七氟醚对体外循环下心脏瓣膜置换手术患者肺损伤的保护作用及其机制

摘要

本文主要从以下几方面展开论述： 第一部分 七氟醚对体外循环下心脏瓣膜置换手术患者肺损伤的保护作用 目的： 本研究拟初步探讨七氟醚对体外循环下心脏瓣膜置换手术患者肺损伤的保护作用。 方法： 选择2016年1月至2017年12于郑州大学第二附属医院心脏外科手术室择期行心脏手术的患者60例，拟在全身麻醉下行体外循环下心脏瓣膜置换手术。依据随机数字表法将纳入研究的患者分为两组（n=30）：对照组和七氟醚组。所有接受手术的病人均由同一外科医师团队负责实施。本研究患者纳入标准：没有性别的限制，年龄40～65岁，体重50.0～80.0kg，身高150.0～180.0cm，美国麻醉医师协会(ASA)分级Ⅱ～Ⅲ级，美国纽约心脏病学会(NYHA)心功能分级Ⅱ/Ⅲ级，左室射血分数(EF%)>50%。所有患者按照随机数字表法分为两组：丙泊酚组(P组)和七氟醚组(Sev)，每组30例。Sev组患者吸入七氟烷复合瑞芬太尼，七氟烷维持呼末气体浓度为1.2个最低有效肺泡浓度（MAC），P组静脉泵入丙泊酚，复合瑞芬太尼。记录术前患者一般临床资料。记录患者术后24小时内的胸腔引流量、红细胞悬液、新鲜冰冻血浆、冷沉淀及血小板等血液制品的输入量。分别于麻醉诱导前(T0)、诱导后10min(T1)、复温至36℃时(T2)、CPB停机1h(T3)、术毕(T4)及术后24h(T5)时抽取患者颈内静脉血，采用酶联免疫吸附(ELISA)法检测血清肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-6和8(IL-6、IL-8)的水平。分别记录两组患者术中血管活性药物用量、CPB时间、升主动脉阻断时间、关胸时间、深低温停循环时间及手术时间。分别记录两组患者术后二次开胸止血率和术后并发症。 结果： 1、两组患者年龄、性别比例、ASA分级、体重指数(BMI)、、左室射血分数和换瓣例数差异均无统计学意义(P＞0.05)。 2、与P组比较，Sev组于T1～T6时的MAP和CVP均明显升高(P＜0.05)，而T1～T3时的HR均明显降低(P＜0.05)。 3、与CPB前比较，两组患者CPB后2h时的PaO2均明显降低(P＜0.05)。与P组同时刻比较，Sev组患者CPB后2h时的PaO2明显升高(P＜0.05)。两组患者不同时间点PaCO2差异均无统计学意义(P＞0.05)。 4、与同组T0比较，两组患者T2～T5时血清TNF-α、IL-6和IL-8水平均升高(P＜0.05)。与P组比较，Sev组患者T2～T5时血清TNF-α、IL-6和IL-8水平均降低(P＜0.05)。 5、两组患者术后24h内并发症如过敏反应、肾功能不全及肝功能不全等发生情况及血栓事件发生率以及死亡率对比，其中差异并没有表现出统计学意义(P＞0.05)。 6、两组患者术后机械通气时间、ICU停留时间及窦性心动过缓、低血压及再次气管内插管等术后并发症发生率差异均无统计学意义(P＞0.05)。 结论： 七氟醚可减轻抑制肺组织中炎症反应，对CPB所致ALI发生的心脏瓣膜置换手术患者具有较好的保护作用，其机制需要进一步探讨。 第二部分 七氟醚对大鼠体外循环所致急性肺损伤时氧化应激、炎症反应及未折叠蛋白反应的影响 目的： 本实验拟探讨Sev预先给药对大鼠CPB所致ALI时氧化应激、炎症反应及肺组织中UPR的影响，阐述Sev的更多的可能作用机制，为临床实践提供理论依据。 方法： 依据照随机数字表，将45只健康成年清洁级Sprague-Dawley(SD)大鼠分为3组，每组15只：Sham组大鼠仅进行动脉和静脉穿刺置管；CPB组大鼠建立CPB后流量逐步调至最大(100ml·kg-1·min-1)维持转流60min；Sev预先给药+CPB组(Sev组)大鼠于进行CPB前30min时吸入2.5％七氟醚。分别于CPB前和CPB后2h时(Sham组于动脉和静脉穿刺前和穿刺后3h)抽取适量动脉血以行血气分析，并记录氧分压(partial pressure of oxygen,PaO2)、二氧化碳分压(partial pressure of carbon dioxide,PaCO2)。Sham组于动脉和静脉穿刺前和穿刺后3h时抽取适量静脉血、CPB组和Sev组分别于CPB前和CPB后2h时抽取适量静脉血，采用黄嘌呤氧化酶法测定大鼠血清超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)活力，采用硫代巴比妥酸法测定大鼠血清丙二醛(methane dicarboxylic aldehyde，MDA)，酶联免疫吸附试验(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)测定髓过氧化物酶(myeloperoxidase，MPO);采用ELISA测定大鼠血清肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor，TNF-α)、白介素-6(interleukin-6，IL-6)和IL-8的水平。实验结束后留取大鼠左肺，测定肺组织湿于/重比(wet weight to drv weight of lung tissue，W/D)、总肺水含量(total lung water content，TLW)。光镜检删肺组织病理学改变并测定肺泡损伤定量评估指标(index of quantitative evaluation for alveolar damage，IQA)。 结果： 1.CPB后2h时，CPB组大鼠PaO2较Sham组明显降低，组间差异有统计学意义(P＜0.05)，而Sev组大鼠PaO2较CPB组明显升高，组间差异有统计学意义(P＜0.05)。 2.CPB后2h时，CPB组大鼠血清MPO含量、MDA水平均较Sham组明显升高，而SOD活性明显降低，组间差异均有统计学意义(P＜0.05)；Sev组大鼠血清MPO含量、MDA水平和均较CPB组明显降低，而SOD活性明显升高，组间差异均有统计学意义(P＜0.05)。 3.CPB后2h时，CPB组大鼠血清IL-8、TNF-α、IL-6水平均较Sham组明显升高，差异均有统计学意义(P＜0.05)，而Sev组大鼠CPB后2h时血清IL-8、TNF-α、IL-6水平均较CPB组明显降低，组间差异均有统计学意义(P＜0.05)。 4.CPB组大鼠肺组织IQA、W/D、AI和TLW均较Sham组明显升高，组间差异均有统计学意义(P＜0.05)。Sev组大鼠肺组织IQA、W/D、AI和TLW均较CPB组明显降低，组间差异均有统计学意义(P＜0.05)。 5.光镜检测结果显示，Sham组大鼠肺组织结构清晰可见，肺泡结构完整、壁间隔正常，肺间质无水肿，肺泡内无充血或炎性细胞的渗出；而CPB组中肺组织结构发生损伤，肺泡部分不扩张，肺泡腔和肺间质中可见红细胞漏出，肺间质水肿增厚，伴有大量炎性细胞浸润；Sev组肺组织损伤减轻，肺泡结构相对完整，肺泡腔内红细胞漏出较少，肺间质炎性细胞浸润不明显。 6.电镜检测结果显示，在Sham组中，大鼠肺组织的超微结构形态基本正常。在CPB组中，大鼠肺组织的超微结构形态发生损伤，上皮细胞轮廓模糊不清，细胞发生肿胀，板层小体减少，表面微绒毛减少，线粒体嵴模糊不清，核明显破碎，染色质不均。在Sev组大鼠肺组织超微结构中，上皮细胞结构较为完整，肿胀不明显，板层小体增多，微绒毛多见，线粒体嵴可见，胞核破碎较少见，染色质明显均匀。 7.TUNEL法检测结果表明，Sham组大鼠肺组织中多为正常的细胞。而CPB组大鼠肺组织中有明显的细胞凋亡，且凋亡细胞数量较多，而Sev组肺组织细胞则较少见到凋亡，且凋亡细胞数量明显较少。 8.CPB组大鼠肺组织CHOP、GRP78、caspase-12和JNK mRNA及其蛋白表达水平均较Sham组明显升高，组间差异均有统计学意义(P＜0.05)。而Sev组大鼠肺组织CHOP、GRP78、caspase-12和JNK mRNA及其蛋白表达水平均较CPB组明显降低，组间差异均有统计学意义(P＜0.05)。 结论： 1.在大鼠CPB所致ALI的可能机制与肺组织中炎症反应、氧化应激和UPR相关性细胞凋亡有关。 2.七氟醚预先给药可通过减轻肺组织中炎性反应和氧化应激反应及抑制UPR相关性细胞凋亡而减轻大鼠CPB所致ALI。

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