乌司他丁对体外循环中内皮细胞的保护作用

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作者：姜晓芬，池胜英，金烈烈，孙成超，缪剑霞 【关键词】 乌司他丁

摘要：目的 评价乌司他丁对体外循环(CPB)中内皮细胞的保护作用。方法　择期21例先心病心内畸形矫治术患者，随机分成对照组（A组,n=7）；抑肽酶组（B组,n=7），给予抑肽酶500万U，CPB前给予1/2量，余加入预充液；乌司他丁组（C组,n=7），给予乌司他丁2万U/kg，1/3量用于CPB前，1/3加入预充液，另1/3复温时给予。于麻醉后CPB前(T1)、CPB 30min(T2)、停CPB(T3)、停CPB后3h(T4)、24h(T5)、72h(T6)采集静脉血，观察患者血浆中血管性假血友病因子(von Willebrand Factor,vWF)和内皮素-1在该过程中的变化。结果 vWF三组变化趋势一致，T2已开始上升，与T1相比，对照组有非常显著性差异（P<0.01），抑肽酶组与乌司他丁组有显著性差异（P<0.05）；T3、T4、T5、T6与T1相比，三组都有非常显著性差异（P<0.01）。B组与C组上升幅度较小些，T2与T3两时间点，A组与B组、C组比较差异有显著性（P<0.01与P<0.05）。CPB时ET-1有增高趋势，A组T2已明显上升，CPB后3h达高峰，以后有下降趋势，但CPB后72h仍高于CPB前（P<0.05）。B组与C组ET-1总体无增高趋势。结论 CPB可导致血管内皮细胞的广泛激活/损伤，CPB导致的某些继发因素使此损伤持续数天；乌司他丁对CPB中内皮细胞有一定的保护作用。

关键词：体外循环；乌司他丁；内皮；血管性假血友病因子；内皮素-1

Effects of Ulinastatin on Vascular Endothelial Cells During Cardiopulmonary Bypass in Patients Undergoing Open Heart Surgery

Abstract: OBJECTIVE To investigate the effects of ulinastatin on vascular endothelial cells in patients undergoing open heart surgery with cardiopulmonary bypass(CPB). METHODS Twenty-one patients with cardiac function class I~II schedualed for congenital heart disease were randomly divided into three groups:control group(group A, n=7); aprotinin group(group B, n=7)),2500000 unit aprotinin were given intravenously before CPB and same amount of aprotinin added into the priming solution;ulinastatin group (group c, n=7),total of 20000 unit/kg ulinastatin were given intravenously before CPB, the priming solution and during rewarm.Blood samples were taken before CPB(T1), 30min following CPB(T2),immediately after discontinuing bypass(T3),3h after the termination of CPB (T4),24h(T5) and 72h(T6) respectively,for determination of von Willebrand Factor(vWF) and endothelin-1(ET-1).RESULTS　The level of vWF significantly elevated during CPB and after CPB in all groups. The levels of vWF were lower at T2 and T3 in group B and group C(P<0.01 or P<0.05).The plasma level of ET-1 increased significantly during and after CPB in group A(P<0.01), reached to its top to 3h after discontinuing bypass, and did not return to nomal 72h after the termination of CPB (P<0.05). While in group B and group C the concentration of plasma ET-1 did not varied significantly. CONCLUSION There were severe endothelial cell damage during CPB,the damage can continued over 72h after the termination of CPB. Ulinastatin is effective in reducing CPB-induced endothelial cell damage.

Key words：Cardiopulmonary bypass ; Ulinastatin;endothelium; von Willebrand Factor; Endothelial-1

在心血管外科体外循环（CPB）期间，血液与CPB管道以及氧合器等非生理表面的接触、非生理的灌注、组织的缺血再灌注损伤、肠源性内毒素的释放等将促发炎性介质大量释放，白细胞释放大量的酶、自由基等都可能导致内皮的损伤［1、2］。从而引起凝血功能障碍，血管通透性增高和血管张力失调，白细胞粘附，进一步加重或促发微循环障碍。内皮损伤可能是CPB术后病人出血、血栓形成和多器官功能不全综合征等并发症的基本病理基础。CPB中对于器官功能的保护，实施内皮细胞的保护无疑是最直接也是最有效的。近来有研究发现，抑肽酶对内皮细胞功能有明显的保护作用［3］，但抑肽酶是异体蛋白，有引起致命的过敏反应的可能性。而乌司他丁是从健康男性尿中分离纯化的糖蛋白，是一种广谱的蛋白酶抑制剂，它在急性胰腺炎的治疗中有很重要的作用。本研究试图以vWF 、ET-1为观察指标，探讨乌司他丁能否抑制CPB引起的血管内皮细胞的广泛激活/损伤。

1 资料与方法

1.1 病例选择

21例成人先天性心脏病患者，其中房缺修补术12例，室缺修补术9例，术前心功能I~II级。随机分为3组：对照组（A组,n=7）、抑肽酶组（B组,n=7）、乌司他丁组（C组,n=7）。抑肽酶组给予抑肽酶500万U，CPB前由麻醉给予1/2量，另1/2加入预充液；乌司他丁组给予乌司他丁2万U/kg，1/3于CPB前由麻醉给予，1/3加入预充液，另1/3复温时由CPB给予；对照组给予等量的生理盐水。

1.2 麻醉CPB方法

患者入手术室前30min 给予肌注吗啡0.2mg/kg，东莨菪碱0.3mg。入手术室后给予面罩给氧，同时局部麻醉下行桡动脉穿刺。诱导药物为异丙酚、咪唑安定、维库溴胺和芬太尼，麻醉维持以吸入异氟醚和分次静脉注射维库溴胺、芬太尼、安定及氯胺酮等。CPB采用人工心肺机（德国StockertII型）进行非搏动灌注，膜式氧合器（美国百特）或鼓泡式氧合器（西京）进行血液氧和，预充液为乳酸林格和6%贺斯。CPB中灌注流量为2.0~2.6L/min，红细胞压积（Hct）控制在0.200~0.270，静脉氧饱和度>65%，平均动脉压50~80mmHg，最低鼻咽温与最低肛温分别为（32.2±1.56）℃和（33.1±1.82）℃。体内肝素化剂量为400U/kg，预充液内加入肝素2000U，术中维持ACT>480s，CPB结束后用鱼精蛋白中和。

1.3 标本采集及处理

分别于麻醉后CPB前（T1）、CPB 30min（T2）、停CPB(T3)、停CPB后3h (T4)、停CPB后24h(T5)、停CPB 后72h（T6）6个时点采集中心静脉血1.8ml，加入含有0.2ml 0.109mol/L枸橼酸钠的塑料试管中混匀，4℃3000r/min离心10min，吸取上层血浆储存于-20℃待测。vWF采用双抗体夹心法（ELISA法），操作按说明书进行，试剂由上海亚都生物技术经营部提供；ET-1测定采用放射免疫法，按北京华英生物技术研究所提供的试剂说明书进行。为消除CPB期间血液稀释对测定值的影响，同时测定血球压积（Hct），以Taylor公式校正：校正值=实测值×术前Hct/取样时Hct。表1 三组病人各时间点血浆vWF、ET-1的变化(略） 注：与T1比较，* P<0.05，** P<0.01；相同时间点与A组比较P<0.05，P<0.01

1.4 统计学处理 所有测定值以均数±标准差表示，采用SPSS9.0统计学软件包，组内比较以均数t检验，组间比较以方差分析，P<0.05为有显著性差异。

2 结果

2.1 vWF三组变化趋势一致，CPB 30min已开始上升。与CPB前相比，CPB 30min时对照组有非常显著性差异（P<0.01），抑肽酶组与乌司他丁组有显著性差异（P<0.05）；停CPB、CPB后3h、24h、72h与CPB前相比，三组都有非常显著性差异（P<0.01）。CPB中抑肽酶组与乌司他丁组上升幅度较小些，CPB30min与停CPB两时间点，对照组与抑肽酶组、乌司他丁组比较差异有显著性（P<0.01与P<0.05）。

2.2 CPB时ET-1有增高趋势，对照组CPB 30min已明显上升，CPB后3h达高峰，以后有下降趋势，但CPB后72h仍高于CPB前（P<0.05）。抑肽酶组与乌司他丁组ET-1总体无增高趋势。组间比较，CPB前三组无显著性差异，对照组与抑肽酶组、乌司他丁组比较，CPB30min、停CPB、CPB后3h、24h有显著性差异（P<0.01）。CPB后72h抑肽酶组与乌司他丁组已恢复到CPB前水平，对照组仍高于CPB前水平（P<0.05）。

3 讨论

文献报道，vWF主要来源于血管内皮细胞，血浆vWF水平的升高可以反映血管内皮细胞损伤的程度［4、5］。我们发现，CPB中vWF明显升高，CPB后72h仍明显高于CPB前；而C组与B组CPB中以及CPB后vWF亦明显升高，但在时间上稍滞后，升高幅度较小。ET-1在CPB中明显增高，CPB后3h达高峰，CPB后72h仍高于CPB前。ET-1明显增高对机体可产生一系列不良反应和加重肺动脉高压、加重心脏缺血等［6］。C组以及B组ET-1总体无增高趋势。

中性粒细胞是微血管内皮细胞损伤的重要介体，动物以及离体实验发现，乌司他丁可以抑制中性粒细胞的聚集［7］；不仅抑制中性粒细胞酶的活性，而且直接抑制中心粒细胞酶的产生与释放［8］。国内外学者将乌司他丁应用于CPB，发现乌司他丁能增强SOD的活性，有效地清除自由基 ［9,10］；可以抑制CPB引起的细胞因子（IL-6、IL-8）及弹性蛋白酶的过度释放［11］，抑制CD11b的表达，从而减少中性粒细胞与内皮细胞的粘附［10］。

对照组vWF与ET-1在CPB中以及CPB后都升高，变化趋势基本一致，提示CPB导致血管内皮细胞的损伤。C组以及B组ET-1总体无增高趋势，而vWF在CPB中以及CPB后明显升高，与A组比较，只是在时间上稍滞后，升高幅度较小。vWF与ET-1在C组以及B组不同的变化趋势考虑为：（1）乌司他丁与抑肽酶对内皮细胞功能有明显的保护作用，从而减少ET-1的产生［12］以及vWF的产生与释放。（2）细胞内几乎没有ET-1的储存［13］，管道的预充、术中输血或输液使血浆中ET-1水平有所稀释。而vWF是由血管内皮细胞和骨髓内的巨核细胞合成的，储存于内皮细胞的Weibel-Palade 小体、巨核细胞和血小板的α-颗粒中,故有持续性分泌与刺激性释放两种形式。

本研究结果表明：CPB导致血管内皮细胞的损伤，并且这一损伤可在CPB结束后持续数天；乌司他丁以及抑肽酶对CPB引起的内皮细胞的损伤有一定的保护作用。

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