体外循环心肌保护方法探究进展

1、体外循环心肌保护方法探究进展【关键词】心肌保护；体外循环心肌保护的研究起源于1950年big-elow提出全身低 温对心脏的保护作用，1960年shumway和lower分别报 道了心脏局部低温对心脏的保护作用，mel-rose又提出心脏 停搏液技术，1978年stthomas液使心肌保护技术变得成熟, 给心脏外科带来了飞跃。上世纪80年代中期兴起了心脏不 停跳心肌保护技术，至今对心肌保护技术的研究仍在不断进 行和发展，心肌保护的慨念已从单纯术中心肌保护转变为术 前、术中和术后全面的心肌保护。本文将对心肌保护的一般 方法及进展进行综述，供同行参考。1心脏停搏液灌注方法11顺行灌注 顺行灌注即经

2、主动脉根部冠状动脉灌注，是最常采用的灌注方法，适用于绝大部分心内直视手术。一般在升主动脉根部灌注，也可通过冠状动脉或血管桥灌 注。同时心脏周围放置冰屑，使局部温度在49左右，心脏 快速停搏降温，灌注压不宜超过26.7 kpa ,灌注速度250 300ml/min ,灌注量io2oml/kg。优点:能较确切地将心脏停搏液灌注心肌。缺点：灌注压力如果太大会损伤冠状动脉 开口并沿其行走路径导致缺血性心肌损伤。12逆行灌注逆行冠状静脉窦灌注简称为逆行灌注1 ,由 lillehei1956 年首次提出，1978 年 solorzano 和1982年menaehe将该技术应用于临床，对具有适应指征的主动脉

3、瓣关闭不全和冠状动脉狭窄或阻塞病人，可以切开右 心房插灌注管入冠状静脉窦开口，也可以通过荷包缝线内切 口插灌注管入右心房后再引导插进冠状静脉窦，压力小于 8kpa(60mmhg),灌注量10ml/kgo优点：停搏液在心肌分 布的均匀性有一定程度的提高。缺点：冠状动脉窦壁非常薄 易被灌注管尖端穿透，以及灌注管插入过深使右冠状静脉窦灌注不足等。1 . 3顺行和逆行联合灌注近年有人提出进行顺行和逆行灌注相联合，可以弥补单一方法灌注的缺点2 o如冠状动脉狭窄行旁路移植时，顺行灌注可能使狭窄动脉分布的 心肌得不到有效灌注，联合逆行灌注可使灌注液均匀到达心 肌各层，从而获得最佳的保护效果。目前联合灌注仍在

4、研究 之中。2心脏停搏技术与不停搏技术21心脏迅速停搏技术最早的心脏手术只能在间歇钳夹主动脉形成心脏缺氧性停搏情况下进行心脏在停搏前必须经过较长时间的心室颤动，心肌三磷腺昔消耗明显增多。自1955年melose提出心脏停搏技术和1973年gay 成功应用冷钾心脏停搏液临床应用取得满意效果以后，低温 含钾停搏技术已成为目前心脏外科最常用的心肌保护措施 之一。研究证明心脏如能迅速处于舒张期停搏状态，可减少 约90%的心肌耗氧量，二氧化碳、氢离子等有害物质堆积减 少,心肌内高能磷酸化合物的储备得到良好的保存。心脏迅 速停搏已成为常规的心肌保护方法，近年温血高钾停跳技术 也得到很好的应用。2 .2心脏

5、不停搏技术 上世纪80年代中期有人提出心脏不停搏进行体外循环心内直视手术，术中体温维持在34°c 左右，不阻断主动脉，以温氧合血灌注心脏，使心脏在无负 荷条件下跳动3,4 jo这类手术刚进入临床时以右心系统手术为主，后来逐渐开始进行左心系统手术。优点：具有减轻 心肌损害程度、避免再灌注损伤。缺点包括：(1)回心血量多, 术野暴露差；(2)心脏复跳时容易发生气栓；(3)术中有发生心 室颤动的可能性；(4)冠状静脉回流较多，心内吸引多，增加 了血细胞的损伤，术后溶血、血红蛋白尿出现几率增加。3心脏停搏液31晶体停搏液 近年认为心脏停搏液中钾、镁要维持适宜浓度，添加葡萄糖、胰岛素、三磷腺昔

6、或者磷酸肌酸 等能量代谢基础物质可提供能量，维持阻断期心肌缺血期间 的代谢所需。一般认为ph值宜超过7.4，这样可缓冲和抗衡 无氧代谢所引起的酸中毒。目前，对晶体停搏技术的研究多 集中在改进停搏液成分上，有学者指出添加适量的普鲁卡 因、肾上腺皮质激素等药物可以稳定细胞膜，加入钙离子阻 滞剂如维拉帕米、硝苯地平等可减少再灌注时钙离子内流, 也有研究指出使用自由基消除药或抑制自由基的物质如超 氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物、甘露醇、别瞟哙醇 和氧瞟哙等，可以对抗自由基的产生，保护心肌。3.2氧合血停搏液晶体停搏液配置简单、使用方便,电解质浓度也与血液相似，但缺乏蛋白质、补体等胶体物质。 如使用

7、氧合的晶体停搏液，氧含量必须很高才能提供有效的 氧分布，而过高的氧饱和度对内皮细胞会产生毒性，导致心 肌细胞水肿，因此有人提出使用氧合血停搏液。灌注后心脏 处于有氧环境，三磷腺昔消耗减少，无氧代谢降低，能较好 地维持胶体渗透压，缓冲能力大于晶体停搏液。近年的研究 表明氧合血停搏液也存在不足，如温度低于159时血红蛋白 曲线左移，心肌细胞摄氧受到影响，同时血液中会产生红细 胞滞留、血小板聚集等现象，影响心肌微循环灌注。多数学 者认为这类停搏液的温度应控制在209左右。4不同温度停跳液的心肌保护作用4.1冷停跳液 自1950年心脏低温技术开始应用于心脏直视手术后，目前已成为最常用的心肌保护方法之一

8、，方法是：间断灌注适量冷停搏液(49 ),同时应用冰屑或冰生理盐水持续作用于心脏表面5 jo优点：(1)降低代谢、氧耗以及能量消耗；(2)增加对缺氧的耐受性。缺点：(1)低温可抑 制肌浆膜及肌浆内质网的钠、钾和钙的三磷腺昔酶系统，使 细胞容量失控、发生肿胀；(2)低温可降低细胞质的液态性和 胞膜酶功能，从而使心肌细胞膜电活动和运输功能失调；(3) 低温限制了葡萄糖利用与三磷腺昔的生成，造成能量负平 衡；(4)低温造成的氧离子曲线左移和细胞外液碱化可使释氧 活动下降，造成相对组织缺氧。最近有研究指出，159时心 肌三磷腺昔消耗量、氧需量反较229时增加，代谢功能恢复 时间也明显延长，且术后会出现

9、心律失常和肺部并发症6 jo 显然在209左右已充分发挥低温的优点，并能避免更低温度 带来的损害。4 .2温血停跳液1982年rosenkeane首先倡导温血停跳技术，逐渐人们较为一致地认可温血停跳液。优点： 温血间断或持续灌注可为停搏心肌提供最佳代谢环境7 ;(2) 使心肌处于常温有氧状态下停跳，心肌细胞在最小氧需下 得到最大的氧供；(3)温血有利于携带和运输氧，缓冲ph值， 提供适当的渗透压，且代谢底物的功能也处于最佳状态8;(4)有利于心肌电生理活动、酶学及形态学的改变，对不成熟心肌及病变较重的心脏更有利。缺点：(1)降低流量或停灌注 （有意识缺血），心肌出现温缺血性损害；（2）易致心肌

10、灌注时 绝对流量不足造成无意识缺血性损伤（无意识缺血）。（3）部分 温血停搏灌注因停搏不满意须改用冷停搏。温血停跳液分为 常温（35 37°c 微温（30 32°c 中低温（28°c 常 温易激活全身炎症反应，易致电解质紊乱，组胺释放增加、 外周血管扩张致低灌注压等等。ma等研究认为289中低温 血持续灌注对代谢及心功能保护优于37°co4.3常温停跳液与冷停跳液的联合应用既然常温及 冷停跳液各自具有不可替代的优势，同时又都有不可避免的 缺陷及副作用。有学者认为将二者联合应用形成优势互补。alien等9 回顾了 567例儿童心脏外科手术，认为“温一冷一温

11、”含血停跳液灌注模式是最佳的心肌保护方式。5缺血预处理（ipc）心肌保护1986年，murry首次提出“缺血预处理”概念。国内外 许多学者认为ipc对心肌的保护是迄今发现最强的内源性保 护。ipc的确切机制尚不清楚。近来研究表明短暂缺血一再 灌注产生的氧自由基、腺昔、一氧化氮、缓激肽和去甲肾上 腺素等物质，与其相应受体结合激活酪氨酸激酶与蛋白激酶 c（pkc）,引起靶蛋白磷酸化及atp敏感钾通道（katp）的开 放以达到保护效果10,11 延迟性保护机制涉及基因转录、 蛋白质的合成等，保护性蛋白，如超氧化物歧化酶（sod）、热休克蛋白(hsp)的表达可能是参与该保护性机制的重要环 节12 o优

12、点:(1 )保护范围广，能减轻缺血心肌的致命 性细胞损伤，保护微血管的存活，缩小心肌梗死坏死范围 13 ;( 2 )能明显加快术后心肌收缩功能的恢复，保存心 肌收缩力，对抗心肌顿抑作用14 ; ( 3 )能提高心室颤动 阈值，减少缺血一再灌注后心律失常的发生率。缺点：ipc 虽然是一种强有效的心肌保护方式，但毕竟是一种损伤性的 过程，且由于缺血的最佳时间、安全时限及个体差异等诸多 问题使ipc已成为目前乃至将来心肌保护的研究热点之一。6药物保护药物预适应(pharmacologic preconditioning , ppc)是指用药物取代短暂的缺血和再灌注而诱导缺血预处理效应, 即用药物模拟

13、缺血预适应中的介质而产生预处理效应。术中用药或心肌保护液的添加成分，如心钠素(anp) 15 k钾通 道开放剂、腺昔激活剂16 等对心肌保护的效果均取得新的进展。心肌保护的概念还应包括术前、术后的药物治疗。经过术前、术中、术后全时相处理可明显降低死亡率。综上所述，心肌保护方法多种多样，应结合具体情况采取最佳的心肌保护方法。浅中低温不停跳心内直视手术作为一种最接近生理的新的手术方式，突破了心肌保护的传统概念，具有独特的心肌保护效果，值得推广应用，但应严格掌握的适应症。ipc作为一种内源性防御机制，已愈来愈受 到临床医师的关注。将ipc广泛应用于心血管外科领域，并 成为一种治疗手段，目前还为时尚早

14、。药物预适应可能是ipc 临床研究今后的发展趋势。由于ipc需要多次短暂地阻断相 应器官的血管，本身会造成一定的组织细胞损伤，而且ipc 的临床应用受许多因素的限制。因此，进一步深化ipc机制 研究，特别是研究ipc引发细胞信号转导机制，明确ipc的 最终效应物，对于开发更具有特异性的药物具有重要作用。研究药物预处理的主要目的是了解这种内源性保护机制，以期望为临床提供一种药物，维持高危患者长期处于理想的保护状态，这具有积极的临床意义。由于心脏搏动下心内直视手术温度维持在34°c，没有中低温过程，已经运用成熟的体 外循环血液稀释晶胶体比例预充技术等理论是否适应仍在 探讨中。目前多数的心

15、脏医生认为心脏迅速冷停搏可提供一 个安静无血的手术视野，便于操作，效果确切，易于掌握。 主张将心脏冷停搏技术作为心肌保护的常用方法。【参考文献】1 徐新根，殷凤珍，刁文瑜等冠状静脉窦逆 行灌注对心肌保护的作用j .中国胸心血管外科临床杂 志,2002 , 9(1) : 58 - 59 2李刚，田伟忱，李松梅等应用磁共振技术评 价顺逆行心肌灌注效果j 中华胸心血管外科杂志，2006, 22(1) : 32 - 34 .3 何巍，林辉，陈铭伍等心脏跳动中二尖瓣置换术j .中华外科杂志,1996 , 34(11) : 678-680.4 林辉，何巍，彭青云等.心脏不停跳心内直 视手术的临床研究(附1

16、 106例报告)j .中华胸心血管外 科杂志，2001 , 17(3) : 129-131 .5 van camp jr , brunsting la , childs kf , et a1 . functional recovery after ischemia : warm versus cold cardioplegia j ann thorac surg , 1995 , 59 : 795 802 .6 张宝仁，邹良建，徐志云等风湿性瓣膜病二尖瓣 与主动脉瓣置换术1154例长期效果分析j .中华外科杂 志,2003,41 ：243-246.7 lichtenstein sv .warm

17、 heart surgery :concept , concens ,and future coursef j .j cardiovasc surg ,1993 , 8 : 161-166 .8 gozal-y , glantz-i . normothoimic continuous blood cardioplegia improves electrophysiologic recovery after open heart surgeryf j anesthesiology ,1996 ,84(6): 1298-1306 9 allen bs,barth mj , llbawi mn .

18、pediatric myocardial protection : an overview j semin thorac cardiovasc surg,2001 , 13 : 56-72 .10 lnagaki k ,churchill e ,mochly-rosen d .epsilon protein kinase c as a potential therapeutic target for the isechemic heart j .cardiovasc res ,2006 ,70：222 230.11 das b ,sarkar c similarities between ischemicprec onditioningand17 beta-estradiol mediatedcardiomyocyte katp channel activation leading to cardio-protective and antiarrhythmic effects duri ngischemia / reperfusionin the inact rabbit heart j jcardiovasc pharmacol , 2006,47:277 286 .12 riksen np , smits p , rongen ga ischemic pre