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小儿中低温体外循环心脏手术期间血浆肾上腺髓质素的变化

时间:2010-08-24 11:36:39  来源:  作者:

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  肾上腺髓质素(adrenomedullinAM)是一种强效舒血管活性多肽,对心血管功能调节具有重要的作用[1]。国外资料[2]报道成人心脏手术期间血浆AM水平升高,但对先天性心脏病(congenital heart disease CHD)患儿心脏手术期间血浆AM的变化规律尚不清楚。本研究通过对CHD心内矫治术小儿血浆AM的动态监测,旨在探讨体外循环对CHD小儿血浆AM的影响及其病理生理学意义。

 

  1 资料与方法

  1. 1 一般资料 200210月~12月施行心内畸形矫治术的CHD患儿10例,其中房间隔缺损(ASD3例,室间隔缺损(VSD6例,ASD+VSD1例。男4例,女6例;年龄2.512岁,平均(6.5±3.6)岁;体重1226kg。均经体检、心脏Doppler超声以及手术确诊,均不合并肺动脉高压(肺动脉收缩压<30mm Hg)。术前均无肝、肾或呼吸系统疾患。

  1. 2 麻醉方法 依次静脉注射咪达唑仑0.10.2mg/kg、芬太尼510?g/kg、维库溴胺mg/kg后行气管插管。全麻维持用药:吸入%~2.0%异氟烷,间断静脉注射芬太尼1020?g/kg。术中吸氧浓度(FiO2)为0.5,维持呼气末CO2分压(EtCO23640mm Hg1mmHg0.133kPa)。

  1. 3 体外循环方法 采用Sarns体外循环机,膜式氧合器,采用α稳态原则维持血液酸碱平衡。预冲液为血定安和乳酸林格液。经主动脉根部灌注高钾冷停跳液实施心肌保护;非搏动灌注100120ml/min/kg);中度低温(30℃~32℃),缓慢复温,速度为0.2℃~0.3/min

  1. 4 血浆AM测定 分别在以下时点采集桡动脉血2ml:全麻诱导插管后10minA,基础值)、阻断主动脉前即刻(B)、阻断主动脉后5minC)、开放主动脉后5minD)、术后3hE)。立即置于含抑肽酶40?l10EDTANa2 30?l的试管中,4℃,3000r/min离心10min,分离出血浆置于-20℃冰箱保存,一次性检测。AM测定采用特异性放射免疫方法,药盒由中美合资北京原博生物医学工程有限公司提供。采用中国科技大学科技实业总公司生产的GC911γ放射免疫计数仪进行闪烁计数。

  1. 5 统计学处理 数据以x±s表示,采用单因素方差分析和Pearson相关分析。

 

结 果

  体外循环时间2311951.25±32.15min,主动脉阻断时间106123.87±18.33min。患儿血浆AM基础值(A)为(47.92±15.49pg/ml,体外循环开始主动脉阻断前(B)为(81.60±18.83pg/ml、后5minC)为(72.79±11.79pg/ml,血浆AM浓度有增高趋势(P>0.05)。开放主动脉5min时(D)血浆AM浓度升高至(119.46±36.54pg/mlP<0.05),但与此时平均动脉压(MAP)、主动脉阻断时间均无显著相关性。术后3hE)为(300.79±100.54pg/ml,血浆AM浓度进一步升高(P<0.01),且净增值(△AM)(E点与AAM的差值)与体外循环时间呈显著正相关(r0.72P<0.01),见图1

 

讨 论

  本研究结果显示,中低温体外循环心脏手术期间小儿血浆AM逐渐升高,开放主动脉后增加尤为显著,但与此时的MAP、阻断主动脉时间均无显著相关性;术后3h血浆AM浓度约为术前基础值的6倍,此时AM净增值与体外循环时间呈显著正相关。

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  AM1993年日本学者Kitamura[3]从嗜铬细胞瘤组织提取液中发现的一种新的血管活性多肽,它的C端与降钙素基因相关肽有轻度同源性。人肾上腺髓质,肾、心、肺脏等组织器官均有高水平AM mRNA表达[4],提示这些器官可能分泌AM入血。心脏压力与容量超负荷所引起的机械应激、低氧、缺血或高血糖等代谢因素均可诱发心肌表达AM[5]。尽管如此,心脏手术期间血浆AM升高的确切来源尚不清楚。Nishikimi[6]研究发现心、肺组织并不是成人心脏手术期间血浆AM升高的主要来源。RNA blot分析发现培养的大鼠主动脉内皮细胞中AMmRNA是肾上腺髓质、肺和心脏组织的2040倍,而内皮细胞中AM含量只有培养液含量的1.9%;培养的血管平滑肌24 hAM分泌量是内皮细胞的1/6,胞内AM含量也低于内皮细胞[7]。这提示血管内皮细胞和平滑肌细胞能主动合成、分泌大量的AM,可能是血浆中AM的主要来源。多种炎性细胞因子(如TNF-α,IL1IL6),通过NO依赖和非NO依赖机制,可使培养的血管内皮细胞(EC)和平滑肌细胞(VSMC)合成、释放大量的AM[8]Shoji[9]发现静脉注射脂多糖后,大鼠血浆AM升高近20倍,同时多种脏器中AM mRNA表达增加。小儿体外循环下心脏手术可引起全身性炎症反应,血浆TNF-α、IL6在体外循环开始即明显增加,持续至术后2h[10]。因此,Nagata[2]推测心脏手术中AM生成增加可能与体外循环诱发的细胞因子增多有关。本研究中血浆AM的净增值与体外循环时间呈显著正相关也支持这一假设。另一方面,体液因素如血管紧张素Ⅱ(Ang Ⅱ)和内皮素(ET1NO供体均能使血管内皮细胞AM释放增加[511]。血管内皮细胞合成、释放AM与内皮素的速率相当[7]Komai[12]报道小儿心脏手术在开放主动脉后血浆内皮素水平显著升高,停体外循环后36h达峰值。本研究中血浆AM 的时程变化与内皮素的变化一致。因此,推测CHD患儿心脏手术期间血浆AM 增高可能与手术应激、体外循环等诱发的炎性反应递质和应激激素的共同作用下,血管内皮细胞合成、分泌AM增多有关。

  心脏手术期间AM的主要生物学作用包括舒张血管降血压、增加肾血流量、排钠利尿、抑制Ang Ⅱ刺激的醛固酮分泌、拮抗Ang Ⅱ的升压作用等[313]。因此,心脏手术期间血浆AM浓度增加可能发挥舒张血管或排钠利尿激素的作用,以减轻体外循环后外周血管阻力过分增加或液体潴留,维持体循环和肺循环的稳定:降低心脏前、后负荷,改善心脏功能,产生有益的血流动力学效应。最新研究发现,AM通过激活第二信使cAMPNOcGMP依赖的信号途径,产生抗氧化作用,并且能剂量依赖性地减轻氧化剂所致的血管内皮通透性增高[14]。这提示AM可能对体外循环相关的心、肺缺血2再灌注损伤有保护作用,有利于减轻心脏手术后微血管渗漏。

  本研究发现体外循环开始患儿血浆AM即逐步升高,至开放主动脉后5min显著增加,术后3h进一步增加,这提示体外循环可能是引起心脏手术期间血浆AM升高的重要因素,结果与Nishikimi[6]报道的一组成人心脏手术资料相似。体外循环期间AM 缓慢增加的原因可能与其分泌机制有关。研究发现,AM的分泌调节主要受基因表达的影响,而不象经典的激素那样大量储存于分泌性颗粒中[7]。因此,受刺激后细胞内开始合成AM与外周血中AM增加之间可能存在滞后效应。

 

参考文献:

1. Jougasaki MBurnett JC. Adrenomedullinpotential in physiology and pathophysiology[J].Life Sci20006610):855872.

2. NagataNKitamura KKateJetal.The effect of hypothermic cardiopulmonary bypass on plasma adrenomedullin in adult cardiac surgical patients[J].Anesth Analg1997846):11931197.

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3. Kitamura KKangawa KKawamoto Met al.Adrenomedullina novel hypotensive peptide isolated from human pheochromocytoma [J].Biochem Biophys Res Commun19931922):553560.

4. Ichiki YKitamura KKangawa Tetal.Distribution and characterization of immunoreactive adrenomedullin in human tissue and plas ma[J].FEBSLett19943381):610.

5. EtoTKatoJKitamura K.Regulation of production and secretion of adrenomedullin in the cardiovascular system[J]. Regul Pept20031121):6169.

6. Nishikimi THayashi YIribu Get al. Increased plasma a2 drenomedullin concentrations during cardiac surgery[J].Clin Sci1998946):585590.

7. Sugo SMinamino NKangawa Ket al. Endothelial cells actively synthesize and secrete adrenomedullin[J]. Biochem Biophys Res Commun19942013):11601166.

8. Hofbauer KHSchoof EKurtz Aet al. Inflammatory cytokines stimulate adrenomedullin expression through nitric oxidedependent and independent pathways[J]. Hypertension2002391):161167.

9. Shoji HMinamino NKangawa Ket al. Endotoxin markedly elevates plasma concentration and gene transcription of adrenomedullin in rat[J].BiochemBiophys ResCommun19952153):531537.

10. Carvalho M Malut MACatani Ret al. Cytokines and pediatric open heart surgery with cardiopulmonary bypass [J]. Cardiol Young2001111) :3643.

11. EvansJJYoussefAHYandle TGetal.Effects of endothelin1 on release of adrenomedullin and Ctype natriuretic peptide from individual human vascular endothelial cells[J].J Endocrinol20021751):225232.

12. Komai HAdatia ITElliott MJ et al. Increased plasma levels of endothelin1 after cardiopulmonary bypass in patients with pulmonary hypertension and congenital heart disease[J].J Thorac Cardiovasc Surg19931063):473478.

13. Taylor MMSamson WK. Adrenomedullin and the integrative physiology of fluid and electrolyte balance[J].MicroscRes Tech2002 572):105109.

14. Hippenstiel SWitzenrathMSchmeckBet al.Adrenomedullin reduces endothelial hyperpermeability[J].Circ Res200291 7):618625.

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