常温不停跳及低温停跳心内直视手术围术期甲状腺激素代谢比较
作者：修宗谊 谷春久 阎德民 谷天祥 袁翼华 章志伟
单位：修宗谊(中国医科大学第一临床学院心脏外科，沈阳110001)；谷春久(中国医科大学第一临床学院心脏外科，沈阳110001)；阎德民(中国医科大学第一临床学院心脏外科，沈阳110001)；谷天祥(中国医科大学第一临床学院心脏外科，沈阳110001)；袁翼华(中国医科大学第一临床学院心脏外科，沈阳110001)；章志伟(中国医科大学第一临床学院心脏外科，沈阳110001)
关键词：常温心脏不停跳；体外循环；甲状腺激素
中国医科大学学报000321 摘要 目的：探讨常温心脏不停跳(非停跳组)与低温停跳(停跳组)心内直视手术两组病历围术期低三碘甲状腺原氨酸(T3)综合征发生程度比较及临床意义。方法：用放射免疫分析法测定非停跳组21例及停跳组23例术前、体外循环(ECC)转流10 min、停ECC 10 min、术后2，24，48 h血清T3、四碘甲状腺原氨酸(T4)、逆三碘甲状腺原氨酸(rT3)及促甲状腺素(TSH)的浓度变化，分别与术前以及两组之间各时点进行比较。结果：围术期两组均发生低T3综合征，但非停跳组发生程度比停跳组减轻。结论：ECC心内直视手术围术期呈现低T3综合征，常温心脏不停跳心内直视手术围术期低T3综合征发生程度较低温停跳心内直视手术减轻。认为常温心脏不停跳心内直视手术对机体损伤小。
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Comparison of Peri-Operative Thyroid Hormone Metabolism in
Warm Beating and Cold Cardioplegic Open Heart Surgery
Xiu Zongyi Gu Chunjiu Yan Demin Gu Tianxiang Yuan Yihua Zhang Zhiwei
(Department of Cardiac Surgery, The First Clinical College, China Medical University, Shenyang, 110001)
ABSTRACT Objective:Our purpose was to compare the occurrence and evaluate the significance of low triiodothyronine(T3) syndrome in warm beating and cold cardioplegic open heart surgery. Methods: Forty-four patients were included in the study, 21 of them were in the warm beating surgery group and 23 were in the cold cardioplegic group. Blood were sampled before the operation, 10 min after the beginning of the operation, and weaning of extracorporeal circulation (ECC) respectively. Blood were also sampled at 2 hours, 24 hours, 48 hours after operation. The serum concentration of T3, thyroxin (T4), reverse T3 (rT3), and thyroid-stimulating hormone (TSH) were measured with radioimmunoassay. Results: Low T3 syndrome occurred in both groups, but in the warm beating surgery group, the syndrome was not so severe.Conclusion:Low T3 syndrome is ameliorated in warm beating heart surgery ,when compared with cold cardioplegic heart surgery .This indicates that warm beating heart surgery is less traumatic to body function.
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KEY WORDS warm heart surgery; extracorporeal circulation; triiodthyronine
低温心脏直视手术对患者血液动力学影响极大，心脏病理生理改变严重，近年来国内外学者无时不在寻找更好的方法来减轻心脏直视手术对机体的损伤。常温不阻断循环手术方法简单、疗效确实，已逐渐被人们认识[1]，但在其病理生理方面的研究报道很少，对其围术期甲状腺激素的变化国内尚未见报道。本实验就此方面进行研究，并且与低温阻断主动脉心内直视手术病例进行比较，分析其在临床中的意义。
1 材料与方法
体外循环(extracorporeal circulation, ECC)病人44例，术前均无甲状腺功能障碍。其中非停跳组21例，术中鼻咽温维持在33℃～37℃，不用心脏停跳液灌注，不阻断主动脉，只阻断腔静脉，心脏空跳下手术，不需要心脏复苏。停跳组23例，术中降温致鼻咽温27℃～31℃，阻断升主动脉，灌注高钾心脏停跳液，心脏停跳下手术操作，需心脏复苏。两组病人选择上特别注意在年龄、体重、病种分布、术前心功能无差异，均在静脉复合麻醉下手术。停跳组体外循环时间平均(29.18±11.80) min；非停跳组体外循环时间平均(28.09±13.26) min，体外循环时间无差异。
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T3、T4、rT3、TSH的测定：分别于术前、ECC转流10 min、停ECC 10 min、术后2，24，48 h采集静脉血3 ml，室温下分离血清后用放射免疫分析法测定游离T3(简称T3)、游离T4(简称T4)、rT3、TSH，每次抽血同时测定红血球压积(HCT)。体外循环中由于血液稀释，测定结果用校正公式计算，校正血液稀释对T3、T4、rT3、TSH值的影响。校正值=(术前HCT/术中或术后HCT)×实测值。
2 结果
非停跳组21例无死亡，手术后2例发生低排综合征，并发症发生率为5.26 %；停跳组23例术后因低排综合征死亡1例，术后发生低排综合征2例，消化道应激性溃疡1例，并发症发生率为11.9%。两组不同时点测定T3、T4、rT3、TSH测定值，结果见表1。
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表1 两组病人测定T3、T4、rT3、TSH值比较(
±s)
Table 1 Values of T3，T4，rT3，TSH in two groups perioperation(±s) 项目
组别
ECC 10 min
, 百拇医药
停ECC 10 min
术后2 h
术后24 h
术后48 h
T3
非停跳组
4.16±2.80
3.97±2.87
3.89±2.82
2.17±1.83△
2.87±2.19△
, http://www.100md.com
(pmol/L)
停跳组
4.32±2.64
2.89±2.13△
2.12±1.56△△*
1.23±1.9△△*
2.05±2.90△△
T4
非停跳组
19.65±4.21
20.08±4.62
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19.06±3.75
17.89± 3.97
18.89±4.10
(pmol/L)
停跳组
19.60±5.35
18.95±3.98
17.23±5.99
13.13±3.75△△**
13.15±4.01△△**
rT3
, 百拇医药
非停跳组
0.60±0.33
0.75±0.34
0.65±0.37
0.89±0.34△
0.75±0.41
(nmol/L)
停跳组
0.69±0.35
0.64±0.30
0.92±0.31△△
, 百拇医药
0.88±0.38△
0.81±0.39
TSH
非停跳组
2.57±2.96
2.58±3.12
3.01±1.89
2.96±1.86
3.03±2.42
(mIU/L)
停跳组
2.65±3.40
, 百拇医药
2.57±2.16
2.60±3.20
2.51±2.47
2.71±3.08
与术前比较：△ P<0.05， △△P<0.01； 与停跳组比较：* P<0.05， **P<0.01
3 讨论
低温体外循环心内直视手术由于低温及心脏停跳等原因使患者受非生理因素影响，机体中各脏器发生明显变化。而常温非停跳体外循环心内直视手术比较前者有许多优点：ECC中体温保持33℃～37℃，接近生理温度；冠状动脉持续得到血液灌注；避免了主动脉根部灌注高钾停跳液；不用心脏复跳，不需电击除颤及心脏按摩，避免了由此引起的机械损伤。
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严重疾病、创伤均可引起甲状腺激素代谢异常，表现为低T3或低T4，rT3增高，TSH正常，即低T3综合征。甲状腺激素对心功能有重大影响，而T3又是甲状腺激素中活性最强的激素。据近年研究，T3对心血管系统作用机理可能为：T3进入心肌细胞与T3核受体结合，调节心肌收缩蛋白的合成，提高心肌收缩力，增加心输出量，对心脏发生缓慢而较持久作用[2]，此为所谓的“核内机制”；同时，T3促进心肌细胞膜及内质网Ca-三磷酸腺苷酶及肌球蛋白同功酶等活性，增强Ca2+外流，快速增强心肌收缩力，即“核外机制”[3]。降低外周及肺血管阻力致心脏后负荷降低，增加冠脉流量，有利于心血管功能的维持和恢复。
ECC围术期发生低T3综合征原因是由于ECC创伤大，血液动力学变化剧烈引起下丘脑-垂体-甲状腺轴严重的应激反应，血中儿茶酚胺及皮质醇激素增高，抑制了5`-脱碘酶活性，使T4向T3转变减少，甲状腺分泌T4不足，rT3降解不足产生低T3综合征。同时应激下为了增加能量的产生，提高线粒体能量代谢，增加氧化磷酸化作用，供应应激状态下能量的消耗，T3消耗增加[4]。
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在非停跳组中，术后虽有低T3综合征发生，但两组间比较：术后2 h、24 h非停跳组较停跳组T3下降减轻；48 h T4下降明显减轻；术后2 h rT3 上升亦减轻，其他时间无差别。既非停跳组低T3综合征较停跳组减轻。这种结果与临床上非停跳组中术后死亡率及并发征发生率较停跳组低的结果相同。产生这种结果的可能因素：(1)非停跳组术中冠状动脉持续供血，避免和减少了停跳组中由于阻断主动脉所致的心肌缺血、缺氧性损害和再灌注损伤。(2)停跳组术中低温使5`-脱碘酶活性降低，抑制T3的合成释放，使T4转变成T3下降及甲状腺分泌T4下降，无活性的rT3生成增加[5]。同时，低温致心肌超微结构损害，胞浆内Ca2+增加，核苷酸丧失，线粒体的呼吸功能丧失，心肌对氧摄取发生障碍，心肌细胞不能合成高磷酸键，产能下降，心肌张力增高，血管阻力增大，耗能增加[6]，T3降低。非停跳组术中接近生理温度，避免由体温下降所致的不良影响。(3)停跳组高钾灌注液使心肌细胞受损伤[7]，同样使细胞外Ca2+进入细胞内，使心肌张力增高。ATP降解增加，T3产生下降，消耗增加。基于上述多种原因，非停跳组术后低T3综合征较停跳组减轻，体内环境紊乱进一步减少，使患者更接近生理环境。我们同意术后低 T3 综合征改变程度反映病情和预后的观点[8，9]，认为常温心脏不停跳心内直视手术比低温停循环心内直视手术对机体造成的损伤小，手术方法简单，疗效确实，并且没有低温的弊病，减少或避免了阻断循环所带来的不良后果，是一种值得提倡的方法。同时，认为心脏直视手术围术期均有低T3综合征发生，可考虑围术期补充T3治疗，改善心功能。
, 百拇医药
参考文献
1，韦世锋，郑陈光，付乾昌,等.常温心脏不停跳心内直视手术300例.中国胸心血管外科临床杂志,1997，8(4)：159～161
2，Balkman C,Ojamaa K,Klein I. Time course of the in vivo effects of thyroid hormone on cardiac gene expression.Endocrinology,1992, 130(4):2001-2006
3，Davis PJ,Davis F.Acute cellular action of thyroid hormone and myocardial function. Ann Thorac Surg,1993,56(Suppl 1):S16—S23
4，刘正德，蒋昭祥，戴泽平，等.CPB心脏手术时垂体—甲状腺轴功能的变化.中华麻醉学杂志，1997，17(5)：308～309
, 百拇医药
5，龙村，吉庆华，郑红，等.成人和儿童甲状腺素在体外循环中的变化差异.中国循环杂志，1996，11(3)：18～19
6，Stephen EF, Richard DW, Donald AGM, et al. Myocardial metabolism and ventricular function following cold potassium cardioplegia. J Thorac Cardiovasc Surg,1985,89(4):531—546
7，姚震，朱朗标，黄杰.心脏停搏液的种类及方法.见:李佳春,李功宋主编.体外循环灌注学.第1版,北京：人民军医出版社，1993.456～472
8，Chu SH, Huang TS,Hsu RB,et al.Thyroid hormone changes after cardiovascular surgery and clinical implications. Ann Thorac Surg,1991,52(4):791—796
9，Mitchell IM, Pollock JC, Jamieson MP,et al.The effect of cardiopulmonary bypass on thyroid function in infants weighting less than five kilograms. J Thorac Cardiovas Surg,1992,103(4):800—805
收稿日期：1999-03-17, http://www.100md.com
单位：修宗谊(中国医科大学第一临床学院心脏外科，沈阳110001)；谷春久(中国医科大学第一临床学院心脏外科，沈阳110001)；阎德民(中国医科大学第一临床学院心脏外科，沈阳110001)；谷天祥(中国医科大学第一临床学院心脏外科，沈阳110001)；袁翼华(中国医科大学第一临床学院心脏外科，沈阳110001)；章志伟(中国医科大学第一临床学院心脏外科，沈阳110001)
关键词：常温心脏不停跳；体外循环；甲状腺激素
中国医科大学学报000321 摘要 目的：探讨常温心脏不停跳(非停跳组)与低温停跳(停跳组)心内直视手术两组病历围术期低三碘甲状腺原氨酸(T3)综合征发生程度比较及临床意义。方法：用放射免疫分析法测定非停跳组21例及停跳组23例术前、体外循环(ECC)转流10 min、停ECC 10 min、术后2，24，48 h血清T3、四碘甲状腺原氨酸(T4)、逆三碘甲状腺原氨酸(rT3)及促甲状腺素(TSH)的浓度变化，分别与术前以及两组之间各时点进行比较。结果：围术期两组均发生低T3综合征，但非停跳组发生程度比停跳组减轻。结论：ECC心内直视手术围术期呈现低T3综合征，常温心脏不停跳心内直视手术围术期低T3综合征发生程度较低温停跳心内直视手术减轻。认为常温心脏不停跳心内直视手术对机体损伤小。
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Comparison of Peri-Operative Thyroid Hormone Metabolism in
Warm Beating and Cold Cardioplegic Open Heart Surgery
Xiu Zongyi Gu Chunjiu Yan Demin Gu Tianxiang Yuan Yihua Zhang Zhiwei
(Department of Cardiac Surgery, The First Clinical College, China Medical University, Shenyang, 110001)
ABSTRACT Objective:Our purpose was to compare the occurrence and evaluate the significance of low triiodothyronine(T3) syndrome in warm beating and cold cardioplegic open heart surgery. Methods: Forty-four patients were included in the study, 21 of them were in the warm beating surgery group and 23 were in the cold cardioplegic group. Blood were sampled before the operation, 10 min after the beginning of the operation, and weaning of extracorporeal circulation (ECC) respectively. Blood were also sampled at 2 hours, 24 hours, 48 hours after operation. The serum concentration of T3, thyroxin (T4), reverse T3 (rT3), and thyroid-stimulating hormone (TSH) were measured with radioimmunoassay. Results: Low T3 syndrome occurred in both groups, but in the warm beating surgery group, the syndrome was not so severe.Conclusion:Low T3 syndrome is ameliorated in warm beating heart surgery ,when compared with cold cardioplegic heart surgery .This indicates that warm beating heart surgery is less traumatic to body function.
, http://www.100md.com
KEY WORDS warm heart surgery; extracorporeal circulation; triiodthyronine
低温心脏直视手术对患者血液动力学影响极大，心脏病理生理改变严重，近年来国内外学者无时不在寻找更好的方法来减轻心脏直视手术对机体的损伤。常温不阻断循环手术方法简单、疗效确实，已逐渐被人们认识[1]，但在其病理生理方面的研究报道很少，对其围术期甲状腺激素的变化国内尚未见报道。本实验就此方面进行研究，并且与低温阻断主动脉心内直视手术病例进行比较，分析其在临床中的意义。
1 材料与方法
体外循环(extracorporeal circulation, ECC)病人44例，术前均无甲状腺功能障碍。其中非停跳组21例，术中鼻咽温维持在33℃～37℃，不用心脏停跳液灌注，不阻断主动脉，只阻断腔静脉，心脏空跳下手术，不需要心脏复苏。停跳组23例，术中降温致鼻咽温27℃～31℃，阻断升主动脉，灌注高钾心脏停跳液，心脏停跳下手术操作，需心脏复苏。两组病人选择上特别注意在年龄、体重、病种分布、术前心功能无差异，均在静脉复合麻醉下手术。停跳组体外循环时间平均(29.18±11.80) min；非停跳组体外循环时间平均(28.09±13.26) min，体外循环时间无差异。
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T3、T4、rT3、TSH的测定：分别于术前、ECC转流10 min、停ECC 10 min、术后2，24，48 h采集静脉血3 ml，室温下分离血清后用放射免疫分析法测定游离T3(简称T3)、游离T4(简称T4)、rT3、TSH，每次抽血同时测定红血球压积(HCT)。体外循环中由于血液稀释，测定结果用校正公式计算，校正血液稀释对T3、T4、rT3、TSH值的影响。校正值=(术前HCT/术中或术后HCT)×实测值。
2 结果
非停跳组21例无死亡，手术后2例发生低排综合征，并发症发生率为5.26 %；停跳组23例术后因低排综合征死亡1例，术后发生低排综合征2例，消化道应激性溃疡1例，并发症发生率为11.9%。两组不同时点测定T3、T4、rT3、TSH测定值，结果见表1。
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表1 两组病人测定T3、T4、rT3、TSH值比较(
±s)Table 1 Values of T3，T4，rT3，TSH in two groups perioperation(
±s) 项目组别
ECC 10 min
, 百拇医药
停ECC 10 min
术后2 h
术后24 h
术后48 h
T3
非停跳组
4.16±2.80
3.97±2.87
3.89±2.82
2.17±1.83△
2.87±2.19△
, http://www.100md.com
(pmol/L)
停跳组
4.32±2.64
2.89±2.13△
2.12±1.56△△*
1.23±1.9△△*
2.05±2.90△△
T4
非停跳组
19.65±4.21
20.08±4.62
, http://www.100md.com
19.06±3.75
17.89± 3.97
18.89±4.10
(pmol/L)
停跳组
19.60±5.35
18.95±3.98
17.23±5.99
13.13±3.75△△**
13.15±4.01△△**
rT3
, 百拇医药
非停跳组
0.60±0.33
0.75±0.34
0.65±0.37
0.89±0.34△
0.75±0.41
(nmol/L)
停跳组
0.69±0.35
0.64±0.30
0.92±0.31△△
, 百拇医药
0.88±0.38△
0.81±0.39
TSH
非停跳组
2.57±2.96
2.58±3.12
3.01±1.89
2.96±1.86
3.03±2.42
(mIU/L)
停跳组
2.65±3.40
, 百拇医药
2.57±2.16
2.60±3.20
2.51±2.47
2.71±3.08
与术前比较：△ P<0.05， △△P<0.01； 与停跳组比较：* P<0.05， **P<0.01
3 讨论
低温体外循环心内直视手术由于低温及心脏停跳等原因使患者受非生理因素影响，机体中各脏器发生明显变化。而常温非停跳体外循环心内直视手术比较前者有许多优点：ECC中体温保持33℃～37℃，接近生理温度；冠状动脉持续得到血液灌注；避免了主动脉根部灌注高钾停跳液；不用心脏复跳，不需电击除颤及心脏按摩，避免了由此引起的机械损伤。
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严重疾病、创伤均可引起甲状腺激素代谢异常，表现为低T3或低T4，rT3增高，TSH正常，即低T3综合征。甲状腺激素对心功能有重大影响，而T3又是甲状腺激素中活性最强的激素。据近年研究，T3对心血管系统作用机理可能为：T3进入心肌细胞与T3核受体结合，调节心肌收缩蛋白的合成，提高心肌收缩力，增加心输出量，对心脏发生缓慢而较持久作用[2]，此为所谓的“核内机制”；同时，T3促进心肌细胞膜及内质网Ca-三磷酸腺苷酶及肌球蛋白同功酶等活性，增强Ca2+外流，快速增强心肌收缩力，即“核外机制”[3]。降低外周及肺血管阻力致心脏后负荷降低，增加冠脉流量，有利于心血管功能的维持和恢复。
ECC围术期发生低T3综合征原因是由于ECC创伤大，血液动力学变化剧烈引起下丘脑-垂体-甲状腺轴严重的应激反应，血中儿茶酚胺及皮质醇激素增高，抑制了5`-脱碘酶活性，使T4向T3转变减少，甲状腺分泌T4不足，rT3降解不足产生低T3综合征。同时应激下为了增加能量的产生，提高线粒体能量代谢，增加氧化磷酸化作用，供应应激状态下能量的消耗，T3消耗增加[4]。
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在非停跳组中，术后虽有低T3综合征发生，但两组间比较：术后2 h、24 h非停跳组较停跳组T3下降减轻；48 h T4下降明显减轻；术后2 h rT3 上升亦减轻，其他时间无差别。既非停跳组低T3综合征较停跳组减轻。这种结果与临床上非停跳组中术后死亡率及并发征发生率较停跳组低的结果相同。产生这种结果的可能因素：(1)非停跳组术中冠状动脉持续供血，避免和减少了停跳组中由于阻断主动脉所致的心肌缺血、缺氧性损害和再灌注损伤。(2)停跳组术中低温使5`-脱碘酶活性降低，抑制T3的合成释放，使T4转变成T3下降及甲状腺分泌T4下降，无活性的rT3生成增加[5]。同时，低温致心肌超微结构损害，胞浆内Ca2+增加，核苷酸丧失，线粒体的呼吸功能丧失，心肌对氧摄取发生障碍，心肌细胞不能合成高磷酸键，产能下降，心肌张力增高，血管阻力增大，耗能增加[6]，T3降低。非停跳组术中接近生理温度，避免由体温下降所致的不良影响。(3)停跳组高钾灌注液使心肌细胞受损伤[7]，同样使细胞外Ca2+进入细胞内，使心肌张力增高。ATP降解增加，T3产生下降，消耗增加。基于上述多种原因，非停跳组术后低T3综合征较停跳组减轻，体内环境紊乱进一步减少，使患者更接近生理环境。我们同意术后低 T3 综合征改变程度反映病情和预后的观点[8，9]，认为常温心脏不停跳心内直视手术比低温停循环心内直视手术对机体造成的损伤小，手术方法简单，疗效确实，并且没有低温的弊病，减少或避免了阻断循环所带来的不良后果，是一种值得提倡的方法。同时，认为心脏直视手术围术期均有低T3综合征发生，可考虑围术期补充T3治疗，改善心功能。
, 百拇医药
参考文献
1，韦世锋，郑陈光，付乾昌,等.常温心脏不停跳心内直视手术300例.中国胸心血管外科临床杂志,1997，8(4)：159～161
2，Balkman C,Ojamaa K,Klein I. Time course of the in vivo effects of thyroid hormone on cardiac gene expression.Endocrinology,1992, 130(4):2001-2006
3，Davis PJ,Davis F.Acute cellular action of thyroid hormone and myocardial function. Ann Thorac Surg,1993,56(Suppl 1):S16—S23
4，刘正德，蒋昭祥，戴泽平，等.CPB心脏手术时垂体—甲状腺轴功能的变化.中华麻醉学杂志，1997，17(5)：308～309
, 百拇医药
5，龙村，吉庆华，郑红，等.成人和儿童甲状腺素在体外循环中的变化差异.中国循环杂志，1996，11(3)：18～19
6，Stephen EF, Richard DW, Donald AGM, et al. Myocardial metabolism and ventricular function following cold potassium cardioplegia. J Thorac Cardiovasc Surg,1985,89(4):531—546
7，姚震，朱朗标，黄杰.心脏停搏液的种类及方法.见:李佳春,李功宋主编.体外循环灌注学.第1版,北京：人民军医出版社，1993.456～472
8，Chu SH, Huang TS,Hsu RB,et al.Thyroid hormone changes after cardiovascular surgery and clinical implications. Ann Thorac Surg,1991,52(4):791—796
9，Mitchell IM, Pollock JC, Jamieson MP,et al.The effect of cardiopulmonary bypass on thyroid function in infants weighting less than five kilograms. J Thorac Cardiovas Surg,1992,103(4):800—805
收稿日期：1999-03-17, http://www.100md.com