冷自体血心脏停搏液对术中未成熟心肌保护作用的特点

冷自体血心脏停搏液对术中未成熟心肌保护作用的特点

吴恩刚1（综述）王涛2（审校）(通讯作者)

吴恩刚1（综述）王涛2（审校）(通讯作者)

(1遵义医学院深圳市儿童医院518026)

(2深圳市孙逸仙心血管医院外科518020)

【中图分类号】R619【文献标识码】A【文章编号】2095-1752（2013）15-0346-01

在心脏外科手术中，心肌保护是重点，良好的心肌保护能减轻心肌缺血—再灌注损伤。其中心脏停搏液的应用至关重要。在1955年，Melrose首先应用高钾停搏液使心脏停搏，取得满意手术效果，经过半个多世纪的研究，目前心肌保护液已发展到800余种。冷自体血心脏停搏液（ColdAutologousBloodCardioplegia,CABC）首先在深圳市儿童医院应用于临床，自2005年以来已完成各种婴幼儿心脏直视手术1000多例，收到了良好临床效果。

冷自体血心脏停搏液的制备是体外循环转机之前经主动脉根部抽血（按血液：晶体=4∶1配比），保持K+浓度20mmol/L，抽血时间30～50s，保持动脉收缩压≥30mmHg，抽血完毕后，经主动脉插管补充血容量以维持循环稳定。停搏液配制后浸入冰屑液中制成4℃冷停搏液。下面就冷自体血心脏停搏液对术中心肌保护作用的特点做如下综述：

1.自体动脉血与晶体母液混合制备而成

传统的冷晶体心脏停搏液灌注后，心脏停搏在无氧状态下，使ATP的产生及储存大大降低，导致心肌组织出现能量负平衡[1]。对于需长时间阻断主动脉的危重病例,其缺点更突出。

含血心脏停搏液含有大量的氧合血红蛋白及溶解氧，可以使心肌组织停搏于有氧状态，使心脏停跳期间有氧氧化过程得以继续进行，有利于ATP储备；且含有丰富的葡萄糖、乳酸、游离脂肪酸等能量底物，为心肌有氧代谢和无氧酵解提供物质基础[2]；另外富含血红蛋白等各种蛋白成分，具有稳定的胶体渗透压，使冠脉内液体渗透压接近周围组织渗透压，减轻冠脉内皮细胞的损伤。

冷自体血心脏停搏液与临床上常用的含血停搏液最根本的区别是，体外循环转机之前经主动脉根部直接抽取，主动脉阻断后由术者直接经灌注管灌注，因此除了具有上文所述普通含血停搏液的所有优点外，还具有其独特地优势。传统的含血停搏液取自转机后的体外循环管道，经非生物材料的刺激，血细胞释放出大量细胞因子，同时补体系统被激活，释放出过敏毒素C3a和C5a，C3a和C5a进一步加重中性粒细胞激活、白细胞的浸润和氧自由基的释放[3]。冷自体血心脏停搏液则在很大程度上减少了这些破坏因子的产生，且红细胞产生的超氧化物歧化酶、过氧化氢酶等内源性氧自由基清除剂，对消除氧自由基等有害物质也有一定作用[4]，可明显减轻心肌因缺血导致的坏死及组织结构的改变。沈定荣、王涛、张青等经实验发现冷自体血心脏停搏液可减轻缺血对未成熟心肌细胞线粒体的损伤，能减少未成熟心肌释放CK-MB与cTnI[5]。另外冷自体血心脏停搏液中的胶体缓冲系统、电解质、氧合血红蛋白浓度及氧化代谢底物均与停跳前心肌组织所需一致，有利于维持心肌细胞内离子的正常分布以及酸碱平衡等内环境稳定，有利于术后心脏的复跳及心功能的恢复，孟保英、王涛、张青等[6]通过研究发现冷自体血心脏停搏液能提高心脏自动复跳率，减少药物依赖性。

2.缺血预适应过程

冷自体血心脏停搏液在制备过程中，主动脉收缩压降至30mmHg，持续时间约30秒。停搏液配制完毕，由体外循环灌入等量血液，使血压恢复至配停搏液前水平，再开始并行循环。因此，冷自体血心脏停搏液在心脏停搏前，出现短时间的全身器官灌注不足，即缺血预适应（IPC）。

2005年Staat等[7]通过对冠脉手术患者施加IPC，率先在临床上证实了IPC的心肌保护作用。此后，在不同动物的心肌、肝、肾等不同组织中均证实了IPC的作用[8]。目前国内外许多学者认为IPC对心肌的保护作用是迄今发现最强的内源性保护，其确切机制尚不清楚。

有研究发现，缺血预处理可通过开放线粒体ATP敏感性钾通道发挥减轻心肌缺血再灌注损伤的作用[9]。首先，短暂的缺血-再灌注可激活酪氨酸激酶与蛋白激酶C，通过靶蛋白磷酸化及ATP敏感钾通道的开放以达到心肌保护作用[10]；另外，ATP敏感钾通道的开放及线粒体通透性转换孔的关闭，抑制了线粒体介导的细胞凋亡通路的激活，并促使K+内流入线粒体，使Ca2+内流减少，从而减轻心肌能量代谢障碍。沈定荣、张青等[11,12]研究发现相较于HTK液，冷自体血心脏停搏液可提升术后未成熟心肌细胞ATP含量、ADP含量及三磷酸腺苷酶的活性。徐竞、刘良明等[13]通过实验发现，IPC可通过恢复血管反应性和钙敏感性起到对重要脏器的保护作用。当心肌发生长时间缺血、缺氧时，会生成大量氧自由基和炎性介质，形成组织中中性粒细胞大量聚集，激活的中性粒细胞导致大量氧自由基产生，引起细胞膜脂质过氧化，形成大量降解产物MDA，产生一系列的心肌损伤。另外延迟性保护机制涉及的保护性蛋白如超氧化物歧化酶(SOD)、热休克蛋白(HSP)的表达可能是参与该保护性机制的重要环节。张青、孟保英等[14]通过观察心肌组织中MDA、SOD的含量，发现冷自体血心脏停跳液可通过减轻心肌细胞氧自由基的产生对未成熟心肌起到保护作用。

3.低温灌注

心肌的能量消耗主要由机械作功、维持室壁张力和心肌细胞代谢组成，前两者占90%左右，后者约占10%，前两者可因术中心脏停跳而消失，因此如何降低术中心肌细胞的能量代谢成为心肌保护研究的一个重要方面。

冷自体血心脏停跳液在配制完成后浸入冰屑液中，使其温度降低至4℃。低温(4～10℃)的主要益处在于:(1)降低心肌组织在缺血期间的代谢率和氧耗量，减少能量消耗；(2)抑制心肌细胞中酶的活性。低温对未成熟心肌的保护作用可能与以下两种机制有关：一是低温可降低心肌代谢：温度降低可使绝大部分酶活性下降，减少心肌能量代谢；另一方面，低温时有利于细胞膜凝胶样状态的保持，便于调控各种细胞内外离子的进出。

低温停跳液应用于临床心肌保护已50余年,目前多数医疗中心以低温停跳液作为心肌保护的基础措施，但通过动物实验及临床观察发现低温停搏液亦有不足之处，表现在：破坏细胞膜结构、导致心肌细胞冷挛缩、导致冠脉内皮细胞受损等。因此自80年代始，有学者建议采用常温(35～37℃)灌注，但随着研究的深入，人们发现常温灌注在心肌保护中有明显的不足。常温灌注易诱发神经系统并发症[15]，因常温体外循环时，许多因素可能导致大脑动脉灌注不足，而脑组织中的神经细胞对缺血非常敏感，因此容易造成脑神经系统的损伤。

综上所述，冷自体血心脏停搏液以其独特地心肌保护作用，已受到广泛的关注，一系列临床试验和动物实验已证明其有良好的心肌保护效果，有在临床上进一步推广的意义。

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