体外循环心肌损伤机制及其保护的研究进展

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1、体外循环心肌损伤机制及其保护的研宄进展【关键词】体外循环；心肌损伤；保护方法文章编号：1003-1383（2011）05-0638-04中图分类号：R654.1文献标识码：Adoi:10.3969/j.issn.1003-1383.2011.05.049随着体外循环设备、灌注技术及心脏外科技术的不断发展，体外循环心内直视手术的不良反应已明显减少，安全性有所提高。但体外循环术后心肌损害、心功能减退等仍有不同程度的发生，轻者仅有一过性表现，重症则可能造成心功能衰竭甚至死亡，而对心肌损害机制及心肌保护的研宄至今仍是热点，本文就近年来体外循环下心肌损伤机制和心肌保

2、护的研究进展作一综述。1.心肌损伤机制（1）缺血再灌注损伤组织缺血缺氧损伤可发生于缺血以及恢复血流灌注后，而心肌再灌注损伤（MRI）在体外循环心肌损伤的发病起关键的作用，主要与细胞黏附因子（CAM）、核转录因子（NF-kB）及一氧化氮（NO）等有关。CAM参与调节白蛋白-内皮细胞，是介导中性粒细胞与血管内皮细胞黏附的分子基础，引起中性粒细胞的聚集、黏附和渗出，导致再灌注损伤，在MRI中常发现CAM表达下降［1］。细胞黏附分子-1(ICAM-1)是免疫球蛋白超家族的代表，是中性白细胞稳定黏附在内皮细胞上的重要介质，研究发现MRI时可见ICAM-1水平上调，主

3、要聚集于心肌小静脉内皮细胞表面，提示ICAM-1在MRI心肌细胞和内皮细胞中均有表达，直接参与MRI的发生［2］。核转录因子(NF-kB)的转录调节连结位点，大多位于促炎细胞因子与免疫调节因子启动区，激活后可增强多种炎性介质基因表达，可能与诱发再灌注损伤、多器官衰竭及感染等发生、发展密切相关［3］。研宄发现缺血后大鼠心肌组织NF-kB水平明显上升，在心肌细胞培养中低氧可诱导NF-kB连接活性的时间依赖性增加［4］。采用氧自由基清除剂辅酶Q10对NF-kB激活的抑制研究表明，通过NF-kB激活的抑制可对心肌有明显保护作用，进一步提示NF-kB在心内直视术中的

4、心肌缺血和再灌注病理过程中产生重要的作用［5］。一氧化氮(NO)是具有多种生物学活性的信使，介导体内众多生理和病理现象，一方面NO可扩张冠状动脉，具有抗血小板黏附和中性粒细胞聚集作用，低浓度NO对细胞具有保护作用，另一方面NO与再灌注过程中生成的超氧阴离子自由基迅速反应形成过氧亚硝基阴离子，造成很强的毒性，加重心肌缺血再灌注损伤［6］。研究认为NO介导的心肌损伤可能与超氧亚硝酸离子密切相关，过量的NO通过抑制线粒体呼吸链和DNA合成以及影响ATP的生成，加重心肌缺血再灌注损伤［7］。(2)全身炎症反应血液与管道等异物接触是体外循环时诱发全身炎症反应的主要诱

5、因［8］，其他诱因包括体外循环中心、肺等多脏器功能的缺血再灌注损伤、肠道菌群移位和手术创伤等。异物接触可引起补体激活和单核/巨噬细胞激活，产生并释放出大量炎性因子如肿瘤坏死因子(TNF-a)、白介素-8(IL-8)及白介素-6(IL-6)等。研究发现体外循环中心肌是TNF-a、IL-8及IL-6等因子的主要来源，而这些因子在体外循环心脏手术中均有2次高峰［9］。TNF-a在体外循环早期即有明显升高，并持续至之后的24h，可通过直接损伤血管内皮细胞、免疫黏附和激活中性粒细胞等途径，产生多种生物活性物质引起组织器官损伤；IL-8可由TNF-a诱导并刺激中性粒细

6、胞产生变形反应、脱颗粒反应及呼吸爆发，促进炎症反应；IL-6可由内毒素、IL-1和TNF-ct等刺激多种细胞表达释放，参与体外循环引起的SIRS中的发热反应及急性期反应蛋白的合成，介导炎性细胞浸润和机体炎症反应，并有心肌抑制作用。赵志勇等［10］研究发现，体外循环可导致中性粒细胞凋亡受抑的数量增加、生存周期延长、CDllb表达水平上调，以及脱颗粒释放弹性蛋白酶增多，加剧炎症反应的扩散及组织损伤，炎症反应进一步迁延。2.心肌保护方法(1)低温心脏停搏液冷晶体停搏液是目前国内应用较为广泛的停搏液，其优点是操作简便，心肌保护确切，作用机制为含有高浓度钾停搏液，灌

7、注心肌使其停搏于舒张期，心肌电-机械活动静止，而低温晶体停搏液能进一步减低基础代谢，增强缺血耐受力。但由于该技术存在诸多不足，如无法提供氧合营养物质、缺乏胶体和酸碱平衡缓冲、大量灌注时容易造成血液丢失，引起心肌冷挛缩［11］和再灌注损伤等。其他包括含氧晶体停跳液、含血停跳液及晶体停跳液加入红细胞等。低温停跳液的优点在于降低心肌缺血期间的代谢率及氧耗量、延长心肌缺血时间、抑制缺血期间心肌细胞电机械活动、缓解心肌细胞受损凋亡或坏死过程，但低温心脏停搏液普遍存在冠脉内皮细胞和细胞膜受损、降低体内酶活性及引起含血停跳液中细胞成分受损、堵塞毛细血管等缺点。(2)常温

8、含血停跳液近年来随着常温停跳液及心脏外科技术的发展，常温灌注时采用