胰岛素治疗对体外循环手术患者心功能的作用

1、胰岛素治疗对体外循环手术患者心功能的作用【摘要】方针 探讨胰岛素治疗对体外轮回（extracorporealcirculation,ECC）心脏手术患者心功效的浸染及其机制。体例 ECC 下心脏手术患者按年龄（18 岁为成人，18 岁为儿童）和是否担任胰岛素治疗分为 4组：成人通例治疗组（ART，n=8），成人胰岛素治疗组（AIT，n=8），儿童通例治疗组（CRT，n=8），儿童胰岛素治疗组（CIT，n=8）。分袂于术前、麻醉诱导、ECC 起头后、ECC 竣事马上及 ECC 竣事 4 h、12 h、24 h、48 h 测定患者血浆胰岛素水平。ECC 前和 ECC 后在右心耳瘦语缘取心肌，Wes

2、tern blot 测定InsR、pP38-MAPK、pERK、pJNK、GLUT-4 表达。ECC 后 24 h、48 h、72h 经胸超声心动图检测心功效。功效 与 ART 组和 CRT 组对比，AIT 组和 CIT 组在 ECC术后的左室压力上升最年夜速度（dp/dtmax）、左心室射血分数（LVEF）和短轴缩短率（FS）较着增添（P0.05），同时 InsR 表达、pP38-MAPK 表达及GLUT-4 表达也较着增添（P0.05 或 P0.01）。结论 胰岛素治疗对心肌有较着的正性变力浸染。年龄增添是胰岛素招架的影响身分。ERK 和 pP38 的活化受禁止是 ECC 后心肌胰岛素招架

3、的严重关头。ECC 刺激及胰岛素对心肌 JNK 的活化无较着影响。【关头词】体外轮回 胰岛素治疗 心功 MAPK GLUTEffects of Insulin Therapy on Heart Function in PatientsUndergoingCardiac Surgery with Extracorporeal CirculationDOU Ya-wei,Yi Ding-hua,CUI Qin,GU Chun-hu,ZHANG Hai-feng,MAChao(Department of Cardiovascular Surgery, Xijing Hospital FourthMi

4、litary Medical University,ShaanxiXian 710032,China)Abstract: OBJECTIVETo investigate the effects of insulintherapy on heart function in patients undergoing cardiac surgery withextracorporeal circuation(ECC). METHODS32 patients were randomlyassigned to 4 groups according to the age (adult18y, child18

5、y) andwhether recieving insulin therapy: adult routine therapy (ART) group,adult insulin therapy (AIT) group, child routine therapy (CRT) groupand child insulin therapy (CIT) group. Levels of insulin in all thegroups were respectively measured before surgical anesthesia, 0 hafter the initiation of E

6、CC,and 0,4h,12h，24h，48 h afterthe termination of ECC.Used western blot analysis to examineInsR,pP38-MAPK,pERK,pJNK and GLUT-4 expression in cardiomyocytespro- and post-ECC. RESULTSCompared with ART and CRTgroups,dp/dtmax,LVEF and FS were higher in AIT and CIT groups (P0.05). After insulin therapy,In

7、sR expression in cardiomyocytes wassignificantly higher post-ECC(compared with ART and CRT groups，P0.05).Compared with ART and CRT groups,post-ECC pP38-MAPKexpression levels were higher in AIT and CIT groups (P0.05).GLUT-4expression in cardiomyocytes was increased post-ECC in AIT and CITgroups (comp

8、ared with ART and CIT groups,P0.05 or P0.01).CONCLUSIONInsulin therapy has positive inotropic action onmyocardial. Ageing is a reason of insulin resistance.ERK andp38activation inhibition are the key of insulin resistance post-ECC.JNK activation is no association with insulin and ECC.Key words：Extra

9、corporeal circulation; Insulin therapy;Heart function; MAKP; GLUT应激性高血糖在体外轮回（extracorporeal circulation,ECC）心脏手术后患者中很是普遍1。应激性高血糖的胰岛素治疗可较着降低危重患者临床相关并发症的发生率和病弃世率，改良患者预后2-3，其切当机制有待说明。本实施从患者心脏手术起头即节制血糖水平直至术后转出 ICU，不雅观察胰岛素治疗对心功效的影响，及 ECC 后心肌细胞的胰岛素敏感性有无转变，若有，研究其机制。1资料与体例1.1一样平常资料择期行 ECC 下心脏手术患者 32 例，全数患者既

10、往无糖尿病史。扫除标准搜罗： 术前存在肝肾疾病及功效不全； 术前凝血功效不全； 迁利市术或二次手术； 血糖节制未达标。按年龄（18 岁为成人，18 岁为儿童）和是否担任胰岛素治疗分为 4 组：成人通例治疗组（ART 组，n=8），成人胰岛素治疗组（AIT 组，n=8），儿童通例治疗组（CRT组，n=8），儿童胰岛素治疗组（CIT 组，n=8）,一样平常情形详见表 1。1.2血糖节制体例四组患者均以心理盐水配液，AIT 组和 CIT 组患者术中血糖节制在 4.4 10.0 mmol/L，术后节制在 4.4 6.1mmol/L；对ART 组和 CRT 组血糖水平 16.7 mmol/L 的患者均不

11、作任何处理惩罚。我科血糖节制方案如下： 麻醉诱导后起头以微量泵从中心静脉以 4 U/h儿童 0.2U/（kgh）速度泵入胰岛素； 开胸后改为 10 U/h儿童 0.5U/(kgh）； ECC 起头后为 1 1.5 U/（kgh）儿童 1.52 U/（kgh），时代每 15 min 测血糖 1 次，据实测血糖值依以下方案进一步伐解胰岛素输注速度：血糖水平在 8.38.9mmol/L 时在原胰岛素用量根柢之上加6 U/h；8.99.4 mmol/L 时加 8 U/h儿童 0.2 U/（kg h）；9.410.0mmol/L 时加 12 U/h儿童 0.4 U/（kgh）；10.0 mmol/L 以

12、上时加 16 U/h儿童 0.6 Ukgh）；在 3.33.9 mmol/L 时减去 8 U/h（儿童 0.2U/(kgh）；2.8 3.3 mmol/L 时减去 16 U/h儿童 0.5 Ukgh）；2.8 mmol/L 以下停用胰岛素，并静推 20%葡萄糖 50 ml（儿童 20%葡萄糖 10ml）； 起头复温即停用胰岛素； 术后血糖水平根据波特兰方案4（儿童换算为 U/kgh）进行调整。1.3胰岛素、血糖水平的测定体例分袂于麻醉前、ECC 起头时以及 ECC 竣事后马上，4 h，12 h，24h，48 h 采血并制备血浆，分袂用胰岛素检测试剂盒和血糖仪测定患者血浆中胰岛素和全血血糖水平。

13、1.4Western blot 印迹分袂于 ECC 前和 ECC 后在右心耳瘦语缘取心肌约 0.5 g，当即置入液氮备用。用 Heidolph DIA900 机关匀浆器匀浆，离心后提取机关卵白。BCA 卵白定量试剂盒（Pierce）定量卵白浓度。SDS/PGEA电泳涣散卵白，半干电转法转移到 PVDF。5%脱脂乳封锁布景，以抗 InsR、抗pP38-MAPK、抗 pERK、抗 pJNK、抗 GLUT-4 抗体 4住宿，洗膜后以响应二抗室温孵育 1h，免疫检测试剂盒进行荧光检测（Pierce）。再将 pP38-MAPK 或 pERK印迹膜 50，30 min 复印迹，置于洗脱缓冲液中进行原一抗解

14、离，用 PBST 漂洗并重新封锁印迹膜行 P38-MAPK、ERK 的检测。1.5心功效检测体例分袂于 ECC 竣事后 24 h，48 h，72 h 行经胸超声心动图搜检，其搜罗：（1）等容缩短期指标：左室压力上升最年夜速度（dp/dtmax) ；（2）射血期指标：左心室射血分数（LVEF）值 短轴缩短率（FS）。 表 1患者一样平常情形注： RT: 通例治疗组；IT: 胰岛素治疗组；VSD：室阻遏距离缺损；ASD：房阻遏距离缺损；TOF：法洛四联症；MI：二尖瓣封锁不全：MS：二尖瓣狭隘1.6统计学体例应用 SPSS 11.0 统计软件进行统计剖析，计量资料以均数标准差(s )浮现，组内斗劲

15、接纳单身分方差剖析，组间斗劲接纳t 磨练，P0.05 为有较着性差别。2结果2.1血糖和胰岛素水平转变ART 组和 CRT 组的血糖水平在麻醉诱导时代平稳过渡，ECC 起头后上升较着，于 ECC 竣事时达岑岭，随后起头下降，ECC 竣事后 12 h 时再次升高，继而连续下降，至 ECC 竣事后 48 h 时仍未恢复术前途度；而 AIT 组和 CIT 组的血糖始终维持在 4.48.3 mmol/L 水平。各分组中胰岛素水平在麻醉诱导时代平稳过渡，ECC 起头后上升较着，于 ECC 竣事时达岑岭，随后起头下降，ECC 竣事后 12 h 时再次升高，继而连续下降，至 ECC 竣事后 48 h 时趋于

16、术前途度；而 AIT 组和 CIT 组胰岛素水平 ECC起头后高于 ART 组和 CRT 组（P0.05，P0.01)直到 ECC 竣事后 48 h 趋于正常；AIT 组胰岛素水平 ECC 竣事后较着高于 CIT 组（P0.05），批注成人组对胰岛素敏感性降低。见图 1。 注：AIT 组与 ART 组对比、CIT 组与 CRT 组对比*P0.05，*P0.01；AIT 组与 CIT 组对比 P0.052.2术后心功效的转变各组中胰岛素治疗后 dp/dt max、LVEF、FS 均较着增添（P0.05），批注胰岛素对心肌有较着的正性变力浸染。ECC 后72h，AIT 组 dp/dt max、LV

17、EF、FS 低于 CIT 组(P0.05)，见表 2。2.3心肌 InsR、pJNK、ERK、P38-MAPK、GLUT-1、GLUT-4 表达的转变为进一步研究胰岛素敏感性降低的机制，我们检测了胰岛素转导通道卵白表达的转变。ECC 后各组 InsR表达、pP38-MAPK 表达及 GLUT-4 表达与 ECC 前对比均较着增添（P0.05 或 P0.01），ECC 后 ART 组与 AIT 组对比、CRT 与CIT 组对比，InsR表达、pP38-MAPK 表达及 GLUT-4 表达均增添（P0.05），ECC 后 ART 组与 AIT 组对比、CRT 与 CIT 组对比 pJNK 表达及

18、pERK表达亦无较着分歧（P0.05）。批注 ECC 刺激及胰岛素对 JNK 和 ERK 的活化无较着影响。表 2各组患者术后心脏 dp/dtmax、LVEF、FS 的转变 注：AIT 组与 ART 组对比、CIT 组与 CRT 组对比，P0.05；AIT 组与 CIT 组对比，*P0.053讨论诸多研究均已证实胰岛素治疗可改良危重疾病尤其是心血管病的预后2-3，5，但其对心功效影响的研究较少。我们的动物试验证实胰岛素对心肌细胞具有直接的正性肌力浸染6-7，且本实施浮现胰岛素治疗后心脏dp/dtmax、LVEF、FS 较通例治疗后较着增添（P0.05），证实胰岛素对心肌有较着的正性变力浸染。年

19、龄增添导致心血管疾病发病率增高被觉得与心肌缩短舒张功效下降、平均血压升高和左室与体重比值下降相关8。我们的研究发现，成人与儿童对比，维持同样血糖水平血浆胰岛素水平较着较高（P0.05）。证实年齿增添导致糖摄取本事下降，即胰岛素敏感性下降，出现胰岛素招架。而且成人胰岛素治疗组 ECC 后心脏 dp/dtmax、LVEF、FS 较着低于儿童胰岛素治疗组。但因为其影响身分较多，并不确定为胰岛素敏感性降低导致。鉴于以上功效，我们进一步研究了胰岛素治疗对 ECC 后心肌胰岛素旌旗灯号转导通道的影响。胰岛素的浸染是由胰岛素与靶细胞膜胰岛素受体团结启动，其受体后旌旗灯号经由过程两条主要的转导通道完成：一是

20、Ras-丝裂原激活卵白（MAPK）路子，可促使靶细胞基因表达、导致细胞发展、增殖及剖析等。二是磷酸肌醇-3 激酶（PI3K）-卵白激酶 B（Akt/PKB）路子，可调剂葡萄糖摄取、抗凋亡等。实施发现 ECC 后 InsR 表达与其响应 ECC 前对比较着增添（P0.05 或P0.01），胰岛素治疗 ECC 后 InsR 表达较无胰岛素 ECC 后增添（P0.05），胰岛素治疗 ECC 后 pJNK 表达较无胰岛素治疗亦无较着分歧（P0.05）。证实 ECC 刺激及胰岛素对心肌 JNK 的活化无较着影响。胰岛素可激活 ERK 旌旗灯号通路,与细胞的发展有关。各组胰岛素治疗ECC 后 pERK 表

21、达与无胰岛素治疗斗劲无较着分歧（P0.05）。证实胰岛素对心肌 ERK 的活化无较着影响。胰岛素经由过程 Ras-MAPK 通报路子可激活 p38，促使靶细胞基因表达，导致细胞发展，及相关细胞因子的释放12。 无胰岛素治疗时，ECC 后pP38-MAPK 表达与 ECC 前对比无较着分歧（P0.05），而胰岛素治疗 ECC 后pP38-MAPK 表达较着增添（P0.05）。证实胰岛素可上调心肌 P38-MAPK 的活化。现已年夜白，GLUT-4 从细胞内转运到细胞概况，胰岛素浸染下的 p38在其中起到严重浸染13。胰岛素治疗 ECC 后 GLUT-4 表达较其无胰岛素 ECC后增添（P0.05

22、 或 P0.01）。证实胰岛素可上调 GLUT-4 的转运。ECC 后儿童胰岛素治疗组和儿童通例治疗组 GLUT-4 表达均较着增添（P0.05 或P0.05），进一步证实年齿增添导致胰岛素敏感性下降，出现胰岛素招架，GLUT-4 转运障碍即是其中的关头关头。本实施功效说明，胰岛素治疗对心肌有较着的正性变力浸染，机体随年龄增添导致糖摄取本事下降，即胰岛素敏感性下降，出现胰岛素招架，GLUT-4转运障碍即是其中的关头关头。ECC 后心肌胰岛素招架的一个严重关头是 ERK和 p38 的活化受到禁止从而劝止了胰岛素的相关浸染。ECC 刺激及胰岛素对心肌 JNK 的活化无较着影响。对于 ECC 后心肌

23、 ERK 和 p38 的活化受禁止的具体机制，我们将在往后的体外试验中连续予以研究。【参考文献】【参考文献】1 Krinsley J. Perioperative glucose control J. Curr OpinAnaesthesiol, 2006, 19(2): 111-116.2 Van den Berghe G, Wouters P, Weekers F,et al. Intensive insulintherapy in the critically ill patients J. N Engl J Med, 2001,345(19): 1359-1367.3 Van den

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