脑苷肌肽对心脏手术中脑糖利用和乳酸浓度的影响

【摘要】  　　目的 探讨体外循环（extracorporeal circulation,ECC）下心脏瓣膜置换术患者术中脑糖利用和乳酸浓度变化以及脑苷肌肽对其影响。方法 40例ECC下行心脏瓣膜置换术患者，随机分为脑苷肌肽组(A组)和对照组（B组），每组各20例。A组于麻醉诱导后静脉注射脑苷肌肽20 ml（每毫升含神经节苷脂50 μg、 多肽3.2 mg），B组给等容积生理盐水。分别于给药前（T1）、ECC开始降温至鼻咽温33℃（T2）、心肌血运阻断20 min（T3）、ECC复温至鼻咽温33℃（T4）、ECC结束（T5）以及手术结束（T6），测定桡动脉和颈静脉球部血血糖浓度差（G(a-v)）以及颈静脉球部乳酸浓度（Lac）。 结果 两组ECC降温及低温稳定阶段（T2 和T3） G(a-v)显著低于基础值T1（P< 0.05），并在T2点A组显著高于B组（P< 0.05）。复温时（T4） G(a-v)升高， ECC结束及手术结束时 G(a-v)再次降低，低于基础值，组间均无显著差异。两组Lac在ECC开始后进行性升高，ECC结束达到峰值，在T4、T5及T6点A组均显著低于B组（P< 0.05）。结论 脑苷肌肽可提高体外循环心脏瓣膜置换术患者降温阶段脑糖利用，增加能量供应，减少乳酸生成。

【关键词】  脑苷肌肽;神经节苷脂;体外循环;葡萄糖

　　Effects of Cattle Encephalon Glycoside and Ignotin Injection on

    Cerebral Glucose me[x]tabolism and Lactate Concentration in

    Patients Undergoing Cardiac Valve Replacement

    YANG Da-xuan,YANG Jing,LI Li-huan

    （Department of Anesthesiology,Cardiovascular Institute and Fu Wai Hospital,

    CAMS and PUMC,Beijing 100037, China）

    Abstract: ob[x]jectIVE  To investigate the effects of cattle encephalon glycoside and ignotin injection on cerebral glucose me[x]tabolism and lactate concentration in patients undergoing cardiac valve replacement with extracorporeal circulation(ECC).  METHODS  Forty patients undergoing cardiac valve replacement with ECC were randomly divided into two groups:cattle encephalon glycoside and ignotin injection group (group A,n=20) and control group (group B,n=20).In group A cattle encephalon glycoside and ignotin injection 20ml was given i.v. after induction of anesthesia. In group B normal saline was given instead of cattle encephalon glycoside and ignotin injection. Blood samples were taken from jugular bulb after induction of anesthesia (T1),33℃cooling (T2),stable hypothermic duration (T3), 33℃rewarming (T4),discontinuation of ECC (T5) and discontinuation of operation (T6)for determination of arterial and jugular bulb blood glucose, utilization of glucose (G(a-v)) and extraction of lactate(Lac).  RESULTS  At points T2 and T3, G(a-v) in two groups was markedly lower than that at T1(P<0.05). At point T2,G(a-v) was significantly higher in group A than in group B (P<0.05).The level of Lac increased after beginning of ECC and reached peak value at T5,At point T4,T5and T6,the level of Lac was significantly lower in group A than in group B(P<0.05).  CONCLUSION  There is an inhibition of cerebral glucose me[x]tabolism during ECC  and cattle encephalon glycoside and ignotin injection may improve cerebral glucose utilization,and decrease the extraction of lactate .

    Key words：   Cattle encephalon glycoside and ignotin injection;  Ganglioside; Extracorporeal circulation;  Glucose

    低温体外循环期间由于脑自身调节功能变化,容易发生脑氧供需平衡失调，代谢紊乱。脑苷肌肽是由神经节苷脂和多肽组成的复合物，用于脑卒中，脊髓损伤等疾病的治疗。本研究在体外循环（ectracorporeal circulation，ECC）下心内直视手术中应用脑苷肌肽，观察其对脑糖利用和乳酸浓度变化的影响，从而对其临床疗效进行相关评价。

    1  资料与方法

    1.1  病例选择  经医院伦理委员会批准，并与患者签署同意书，选择40例择期行ECC心脏瓣膜置换术患者，术前无心内膜炎、糖尿病、高血压、高脂血症、神经系统、免疫系统和精神疾病病史，肺、肝、肾功能未见明显异常，心功能 (NYHA )Ⅱ～Ⅲ级，随机分为脑苷肌肽组（A组，n＝20）和对照组（B组，n＝20）。

    1.2  麻醉和ECC方法  依托咪酯0.1～0.3 mg/kg、芬太尼10 μg/kg、哌库溴铵0.1 mg/kg 静脉注射诱导麻醉。常规气管内插管，持续吸入异氟烷(浓度<1.5% )，间断追加哌库溴铵、芬太尼维持麻醉。采用StobckertⅢ型滚压泵人工心肺机，Medtronic膜式氧合器，预充液中无葡萄糖液或乳酸林格氏液。灌注流量2.2～2.4 L/(min·m2)，维持平均动脉压(MAP) 50～80mmHg。血流降温至鼻咽温30℃～31℃，α稳态管理血气，使动脉血pH保持在7.35～7.45，动脉血二氧化碳分压(PaCO2 ) 维持在35～45mmHg。均匀控制温度升降。

    1.3  给药方法及数据、标本采集和检测  麻醉诱导后，右颈内静脉逆行放置单腔静脉导管至颈静脉球部水平，脑苷肌肽20 ml［批号20050442，诺氏制药吉林有限公司生产。每毫升含神经节苷脂（按脂结合唾液酸计）50 μg、多肽3.2 mg］溶入生理盐水共100 ml，双盲法于手术切皮前经中心静脉开始输入试验药物或等容积生理盐水，持续至ECC复温前输入完毕。分别于给药前（T1）、ECC开始降温至鼻咽温33℃（T2）、ECC心肌血运阻断20 min低温稳定期（T3）、ECC复温至鼻咽温33℃（T4）、ECC结束（T5）以及手术结束（T6），各时间点同时抽取颈静脉球部和桡动脉血各1 ml，以美国产NOVA血气仪测定颈静脉球部乳酸浓度（Lac），动静脉血血糖浓度，计算出桡动脉和颈静脉球部血血糖浓度差（G(a-v)）。

    1.4  统计学处理  应用SPSS 10. 0统计软件进行统计分析。计量资料以均数±标准差(±s）表示，采用单因素方差分析进行组内均数比较，采用独立样本t检验进行组间均数比较，计数资料采用卡方检验。P<0.05为差异有统计学意义。

    2  结  果

    2.1  一般情况  两组患者一般情况无显著差异，见表1。

    2.2  术中各时段G(a-v)及Lac浓度测定结果  两组患者在ECC降温及低温稳定阶段（T2 和T3）G(a-v)显著低于基础值T1（P<0.05），并在T2点试验组显著高于对照组（P<0.05）。复温时（T4）G(a-v)升高， ECC结束及手术结束时G(a-v)再次降低，低于基础值，组间均无显著差异。两组Lac在ECC开始后均进行性升高，ECC结束达到峰值，随后下降，但在手术结束时仍显著高于基础值。组间比较显示，T4、T5及T6点试验组Lac均显著低于对照组（P<0.05）,见表2。

    3  讨  论

    神经系统损伤是ECC下心内直视手术后的主要并发症之一。围术期脑卒中根据不同的研究报道表1  两组患者一般情况的比较表2  两组患者各时点G(a-v）和Lac水平的比较注：*与与T1相比，P＜0.05；#与B组相比，P＜0.05

    发生率为0.8％～5.2％，而弥漫性脑损伤或脑病，包括意识错乱、谵妄、昏迷、癫痫样发作、长期心理状态变化、精神性格改变等的发生率为8.4%～32%［1］。也有报道术后早期轻度认知功能障碍发生率高达70％［2］。这些神经系统并发症的发生与低温体外循环期间脑自身调节功能变化,脑氧供需平衡失调，代谢紊乱有关［3］。

    脑组织糖异生能力较弱, 主要依靠葡萄糖代谢来提供能量, 以维持结构的完整和功能的正常, 故糖代谢的异常可反映脑细胞的功能［4］。本研究结果显示，与基础值相比，两组ECC开始降温及低温稳定阶段G(a-v)均明显降低，说明随着体温下降，脑糖利用显著减少，可能与低温时脑氧代谢下降有关。复温阶段，随着温度升高，糖利用增加，G(a-v)明显升高，基本恢复至基础值水平后，再次下降，至ECC结束及手术结束时，G(a-v)又显著低于基础值，说明与ECC前相比，ECC后脑糖利用受到显著抑制。

    组织的氧供需平衡遭到破坏,氧债增加,无氧代谢亢进可以造成乳酸增高。高乳酸血症被认为是严重的循环衰竭和休克的标志,它能显著增加患者的术后死亡率，测定血乳酸浓度可帮助了解机体内氧供情况。本研究中，两组患者Lac均进行性升高提示ECC中两组患者组织均出现了无氧代谢，可能是ECC导致脑细胞摄取利用氧的能力降低，或由于微循环障碍而使脑内动静脉分流增加,导致部分脑细胞摄氧减少，无氧代谢增加，乳酸增加。脑组织的血糖和乳酸增加都可能会引起脑功能的损害［5］。

    脑苷肌肽注射液是神经节苷脂和小分子多肽的复方制剂，其中所含的神经节苷脂是一种存在于哺乳动物细胞膜结构中的一类含唾液酸的糖鞘脂,在中枢神经系统中尤其丰富，其中单唾液酸神经节苷脂（GM1）研究多［6-7］。中枢神经受损后，外源性GM1能够透过血脑屏障,聚集到受损脑区，与受损组织有高度亲合力，临床用于脑卒中，脊髓损伤等疾病的治疗［6-7］。Tseng 等通过建立低温停循环模型狗,发现GM1可以显著减少脑缺血缺氧时具有神经毒性的一氧化氮（NO）的生成，从而减少神经元的凋亡［8］。神经节苷脂的神经保护作用还可能与稳定胞浆膜的各种酶活性，纠正细胞内外离子失衡，防止细胞外钙离子聚集，抑制兴奋性氨基酸释放有关［9］。Giacinto在ECC心脏手术中应用单唾液酸神经节苷脂（GM1），结果表明GM1组术后神经检查评分优于对照组，但可能由于给药剂量和样本量太小，这一差别未显示出统计学意义［10］。脑苷肌肽注射液中小分子多肽是发育成熟神经细胞的营养及能量物质,为脑细胞赋活剂,极易透过血脑屏障,能有效地营养脑内神经,促进脑内能量代谢。本研究中,ECC开始降温阶段, 脑苷肌肽组G(a-v)明显高于对照组，说明脑苷肌肽可以增加降温时脑糖利用，增加能量供应。并且脑苷肌肽组Lac在T4、T5 和T6点均显著低于对照组,说明脑苷肌肽可减轻脑组织的无氧代谢，减少乳酸的生成。这可能与其稳定胞浆膜酶活性，抑制兴奋性氨基酸释放，减少一氧化氮生成，改善脑氧供需平衡有关。

    总之，本研究显示ECC心脏瓣膜置换手术中脑糖利用受到抑制，无氧代谢增加导致乳酸生成增加，脑苷肌肽可以在一定程度上改善这一状况，其机制有待于进一步研究。

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作者：杨大烜，杨 静，李立环

作者单位：中国医学科学院心血管病研究所,北京协和医学院,阜外心血管病医院麻醉科，北京 100037