引用本文
陈晖, 郝楠楠, 雷志礼. 右美托咪定对止血带诱发下肢缺血再灌注损伤的影响[J]. 武警医学, 2016,27(8): 826-826
CHEN Hui, HAO Nannan, and LEI Zhili. Effect of dexmedetomidine on lower extremity ischemia/refusion injury due to tourniquet application during arthroscopy[J]. Medical Journal of the Chinese People's Armed Police Forces, 2016,27(8): 826-826  
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右美托咪定对止血带诱发下肢缺血再灌注损伤的影响
陈晖1, 郝楠楠2, 雷志礼1
1.100039 北京,武警总医院麻醉科
2.221004,徐州医学院江苏省麻醉学重点实验室

作者简介:陈 晖,硕士,副主任医师。

收稿日期: 2016-01-20
摘要

目的 观察右美托咪定对止血带诱发下肢缺血再灌注期间体内炎性反应因子水平和氧化应激反应的影响。方法 选择临床上应用止血带行关节镜下单侧前交叉韧带重建术的患者40例,随机分成对照组和右美托咪定组,每组各20例。右美托咪定组给予右美托咪定1 μg/kg的负荷量静脉泵注10 min,随后以1 μg/(kg·h)的速率持续泵入至手术结束。对照组以同样速率泵入0.9%生理盐水。各组于硬膜外麻醉前(T0),止血带充气1 h(T1),止血带释放后20 min(T2)、1 h(T3)、6 h(T4),分别抽取患侧股静脉血3 ml,检测各个时间点血清中超氧化物歧化酶(SOD)的活性、丙二醛(MDA)的浓度、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和白介素-6(IL-6)的浓度。结果 (1)SOD:与T0比较,对照组T3、T4时间和右美托咪定组T4时间点明显降低( P<0.05);但右美托咪定组在T3、T4时间点高于对照组( P<0.05)。MDA: 与T0比较,对照组T1~T4各个时间点和右美托咪定组T3、T4时间点均明显升高( P<0.05);但右美托咪定组T3、T4时间点低于对照组( P<0.05)。(2)TNF-α:与T0比较,对照组T1~T4各个时间点和右美托咪定组T3、T4时间点均明显升高( P<0.05);与对照组比较,右美托咪定组于T1~T4各时间点均低于对照组( P<0.05)。(3)IL-6:与T0时间点比较,对照组和右美托咪定组T1~T3时间点均无明显变化、T4时间点显著升高( P<0.05); 但右美托咪定组T4时间点显著降低( P<0.05)。结论 右美托咪定以1 μg/(kg·h)的负荷量及1 μg/(kg·h)维持量持续静脉泵注,可有效降低止血带引起的下肢I/R后血清中炎性反应因子水平,减轻氧自由基所致的下肢I/RI。

关键词: 右美托咪定; 止血带; 缺血/再灌注
中图分类号:R614.2
Effect of dexmedetomidine on lower extremity ischemia/refusion injury due to tourniquet application during arthroscopy
CHEN Hui1, HAO Nannan2, and LEI Zhili1
1.Department of Anesthesiology,General Hospital of Chinese People’s Armed Police Force,Beijing 100039,China
2. The Key Laboratory of Anesthesiology & Institute of Anesthesiology of Jiangsu Province, Xuzhou Medical College, Xuzhou 221004, China
Abstract

Objective To analyze the effect of dexmedetomidine on the level of serum inflammation cytokines and oxygen free radicals during lower extremity ischemia/refusion.Methods The study was performed on patients undergoing arthroscopic operation under spinal anesthesia. Forty patients were randomly allocated into two groups: Group control (C, n=20) and Group dexmedetomidine (D, n=20). In Group D, patients were sedated with dexmedetomidine at a continuous infusion [1 μg/kg for 10 minutes, followed by 1 μg/(kg·h)] until the end of surgery, whereas the control group received an equivalent volume of saline. Femoral venous blood samples were obtained before spinal anesthesia(T0), at tourniquet inflation 1 h(T1), after tourniquet deflation 20 minutes(T2) ,1 h(T3) and 6 h(T4) .Then the serum concentrations of SOD,MDA,TNF-α and IL-6 were measured.Results Serum SOD activity was significantly higher in the group D after tourniquet deflation 1 h and 6 h compared with those of in the group C ( P<0.05) .There was a significant lowering in the serum SOD activity after tourniquet deflation 1 h and 6 h compared with the baseline in the group C( P<0.05). Serum MDA was significantly greater during ischemia and reperfusion period in the control group compared with the baseline ( P<0.05) and significantly attenuated in the group D after tourniquet deflation 1 h ( P<0.05) and 6 h ( P<0.05).Serum TNF-α was highly elevated during ischemia and reperfusion period in the control group and the group D compared with the baseline( P<0.05) and the decrease was significantly observed in the group D compared with the group C after deflation 6 h( P<0.05). Secrum IL-6 was not significantly different in both groups at tourniquet inflation 1 h and deflation 20 min’and 1 h compared with baseline. There was a significantly greater level of IL-6 after tourniquet deflation 6 h compared with the baseline and compared with the group D ( P<0.05).Conclusions Dexmedetomidine may offer advantages by inhibiting lipid peroxidation and attenuating the production of inflammatory cytokines during lower extremity ischemia/refusion injury due to tourniquet application .

Keyword: Dexmedetomidine; tourniquet application; ischemia/ reperfusion

右美托咪定是一种新型高选择性α -2-肾上腺素受体激动药, 具有镇静、镇痛、围术期交感阻滞的作用。大量研究表明, 右美托咪定对多脏器的缺血再灌注损伤(ischemia/refusion injure, I/RI)也具有保护作用。但右美托咪定在辅助镇静的同时对下肢I/RI是否具有保护作用, 目前正在进行研究。本研究通过观察右美托咪定对止血带诱发下肢缺血再灌注期间体内炎性反应因子水平和氧化应激反应的影响, 旨在为临床研究有一定的借鉴作用。

1 对象与方法
1.1 对象

选择我院2014-05-20至2015-05-30进行关节镜下单侧前交叉韧带重建术的患者40例, 男28例, 女12例。入选标准:(1)年龄19~40岁; (2)ASA分级Ⅰ ~Ⅱ 级; (3)术前均无严重心、肝、肾及内分泌疾病或免疫性疾病; 无下肢静脉血栓或肺栓塞病史; (4)术前1个月内无感染发热史、无服用非甾体类抗炎药及激素类药物史; (5)术前无放疗、化疗及激素治疗史和免疫辅助治疗等; 无输血史。采用随机单盲法分成对照组和右美托咪定组, 每组各20例。本研究已获医院医学伦理委员会批准, 所有患者均签署知情同意书。

1.2 麻醉方法

两组均选择L2~3椎间隙行硬膜外麻醉, 注入2%利多卡因3 ml实验量, 观察5 min无异常后, 注入2%利多卡因13~15 ml, 麻醉平面控制达T10以下后, 右美托咪定组开始用微量泵将4 μ g/ml浓度的右美托咪定以1 μ g/kg负荷量静脉泵注10 min, 随后以1 μ g/(kg· h)的速率持续泵入至手术结束停药。对照组以同样速率泵入0.9%生理盐水。止血带压力:300 mmH2O, 止血带平均充气时间在1 h。

1.3 标本采集与检测

1.3.1 标本采集 两组患者于硬膜外麻醉前(T0), 止血带充气1 h(T1), 止血带释放后20 min(T3)、1 h(T4)、6 h(T6), 分别抽取患侧股静脉血3 ml, 室温放置1 h, 经4 ℃低温离心机离心5 min后, 留取上清液置于-20 ℃冰箱保存待测。

1.3.2 氧化应激反应指标检测 应用黄嘌呤氧化酶法检测超氧化物歧化酶(SOD)活性, 应用硫代巴比妥酸法检测丙二醛(MDA)的浓度, 试剂盒均由南京建成生物工程公司提供, 操作步骤严格遵循说明书进行。

1.3.3 血清炎性反应因子的检测 采用化学发光法检测TNF-α 和IL-6的浓度, 试剂盒均购自英国Siemens Healthcare Diagnostics Products Ltd, 操作步骤均严格按照试剂盒说明书进行, 在IMMULITE 1000化学发光免疫分析仪上进行读数和分析。

1.4 统计学处理

采用SPSS18.0统计学软件进行数据处理, 计量资料以 x̅± s表示, 采用方差分析进行数据分析, 组间比较采用t检验, P< 0.05为差异有统计学意义。

2 结 果
2.1 一般资料 两组患者的年龄、体重、止血带充气时间均为无统计学差异, 具有可比性(表1)。
表1 右美托咪定组和对照组一般情况比较(n=20; x̅± s)
2.2 血清SOD活性变化

与T0时间点比较, 对照组T3、T4时间点和右美托咪定组T4时间点SOD活性明显降低(P< 0.05); 但右美托咪定组T3、T4时间点明显高于对照组, 差异有统计学意义(P< 0.05, 表2)。

2.3 血清MDA浓度变化

与T0时间点比较, 对照组T1、T2、T3, T4各时间点和右美托咪定组T3、T4时间点MDA浓度明显升高(P< 0.05); 但右美托咪定组各时间点低于对照组, 差异有统计学意义(P< 0.05, 表2)。

2.4 血清TNF-α 浓度变化

与T0时间点比较, 对照组T1、T2、T3和T4时间点和右美托咪定组T3、T4时间点均明显升高(P< 0.05); 但与对照组比较, 右美托咪定组T1~T4时间点TNF-α 浓度低于对照组(P< 0.05, 表3)。

2.5 血清IL-6浓度变化

与T0时间点比较, 对照组和右美托咪定组T1-T3时间点IL-6浓度均无明显变化、T4时间点IL-6浓度显著升高, 差异有统计学意义(P< 0.05); 与对照组比较; 右美托咪定组T4时间点IL-6浓度显著低于对照组(P< 0.05, 表3)。

表2 右美托咪定组和对照组氧化应激指标的变化比较(n=20; x̅± s)
表3 右美托咪定组和对照组血清中炎性反应因子的变化比较(n=20; x̅± s)
3 讨 论

骨科应用止血带常导致缺血再灌注(I/R)损伤。因为止血带虽然可减少术中出血, 利于术野暴露, 但同时也会引起循环血流动力学和机体代谢的变化, 危重患者在肢体短暂强烈的I/R后不仅引起骨骼肌肌肉神经组织水肿、坏死, 严重的可导致骨筋膜室综合征[1], 甚至发生远隔脏器的损伤[2]。氧自由基的作用和炎性反应因子是I/RI发生的重要机制, 再灌注后大量自由基同细胞膜脂质不饱和酸作用引发脂质过氧化反应, 导致细胞膜发生不可逆的损伤[3], 使细胞膜结构受损, 功能障碍。MDA是细胞膜脂质过氧化反应的产物, 其浓度可以间接反应细胞损伤, 是氧化应激反应中经常被检测的敏感指标。SOD是机体主要的内源性抗氧化剂。本研究结果发现, 对照组止血带充气1 h和止血带释放后20 min、1 h、6 h, 血清中MDA浓度均显著增高, 对照组血清中SOD活性在止血带释放后1 h和6 h明显低于术前水平, 这说明安全时限内止血带的应用, 可以引起下肢缺血期和再灌注期发生膜脂质过氧化反应, 产生了氧化应激反应。

既往研究表明, 右美托咪定参与调控多脏器I/RI时引起的细胞氧化应激反应, 减轻I/R时氧自由基对组织细胞的损伤。Uysal等[4]发现, 低剂量的右美托咪定(10 μ g/kg)和高剂量的右美托咪定(30 μ g/kg)预处理降低上腹部岛状皮瓣I/R后皮瓣组织中MDA, NO活性水平, 而且再灌注12 h后, 高剂量组的右美托咪定降低MDA的幅度比低剂量组的大。另有研究表明, 上肢应用止血带时, 右美托咪定减轻缺血期HPX和再灌注期MDA的水平, SOD活性比I/R组显著增加[5]。本研究发现, 与对照组比较, 右美托咪定组止血带释放1 h和6 h后, SOD活性明显增加、MDA浓度显著降低。这提示再灌注期右美托咪定可以抑制下肢I/R后骨骼肌的氧化应激反应, 减少氧自由基产生, 提高机体抗氧化剂的活性, 减轻下肢I/RI。

中性粒细胞的激活和炎性反应的发生是肢体I/RI的另一重要机制。在损伤反应中, TNF-α 是早期重要的促炎因子。肢体I/RI后激活巨噬细胞, 中性粒细胞和内皮细胞等炎性细胞产生TNF-α , IL-1β , IL-6等多种炎性介质。尽管炎性反应是机体的免疫保护反应, 但炎性介质的过度释放会引起SIRS和MODS。循环中大量的TNF-α 激活了中性粒细胞, 增加中性粒细胞上黏附分子(CD11b/CD18)的表达[6], 并诱导内皮细胞上细胞间黏附分子-1(ICAM-1)的表达, 增加中性粒细胞的对血管内皮细胞的黏附作用[7], 促使中性粒细胞穿过血管壁趋化游走浸润, 导致进行性血管渗透性改变和急性血管损伤; 同时, TNF-α 刺激其他炎性反应因子如IL-1, IL-2, IL-6的表达[8], 促进炎性反应的级联放大反应, 进而加重I/R所致的局部肢体和远脏器的损伤。Yassin等[2]研究表明, 下肢缺血再灌注损伤可以引起全身炎性反应, 并导致多器官功能障碍综合征(multiple organ dysfunction syndrome, MODS)的发生。腹主动脉瘤修复术中循环中多核白细胞数目增加并被激活, TNF-α , IL-1B, IL-6和IL-8促炎因子的水平也升高, 炎性反应因子水平升高则增加患者死亡的风险[9]。脓毒症休克的患者循环中大量的TNF-α 和IL-6 释放引起机体诸多病理性的改变[10], 应用特殊的抗TNF-α 抗血清对内毒素休克以及败血症产生保护作用[11]。本研究中, 对照组患者TNF-α 在止血带充气1 h后开始升高, 说明缺血期TNF-α 已经开始启动, 而止血带释放后20 min、1 h、6 h, TNF-α 水平仍然继续升高, 这提示TNF-α 参与了下肢缺血期和再灌注期的炎性反应。IL-6是I/RI期间促使炎性反应发展和加重又一重要因子, IL-6分泌时间较TNF-α 晚, 临床和基础研究已经证实IL-6参与I/RI, 而且再灌期IL-6水平与再灌注损伤成比例[12, 13, 14]。本研究中两组患者IL-6在止血带释放后6 h才显著升高, 其他时间点并无显著变化, 表明IL-6也参与下肢再灌注期的炎性反应。

大量研究表明, 右美托咪定具有抗炎作用, 可以减少炎性反应因子TNF-α , IL-8, IL-6的产生, 抑制全身炎性反应。有学者发现, 右美托咪定减轻大脑I/RI血浆中的TNF-α 浓度并减轻海马组织中神经元的凋亡[11]。临床研究也发现右美托咪定用于脓毒血症的患者镇静的同时, 也降低了血浆中TNF-α 和IL-6的水平[12]。本研究中, 右美托咪定组患者TNF-α 虽也呈上升趋势, 但与对照组相比止血带充气1 h及释放后20 min, 1 h, 6 h再灌注6 h TNF-α 显著降低; 右美托咪定组患者IL-6浓度于止血带释放后6h比对照组显著降低。这提示右美托咪定的干预可降低止血带引起的肢体I/R所致促炎因子的过度升高, 减轻炎性反应, 对下肢I/RI产生保护作用。

综上所述, 右美托咪定可以有效地抑制止血带诱发肢体I/R期间体内炎性反应因子的水平, 并减少氧自由基的生成, 减轻氧化应激反应所致的肢体I/RI。本研究还存在研究样本较少的问题, 下一步将加大样本量进一步的研究, 并对远期的效果提供充足的数据。

The authors have declared that no competing interests exist.

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