右美托咪定對(duì)止血帶誘發(fā)下肢缺血再灌注損傷的影響

陳 暉，郝楠楠，雷志禮

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右美托咪定對(duì)止血帶誘發(fā)下肢缺血再灌注損傷的影響

陳 暉1，郝楠楠2，雷志禮1

目的 觀察右美托咪定對(duì)止血帶誘發(fā)下肢缺血再灌注期間體內(nèi)炎性反應(yīng)因子水平和氧化應(yīng)激反應(yīng)的影響。方法 選擇臨床上應(yīng)用止血帶行關(guān)節(jié)鏡下單側(cè)前交叉韌帶重建術(shù)的患者40例，隨機(jī)分成對(duì)照組和右美托咪定組，每組各20例。右美托咪定組給予右美托咪定1μg/kg的負(fù)荷量靜脈泵注10min，隨后以1μg/(kg·h)的速率持續(xù)泵入至手術(shù)結(jié)束。對(duì)照組以同樣速率泵入0.9%生理鹽水。各組于硬膜外麻醉前(T0)，止血帶充氣1h(T1)，止血帶釋放后20min(T2)、1h(T3)、6h(T4)，分別抽取患側(cè)股靜脈血3ml，檢測(cè)各個(gè)時(shí)間點(diǎn)血清中超氧化物歧化酶(SOD)的活性、丙二醛(MDA)的濃度、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)和白介素-6(IL-6)的濃度。結(jié)果 (1)SOD：與T0比較，對(duì)照組T3、T4時(shí)間和右美托咪定組T4時(shí)間點(diǎn)明顯降低(P<0.05)；但右美托咪定組在T3、T4時(shí)間點(diǎn)高于對(duì)照組(P<0.05)。MDA: 與T0比較,對(duì)照組T1～T4各個(gè)時(shí)間點(diǎn)和右美托咪定組T3、T4時(shí)間點(diǎn)均明顯升高(P<0.05)；但右美托咪定組T3、T4時(shí)間點(diǎn)低于對(duì)照組(P<0.05)。(2)TNF-α：與T0比較,對(duì)照組T1～T4各個(gè)時(shí)間點(diǎn)和右美托咪定組T3、T4時(shí)間點(diǎn)均明顯升高(P<0.05)；與對(duì)照組比較，右美托咪定組于T1～T4各時(shí)間點(diǎn)均低于對(duì)照組(P<0.05)。(3)IL-6：與T0時(shí)間點(diǎn)比較，對(duì)照組和右美托咪定組T1～T3時(shí)間點(diǎn)均無明顯變化、T4時(shí)間點(diǎn)顯著升高(P<0.05)； 但右美托咪定組T4時(shí)間點(diǎn)顯著降低(P<0.05)。結(jié)論 右美托咪定以1μg/(kg·h)的負(fù)荷量及1μg/(kg·h)維持量持續(xù)靜脈泵注，可有效降低止血帶引起的下肢I(xiàn)/R后血清中炎性反應(yīng)因子水平，減輕氧自由基所致的下肢I(xiàn)/RI。

右美托咪定；止血帶；缺血/再灌注

右美托咪定是一種新型高選擇性α-2-腎上腺素受體激動(dòng)藥，具有鎮(zhèn)靜、鎮(zhèn)痛、圍術(shù)期交感阻滯的作用。大量研究表明,右美托咪定對(duì)多臟器的缺血再灌注損傷(ischemia/refusion injure，I/RI)也具有保護(hù)作用。但右美托咪定在輔助鎮(zhèn)靜的同時(shí)對(duì)下肢I(xiàn)/RI是否具有保護(hù)作用，目前正在進(jìn)行研究。本研究通過觀察右美托咪定對(duì)止血帶誘發(fā)下肢缺血再灌注期間體內(nèi)炎性反應(yīng)因子水平和氧化應(yīng)激反應(yīng)的影響，旨在為臨床研究有一定的借鑒作用。

1 對(duì)象與方法

1.1 對(duì)象 選擇我院2014-05-20至2015-05-30進(jìn)行關(guān)節(jié)鏡下單側(cè)前交叉韌帶重建術(shù)的患者40例，男28例，女12例。入選標(biāo)準(zhǔn)：(1)年齡19～40歲；(2)ASA分級(jí)Ⅰ～Ⅱ級(jí)；(3)術(shù)前均無嚴(yán)重心、肝、腎及內(nèi)分泌疾病或免疫性疾病；無下肢靜脈血栓或肺栓塞病史；(4)術(shù)前1個(gè)月內(nèi)無感染發(fā)熱史、無服用非甾體類抗炎藥及激素類藥物史；(5)術(shù)前無放療、化療及激素治療史和免疫輔助治療等；無輸血史。采用隨機(jī)單盲法分成對(duì)照組和右美托咪定組，每組各20例。本研究已獲醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有患者均簽署知情同意書。

1.2 麻醉方法 兩組均選擇L2～3椎間隙行硬膜外麻醉，注入2%利多卡因3 ml實(shí)驗(yàn)量，觀察5 min無異常后，注入2%利多卡因13～15 ml，麻醉平面控制達(dá)T10以下后，右美托咪定組開始用微量泵將4 μg/ml濃度的右美托咪定以1 μg/kg負(fù)荷量靜脈泵注10 min,隨后以1 μg/(kg·h)的速率持續(xù)泵入至手術(shù)結(jié)束停藥。對(duì)照組以同樣速率泵入0.9%生理鹽水。止血帶壓力：300 mmH2O，止血帶平均充氣時(shí)間在1 h。

1.3 標(biāo)本采集與檢測(cè)

1.3.1 標(biāo)本采集 兩組患者于硬膜外麻醉前(T0)，止血帶充氣1 h(T1)，止血帶釋放后20 min(T3)、1 h(T4)、6 h(T6)，分別抽取患側(cè)股靜脈血3 ml，室溫放置1 h，經(jīng)4 ℃低溫離心機(jī)離心5 min后，留取上清液置于-20 ℃冰箱保存待測(cè)。

1.3.2 氧化應(yīng)激反應(yīng)指標(biāo)檢測(cè) 應(yīng)用黃嘌呤氧化酶法檢測(cè)超氧化物歧化酶(SOD)活性，應(yīng)用硫代巴比妥酸法檢測(cè)丙二醛(MDA)的濃度，試劑盒均由南京建成生物工程公司提供，操作步驟嚴(yán)格遵循說明書進(jìn)行。

1.3.3 血清炎性反應(yīng)因子的檢測(cè) 采用化學(xué)發(fā)光法檢測(cè)TNF-α和IL-6的濃度，試劑盒均購自英國(guó)Siemens Healthcare Diagnostics Products Ltd，操作步驟均嚴(yán)格按照試劑盒說明書進(jìn)行，在IMMULITE 1000化學(xué)發(fā)光免疫分析儀上進(jìn)行讀數(shù)和分析。

2 結(jié) 果

2.1 一般資料 兩組患者的年齡、體重、止血帶充氣時(shí)間均為無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，具有可比性(表1)。

表1 右美托咪定組和對(duì)照組一般情況比較 (n=20；

2.2 血清SOD活性變化 與T0時(shí)間點(diǎn)比較，對(duì)照組T3、T4時(shí)間點(diǎn)和右美托咪定組T4時(shí)間點(diǎn)SOD活性明顯降低(P<0.05)；但右美托咪定組T3、T4時(shí)間點(diǎn)明顯高于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05，表2)。

2.3 血清MDA濃度變化 與T0時(shí)間點(diǎn)比較，對(duì)照組T1、T2、T3，T4各時(shí)間點(diǎn)和右美托咪定組T3、T4時(shí)間點(diǎn)MDA濃度明顯升高(P<0.05)；但右美托咪定組各時(shí)間點(diǎn)低于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05，表2)。

2.4 血清TNF-α濃度變化 與T0時(shí)間點(diǎn)比較，對(duì)照組T1、T2、T3和T4時(shí)間點(diǎn)和右美托咪定組T3、T4時(shí)間點(diǎn)均明顯升高(P<0.05)；但與對(duì)照組比較，右美托咪定組T1～T4時(shí)間點(diǎn)TNF-α濃度低于對(duì)照組(P<0.05，表3)。

2.5 血清IL-6濃度變化 與T0時(shí)間點(diǎn)比較，對(duì)照組和右美托咪定組T1-T3時(shí)間點(diǎn)IL-6濃度均無明顯變化、T4時(shí)間點(diǎn)IL-6濃度顯著升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；與對(duì)照組比較；右美托咪定組T4時(shí)間點(diǎn)IL-6濃度顯著低于對(duì)照組(P<0.05，表3)。

表2 右美托咪定組和對(duì)照組氧化應(yīng)激指標(biāo)的變化比較 (n=20；

注：對(duì)照組和右美托咪定組的T1、T2、T3、T4時(shí)間點(diǎn)與同組T0相比，① P<0.05；右美托咪定組與對(duì)照組同時(shí)間點(diǎn)相比，②P<0.05

表3 右美托咪定組和對(duì)照組血清中炎性反應(yīng)因子的變化比較 (n=20；

注：對(duì)照組和右美托咪定組的T1、T2、T3、T4時(shí)間點(diǎn)與同組T0相比，① P<0.05；右美托咪定組與對(duì)照組同時(shí)間點(diǎn)相比，② P<0.05

3 討 論

骨科應(yīng)用止血帶常導(dǎo)致缺血再灌注(I/R)損傷。因?yàn)橹寡獛щm然可減少術(shù)中出血，利于術(shù)野暴露，但同時(shí)也會(huì)引起循環(huán)血流動(dòng)力學(xué)和機(jī)體代謝的變化，危重患者在肢體短暫強(qiáng)烈的I/R后不僅引起骨骼肌肌肉神經(jīng)組織水腫、壞死，嚴(yán)重的可導(dǎo)致骨筋膜室綜合征[1]，甚至發(fā)生遠(yuǎn)隔臟器的損傷[2]。氧自由基的作用和炎性反應(yīng)因子是I/RI發(fā)生的重要機(jī)制，再灌注后大量自由基同細(xì)胞膜脂質(zhì)不飽和酸作用引發(fā)脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，導(dǎo)致細(xì)胞膜發(fā)生不可逆的損傷[3]，使細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)受損，功能障礙。MDA是細(xì)胞膜脂質(zhì)過氧化反應(yīng)的產(chǎn)物，其濃度可以間接反應(yīng)細(xì)胞損傷，是氧化應(yīng)激反應(yīng)中經(jīng)常被檢測(cè)的敏感指標(biāo)。SOD是機(jī)體主要的內(nèi)源性抗氧化劑。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，對(duì)照組止血帶充氣1h和止血帶釋放后20min、1h、6h，血清中MDA濃度均顯著增高，對(duì)照組血清中SOD活性在止血帶釋放后1h和6h明顯低于術(shù)前水平，這說明安全時(shí)限內(nèi)止血帶的應(yīng)用，可以引起下肢缺血期和再灌注期發(fā)生膜脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，產(chǎn)生了氧化應(yīng)激反應(yīng)。

既往研究表明，右美托咪定參與調(diào)控多臟器I/RI時(shí)引起的細(xì)胞氧化應(yīng)激反應(yīng)，減輕I/R時(shí)氧自由基對(duì)組織細(xì)胞的損傷。Uysal等[4]發(fā)現(xiàn)，低劑量的右美托咪定(10μg/kg)和高劑量的右美托咪定(30μg/kg)預(yù)處理降低上腹部島狀皮瓣I/R后皮瓣組織中MDA，NO活性水平，而且再灌注12h后，高劑量組的右美托咪定降低MDA的幅度比低劑量組的大。另有研究表明，上肢應(yīng)用止血帶時(shí)，右美托咪定減輕缺血期HPX和再灌注期MDA的水平，SOD活性比I/R組顯著增加[5]。本研究發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組比較，右美托咪定組止血帶釋放1h和6h后，SOD活性明顯增加、MDA濃度顯著降低。這提示再灌注期右美托咪定可以抑制下肢I(xiàn)/R后骨骼肌的氧化應(yīng)激反應(yīng)，減少氧自由基產(chǎn)生，提高機(jī)體抗氧化劑的活性，減輕下肢I(xiàn)/RI。

中性粒細(xì)胞的激活和炎性反應(yīng)的發(fā)生是肢體I/RI的另一重要機(jī)制。在損傷反應(yīng)中，TNF-α是早期重要的促炎因子。肢體I/RI后激活巨噬細(xì)胞，中性粒細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞等炎性細(xì)胞產(chǎn)生TNF-α，IL-1β，IL-6等多種炎性介質(zhì)。盡管炎性反應(yīng)是機(jī)體的免疫保護(hù)反應(yīng)，但炎性介質(zhì)的過度釋放會(huì)引起SIRS和MODS。循環(huán)中大量的TNF-α激活了中性粒細(xì)胞，增加中性粒細(xì)胞上黏附分子(CD11b/CD18)的表達(dá)[6]，并誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞上細(xì)胞間黏附分子-1(ICAM-1)的表達(dá)，增加中性粒細(xì)胞的對(duì)血管內(nèi)皮細(xì)胞的黏附作用[7]，促使中性粒細(xì)胞穿過血管壁趨化游走浸潤(rùn)，導(dǎo)致進(jìn)行性血管滲透性改變和急性血管損傷；同時(shí)，TNF-α刺激其他炎性反應(yīng)因子如IL-1，IL-2，IL-6的表達(dá)[8]，促進(jìn)炎性反應(yīng)的級(jí)聯(lián)放大反應(yīng)，進(jìn)而加重I/R所致的局部肢體和遠(yuǎn)臟器的損傷。Yassin等[2]研究表明，下肢缺血再灌注損傷可以引起全身炎性反應(yīng)，并導(dǎo)致多器官功能障礙綜合征(multipleorgandysfunctionsyndrome,MODS)的發(fā)生。腹主動(dòng)脈瘤修復(fù)術(shù)中循環(huán)中多核白細(xì)胞數(shù)目增加并被激活，TNF-α，IL-1B，IL-6和IL-8促炎因子的水平也升高，炎性反應(yīng)因子水平升高則增加患者死亡的風(fēng)險(xiǎn)[9]。膿毒癥休克的患者循環(huán)中大量的TNF-α和IL-6 釋放引起機(jī)體諸多病理性的改變[10]，應(yīng)用特殊的抗TNF-α抗血清對(duì)內(nèi)毒素休克以及敗血癥產(chǎn)生保護(hù)作用[11]。本研究中，對(duì)照組患者TNF-α在止血帶充氣1h后開始升高，說明缺血期TNF-α已經(jīng)開始啟動(dòng)，而止血帶釋放后20min、1h、6h，TNF-α水平仍然繼續(xù)升高，這提示TNF-α參與了下肢缺血期和再灌注期的炎性反應(yīng)。IL-6是I/RI期間促使炎性反應(yīng)發(fā)展和加重又一重要因子，IL-6分泌時(shí)間較TNF-α晚，臨床和基礎(chǔ)研究已經(jīng)證實(shí)IL-6參與I/RI，而且再灌期IL-6水平與再灌注損傷成比例[12-14]。本研究中兩組患者IL-6在止血帶釋放后6h才顯著升高，其他時(shí)間點(diǎn)并無顯著變化，表明IL-6也參與下肢再灌注期的炎性反應(yīng)。

大量研究表明，右美托咪定具有抗炎作用，可以減少炎性反應(yīng)因子TNF-α，IL-8，IL-6的產(chǎn)生，抑制全身炎性反應(yīng)。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，右美托咪定減輕大腦I/RI血漿中的TNF-α濃度并減輕海馬組織中神經(jīng)元的凋亡[11]。臨床研究也發(fā)現(xiàn)右美托咪定用于膿毒血癥的患者鎮(zhèn)靜的同時(shí)，也降低了血漿中TNF-α和IL-6的水平[12]。本研究中，右美托咪定組患者TNF-α雖也呈上升趨勢(shì)，但與對(duì)照組相比止血帶充氣1h及釋放后20min，1h，6h再灌注6hTNF-α顯著降低；右美托咪定組患者IL-6濃度于止血帶釋放后6h比對(duì)照組顯著降低。這提示右美托咪定的干預(yù)可降低止血帶引起的肢體I/R所致促炎因子的過度升高，減輕炎性反應(yīng)，對(duì)下肢I(xiàn)/RI產(chǎn)生保護(hù)作用。

綜上所述，右美托咪定可以有效地抑制止血帶誘發(fā)肢體I/R期間體內(nèi)炎性反應(yīng)因子的水平，并減少氧自由基的生成，減輕氧化應(yīng)激反應(yīng)所致的肢體I/RI。本研究還存在研究樣本較少的問題，下一步將加大樣本量進(jìn)一步的研究，并對(duì)遠(yuǎn)期的效果提供充足的數(shù)據(jù)。

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(2016-01-20收稿 2016-05-20修回)

(責(zé)任編輯 郭 青)

Effect of dexmedetomidine on lower extremity ischemia/refusion injury due to tourniquet application during arthroscopy

CHEN Hui1, HAO Nannan2,and LEI Zhili1.

1.Department of Anesthesiology,General Hospital of Chinese People’s Armed Police Force,Beijing 100039,China 2. The Key Laboratory of Anesthesiology & Institute of Anesthesiology of Jiangsu Province, Xuzhou Medical College, Xuzhou 221004, China

Objective To analyze the effect of dexmedetomidine on the level of serum inflammation cytokines and oxygen free radicals during lower extremity ischemia/refusion.Methods The study was performed on patients undergoing arthroscopic operation under spinal anesthesia. Forty patients were randomly allocated into two groups: Group control (C,n=20) and Group dexmedetomidine (D,n=20). In Group D, patients were sedated with dexmedetomidine at a continuous infusion [1 μg/kg for 10 minutes, followed by 1 μg/(kg·h)] until the end of surgery, whereas the control group received an equivalent volume of saline. Femoral venous blood samples were obtained before spinal anesthesia(T0), at tourniquet inflation 1 h(T1), after tourniquet deflation 20 minutes(T2) ,1 h(T3) and 6 h(T4) .Then the serum concentrations of SOD,MDA,TNF-α and IL-6 were measured.Results Serum SOD activity was significantly higher in the group D after tourniquet deflation 1 h and 6 h compared with those of in the group C (P<0.05) .There was a significant lowering in the serum SOD activity after tourniquet deflation 1 h and 6 h compared with the baseline in the group C(P<0.05). Serum MDA was significantly greater during ischemia and reperfusion period in the control group compared with the baseline (P<0.05) and significantly attenuated in the group D after tourniquet deflation 1 h (P<0.05) and 6 h (P<0.05).Serum TNF-α was highly elevated during ischemia and reperfusion period in the control group and the group D compared with the baseline(P<0.05) and the decrease was significantly observed in the group D compared with the group C after deflation 6 h(P<0.05). Secrum IL-6 was not significantly different in both groups at tourniquet inflation 1 h and deflation 20 min’and 1 h compared with baseline. There was a significantly greater level of IL-6 after tourniquet deflation 6 h compared with the baseline and compared with the group D (P<0.05).Conclusions Dexmedetomidine may offer advantages by inhibiting lipid peroxidation and attenuating the production of inflammatory cytokines during lower extremity ischemia/refusion injury due to tourniquet application .

Dexmedetomidine；tourniquet application ；ischemia/ reperfusion

陳 暉，碩士，副主任醫(yī)師。

1.100039 北京，武警總醫(yī)院麻醉科；2.221004，徐州醫(yī)學(xué)院江蘇省麻醉學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

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