左-卡尼汀在心内直视手术中对心肌的保护作用

[摘要] 目的:探讨心内直视手术中外源性左-卡尼汀(L-CN)对心肌的保护作用。方法:选取心内直视手术的患者32例,随机分为实验组和对照组。实验组术中于冷晶体心脏停搏液中按10 g/L加入L-CN,行冠状动脉顺行灌注;对照组仅使用冷晶体停搏液灌注。两组均于术前、主动脉阻断开放后2、24、72 h各时点采取静脉血,测心肌酶(CK、CK-MB),肌钙蛋白I(cTnI)和肌钙蛋白T(cTnT)水平。结果:两组患者CK、CK-MB, cTnT、cTnI水平在术前比较,差异无统计学意义(P>0.05),于主动脉开放后均有明显的升高。实验组CK、 CK-MB升高程度较对照组低(P<0.05)。实验组cTnT、cTnI升高程度在2、24 及72 h较对照组低(P<0.05),2 h尤其明显(P<0.01)。结论:在心内直视手术中,左-卡尼汀加入心脏停搏液后可明显改善心脏能量供应,有效减少心肌细胞损伤,对心肌起到明显保护作用。

[关键词] 体外循环;心内直视手术;停搏液;左-卡尼汀;心肌保护

[中图分类号] R654 [文献标识码]A [文章编号]1674-4721(2010)06(a)-048-02

The myocardial protective effects of L-carnitine under open cardiac operation

REN Mingming,LI Jinglai,HAN Zhen,CHENG Ying,WU Yongqian

(Department of Cardiovascular Surgery, Peking University Shenzhen Hospital,Guangdong Province, Shenzhen 518036,china)

[Abstract] Objective:To investigate the myocardial protective effects of L-carnitine in patients with heart disease undergoing open cardiacoperation under cardio-pulmonary bypass(CPB).Methods:Thirty-two patients undergoing open cardiacoperation were randomly divided into test group(n=16) and control group(n=16). L-carnitine was put in the cold crystal cardiac arresting liquid in the test group(10 g/L), other experimental conditions were the same between two groups. Before operation,at 2,24,72 h after the aortic declamping, venous blood was drawn to test the level of serum creatine kinase(CK),CK-MB isozyme,cardiac Troponin I(cTnI),cardiac Troponin T (cTnT). Results:The level of CK,CK-MB,cTnT,cTnI in blood samples increased indifferencely in two groups before operation, increased significantly in two groups after the aortic declamping.The increase magnitude of CK,CK-MB in control group was more than test group (P<0.05); The increase magnitude of cTnT,cTnI in control group was more than test group at 2,24,72 h after declamping, much more at 2 h(P<0.01).Conclusion:L-carnitine improves the service of the energy in myocardium undergoing open cardiac operation under CPB obviously, decreases the damage of the cells in myocardium effectly and has a good protective effect on myocardium in patients.

[Key words] Cardio-pulmonary bypass;Open cardiac operation; Cardioplegic solution; Carnitine; Myocardial protection

心血管疾病是严重威胁人类生命健康的疾病,近年来我国心血管病的发病率和死亡率呈逐年增高的趋势。目前,绝大部分器质性心脏病患者都可以通过手术矫治而获得很好的效果。手术成功的重要保证之一是心脏直视手术中良好的心肌保护。近来,有不少学者发现:左-卡尼汀作为生物体内的自然物质,它不仅参与了心肌的能量和脂肪代谢过程,而且通过各种机制起到对心肌的保护作用。本文观察比较了L-CN对体外循环下心内直视手术后心肌损伤程度、心肌损伤后恢复情况等方面的影响,报道如下:

1资料与方法

1.1 一般资料

选择2008年2月～2009年8月在北京大学深圳医院心血管外科行体外循环手术的患者32例,其中,男18例,女14例。年龄15～58岁,平均(38.62±8.45)岁。均无其他疾病史。术前血常规、电解质及肝肾功能正常。其中年龄大于50岁入选病例术前行冠脉造影排除冠心病。32例患者随机分为实验组和对照组,每组16例。两组患者在年龄、体重、身高、术前心功能NYHA分级、病种方面差异均无统计学意义(P>0.05)。

所有患者在全麻、浅低温(鼻咽温30～32℃)、正中切口入路,心脏停跳下行室间隔缺损修补术或瓣膜置换术。采用STOCKERT-Ⅲ型体外循环机,MAQUET膜式氧合器进行体外循环。两组患者病种、体外循环(CPB)时间、主动脉阻断(ACC)时间、辅助循环(AC)时间比较差异无统计学意义(P>0.05)。实验组术中于冷晶体心脏停搏液(每500毫升0.9%NaCl溶液中加入K+ 3.4 g,Mg2+ 4.8 g,利多卡因 200 mg,5%NaHCO3 20 ml)中按10 g/L加入L-CN,行冠状动脉顺行灌注,对照组仅使用冷晶体停搏液灌注,两组其他处理条件相同。

1.2 标本采集及处理

两组均于术前、主动脉阻断开放后2、24、72 h各时点采取静脉血4 ml,采用强生950(VITROS)全自动生化分析仪及配套试剂盒测定CK、CK-MB水平,采用Roche免疫电化学发光仪及配套试剂盒测定cTnT及cTnI水平。左-卡尼汀(雷卡)为常州第二制药厂制造;规格 5 ml:1.0 g;产品批号 0907042。

1.3 统计学处理

所有计量资料用均数±标准差(x±s)表示。用SPSS 16.0统计软件进行分析,两组比较采用独立分组t检验。P<0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 临床疗效

两组患者术后心脏彩超,心电图,胸片,血常规等复查后均达到治愈标准,顺利康复出院。

2.2两组患者CK,CK-MB水平比较

两组患者血清CK、CK-MB水平在术前比较,差异无统计学意义(P>0.05)。两组血清CK水平在升主动脉开放后显著升高,于24 h达高峰。其中实验组升高水平在2、24及72 h较对照组低(P<0.05);在升主动脉开放后血清CK-MB水平于2 h达高峰,在2、24及72 h实验组血清CK-MB水平较对照组低(P<0.05)。见表1。

2.3两组患者cTnT、cTnI水平比较

两组患者血清肌钙蛋白T(cTnT)、肌钙蛋白I(cTnI)水平于术前比较,差异无统计学意义(P>0.05),于主动脉开放后均有明显的升高,其中实验组升高幅度在2、24及72 h较对照组低(P<0.05),2 h尤其明显(P<0.01)。见表2。

3 讨论

目前,临床上广泛采用的心肌保护方法为低温停跳法,即在全身低温体外循环下,心肌局部深低温、同时经冠状动脉灌注冷停搏液使心脏暂时停跳(搏)的方法。冷晶体心脏停搏液在降低心肌氧耗、减轻心肌缺血再灌注损伤等方面的作用广泛,但随着研究的深入,其作用已被证实是不充分的,心脏在低温停跳期间仍不可避免受到心肌缺血、缺氧再损伤的影响[1]。

左-卡尼汀(L-carnitine,L-CN,以下简称L-CN)又名左旋肉碱,为水溶性季铵类化合物。心肌细胞内的脂类代谢过程必须有L-CN的参与才能使脂肪酸的β-氧化通过三羧酸循环,协助细胞维持生理活动所需的能量[2]。因此,缺乏L-CN可导致心肌细胞功能严重障碍[3]。 L-CN可使缺血心肌从糖酵解转向为脂肪酸氧化,使心肌细胞能量代谢得以恢复,L-CN能增强卡尼汀乙酰转移酶活性,促进再灌注期糖的有氧氧化,改善能量代谢[4]。同时临床研究也证实,缺血缺氧过程中可作为氧自由基清除剂和某些毒性物质的拮抗剂[5],在缓解氧化应激、减少脂质过氧化中均具有明显的作用[6]。在心肌缺血缺氧条件下,体内原有的对抗氧自由基内源性抗氧化防御系统不能完全清除自由基时,通过补充外源性L-CN,有利于膜的及时修复,起到次级抗氧化防御屏障的作用,减少了细胞损伤。

心肌缺血缺氧产生大量氧自由基,同时能量代谢障碍引起细胞离子分布异常、细胞内环境紊乱,造成心肌细胞不可逆损伤,引发溶酶体酶外漏,细胞溶解,最终导致细胞死亡和组织坏死。心肌酶的释放提示细胞不可逆损伤的开始。本实验结果显示,再灌注后两组血清中CK、CK-MB含量均远比心脏停搏前高,说明心脏术后心肌细胞明确存在损伤。这可能是由于手术操作、CPB时间等因素对心脏打击所造成的心肌损害所致。而在具体数据比较上,实验组CK、CK-MB水平的升高幅度与对照组相比较均有明显降低,并在短时间内几乎降至正常,说明实验组的心肌保护作用优于对照组。本实验同时进行了肌钙蛋白T(cTnT)和肌钙蛋白I(cTnI)的比较,这二者被认为是当前心肌损伤特异性最高的生化指标。而结果显示肌钙蛋白I(cTnI)和肌钙蛋白T(cTnT)水平各时段的升高幅度均明显低于对照组,说明通过加入外源性L-CN可提高心肌细胞抗心肌缺血再灌注损伤能力,从而减少心肌细胞的损伤。

综上所述,本研究表明L-CN作为心脏停搏液的添加成分,能够改善心脏直视手术中心肌细胞的能量代谢情况,减少心肌细胞损伤,加速细胞恢复,在一定程度上对心肌起到了保护作用。

[参考文献]

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[2]黄敏,李伦明,陈美婵.左-卡尼汀在体外循环心瓣膜置换术中的心肌保护作用[J].中国现代医生,2007,45(17):72-73.

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[4]Calvani M, Reda E, Arrigoni Martelli E. Regulation by carnitine of myocardial fatty acid and carbohydrate metabolism under normal and pathological conditions[J].Basic Res Cardiol, 2000,95(2):75-83.

[5]Zeidan Q, Strauss M, Porras N, et al. Differential long-term subcellular responses in heart and liver to adriamycin stress. Exogenous L-carnitine cardiac and hepaticprotection[J].J Submicrose Cytol Pathol, 2002,34(3):315-321.

[6]Virmani A, Gaetani F,Imam S, et al. The Protective role of L-carnitine again neorotoxicity evoked by drug of abuse,methamphetamine, could be related to mitochondrial dysfunction[J].Ann N Y Acad Sci, 2002,965:225-232.

(收稿日期:2010-04-13)