烏司他丁對心肺轉流患者血漿血栓調節蛋白、血管性假血友病因子、內皮素-1和一氧化氮水平的影響

陳 春,龔 園,湯和青,侯 俊,方 為,馮雪剛,孫德海

(1.三峽大學第一臨床醫學院麻醉科,湖北宜昌 443003;2.湖北省宜昌市中心人民醫院麻醉科 443003)

烏司他丁對心肺轉流患者血漿血栓調節蛋白、血管性假血友病因子、內皮素-1和一氧化氮水平的影響

陳 春1,龔 園2,湯和青1,侯 俊1,方 為2,馮雪剛1,孫德海1

(1.三峽大學第一臨床醫學院麻醉科,湖北宜昌 443003;2.湖北省宜昌市中心人民醫院麻醉科 443003)

目的探討烏司他丁對心肺轉流(CPB)患者全身性血管內皮細胞(VEC)的急性損傷的保護作用。方法將30例心血管擇期手術患者(瓣膜置換術)隨機分為兩組,觀察組CPB過程中給予烏司他丁,對照組CPB過程中給予生理鹽水,每組15例。分別于術前、轉流前、轉流后30 min、停轉流、手術結束、術后1 d和術后3 d動態監測兩組患者血漿可溶性血栓調節蛋白(sTM)、血管性假血友病因子(vWF)、內皮素-1(ET-1)和一氧化氮(NO)的變化。結果兩組患者血漿 sTM、vWF和 ET-1在CPB期間和術后1 d均顯著增高,NO在CPB期間和術后1 d均顯著下降;觀察組的指標術后3 d恢復到術前水平。對照組未能恢復。觀察組患者CPB期間至術后3 d的血漿sTM、vWF和ET-1均低于對照組,NO指標均高于對照組。結論CPB可導致全身性VEC的急性損傷,烏司他丁可以減輕CPB導致的VEC損傷。

烏司他丁;可溶性血栓調節蛋白;血管性假血友病因子;內皮素-1;一氧化氮;心肺轉流

血管內皮細胞是覆蓋于心血管內壁的一層多功能細胞,在血管通透性屏障、免疫防御及炎癥反應中起重要作用。William和Aird[1]認為血管內皮細胞作為器官系統而存在。心肺轉流(cardiopulmonary bypass,CPB)能引起全身廣泛的急性血管內皮細胞損傷/活化[2]。本實驗觀察烏司他丁對心臟手術患者血漿血栓調節蛋白(soluble thrombomodulin,sTM)、血管性假血友病因子(von Willebrand factor,vWF)、內皮素-1(endothelin-1,ET-1)和一氧化氮(nitric oxide,NO)水平的影響,以觀察其對患者血管內皮細胞的保護作用。

1 臨床資料

1.1 一般資料 選擇2007年 9月至 2009年6月兩院收治實施心臟手術患者30例,其中二尖瓣置換術12例,主動脈瓣置換術14例,雙瓣置換術4例。心功能Ⅰ～Ⅱ級21例,Ⅲ～Ⅳ級9例將患者隨機分為觀察組(麻醉后和轉機時分別靜脈泵注烏司他丁1×104u/kg)和對照組(給予生理鹽水泵注),泵注時間均為1 h。

1.2 麻醉方法 在全麻低溫心肺轉流下手術。麻醉誘導采用咪唑安定0.1 mg/kg、芬太尼0.02 mg/kg、丙泊酚(靜安,北京費森尤斯公司提供,產品批號J20070039)1.5 mg/kg、維庫溴銨0.1 mg/kg。麻醉維持采用間斷推注咪唑安定和芬太尼,直至CPB開始暫停用藥,開放后重啟直至手術結束。全部患者均采用STOCKERT-Ⅲ型心肺轉流機,西京膜式氧合器,無血預充,4∶1氧合血冷晶體停搏液間斷灌注。CPB過程中所有患者肝素用量為3 mg/kg,預充液中為10 mg/L,激活凝血時間(ACT)維持在480～600 s,轉流完畢用魚精蛋白中和體內殘余肝素,比例為1∶1.2。

1.3 監測指標 所有患者在CPB前,CPB 30 min,停機,術后6、24、72 h分別采集頸內靜脈血3.6 mL置入含枸櫞酸鈉的抗凝管中,于4 000r/min離心10 min,然后置于-80℃超低溫冰箱中保存待檢測。vWF、sTM標本的測定采用ELISA法,試劑盒均為上海太陽生物技術公司提供。ET-1測定采用放射免疫法,試劑盒由北京東亞免疫技術研究所提供,NO采用硝酸還原酶法,試劑盒由北京中國軍事醫學科學院提供。心肺轉流期間血液稀釋對測定值的影響采用Talor公式校正,校正值=測定值×術前紅細胞壓積(HCT)/取樣時HCT。

1.4 統計學方法 所有數值均以x±s表示,使用 SPSS10.0統計軟件進行統計學處理,采用t檢驗和F檢驗。

2 結 果

2.1 一般情況 觀察組15例男7例,女8例,年齡為(30.5±5.7)歲,體質量為(45.7±8.6)kg,CPB時間(90.5±47.8)min,升主動脈阻斷時間(58.6±23.3)min。對照組 15例男6例,女9例,年齡為(33.0±7.3)歲,體質量為(48.4±5.6)kg,CPB時間(85.7±42.9)min,升主動脈阻斷時間(61.9±20.1)min。兩組患者在年齡、性別、體質量、CPB時間等方面差異無統計學意義(P＞0.05)。

表1 兩組患者血漿sTM、vWF、ET-1和NO水平變化(±s,n=15)

表1 兩組患者血漿sTM、vWF、ET-1和NO水平變化(±s,n=15)

與術前比較,*:P＜0.05,**:P＜0.01;與對照組比較,△:P＜0.05,△△:P＜0.01。

檢測指標 組別 術前 CPB前 CPB30 min 停CPB 手術結束 術后1 d 術后3 d sTM(ng/mL) 觀察組 3.8±0.8 4.3±1.5 5.1±1.0△△** 5.4±1.2△△** 7.2±1.3△△** 4.6±0.9△* 3.1±1.1△*對照組 3.6±1.0 4.5±1.3 7.6±0.9** 8.8±1.4** 9.6±0.8** 7.2±1.5** 4.9±1.1*vWF(%) 觀察組 86.0±12 90.0±14 156.0±18△△** 168.0±12△△* 172.0±13△△** 121.0±19△△** 91.0±11△*對照組 90.0±14 92.0±18 196.0±19** 206.0±14** 232.0±18** 159.0±18** 113.0±12*ET-1(ng/L) 觀察組 95.0±5 101.0±5 128.0±8△△** 140.0±15△△** 134.0±4△△** 113.0±7△△** 101.0±7△*對照組 106.0±6 121.0±6 145.0±6** 163.0±3** 151.0±3** 133.0±6** 122.0±7*NO(μ mol/L) 觀察組 57.0±6 54.0±6 46.0±3△△** 40.0±6△△** 34.0±5△△** 47.0±8△△** 56.0±6對照組 60.0±7 59.0±5 42.0±7** 30.0±5** 27.0±7** 31.0±8** 47.0±10*

2.2 兩組患者血漿sTM、vWF和ET-1水平變化 各指標于CPB開始至術后24 h均升高,但觀察組明顯低于對照組(P＜0.05)。兩組患者NO在CPB開始后逐漸下降,在停CPB后4 h降至最低點,術后逐漸恢復。ET-1在術后72 h回到并超過CPB前水平,而NO只是恢復到術前水平(表 1)。

3 討 論

目前已知血管內皮細胞具有重要的內分泌功能,由內皮細胞所分泌的活性分子物質主要用于維持血管擴張與收縮功能的平衡、血凝與抗血凝的平衡、促炎癥與抗炎癥的平衡、過氧化與抗氧化狀態的平衡,這些平衡狀態的打破被稱之為內皮功能的損傷[3-4]。

CPB致血管內皮細胞全身性損傷,CPB導致的繼發因素如補體的激活及激活的白細胞釋放的自由基等繼續損傷血管內皮細胞,進而可參與誘發全身炎癥反應。這可能是CPB患者術后出血、全身炎癥反應綜合征(SIRS)和多器官功能不全綜合征(MODS)等并發癥的基本病理機制之一。在目前反映血管內皮損傷的分子標志物,如內皮素、vWF、組織因子及sTM中,sTM因其測定方法相對簡便,而且與臨床病情有較好的相關性而被公認為是反映血管內皮損傷的最敏感的指標之一。血中vWF水平可以反映血管內皮細胞激活或損傷的程度[5]。本研究結果顯示,兩組sTM和vWF水平變化趨勢一致,CPB 30 min至術后1 d均顯著升高(P＜0.01),術后3 d仍未恢復到術前水平。

ET-1為目前所知的最強的縮血管物質[6]。正常的血管內皮細胞表達內皮細胞型NO合酶(eNOS),是強有力的血管松弛劑。血管內皮細胞損傷/活化可下調eNOS的基因表達,使NO合成減少,而CPB所致的炎癥遞質和內毒素可引起NO的釋放增加。兩組患者CPB期間血漿NO水平均有下降趨勢。但術后ET-1恢復速度明顯快于NO恢復速度。可能與eNOS表達下調和NOS激活程度不平衡相關。本研究結果顯示,兩組患者CPB期間血漿ET-1和NO的變化趨勢一致,均表現為血漿ET-1增加而NO減少,這提示內皮細胞依賴縮血管物質和擴血管物質的比例失調可能是導致患者術后血管一直處于收縮狀態的原因之一。

CPB中 sTM、vWF較CPB前明顯升高,并持續至停 CPB后72 h才恢復到術前水平,提示CPB中由于血液同CPB管道及氧合器等非生理表面的接觸、外科手術創傷、術中溫度的變化、血流方式改變和組織缺血/再灌注損傷過程及其觸發的某些繼發性損傷因素導致血管內皮細胞的損傷,并導致CPB中及術后的ET/NO平衡失調,甚至多器官功能障礙。

烏司他丁是一種從健康成年男性尿液中分離純化的尿胰蛋白酶抑制劑(ulinary trypsin inhibitor,UTI),能夠同時抑制蛋白酶、磷脂酶A2、透明質酸酶、彈性蛋白酶等多種水解酶的活性。

本研究發現在CPB期間觀察組sTM和vWF較對照組明顯下降,提示烏司他丁在CPB期間可減少血漿中的sTM和vWF的含量,對血管內皮細胞有保護作用。觀察組ET/NO較對照組明顯升高,提示烏司他丁可減輕CPB導致的ET/NO平衡失調。可能機制包括:烏司他丁減輕全身炎癥反應的機制可能與其抑制多種蛋白酶,穩定溶酶體膜,抑制溶酶體酶的釋放,清除自由基及抑制炎癥介質的釋放[7-9],減少白細胞與血管內皮細胞黏附、聚集,減輕內皮細胞損傷,改善微循環[10]及增強抗炎因子水平等有關。

[1] William C.Aird MD.Endothelium as an organ system[J].Crit Care Med,2004,32(l):271.

[2] 陳力勇,葛衡江,劉懷瓊.心肺轉流對血管內皮細胞損傷/活化的臨床研究[J].中華麻醉學雜志,2000,20(3):325.

[3] Michiels C.Endothelial cell functions[J].J Cell Physiol,2003,196(3):430.

[4] 葛敏.內皮功能障礙與常見心血管疾病[J].交通醫學,2006,20(4):487.

[5] 向道康,孫宗全,趙長全,等.微溫心肺轉流對因子及血栓調節蛋白的影響[J].心臟雜志,2002,14(3):312.

[6] 宋浩明,羅明,鄧兵.不同劑量培哚普利對慢性心力衰竭患者血漿ET和NO水平的影響[J].心臟雜志,2005,17(1):46.

[7] Yano T,Anraku S,Nakayama R,et al.Neurop rotective effect of urinary trypsin inhibitor against focal cerebral ischemia-reperfusion injury in rats[J].Anesthesiology,2003,98:465.

[8] 楊雁靈,徐小平,竇科峰,等.烏司他丁對大鼠胰性腦病的保護作用的實驗研究[J].西北國防醫學雜志,2004,5(1):19.

[9] 薛慶華,昌克勤,程衛平,等.烏司他丁對體外循環患者肺灌洗液中炎性因子和肺功能的影響[J].中國循環雜志,2006,21(3):297.

[10]Komori M,Takada K,Tomizawa Y,et al.Urinary trypsin inhibitor improves peripheral microcirculation and bronchospasm associated with system anaphylaxis in rabbits in vivo[J].Shock,2003,20(2):189.

Effects of ulinastatin on serum sTM,vWF,ET-1 and NO in patients undergoing cardiopulmonary bypass

CHEN Chun1,GONGYuan2,TANG He-qing1,et al.

(1.Department of Anesthesia,the First College of Clinical Medical Science,Three Gorges University,Yichang,Hubei443003,China;2.Department of Anesthesia,Center Hospital of Yichang,Yichang,Hubei443003,China)

ObjectiveTo study the protective effect of ulinastatin on the vascular endothelial cell acute injury in the patients undergoing cardiopulmonary(CPB).MethodsThirty patients scheduled for cardiac valvular replacement under CPB were divided into two groups with 15 cases each,the patients in the test group were infused intravenously after the induction of anesthesia and during CPB,respectively.Each infusion time was about 1 h.In the control group,normal saline was given instead of UTI.Blood samples were withdrawn before skin incision,before CPB,at 30 min after CPB,the end of CPB,at the end of operation,on the first and the third postoperative day for detecting the levels of soluble thrombomodulin(sTM),von Willebrand factor(vWF),endothelin-1(ET-1),nitric oxide(NO).ResultsThe levels of sTM,vWF and ET-1 significantly elevated during CPB and on the first postoperative day in the two groups,and NO was lower compared with that before operation(P＜0.05 orP＜0.01).The level of sTM,vWF and ET-1 in the test group returned to the level before operation,but the levels of sTM,vWF and ET-1 in the control group did not,and were significantly higher in the control group than those in the test group in the period(P＜0.05 orP＜0.01),and NO were lower in group test than in group control.ConclusionCPB can induce extensive acute vascular endothelial cells damage,and ulinastatin can relieve the damage.

ulinastatin;soluble thrombomodulin;von Willebrand factor;endothelin-1;nitric oxide;cardiopulmonary bypass

R654.1;R977.3

A

1671-8348(2010)08-0949-02

2009-09-10

2009-10-10)

?臨床研究?