心肌能量又未下降到危险水平。有研究报道缺血期心肌ATP<10μmol/g、肌酸磷酸(CP)<5μmol/g将会导致再灌注期心脏收缩恢复不良。本实验氧合STH组缺血180分钟，ATP下降至缺血前的61%，STH组却下降至13%。虽然氧合STH组心肌高能磷酸盐合成较STH组多，但在缺血期内，同样面临能量下降及缺血造成的不利影响，再灌注期氧合STH组心肌ATP恢复100%，STH组只有37%，这表明缺血期氧合STH有效保护了线粒体氧化磷酸化和琥珀酸辅酶A合成酶，后者催化无机磷与二磷酸腺苷(ADP)合成ATP。
超微结构比较也是氧合STH组的线粒体和肌原纤维的形态较好，虽然两组仍有不同程度缺氧的证据，但氧合STH能供给更多的氧。本文认为采用间隔20分钟灌注一次可能更为有效，并可减少乳酸在心肌中堆积，乳酸被认为是组织无氧代谢的产物，氧合STH多次灌注还可使乳酸转变成丙酮酸进入三羧循环产生更多的ATP，减轻酸中毒。
, http://www.100md.com
关于STH的携氧量，Digeness曾做过比较：10℃时血液释放氧3.61ml/100ml，晶体液为4.06ml/100ml，20℃血液释放氧5.08ml/100ml，晶体液为4.02ml/100ml。而冷血停搏液中的红细胞有冷凝集沉积诸多缺点，所以在10℃以下低温，冷血停搏液不及氧合STH好。■
参考文献：
[1]Daily PO，Pfeffer TA，Wisniewski JB，et al.Clinical comparisons of methods of myocardial protection.J Thorac Cardiovasc Surg，1987，93：324-326.
[2]Von Oppell UO，King LM，Du Toit EF，et al.Effect of oxygenation and consequent pH changes on the efficacy of St.Thomas′ Hospital cardioplegic solution.J Thorac Cardiovasc Surg，1991，102：396-404.
收稿日期：1999-04-04
修稿日期：1999-10-28, 百拇医药
单位：朱江(苏州医学院附属第一医院胸心外科 215006)； 徐五音(苏州医学院附属第一医院胸心外科 215006)； 秦涌(苏州医学院附属第一医院胸心外科 215006)； 朱蔚(苏州医学院附属第一医院胸心外科 215006)
关键词：晶体停搏液；心肌保护；兔
江苏医药000322 摘 要：目的 探讨体外循环中氧合晶体停搏液对缺血心肌的保护作用。方法 实验采用离体兔心灌注模型，以4℃氧合晶体停搏液每隔30分钟灌注1分钟，在20℃持续停跳180分钟，复灌30分钟使兔心复跳。监测其心功能、能量代谢、超微结构等指标。结果 氧合晶体停搏液组的各项指标均显著优于冷钾停搏液组(P<0.01)。结论 氧合晶体停搏液能显著改善缺血心肌的能量代谢，有助于体外循环中的心肌保护。
冷晶体停搏液目前仍常用于体外循环心内直视手术的心肌保护，它可使心脏安全停跳，降低心肌基础代谢的能量需要，保护心肌防止缺血性损伤[1]。但若主动脉阻断超过3小时，三磷酸腺苷(ATP)等能量物质将被耗竭，复跳后心功能难以恢复正常。现有人认为氧合晶体停搏液能供氧给心肌，减轻缺血性损伤[2]。本文旨在用氧合晶体停搏液在20℃多次灌注，并测定心肌细胞的功能、代谢、超微结构等指标，评价氧合晶体停搏液的心肌保护效果。
, http://www.100md.com
材料和方法
一、实验采用Langendorff离体心灌注模型。晶体停搏液为改良的St.Thomas液(STH)：NaCl 110，KC1 16，NaHCO3 11，MgCl2 16，CaCl2 1.2，pH7.8。STH用多孔针管鼓泡充氧降温至4℃备用，氧分压经测定约700±50mmHg。再灌注用充氧KHB液：NaCl 134，CaCl2 2.3，MgCl2 1.2，NaHCO3 11，KCl 5.9，NaH2PO4 0.42，葡萄糖11，pH7.4。37℃KHB持续充氧使用，其氧分压约600±30mmHg。动物：新西兰纯种兔18只，随机分成两组，每组9只，Ⅰ组用STH，，Ⅱ组用氧合STH。
二、方法：将兔肝素化，硫贲妥钠静脉麻醉，迅速开胸取心，置生理盐水中与灌注装置相接，测压仪测主动脉压。平衡期用37℃KHB灌注5分钟。缺血期180分钟，每隔30分钟灌注STH1分钟。复灌期用充氧37℃KHB灌注30分钟。平衡期末、缺血期、复跳30分钟测ATP、谷草转氨酶(GOT)、乳酸、主动脉压，最后取心肌做电镜切片。计算：主动脉压力恢复率＝复灌期压力÷平衡期压力，所有数据以
表示。统计学处理采用方差分析F检验。, 百拇医药
结果
平衡期两组心功能较稳定，无显著性差异。缺血后再灌注，氧合STH组所有心脏均自动恢复窦性心律(60±7秒)。STH组恢复窦性心律时间明显延长(453±128秒)。心脏停跳180分钟后STH组ATP较缺血前23.92±1.93下降了86%，氧合STH组下降了39%，两组差异非常显著P<0.01，复灌30分钟STH组仅恢复至36%，而氧合STH组恢复至100%。同样缺血末期及复灌30分钟，两组GOT有显著差异P<0.05(见表1)。
表1 两组ATP、GOT在缺血期、复灌期的测定值
氧合STH组
STH组
缺血期
复灌期
, 百拇医药
缺血期
复灌期
ATP
(μmol/g)
14.49±2.00**
24.56±2.19**
3.30±0.91
8.56±0.75
GOT
(U/L)
80.5±15.1*
, 百拇医药
39.3±11.6*
98.5±18.7
47.8±9.3
*P<0.05 **P<0.01
乳酸量也是氧合STH组显著少于STH组(Ⅱ组20.62±1.30μmol/L，Ⅰ组26.18±1.73μmol/L)P<0.05，并且在复灌5分钟、30分钟其主动脉压力恢复率显著优于STH组(5分钟时Ⅱ组91.9%±5.0%，Ⅰ组43.1%±13.6%。30分钟时Ⅱ组68.2%±4.0%，Ⅰ组18.4%±9.3%。)，P<0.01。电镜照片：STH组心肌细胞显著水肿，线粒体肿胀或形成空泡，氧合STH组肌纤维水肿轻，各带清晰，线粒体结构完整。
讨论
, http://www.100md.com
实验表明，采用氧合STH多次间断灌注，能使缺血后左室功能恢复到术前水平的91.9%。无论是窦性心律恢复速率还是心肌酶、ATP、乳酸等指标均显著优于STH组，这些差异与其心肌超微结构及微循环的损伤度亦相符合。一般认为缺血心肌获得有效保护的标准，是再灌注时多数心功能指标均恢复到缺血前的80%以上，而在缺血期末心肌能量又未下降到危险水平。有研究报道缺血期心肌ATP<10μmol/g、肌酸磷酸(CP)<5μmol/g将会导致再灌注期心脏收缩恢复不良。本实验氧合STH组缺血180分钟，ATP下降至缺血前的61%，STH组却下降至13%。虽然氧合STH组心肌高能磷酸盐合成较STH组多，但在缺血期内，同样面临能量下降及缺血造成的不利影响，再灌注期氧合STH组心肌ATP恢复100%，STH组只有37%，这表明缺血期氧合STH有效保护了线粒体氧化磷酸化和琥珀酸辅酶A合成酶，后者催化无机磷与二磷酸腺苷(ADP)合成ATP。
超微结构比较也是氧合STH组的线粒体和肌原纤维的形态较好，虽然两组仍有不同程度缺氧的证据，但氧合STH能供给更多的氧。本文认为采用间隔20分钟灌注一次可能更为有效，并可减少乳酸在心肌中堆积，乳酸被认为是组织无氧代谢的产物，氧合STH多次灌注还可使乳酸转变成丙酮酸进入三羧循环产生更多的ATP，减轻酸中毒。
, http://www.100md.com
关于STH的携氧量，Digeness曾做过比较：10℃时血液释放氧3.61ml/100ml，晶体液为4.06ml/100ml，20℃血液释放氧5.08ml/100ml，晶体液为4.02ml/100ml。而冷血停搏液中的红细胞有冷凝集沉积诸多缺点，所以在10℃以下低温，冷血停搏液不及氧合STH好。■
参考文献：
[1]Daily PO，Pfeffer TA，Wisniewski JB，et al.Clinical comparisons of methods of myocardial protection.J Thorac Cardiovasc Surg，1987，93：324-326.
[2]Von Oppell UO，King LM，Du Toit EF，et al.Effect of oxygenation and consequent pH changes on the efficacy of St.Thomas′ Hospital cardioplegic solution.J Thorac Cardiovasc Surg，1991，102：396-404.
收稿日期：1999-04-04
修稿日期：1999-10-28, 百拇医药