体外循环中血浆一氧化氮和内皮素变化的临床观察
作者：孙新艳 吴新军 马支媛 张宁 王俊科
【关键词】 内皮素
摘要：目的 观察体外循环（CPB）转流前后血浆中一氧化氮（NO）和内皮素（ET）的含量变化。方法 选择CPB下心内直视手术病人21例，分别在手术前、转流前、转流5min、转流30min、停止转流前、停CPB后1h，采血样4ml，用于NO及ET测定。结果 手术前血浆中NO为（3.64±0.61）nmol/ml，转流前及CPB5min时分别为(3.62±0.64)nmol/ml和(3.57±0.72)nmol/ml与术前比没有显著性差异P>0.05，NO在 CPB30min、停止转流前及停机后1h明显升高为(5.90±1.11)nmol/ml、(5.82±1.25)nmol/ml和(5.71±1.22)nmol/ml，与术前比有明显升高P<0.01。手术前ET为(11.47±2.58)pg/ml，转流前及CPB5min分别为(11.16±2.39)pg/ml和(10.89±2.43)pg/ml，与术前比无显著性差异P>0.05，CPB30min时ET降至最低点为(6.79±2.30)pg/ml，与术前比有显著性差异（P<0.01），之后随转流时间增加ET逐渐回升，到停止转流前升至最高点为(14.6±3.10)pg/ml明显高于术前水平P<0.01，停机后1h为（14.34±2.97）pg/ml仍高于术前水平P<0.01。结论 CPB是一个典型的缺血再灌注损伤过程，可诱发一系列复杂的全身性炎症反应，可导致血浆中NO、ET浓度显著升高，且持续至停机1h。
关键词：体外循环；一氧化氮；内皮素；
Effects of Extracorporeal Circuation on the Changes of Plasm Nitric Oxide and Endothelin Before and After Perfusion
Abstract: OBJECTIVE To oberserve the changes of nitric oxide (NO) and endothlin (ET) in plasm before and after extracorporeal circulation.METHODS 21Patients undergoing intracardial surgey under extracorporeal circulation were selected and 4ml blood was sampled before operation, before perfusion, 5mi nafter perfusion,30min after perfusion,before the end of perfusion and 1h after the end of extracorporeal circulation respectively.RESULTS Mean level of NO in plasm was 3.64±0.61 before operation 3.62±0.64 before perfusion and 3.57±0.72 at 5min after CPB,There were no statistic differences (P>0.05).NO increased significantly at 30min after begining of CPB 5.90±1.11,before the end of perfusion 5.82±1.25 and 5.71±1.22 at 1h after the end of extracorporeal circulation (P<0.01). ET was 11.47±2.58 before operation,11.16±2.39 before perfusion and 10.89±2.43 at 5 min after begining of CPB respectively.There were no difference(P>0.05). At 30min after CPB ET decreased to the lowest level 6.79 ±2.30 and difference was significant compared with that before operation (P<0.01) After that ET increared progressively following increase of perfusion pervod and reached the highest level before the end of perfusion 14.60±3.10.This level was much higher than that before operation (P<0.01).ET was 14.34±2.97 at 1h after the end of extracorporeal circulation and still higher that before operation (P<0.01).CONCLUSION CPB was a typical ischemia reperfusion injury course and may induce a series of complicated systemic inflammatory reaction which resulted in obvious increase of NO and ET in plasm and would continue to 1h after the end of extra corporeal circulation.
Key words：Cardiopulmonary bypass;Nitric oxide;Endothelin;
体外循环（CPB)这一非生理性灌注可诱发一系列复杂的全身性炎症反应。CPB致全身内皮细胞损伤/活化的机制成为关注的焦点问题，为了解CPB时转流前后血浆中NO和ET的变化，采集患者血标本，检测NO和ET在血浆中的浓度并观察浓度变化，探讨其临床意义。
1 资料与方法
1.1 病种及手术
选择CPB下心内直视手术病人21例，男11例，女10例，年龄7~56岁，体重20~70kg，：室间隔缺损（VSD ）和房间隔缺损（ASD）13例；二尖瓣狭窄和闭锁不全（MS+MI）和主动脉瓣狭窄和闭锁不全（AS+AI）8例。
1.2 麻醉
所有病人术前用药均为肌注吗啡0.2mg/kg，东莨菪碱0.006mg/kg或阿托品0.01mg/kg。麻醉诱导用依托咪酯0.3mg/kg，芬太尼5～10μg/kg，琥珀胆碱1～2mg/kg，气管插管后给予哌库溴铵0.2mg/kg，麻醉维持给予芬太尼15～50μg/kg及吸入低浓度的氨氟醚或异氟醚。
1.3 CPB方法
采用德国Stocker II型人工心肺机，baxter肝素化膜式氧合器，以中低温26～28℃平流灌注，用复方乳酸林格液、改良琥珀明胶（MFG）或贺斯（HES）、碳酸氢钠等预充，灌注液是高钾停跳液20ml/kg,St.Thoms心肌保护液10～15μg/kg。分别在手术前、转流前、转流5min、停止转流时和停CPB后1h，经颈静脉采血样4ml，2ml用于NO测定，经高速冷冻离心机（美国杜邦ST-21型）4℃ 3000rpm/min离心10min后取上清，低温－70℃保存。用荧光分光光度计测定NO浓度（日本日历 F－2000 型荧光分光光度计）NO浓度用nmol/ml表示。2ml加于事先已加入30μl 10％EDTA及40μl（1万单位/ml）抑肽酶的试管中混匀，离心及血浆保存同NO，用于ET测定。按放免试剂盒(天津鼎新生物制品有限公司)说明书由本院同位素室专人按放射免疫法测定ET浓度（中佳 光电GC－1200r放射免疫计数器）ET浓度用pg/ml表示。
1.4 统计分析
数据以±s表示。所有数据输入微机，采用SPSS统计软件分析处理，P<0.05为差异显著，有统计学意义。
2 结果
NO与 ET各时段浓度结果见表1。手术前血浆中NO为（3.64±0.61），转流前为（3.62±0.64），与术前比无显著性差异(P>0.05)。CPB 5min时NO为（3.75±0.72）略有下降，但与术前比没有显著性差异(P>0.05)。CPB30min时NO明显升高为（5.90±1.11）,与术前比P<0.01，停止转流前及停机后1h各为（5.82±1.15）和（5.71±1.22），与术前相比都有升高（P<0.01），但转流30min后3个时点间无显著性差异（P>0.05）。表1 CPB转流前后NO、ET浓度变化(略)注：两组间比较,*P<0.05。
术前ET为（11.47±2.58），转流前为（11.16±2.39），与术前比无显著性差异(P>0.05)，CPB 5min时为(10.89±2.43)，与术前比有所下降，但无显著性差异(P>0.05)。CPB 30min时ET降至最低点为(6.79±2.30)，与术前比有显著性差异（P<0.01），之后随转流时间延长及再灌注开始ET逐渐回升，到停止转流前升至最高点为(14.60±3.10)，此时明显高于术前水平(P<0.01)，停机后1h仍高于术前水平为(14.34±2.97)(P<0.05)。
3 讨论
CPB（CPB）可诱发一系列复杂的全身性炎症反应［1］，包括补体的活化，内毒素和炎性因子的释放，白细胞和内皮细胞的激活。CPB是一个典型的缺血再灌注损伤过程。内皮细胞（EC）可分泌舒缩血管两大类物质。NO代表舒血管物质，ET代表缩血管物质，在基础状态下，它们互相影响，保持平衡，调节血管张力，维持组织灌流量［2］。NO是一种血管活性因子，由左旋精氨酸在EC内合成，通过增加细胞内cGMP水平引起血管舒张，是血管扩张的直接调节剂，NO的生成和释放反映了血管内皮细胞的功能［3］。本研究结果显示，CPB刚开始时，由于预充液、灌注液等血液大量稀释，使体内血浆中NO浓度略有下降，但无统计学意义。本研究还发现NO浓度在转流30min时明显增加，其原因之一可能是因为手术刺激，血流动力学变化等导致机体应激反应刺激EC释放扩血管物质，如NO以增加缺血区组织灌注，减轻组织损伤［4］。原因之二可能是CPB时缺血再灌注损伤可造成细胞因子的释放，诱导NO大量产生，使NO分泌显著增加，且持续到停机后1h。
内皮素为强有力的血管收缩因子，1988年由Yanagisana［5］等从培养的猪主动脉内皮细胞的上清液中分离并命名。ET自内皮细胞分泌，作为旁分泌素在局部与血管平滑肌作用，做为循环激素，在生理浓度下有助于稳定体内血管功能［6］，因此，血浆ET代表着参与局部心血管调节的激素溢出。活性ET为21个氨基酸的多肽链，分子量为2492。ET转化酶作用于ET前体形成有生物活性的内皮素（ET）［5］。放射显影分析说明ET是通过与其相应的ET受体结合而发挥作用的［5］。ET能使所有的动、静脉强烈收缩，是目前所知的最强的缩血管物质［5］。缺血、缺氧、氧自由基、内皮素、TNF等均可刺激EC的ETmRNA表达，促进ET的合成及释放。
另外CPB是机体经历的一种独特的临床状况，血液与CPB装置的接触，血内毒素水平增高，非搏动性血流和缺血－再灌注可损伤活化全身内皮细胞［7］。本研究发现，ET分泌与NO相反，主动脉阻断CPB转流30min时，ET下降，其原因之一是因为手术刺激、血流动力学变化等导致机体的应激反应刺激EC释放扩血管物质NO后相对抑制了ET的分泌，使ET降低，原因之二可能是由于CPB转流血液大量稀释，转流30min以后，ET受体耗竭，灭活降解增多。再灌注后ET明显回升，至停机前升至最高，可能是由于CPB后血小板的聚集及血栓素A、血管紧张素II的升高，直接刺激血管内皮细胞产生ET［6］，ET降解减少。再灌注期肝、肾功能活性低下及ET主要降解场所-肺的隔离导致ET的降解减少［1］，CPB中相对性低血压，非搏动性血流都可刺激机体释放ET［2］，所以本实验也发现ET从再灌注回升后，持续至停止CPB后1h。
观察CPB转流前后NO、ET的变化，有一定的临床意义，作为血管活性物质，NO和ET的生理作用是相互拮抗，相互协调，相互制约的，它们共同作用于效应细胞，调节血管的舒缩状态。本实验研究显示CPB转流后血浆中NO含量明显升高，ET 含量先降低，再灌注后也明显升高，提示NO/ET的动态失衡，促进了一系列CPB的并发症产生，内源性收缩因子和舒张因子失衡，以ET、NO增加为主，影响术后恢复［7］ET和NO失衡还通过肺循环内激活中性白细胞聚集，加重缺血后再灌注的损伤。CPB低心排、全身血管阻力降低、心肌抑制及心律失常等均可能与此有关。根据CPB中NO、ET含量变化，适时使用其拮抗剂或生成底物，可能为防治CPB并发症开辟一条新途径。
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