體外循環(huán)期間低溫肺灌注對肺的保護作用

1、體外循環(huán)期間低溫肺灌注對肺的保護作用【摘要】目的研究體外循環(huán)(CPB)期間低溫保護液肺動脈灌注對肺臟的保護作用。方法將12條雜種犬隨機分為2組。主動脈阻斷后，對照組右肺動脈灌注4乳酸林格液，實驗組灌注4肺保護液。結果CPB結束后實驗組氣道壓、肺血管阻力(PVR)、右房白細胞/右肺靜脈白細胞及丙二醛(MDA)低于對照組；兩組右肺靜脈血氧分壓均較左肺高；組織學觀察實驗組右肺組織結構基本正常。結論CPB期間肺動脈灌注低溫肺保護液可以明顯減輕CPB對肺臟造成的損傷?！娟P鍵詞】體外循環(huán)肺動脈灌注肺損傷 Effects of pulmonary artery perfusion using hypothe

2、rmic solution on lung function during cardiopulmonary bypass WANG Qiang, LIU Yinglong, ZHU Xiaodong, et al. Fuwai Heart Hospital, Beijing 100037【Abstract】 Objective To study the effect of pulmonary perfusion with hypothermic protective solution on lung function during cardiopulmonary bypass (CPB). M

3、ethod Twelve adult mongrel dogs were randomly divided into two groups. During CPB, the right pulmonary artery was perfused with 4 lactated Ringers solution in control group and with 4 protective solution in experimental group. After aortic crossclamp was released and animals were weaned from CPB, th

4、e plasma malondialdehyde (MDA), white blood cells and lung function were measured, and lung biopsies were also obtained. Result The air-way pressure, pulmonary vascular resistance (PVR), white blood cell ratio (right atrium/right pulmonary venous) and MDA were lower in the experimental group than in

5、 control group during the post-CPB. At the 30,60 min after CPB, the partial oxygen pressure of right pulmonary venous was significantly higher than that of left pulmonary venous in both groups. Histologic examination revealed that the left lungs of both groups had marked intraalveolar hemorrhage and

6、 interstitial edema. The right lung in control group had less patholgical changes as compared with the left lung and those in the experimental group which had normal architecture. Conclusion Pulmonary artery perfusion with hypothermic protective solution can obviously reduce lung injury following CP

7、B.【Key words】 Cardiopulmonary bypass Pulmonary artery perfusion Lung injury我們試用改良的低溫離體肺保護液，在體外循環(huán)(CPB)時進行肺動脈灌注，以探討低溫和藥物對肺臟的保護作用，現將結果報道如下。材料和方法一、實驗方法和肺保護液的成分將體重1520kg的雜種犬12條隨機分為對照組和實驗組，每組6條。苯巴比妥鈉30mg/kg體重靜脈注射，氣管插管，容量控制式機械輔助呼吸，氧濃度為100%，吸入潮氣量12ml/kg體重。胸骨正中切口，肝素2.5mg/kg體重抗凝，常規(guī)建立體外循環(huán)。在鼻溫降至28時阻斷升主動脈，使用改良Th

8、omas液以10ml/kg體重進行心肌常規(guī)灌注，同時實驗組經右肺動脈灌注4肺保護液，對照組灌注4乳酸林格氏液，兩組左肺均未灌注。肺保護液首次灌注15ml/kg體重，灌注壓40cm H2O，每隔30分鐘以首量的1/2重復灌注，灌注液通過左房回收和濾器濾出。心臟阻斷90分鐘，開放升主動脈。當鼻溫達到36，心跳有力，平均動脈壓在8kPa以上時，撤離體外循環(huán)機并維持循環(huán)穩(wěn)定，90分鐘后取左、右肺組織做病理檢查。實驗組肺動脈灌注液參考Hachida等1研究的UCLA離體肺保存液配方，加入前列腺素E1(PGE1，吉林省藥物研究所)600g/L，山莨菪堿(654-2，杭州民生藥廠)100mg/L, L-精氨

9、酸(L-Arg, Gibco公司)5g/L，還原型谷胱甘肽(Serva公司)400mg/L。pH：7.4，滲透壓380mOsm。二、檢測指標和監(jiān)測方法1.在體外循環(huán)前及停CPB后5、30、60、90分鐘測量如下指標：肺動脈壓(PAP)、肺毛楔壓(PAWP)和心輸出量(CO)，根據公式，肺血管阻力PVR=(PAP-PAWP)/CO79.92(達因*秒*厘米-5)計算PVR；通過呼吸機監(jiān)測氣道壓了解肺順應性的變化；左、右肺靜脈取血標本進行血氣分析。2.監(jiān)測犬氣道壓以了解肺順應性的變化，記錄CPB前及停CPB后5、30、60、90分鐘的氣道壓力。3.在建立CPB前和開放升主動脈后5、30、60、90

10、分留取右房和右肺靜脈血標本，測量白細胞計數(計算右房/右肺靜脈比值)和丙二醛(MDA)濃度。使用日本Cell-DYN1400分析儀計量白細胞，MDA測定采用改良硫代巴比妥法，藥盒由暨南大學醫(yī)學院病理生理教研室提供。由于血液稀釋，MDA依據血球壓積HCT較正，公式為MDA較正值=HCT基礎值/HCT測量值MDA測量值。三、統(tǒng)計學處理所得數據經SPSS統(tǒng)計軟件對兩組進行t檢驗比較分析，結果用S表示，P0.05時認為差異有顯著意義。結果1、兩組氣道壓和肺血管阻力在CPB前后的變化見1和2。 1兩組氣道壓在CPB前后的變化注：時間0、1、2、3、4、5分別代表CPB前、建立CPB后5分鐘、開放主動脈后

11、5、30、60、90分鐘2、停CPB后30、60分鐘兩組右肺靜脈血氧分壓均較左肺靜脈高，組間右肺靜脈血氧分壓比較實驗組分別為67kPa4.1kPa和69kPa7.0kPa,高于對照組的43kPa8.8kPa和52kPa11.4kPa，以停CPB后30分鐘時差別顯著。 3、白細胞比值結果見表1。表1兩組白細胞比值(右房右肺靜脈)在CPB前后的比較(S)時項對照組(n=6)實驗組(n=6)P值基礎值1.10.121.50.190.472開放主動脈后5分鐘1.50.211.00.170.043*30分鐘1.40.221.00.120.17060分鐘1.30.161.10.110.40590分鐘1.1

12、0.071.10.110.853 注：*?為差異有顯著意義 4、MDA在體外循環(huán)開始后立刻升高，主動脈開放后實驗組低于對照組，結果見表2。表2兩組MDA在CPB前后的比較(mmol/L,S)時間對照組(n=6)實驗組(n=6)P值基礎值14.01.3715.31.100.472開放主動脈后5分鐘25.81.3320.31.730.031*30分鐘23.63.0217.82.520.17760分鐘23.22.9121.42.200.63390分鐘27.43.6918.41.490.048* 注：*為差異有顯著意義 5、光鏡觀察兩組左肺均可見小支氣管及肺小血管周圍套袖狀出血，散在肺泡內出血及水腫，

13、灶性肺泡不張。對照組右肺少數血管周圍間隙增寬，輕度套袖狀出血，實驗組右肺未見明顯異常。透射電鏡見兩組左肺肺泡、型細胞線粒體空泡變性，嵴變短或消失，對照組右肺可見兩型細胞線粒體輕度腫脹，實驗組右肺細胞未見異常。討論1、CPB對肺臟的損傷體外循環(huán)開始后，右心血液大部由腔靜脈引流入人工心肺機，肺動脈血供減少，不能對肺進一步降溫以減少組織耗氧量，肺組織仍然處于“高”代謝狀態(tài)；支氣管動脈是腔靜脈阻斷后為肺臟供血的唯一途徑，但由于其分布不均勻，加之血流的無波動性和微栓塞，進一步造成低溫血液灌注不充分，降溫不徹底。處于“高溫”狀態(tài)的肺組織由于其代謝旺盛容易發(fā)生缺血性損害，特別是CPB時血液與體外管道接觸激活

14、白細胞，通過其表面的粘附分子CD11/CD18以及白細胞結構重組的原因導致的變形力下降，在開放腔靜脈恢復肺動脈供血后，釋放氧自由基、溶酶體酶及其它炎性介質，發(fā)生更為嚴重的再灌注損傷。2、低溫對肺臟的保護作用肺動脈內灌注低溫保護液，可以通過肺臟微循環(huán)使降溫均勻、徹底，此外，還可能通過機械作用將貼壁的白細胞沖走，從而達到保護目的。本實驗對照組采用了低溫乳酸林格液進行右肺單側灌注，停CPB后不同時間點右肺靜脈血氧分壓均明顯較左側高，組織學檢查亦發(fā)現右側肺組織病變明顯較左側輕微，進一步證實了低溫對肺臟確實具有保護作用。3、抗炎藥物對肺臟的保護作用我們在保留UCLA液中對缺血期間肺泡型細胞具有保護作用的

15、葡萄糖-鉀-胰島素和合適的離子濃度的基礎上，加入多種抗炎藥物，以期減輕缺血期間和再灌注后的炎癥反應，其中有還原型谷胱甘肽以清除氧自由基，一氧化氮前體L-精氨酸以保護內皮細胞2，654-2用以穩(wěn)定細胞膜，抑制白細胞與內皮細胞的粘附，提高白細胞變形力3，從而減輕白細胞在肺內聚集。近年，PGE1開始應用于肺高壓的術前術后治療，PGE1可直接擴張小動脈血管平滑肌，抑制白細胞激活和在肺內聚集4。此外Ueno5研究發(fā)現PGE1還有穩(wěn)定溶酶體膜、改善紅細胞變形力和抑制血小板聚集的作用。本實驗結果顯示，應用含有上述藥物的保護液進行單肺灌注，氧分壓實驗組優(yōu)于對照組，實驗組的氣道壓、肺血管阻力、白細胞比值及脂質過

16、氧化物濃度也均低于對照組，光鏡及透射電鏡見保護側肺臟較未保護側肺臟病理改變輕微，說明保護液可通過抑制炎癥反應的某些環(huán)節(jié)，減輕了CPB對肺臟造成的損傷。本課題為國家自然科學基金資助項目(No.39670715)作者單位：100037北京，中國醫(yī)學科學院中國協和醫(yī)科大學心血管病研究所阜外心血管病醫(yī)院外科參考文獻1 Hachida M, Morton DL. A new solution (UCLA formula)for lung preservation. J Thorac Cardiovasc Surg, 1989,97:513-520.2 Engelman DT, Watanable M, Maulik N, et al. L-arginine reduces endothelial inflammation and myocardial stunning during ischemia/reperfusion. Ann Thorac Surg, 1995,50:1275-1281.3 劉成玉，于維森.山莨菪堿對急性