冠状动脉搭桥术后心脏炎症因子变化

冠状动脉搭桥术后心脏炎症因子变化 516TianjinMedJ,Aug2006,Vol34No8 冠状动脉搭桥术后心脏炎症因子变化 魏民新杨洁李庆和简锴陶郭志鹏MattiTarkka 摘要目的:探讨冠状动脉搭桥术后心脏炎症对心功能的影响.方法:42例稳定型心绞痛患者行体外循环下冠 脉搭桥术.体外循环运行前,心脏复跳后5,20min分别取动脉及冠状静脉窦血标本;检测白细胞介素(IL)一6,IL一8,IL- 10,细胞间黏附分子一I(ICAM一1)和P_选择素(P-selectin)等炎症因子及乳酸水平.记录术后患者肌酸激酶同工酶(cK— MB),肌钙蛋白一I变化及血流动力学资料.结果:体外循环前IL一6动脉血水平低于冠状静脉窦血水平(P<0.05)? 1CAM一1及P—selectin水平高于冠状静脉窦水平(P<0.05).主动脉开放心脏复跳后动脉血IL一6,IL一8,IL一10,1CAM一1 及P—selectin水平与冠状静脉窦水平差别无统计学意义.主动脉开放后20minIL一6,1CAM一1桡动脉和冠状静脉窦血 水平差值(cs—A)与术后12h心排指数呈弱负相关.体外循环前动脉血乳酸水平高于冠状静脉窦水平(差值,一0.14? 0.25),再灌注阶段心脏乳酸高于体外循环前水平(差值,5min时,0.36?0.22;20min时,0.14?0.20,与术前比较,P< 0.01).主动脉开放后20min后经心乳酸(cs—A)与术后24,48h心肌酶 呈正相关.结论:体外循环冠脉搭桥术后心脏 炎症反应与术后心功能损害有关,抑制心肌炎症反应有可能改善术 后心功能. 关键词冠状动脉分流术体外循环炎症白细胞介素类胞间黏附分子 1P选择素乳酸 CardiacInflammatoryResponseafterCoronaryArterybypassGrafting WE1Minxin,YANGJie,LIQinghe,JIANKaitao,GUOZhipeng DepartmentofCardiacSurgery,TianjinChestHospitd,Tianjin300052,China AbstractObjective:Toinvestigatetheeffectofmyocardialinflammatoryresponseaftercoronaryarterybypassgrafting onheartfunction.Methods:Forty—twopatientswithstableanginaundergoi ngcoronaryarterybypassgrafting(CABG)with cardiopulmonarybypass(CPB)wereinvitedtoparticipatethestudy.Samplesfromradialarteryandcoronarysinusweretaken beforeCPB,andfiveandtwentyminutesafteraorticdeclamping.Plasmainterleukin(IL)一6,8,10,ICAM—l,P—selectinand lactateweremeasured.Post-operativeCK-MB,tropnin-Iandhemodynamicswererecorded.Results:LowerIL一6andhigher ICAM-1,P—selectinlevelsofradialarterywerefoundbeforeCPBascomparedtothoseofcoronarysinus(P<0.05).IL一6.8.10. ICAM一 1andP—selectinlevelsinarteryafteraorticdeclampingnodifierencecomparedwiththoseofcorona~sinus. TranseardiacgradientofIL一 6andICAM-1levels(CS-A)inradialarteryandcoronarysinustwentyminutesafterdeclamping wereweaklycorrelatedtocardiacindextwelvehoursafterCPB.LaetatelevelsinarterybeforeCPBwerehigherthanthat0f coronarysinus(gradient,一 0.14~0.25).Transcardiacgradientoflactateafteraorticdeclamping(CS—A)w ashigherthanthat beforeCPB(gradient,0.36~0.22infiveminutes;O.14~0.20intwentyminutescomparedwithpreoperationfP<0.01).Lactate gradienttwentyminutesafteraorticdeclamping(CS-A)wasposivivelycorrelatedtomyocardialenzymelevelsafter24and48h operationConclusion:ThepresentstudyconfirmthatmyoeardiuminjuryafterCABGiscorrelatedtocardiacinflammatory response;suppressionofthecardiacinflammatoryresponsemayimprovemyocardialprotection. Keywordscoronaryarterybypassextracorporealcirculationinflammationinterleukinsintercellularadhesion molecule一1p-selectinlacticacid 体外循环冠脉搭桥术后引起心肌缺血再灌注 损伤,近年研究提示术后心肌功能损伤与心肌炎症 反应机制有关n一.了解冠脉搭桥术后再灌注期心脏炎 症反应过程对了解术后心肌损害机制有重要意义. 1对象与方法 1.1研究对象芬兰坦佩雷大学医院心外科,1999年10 月一2O00年l2月收集的42例体外循环冠脉搭桥患者.均 为三支病变稳定型心绞痛患者.排除不稳定型心绞痛.左室 射血分数(LVEF)<30%,合并心脏瓣膜手术,术前应用糖皮质 激素药物,术后因并发症二次开胸的患者.男37例,女5例. 天津市自然科学基金资助课题(项目编号:023617411) 作者单位:300051天津市胸科医院心外科(魏民新,李庆和.简 锴陶,郭志鹏);天津医科大学免疫教研室(杨洁);芬兰坦佩雷大学 医院心外科(MattiTarkka) 天津医药2006年8月第34卷第8期 平均(67.2?8.1)岁.LVEF(55.0?13.2)%;心功能按NYHA 分级:II级10例,III级25例,Iv级7例.高血压30例,糖尿 病9例. 1.2研究方法 1.2.1体外循环和冠脉搭桥用异丙酚,舒芬太尼和罗库溴 铵复合诱导麻醉.桡动脉插管,放置肺动脉漂浮导管监测血 流动力学所有患者均取乳内动脉及下肢大隐静脉作搭桥材 料.体外循环温度为32?.预充2000mL林格液.顺,逆灌 注4:1冷血停跳液,钾离子浓度为21mmo~L.每完成一个远 端吻合后,逆灌加桥顺灌1rain.开放主动脉前予温血逆灌. 围手术期不使用糖皮质激素和抑肽酶.撤除体外循环后应用 强心和扩血管药物维持心输出量指数大于2.0L/(min?m2). 1.2.2细胞因子检测体外循环开始前(基点).主动脉开放 后5,20rain同时取桡动脉(A)和冠状静脉窦(cs)血标本.置于 EDTA抗凝管,立刻4?保存.30rain内离心收集血浆,保存 于一70?待测.ELISA方法检测各炎症因子.使用荷兰CLB 试剂盒检测白介素(IL)一6,IL一8,IL一10,使用美国R&DSys— tems试剂盒检测细胞间黏附分子一1(ICAM一1),P一选择素(P— selectin)等炎症因子及乳酸水平.通过桡动脉和冠状静脉窦 血指标水平差值了解心脏炎症因子代谢情况.A和cs血指 标水平差值(cs—A)计算公式如下:CS—A=CS—A. 1.2.3血流动力学测量及心肌酶检测麻醉诱导前,停体外 循环后30rain.6,12,24h记录心率,平均压,肺动脉压,肺动 脉楔压,应用热稀释法测量心输出量.计算系统血管阻力指 数,肺血管阻力指数.术前,术后6,12,24,48h检测cTnI和 CK—MB. 1.3统计学处理采用SPSS11.5软件进行处理.计量资料 数据以X?s或中位数及四分位数(,P,)表示,正态分布资 料手术前后比较应用方差(OnewayANOVA),非正态分 布资料应用秩和检验.桡动脉和冠状静脉窦指标比较采用配 对t检验或配对秩和检验.用Pea~on或Spearman相关分析 法分析血液指标与血流动力学及心肌酶学指标关系. 2结果 2.1术中,术后血流动力学及心肌酶指标变化所 有患者均顺利完成试验,无严重并发症和死亡.体 外循环时间(93.0?2.1)min,阻断时间(73.9?18.1) min,搭桥数量(3_3?0.8)支.呼吸机辅助时间 (14.9?2.7)h,24h胸腔引流量(768.8?414_3)mL. 术后心肌酶指标显着升高.术后48h心肌酶指标 仍然高于术前水平,见表1. 2.2心脏炎症因子体外循环前IL一6动脉血水平 低于冠状静脉窦血水平(P<0.05);动脉血IL一8及 IL一10水平与冠状静脉窦血水平差别无统计学意 义.体外循环前动脉血ICAM一1及P—se|ectin水平 高于冠状静脉窦水平(P<0.05).主动脉开放后5, 5l7 表1术后心肌酶学变化中位数(,P,) 时间肌钙蛋白一I(L)肌酸激酶同工酶(u,L) z与术前比较”P<O.叭 20rain,动脉血IL一6及P—selectin水平均低于冠状 静脉窦血水平,见表2.动脉血IL一8,IL一10及I. CAM一1水平与冠状静脉窦水平差别无统计学意义. 但主动脉开放后5,20rain,心脏ICAM一1及P—se. |ectinCS—A高于术前的CS—A,见表2.主动脉开放 后20rainIL一6,ICAM一1经心CS—A与术后12h 心排指数呈负相关(IL一6为r=一0.383,P=0.019: ICAM一1为r=一0.362,P=0.027). 2.3经心乳酸代谢体外循环前乳酸(cs—A)为 (一0.14?0.25)mmo1]L,再灌注阶段心脏乳酸(CS—A) 高于体外循环前水平[5min,(0.36?0.22)mmo~L, 与术前比较,t:3.12,P<0.01;20min,(0.14?0.20) mmol/L,与术前比较,t=2.78,P<0.01].主动脉开放 20min后经心乳酸(CS—A)与术后24,48h心肌酶 呈正相关.见表3 3讨论 以往研究发现术后冠状静脉窦IL一6水平明显 高于动脉血水平,提示术后心脏是IL一6的重要来 源之一【l1.笔者发现体外循环前冠状静脉窦IL一6水 平明显高于动脉血水平.提示心脏分泌IL一6.表明 冠心病患者术前心脏已经存在炎症反应.这可能与 冠心病患者术前心脏功能损害有关.本研究结果证 实了心脏再灌注阶段冠状静脉窦IL一6水平明显高 于动脉血水平心脏分泌IL一6.心脏再灌注20min后 经心IL一6差值与术后心排指数呈负相关,提示再 灌注阶段心脏炎症反应可能是术后心功能损害的 机制之一.既往文献关于经心IL一8的变化报道不 一 致,Wan等[报道提示心脏再灌注期分泌IL一8.本 文结果证实了Lango等f3_的术后心脏IL一8差值无变 化的结论.这可能与本组均为低风险患者.心脏停 跳时间较其他文献报道短,心肌损害程度较轻有 关.有关IL一8在体外循环冠脉搭桥术中的心肌损 害作用需进一步研究. 文献中未见有关体外循环术后经心ICAM一1 518TianjinMedJ,Aug2006,Vol34No8 表2心脏炎症因子变化中位数(P,P,) 冠状静脉窦水平与桡动脉水平比较,P<O.05;与术前冠状静脉窦水平比较,P<O.05 表3经心乳酸差值与术后心肌酶相关系数 指标rltP 和P—selectin的报道,但免疫组化发现体外循环搭 桥术后.心肌ICAM一1,P—selectin表达增加,Valen 等[51发现体外循环冠脉搭桥术后.心脏再灌注阶段. 心肌组织ICAM一1的RNA表达增加,均提示再灌 注期ICAM一1参与了心肌的炎症反应.本文术前动 脉ICAM一1和P—selectin水平显着高于冠状静脉窦 水平,提示术前心脏消耗ICAM一1和P—selectin.再 灌注期经心ICAM一1差值显着高于术前水平.再灌 注阶段心脏ICAM一1的代谢变化提示心脏的炎症 反应状态发生了转变.心脏再灌注20rain后经心 ICAM一1差值与术后心排指数呈负相关.表明冠脉 搭桥术后心脏功能在一定程度上与心脏的炎症反 应状态有关. 心脏停跳缺血阶段能量来源于无氧代谢.乳酸 是主要的代谢产物.主动脉开放心肌再灌注后.恢 复有氧代谢.再灌注期的乳酸产量反映心脏的代谢 状态.本文结果显示再灌注期.心脏乳酸生成增加. 与既往文献相符[61:心脏乳酸的产量与术后心肌酶 指标呈正相关关系.提示再灌注期心脏乳酸代谢与 术后心肌损害有关,改善再灌注期心脏的能量代谢 状态可能减少术后心肌损害.本文结果提示心脏的 乳酸代谢与心脏炎症反应指标无相关.1生,关于炎症 反应与心脏能量代谢状态的关系尚需进一步研究. 参考文献 1NaderND,LiCM,KhadraWZ,eta1.Anestheticmyocardialprotection withsevoflurane.JCardiothoracVascAnesth,2004,18(3):269—274 2WanS,DeSmetJM,BarvaisL,eta1.Myocardiumisamajorsourceof prointlammatorycytokinesinpatientsundergoingcardiopulmonary bypass.JThoracCardiovascSurg,1996,112:806—811 3LangoR,AnisimowiczL,SiebertJ,eta1.IL一8concentrationincoro— narysinusbloodduringearlycoronaryreperfusionafterischemica卜 rest.EurJCardiothoracSurg,2001,20(3):550—554 4WildhirtSM,SchulzeC,SchulzC,eta1.Reductionofsystemicand cardiacadhesionmoleculeexpressionafteroff-pumpversusconven— tionalcoronaryarterybypassgrafting.Shock,2001,16(Suppl1):55-59 5ValenG,PaulssonG,VaageJ.Inductionofinflammatorymediators duringreperfusionofthehumanheart.AnnThoracSurg,2001,71(1): 226—232 6BortoneF,MazzoniM,RepossiniA,eta1.Myocardiallactate metabolisminrelationtopreoperativeregionalwallmotionandtoear— lyfunctionalrecoveryaftercoronaryrevascularization.JCardiothorac VascAnesth,2003,17(4):478--485 (2006—02—10收稿2006—04.07修回)