米力农对体外循环后猪心肌β受体功能的影响

【摘要】  观察米力农对长时间体外循环(extracorporeal circulation,ECC)后心肌β受体功能的影响。方法 健康家猪12头，随机分为2组，米力农组和对照组，每组6头。全身麻醉下建立ECC，维持心脏停搏180 min。主动脉开放心脏复跳后，米力农组给予米力农负荷量37.5μg/kg，继以0.375μg/(kg·min)维持，对照组则以相同速率静注生理盐水。实验过程禁用儿茶酚胺类血管活性药物，通过补液和循环辅助维持平均动脉压（MAP）相对稳定。分别于ECC前、心脏复跳和药物1 h留取心房组织标本，测定心肌细胞cAMP和β受体活性变化。结果 ECC后心肌cAMP含量、β受体活性均较ECC前明显下降，药物治疗1 h后，对照组仍维持在低水平，米力农组心肌cAMP含量明显增加、β受体活性几近恢复。结论 长时间ECC后心肌β受体活性降低，米力农可以促进ECC后β受体功能的恢复。

【关键词】  米力农 体外循环 肾上腺素能β受体

    Abstract: OBJECTIVE  To investigate the effects of milrinone on myocardial β-adrenergic receptor（β-AR） function after extracorporeal circulation（ECC）. METHODS  12 pigs were randomly divided into two groups, milrinone group and control group. ECC was established and aortic cross clamping was maintained for more than 180 minutes under general anesthesia. After aortic declamping,a bolus of milrinone 37.5μg/kg was given within 10 minutes, followed by a continuous infusion of 0.375μg/kg in milrinone group and the same volume of saline was administered in control group. Right atrial biopsy samples were obtained immediately before ECC, aortic declamping and 60 minutes after drug therapy to assess myocardial cAMP and β-AR activity. No catecholamine was administered during this experiments. RESULTS  Myocardial cAMP and β-AR activity were depressed significantly after ECC. 60 minutes after the drug therapy, myocardial cAMP increased markedly and  β-AR activity was almost restored in milrinone group, but in control group remained depression. CONCLUSION  Myocardial β-AR activity is depressed after long-term ECC, milrinone can accelerate the resume of β-AR function.

    Key words：  Extracorporeal circulation;Milrinone;β-adrenergic receptor

    体外循环（extracorporeal circulation，ECC）心脏手术后常出现急性心功能抑制，术前心功能不良或已存在心力衰竭患者发病率更高，表现为低心排综合征或脱离ECC困难。究其原因，可能与患者术前心功能状态、ECC时间过长、急性心肌顿抑以及心肌细胞β受体功能障碍等有关［1-2］。既往临床与实验研究表明，磷酸二酯酶抑制剂（PDEⅢi）米力农与多巴胺联合应用，能有效发挥协同作用，促进顿抑心肌功能的恢复或使重症心脏手术患者顺利脱离ECC［3-4］，但这种协同作用的产生是否与心肌细胞β受体功能的恢复有关？为此我们开展了这项研究。

    1  材料与方法

    1.1  动物与麻醉  选用健康家猪（梅五猪）12头，体重35～55(47.58±6.50)kg，雌雄不限，随机分为2组，每组6头。动物术前禁食12 h，用2.5％硫喷妥钠30 mg/kg腹腔注射后行气管插管接麻醉机。经耳缘静脉连续静注硫喷妥钠、芬太尼和潘库溴铵维持麻醉，调整呼吸参数维持潮气末端二氧化碳（ETCO2）30～40 mmHg。

    1.2  实验方法  麻醉平稳后，于ECG监测下，常规消毒铺巾，游离右股动脉，穿刺置管，接压力换能器，监测血压，同时放置鼻咽温度探头，连续监测体温。胸骨正中切开，建立ECC。阻断主动脉，经主动脉根部灌注冷晶体停跳液，心脏表面放置冰屑，同时经ECC全身降温，维持鼻咽温度28℃左右，每25 min灌注冷晶体停跳液一次，维持ECC 180 min后复温至36℃左右，开放主动脉，心脏自动复跳或经电击复跳。心脏复跳后米力农组用微泵经耳缘静脉注射米力农负荷量37.5μg/kg，继以0.375μg/(kg·min)维持，对照组则以相同速率静注生理盐水。复跳后禁用儿茶酚胺类血管活性药物，通过补液和循环辅助维持平均动脉压和中心静脉压于正常范围。分别于ECC前、心脏复跳和药物治疗后1 h，留取心房肌肉组织（约0.1g），并迅速置入液氮瓶内，实验完毕转入－70℃冰箱冷藏备测。

    1.3  实验测定  心肌标本常温下解冻、称重（METTLER TOLEDO天平AB204-E, Switzerland），以PBS缓冲液（pH7.4）匀浆，匀浆后加入1N次氯酸充分摇匀，超速离心（7000转/min）10 min，取上清液50 μl，采用放射配基结合法分别测定标本无异丙肾上腺素刺激、100 μmol/L异丙肾上腺素刺激的环磷酸腺苷（cAMP）含量，用Lowry法测定上清液蛋白含量。以上测定均采用复管，结果取平均值。主要实验材料：异丙肾上腺素（Isoproterenol,Fluka公司，批号377103/142300）；cAMP放射免疫分析试剂盒（上海大学医学院，灵敏度好于0.01pmol，组内变异系数好于8%，cGMP交叉反应为0.019%）；米力农注射液（山东鲁南制药厂，5 mg/5ml）。

    1.4  统计学处理  应用SPSS 11.0统计软件进行统计分析，各组数据采用均数±标准差（±s）表示，cAMP测定值经上清液蛋白含量标化，单位为pmol/mg protein，β受体活性以有、无异丙肾上腺素刺激的心肌细胞cAMP含量的差值来表示。经t检验，P<0.05表示差别具有显著性。

    2  结  果

    2.1  一般资料比较  两组动物体重、ECC时间等无明显差别（P>0.05）。心脏复跳方式与电击次数2组间无明显差异（P>0.05）。米力农组6例中有4例经循环辅助，在30 min内脱离ECC，对照组仅1例脱离ECC，两组有显著性差异（P<0.01）。

    2.2  cAMP测定  ECC前与心脏复跳后，无论有无异丙肾上腺素刺激，心肌细胞cAMP含量两组间均无明显差异（P>0.05）。心脏复跳后心肌细胞cAMP含量较ECC前明显减少（P<0.05），药物治疗1 h，对照组心肌细胞cAMP含量仍处于较低水平，而米力农组心肌细胞cAMP含量明显增加（P<0.05）。实验过程心肌细胞cAMP变化见表1。

    2.3  β受体活性变化  用有、无异丙肾上腺素刺激的心肌细胞cAMP含量差值来表示，ECC前对照组与米力农组分别为133.78 pmol/mg protein和132.78 pmol/mg protein；心脏复跳时均明显下降，分别为30.85pmol/mg protein和25.88pmol/mg protein（P<0.05）；药物治疗1 h后，对照组仍处于较低水平（43.02 pmol/mg protein），而米力农组则增至90.50 pmol/mg protein，与ECC前比较P>0.05。实验过程心肌β受体活性变化见图1。

    图1  实验过程心肌β受体受体活性变化

    3  讨  论

    心脏手术后急性心功能抑制是一个常见而又严重的问题，可能原因有心肌保护不完善、心肌顿抑、再灌注损伤、心肌缺血及β受体功能障碍等。通常表1   实验过程心肌细胞cAMP变化(pmol cAMP/mg protein,±s) 注：与ECC前比较，*P<0.05；**P<0.01；与刺激前比较，ΔP<0.05，ΔΔP<0.01；与对照组比较，##P<0.01

    β受体功能障碍包括“β受体下调”和“急性β受体失敏”两方面。前者往往发生在慢性心功能衰竭情况下，由于交感刺激使血浆儿茶酚胺水平成倍增加；而急性β受体失敏与术前心功能状态无关，研究显示，无论术中选用哪种心肌保护方法，长时间的ECC均会导致心肌细胞急性β受体失敏，这可能就是ECC心脏手术后常出现急性心功能抑制的主要原因［1-2］。上除适当延长辅助循环时间和采用主动脉内囊反搏等措施外，选择有效的正性肌力药物往往是治疗成功的关键，常用药物包括儿茶酚胺类和选择性磷酸二酯酶抑制剂（PDEⅢi）。然而，这类患者常因β受体功能障碍使儿茶酚胺类药疗效降低，如何提高β受体功能或寻求更有效的治疗方法，对降低ECC术后并发症和死亡率具有十分重要的临床意义。

    既往研究表明：ECC，尤其是长时间ECC可引起心肌β受体功能障碍，而对心肌β受体密度无明显影响［1-2，5］。同时，临床研究发现，ECC后米力农治疗可促进心肌收缩功能恢复，并与β受体激动剂有协同作用。本研究选用健康家猪，主动脉阻断ECC 3 h，术中妥善心肌保护。在假设心肌细胞β受体密度不变的前提下，验证长时间ECC与急性β受体失敏的关系，同时观察磷酸二酯酶抑制剂米力农对心肌β受体功能的影响。研究表明，经ECC 3 h，心脏复跳后异丙肾上腺素刺激的心肌细胞cAMP含量较ECC前显著降低，提示急性β受体失敏。经药物治疗1 h，对照组β受体活性仍显著降低，而米力农组β受体活性基本恢复。表明长时间ECC可导致急性β受体失敏，ECC后应用磷酸二酯酶抑制剂米力农治疗可促进心肌β受体功能的恢复，但米力农通过什么方式或途径促进β受体功能的恢复仍需进一步研究。

    关于如何预防ECC后β受体功能障碍，有报道美托洛尔（Metoprolol）和卡维地洛（Carvedilol）均能改善充血性心力衰竭患者的心功能状态，前者通过上调β受体密度，后者不影响β受体密度。但术前长期应用β受体阻滞剂并不能防止ECC后β受体失敏［1-2］。最近有报道，ECC过程应用大剂量艾斯洛尔（Esmolol）似有效［6］，还有待进一步临床研究验证。 我们研究结果证明，长时间ECC后心肌β受体活性降低，导致心功能抑制，米力农可以促进ECC后心肌β受体功能的恢复，从而改善心脏功能。

【】
  ［1］ Gerhardt MA,Booth JV,Chesnut LC,et al. Acute myocardial beta-adrenergic receptor dysfunction after cardiopulmonary bypass in patients with cardiac valve disease. Duke Heart Center Perioperative Desensitization Group ［J］. Circulation,1998,98(19 Suppl):Ⅱ275-281.

［2］ Booth JV, Landolfo KP, Chestnut LC,et al. Acute depression of myocardial beta-adrenergic receptor signaling during cardiopulmonary bypass: impairment of the adenylyl cyclase moiety . Duke Heart Center Perioperative Desensitization Group.［J］. Anesthesiology,1998,89(3):602-611.

［3］ 张晓庆，杭燕南，孙大金. 正性肌力药物单独或联合应用治疗心肌顿抑的研究 ［J］.中华麻醉学杂志， 2000, 20(5): 290-294.

［4］ 张晓庆，杭燕南，孙大金. 米力农联合多巴胺用于重症心内直视术停机过程 ［J］.临床麻醉学杂志，2000,16(7):328-331.

［5］ Yndgaard S, Lippert FK, Bigler D,et al. Mornitoring of beta-receptor sensitivity in cardiac surgery ［J］. J Cardiothorac Vasc Anesth,1999,13(4):454-458.

［6］ Booth JV,Spahn DR,McRae RL,et al. Esmolol improves left ventricular function via enhanced beta-adrenergic receptor signaling in a canine model of coronary revascularization ［J］. Anesthesiology,2002,97(1):162-169.