前列腺素E1对体外循环溶血引起的肾功能损害的保护作用
作者：杨 光 肖德绵 王俊科 谷天祥
单位：110001 沈阳，中国医科大学第一附属医院心外科(杨 光、肖德绵、谷天祥)，麻醉科(王俊科)
关键词：前列腺素E1；体外循环；溶血；肾功能衰竭
中华医学杂志970917 目的 探讨体外循环(CPB)溶血引起的肾功能损害及前列腺素E1(PGE1)对肾功能的保护作用。方法 将20例心脏瓣膜置换手术的患者随机分为两组，每组10例。实验组：CPB前静滴PGE130分钟，100ng.kg-1.min-1；预充液中加100ng/ml；CPB中，30ng.kg-1.min-1静滴维持。对照组：不给PGE1而只给生理盐水。然后分别测CPB围术期游离血红蛋白(F-Hb)，尿β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)，β2微球蛋白(β2-MG)。结果 随CPB时间增加，F-Hb增加，β2-MG、NAG/肌酐(Cr)增加。F-Hb对照组最大值在CPB终止后2小时，实验组最大值在CPB终止时。CPB 1小时，对照组和实验组的F-Hb分别为：415±36mg/L和259±37mg/L，P<0.05。CPB终止后2小时，对照组和实验组的F-Hb分别为607±99mg/L和297±41mg/L，P<0.05。CPB后2小时，对照组和实验组的β2-MG分别为675±839μg/L和3167±302μg/L，P<0.01。CPB后2小时，对照组和实验组的NAG/Cr比值分别为1 839±311和770±80，P<0.01。结论 CPB溶血引起的血F-Hb增高是肾功能损害的重要因素，F-Hb量与肾功能损害程度呈正相关。PGE1可通过减轻CPB溶血，减轻由其引起的肾功能损害。
, 百拇医药
The renal function protection of prostaglandin E1 from hemolysis caused by cardiopulmonary bypass Yang Guang, Xiao Demian, Wang Junke et al. Cardiovascular Surgical Department, 1st Affiliated Hospital, China Medical University 110001
Objective To observe the renal function protection of PGE1 from hemolysis caused by CPB during and after CPB. Method F-Hb in blood、NAG ＆ β2-MG in urine were measured in twenty patients who underwent valvular replacement operation. The patients were divided into two groups at random. The PGE1 group was administered of PGE1 with the dose of 100ng/kg.min for 30′ before CPB, 30ng/kg.min during CPB intravenation and 100ng/ml before CPB in CPB mechanical equipment. The control group was administered of N.S.. Results After termination of CPB, F-Hb rose continuously, showing that the damaging RBC factors did not stop working at once after CPB. F-Hb and β2-MG were positively correlated and F-Hb and NAG/Cr were positively correlated, demonstrating that increased F-Hb is an important factor for renal function damage. At 60 minutes after CPB and 120minutes after CPB,F-Hb values of PGE1 group were signficantly lower than those of the control group. β2-MG and NAG/Cr of the PGE1 group also showed the same trend. The peak of the control group F-Hb was later than that of the PGE1 group. Conclusions The results demonstrate that PGE1 can protect renal function by decreasing F-Hb level during CPB and shortening the time of hemolysis after CPB.
, 百拇医药
Key words Extracorporeal circulation prostaglandin E1 hemolysis Kidney failure
(Natl Med J China, 1997, 77：695-698 )
体外循环(CPB)溶血引起的肾功能损害是当今心脏外科领域有待解决的重要课题。本研究测定了CPB围术期游离血红蛋白(F-Hb)及反映肾功能的敏锐指标尿β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)和β2-微球蛋白(β2-MG)的变化，探讨前列腺素E1(PGE1)在防止CPB溶血引起的急性肾功能衰竭中的作用及机理。
对象和方法
一、对象
, 百拇医药
将1994年8月至1995年4月我科20例心脏瓣膜置换手术的患者随机配对分为两组，每组10名。实验组(用PGE1组)：CPB前静滴PGE1 30min，100ng.kg-1.min-1；予充液中加100ng/ml；CPB中，30ng.kg-1.min-1静滴维持。对照组：CPB前后及予充液中不加PGE1只给生理盐水。年龄：对照组42.2±7.4岁，实验组39.2±8.4岁。术前肾功能检查：尿常规，血尿素氮(BUN)、肌酐(Cr)，肝功能检查、Hb、WBC、PLT、ESR、PT、HCT、K+、Na+、Cl-均正常。病人应用静脉复合麻醉，常规体外循环，中低温(26～28℃)，用STOCKERT人工心肺机，膜式氧合器，HCT稀释至25%～30%，预充液按统一配方，晶、胶体比例一致。主动脉根部灌注心脏停跳液：杨氏液(0.9%NaCl 250ml，25% MgSO4 4.6ml，10%KCl 20ml)，10ml/kg。心肺转流时间：对照组：90′24"±22′15"，实验组：83′±13′12"(P>0.05)。主动脉阻断时间：对照组：65′30"±18′，实验组：60′±10′30"，(P>0.05)。两组各置换14个瓣膜(10个二尖瓣，4个主动脉瓣)，进口瓣膜所占比例两组一致(5/14)。术中术后输液种类、数量除升压药多巴胺外，两组相同。输血量对照组：1741±273ml，实验组：1900±124ml,(P>0.05)。
, 百拇医药
二、血标本采自(1)肝素化后转流前右心房；(2) CPB转流1小时CPB机；(3) CPB终止时CPB机；(4) CPB终止后2小时静脉；(5) 术后第一日晨静脉。同时取尿标本2份。血、尿标本每份2ml。
三、标本测定
F-Hb：采用三羟甲基氨基甲烷比色法；NAG：采用对硝基酚比色法；Cr：采用苦味酸法；β2-MG：采用125Ⅰ标记物放免法。
四、药品与试剂：Prostaglandin E1(沈阳药学院华光制药厂提供)；β2-MG药盒(北京华清生化技术研究所提供)。
五、统计学处理：两组数据采用
±s，t检验及计算各指标之间的相关系数。
, 百拇医药
结果
一、PGE1对CPB围术期F-Hb的影响(表1)
随CPB时间增加，F-Hb增加，对照组F-Hb最大值在CPB终止后2小时，实验组F-Hb最大值在CPB终止时(表1)。
二、PGE1对CPB围术期β2-MG的影响(表2)
三、PGE1对CPB围术期NAG/Cr的影响(表3)
随CPB时间增加、F-Hb增加，NAG/Cr也增加。CPB终止后，NAG/Cr继续增加(表3)。术前与次日晨NAG/Cr值相比差异无显著意义。
四、CPB围术期F-Hb与β2-MG关系
, 百拇医药
CPB围术期F-Hb与β2-MG呈直线正相关，r=0.75，P<0.01。
五、CPB围术期F-Hb与NAG/Cr关系
CPB围术期F-Hb与NAG/Cr呈直线正相关，r=0.63，P<0.01。
表1 PGE1对CPB围术期F-Hb的影响(mg/L,±s) 组别
例数
术前
CPB1h
CPB终止时
, 百拇医药 CPB终止后2h
次日晨
对照组
10
35±3
415±36△**
568±93△**
607±99△**
294±31△
实验组
10
26±4
, http://www.100md.com
259±37△*
379±60△
297±41△*
(n=9)
234±17
(n=8)
注：与对照组比较，* P<0.05，与术前比较△ P<0.01，与次日晨比较** P<0.05.表2 PGE1对CPB围术期β2-MG的影响(μg/L，±s) 组别
, 百拇医药
例数
术前
CPB终止时
CPB终止后2h
次日晨
对照组
10
170±71
4671±991△
6754±839△
5625±1529△△
实验组
, http://www.100md.com
10
150±18
2674±432△
3167±302△*
(n=9)
2753±612△△
(n=8)
注：与术前比较△ P<0.01，△△ P<0.05；与对照组比较，* P<0.01表3 PGE1对CPB围术期NAG/Cr的影响(U.L/g.μmol,±s) 组别
, 百拇医药
术前
CPB终止时
CPB终止后2h
次日晨
对照组
22±4
1510±616△△
1839±311△
61±22
实验组
22±6
531±149△△
, http://www.100md.com
770±80△*
(n=9)
27±12
(n=8)
注：与术前、次日晨比较△ P<0.01，△△P<0.05，与对照组比较* P<0.05
六、CPB围术期NAG/Cr与β2-MG关系
CPB围术期NAG/Cr与β2-MG呈直线正相关r=0.44，P<0.01。
讨论
CPB手术围术期F-Hb不断增加，甚至术后可高达1560mg/L，且与CPB时间正相关[1]，考虑有持续作用的因素存在。目前认为：血液在机体外的非生理状态下与金属、塑料、氧气等异物表面的直接接触、心内吸引、人工心肺机的异常搅拌、涡流等机械损伤可引起溶血[2]。另一方面,CPB中血液流变学的改变,是血液成分之间相互影响、相互作用的一系列溶血的内在因素[1,3]。
, 百拇医药
本实验结果证明随着CPB时间的增加，血F-Hb含量逐渐增加，而且在CPB终止后达到高峰。说明：CPB终止后引起溶血的作用因素并未立即消失，溶血进一步加重。
PGE1可以降低RBC脆性，增加RBC变形能力。PGE1可抑制中性粒细胞移动和激活，从而减少激活的中性粒细胞中的NADPH-OR合成可破坏RBC的氧自由基。Okada等[4]发现被激活的血小板与RBC接触后可使RBC脆性增加。总之，PGE1可对CPB溶血的多个环节作用，减轻CPB溶血。
本实验结果也显示：PGE1能有效地减轻CPB溶血，并对CPB终止后所引起的溶血也有明显的抑制作用。本实验中实验组CPB平均灌注压为8.3±0.5kPa低于对照组的10.2±0.4kPa，多巴胺用量实验组多于对照组(P<0.05)，说明PGE1有明显扩张动脉作用。目前认为CPB中尿量与灌注压成正相关，但本实验中实验组平均灌注压低于对照组，而尿量、速尿用量两组间差异无显著统计学意义，说明PGE1可保持足够肾血流量，这可能和PGE1能缓解CPB中毛细血管前括约肌、小动脉、小静脉的强烈收缩，开放微循环有关。
, 百拇医药
本实验显示β2-MG、NAG/Cr高峰与F-Hb高峰出现时间基本一致。证明F-Hb与尿β2-MG、F-Hb与尿NAG/Cr有显著相关，说明增高的F-Hb是导致肾功能损害的重要因素，F-Hb增高与肾功能损害成正相关。说明PGE1通过减轻CPB溶血，能有效减轻CPB溶血引起的肾功能损害。
PGE1防止CPB溶血是作用于CPB溶血的多个环节，以哪个环节为主，尚待进一步研究。
参考文献
1 Salama A, Hugo F, Heinrich D, et al. Deposition of terminal C5b-9 complement complexes on erythrocytes and leukocytes during cardiopulmonary bypass. N Engl J Med, 1988,18:408.
, 百拇医药
2 Reinhart WH, Ballmer PE, Rohner F, et al. The influence of extracorporeal circulation on erythrocytes and flow properties of blood. J Thorac Cardiovasc Surg, 1990,100:538.
3 Okada M, Kodama T, Tominaga A, et al. Cytotoxicity of activated platelets to autologous red blood cells.Br J Haematol,1992,82:142.
(收稿：1996-11-27 修回：1997-06-18), 百拇医药
单位：110001 沈阳，中国医科大学第一附属医院心外科(杨 光、肖德绵、谷天祥)，麻醉科(王俊科)
关键词：前列腺素E1；体外循环；溶血；肾功能衰竭
中华医学杂志970917 目的 探讨体外循环(CPB)溶血引起的肾功能损害及前列腺素E1(PGE1)对肾功能的保护作用。方法 将20例心脏瓣膜置换手术的患者随机分为两组，每组10例。实验组：CPB前静滴PGE130分钟，100ng.kg-1.min-1；预充液中加100ng/ml；CPB中，30ng.kg-1.min-1静滴维持。对照组：不给PGE1而只给生理盐水。然后分别测CPB围术期游离血红蛋白(F-Hb)，尿β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)，β2微球蛋白(β2-MG)。结果 随CPB时间增加，F-Hb增加，β2-MG、NAG/肌酐(Cr)增加。F-Hb对照组最大值在CPB终止后2小时，实验组最大值在CPB终止时。CPB 1小时，对照组和实验组的F-Hb分别为：415±36mg/L和259±37mg/L，P<0.05。CPB终止后2小时，对照组和实验组的F-Hb分别为607±99mg/L和297±41mg/L，P<0.05。CPB后2小时，对照组和实验组的β2-MG分别为675±839μg/L和3167±302μg/L，P<0.01。CPB后2小时，对照组和实验组的NAG/Cr比值分别为1 839±311和770±80，P<0.01。结论 CPB溶血引起的血F-Hb增高是肾功能损害的重要因素，F-Hb量与肾功能损害程度呈正相关。PGE1可通过减轻CPB溶血，减轻由其引起的肾功能损害。
, 百拇医药
The renal function protection of prostaglandin E1 from hemolysis caused by cardiopulmonary bypass Yang Guang, Xiao Demian, Wang Junke et al. Cardiovascular Surgical Department, 1st Affiliated Hospital, China Medical University 110001
Objective To observe the renal function protection of PGE1 from hemolysis caused by CPB during and after CPB. Method F-Hb in blood、NAG ＆ β2-MG in urine were measured in twenty patients who underwent valvular replacement operation. The patients were divided into two groups at random. The PGE1 group was administered of PGE1 with the dose of 100ng/kg.min for 30′ before CPB, 30ng/kg.min during CPB intravenation and 100ng/ml before CPB in CPB mechanical equipment. The control group was administered of N.S.. Results After termination of CPB, F-Hb rose continuously, showing that the damaging RBC factors did not stop working at once after CPB. F-Hb and β2-MG were positively correlated and F-Hb and NAG/Cr were positively correlated, demonstrating that increased F-Hb is an important factor for renal function damage. At 60 minutes after CPB and 120minutes after CPB,F-Hb values of PGE1 group were signficantly lower than those of the control group. β2-MG and NAG/Cr of the PGE1 group also showed the same trend. The peak of the control group F-Hb was later than that of the PGE1 group. Conclusions The results demonstrate that PGE1 can protect renal function by decreasing F-Hb level during CPB and shortening the time of hemolysis after CPB.
, 百拇医药
Key words Extracorporeal circulation prostaglandin E1 hemolysis Kidney failure
(Natl Med J China, 1997, 77：695-698 )
体外循环(CPB)溶血引起的肾功能损害是当今心脏外科领域有待解决的重要课题。本研究测定了CPB围术期游离血红蛋白(F-Hb)及反映肾功能的敏锐指标尿β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)和β2-微球蛋白(β2-MG)的变化，探讨前列腺素E1(PGE1)在防止CPB溶血引起的急性肾功能衰竭中的作用及机理。
对象和方法
一、对象
, 百拇医药
将1994年8月至1995年4月我科20例心脏瓣膜置换手术的患者随机配对分为两组，每组10名。实验组(用PGE1组)：CPB前静滴PGE1 30min，100ng.kg-1.min-1；予充液中加100ng/ml；CPB中，30ng.kg-1.min-1静滴维持。对照组：CPB前后及予充液中不加PGE1只给生理盐水。年龄：对照组42.2±7.4岁，实验组39.2±8.4岁。术前肾功能检查：尿常规，血尿素氮(BUN)、肌酐(Cr)，肝功能检查、Hb、WBC、PLT、ESR、PT、HCT、K+、Na+、Cl-均正常。病人应用静脉复合麻醉，常规体外循环，中低温(26～28℃)，用STOCKERT人工心肺机，膜式氧合器，HCT稀释至25%～30%，预充液按统一配方，晶、胶体比例一致。主动脉根部灌注心脏停跳液：杨氏液(0.9%NaCl 250ml，25% MgSO4 4.6ml，10%KCl 20ml)，10ml/kg。心肺转流时间：对照组：90′24"±22′15"，实验组：83′±13′12"(P>0.05)。主动脉阻断时间：对照组：65′30"±18′，实验组：60′±10′30"，(P>0.05)。两组各置换14个瓣膜(10个二尖瓣，4个主动脉瓣)，进口瓣膜所占比例两组一致(5/14)。术中术后输液种类、数量除升压药多巴胺外，两组相同。输血量对照组：1741±273ml，实验组：1900±124ml,(P>0.05)。
, 百拇医药
二、血标本采自(1)肝素化后转流前右心房；(2) CPB转流1小时CPB机；(3) CPB终止时CPB机；(4) CPB终止后2小时静脉；(5) 术后第一日晨静脉。同时取尿标本2份。血、尿标本每份2ml。
三、标本测定
F-Hb：采用三羟甲基氨基甲烷比色法；NAG：采用对硝基酚比色法；Cr：采用苦味酸法；β2-MG：采用125Ⅰ标记物放免法。
四、药品与试剂：Prostaglandin E1(沈阳药学院华光制药厂提供)；β2-MG药盒(北京华清生化技术研究所提供)。
五、统计学处理：两组数据采用
±s，t检验及计算各指标之间的相关系数。, 百拇医药
结果
一、PGE1对CPB围术期F-Hb的影响(表1)
随CPB时间增加，F-Hb增加，对照组F-Hb最大值在CPB终止后2小时，实验组F-Hb最大值在CPB终止时(表1)。
二、PGE1对CPB围术期β2-MG的影响(表2)
三、PGE1对CPB围术期NAG/Cr的影响(表3)
随CPB时间增加、F-Hb增加，NAG/Cr也增加。CPB终止后，NAG/Cr继续增加(表3)。术前与次日晨NAG/Cr值相比差异无显著意义。
四、CPB围术期F-Hb与β2-MG关系
, 百拇医药
CPB围术期F-Hb与β2-MG呈直线正相关，r=0.75，P<0.01。
五、CPB围术期F-Hb与NAG/Cr关系
CPB围术期F-Hb与NAG/Cr呈直线正相关，r=0.63，P<0.01。
表1 PGE1对CPB围术期F-Hb的影响(mg/L,
±s) 组别例数
术前
CPB1h
CPB终止时
, 百拇医药 CPB终止后2h
次日晨
对照组
10
35±3
415±36△**
568±93△**
607±99△**
294±31△
实验组
10
26±4
, http://www.100md.com
259±37△*
379±60△
297±41△*
(n=9)
234±17
(n=8)
注：与对照组比较，* P<0.05，与术前比较△ P<0.01，与次日晨比较** P<0.05.表2 PGE1对CPB围术期β2-MG的影响(μg/L，
±s) 组别, 百拇医药
例数
术前
CPB终止时
CPB终止后2h
次日晨
对照组
10
170±71
4671±991△
6754±839△
5625±1529△△
实验组
, http://www.100md.com
10
150±18
2674±432△
3167±302△*
(n=9)
2753±612△△
(n=8)
注：与术前比较△ P<0.01，△△ P<0.05；与对照组比较，* P<0.01表3 PGE1对CPB围术期NAG/Cr的影响(U.L/g.μmol,
±s) 组别, 百拇医药
术前
CPB终止时
CPB终止后2h
次日晨
对照组
22±4
1510±616△△
1839±311△
61±22
实验组
22±6
531±149△△
, http://www.100md.com
770±80△*
(n=9)
27±12
(n=8)
注：与术前、次日晨比较△ P<0.01，△△P<0.05，与对照组比较* P<0.05
六、CPB围术期NAG/Cr与β2-MG关系
CPB围术期NAG/Cr与β2-MG呈直线正相关r=0.44，P<0.01。
讨论
CPB手术围术期F-Hb不断增加，甚至术后可高达1560mg/L，且与CPB时间正相关[1]，考虑有持续作用的因素存在。目前认为：血液在机体外的非生理状态下与金属、塑料、氧气等异物表面的直接接触、心内吸引、人工心肺机的异常搅拌、涡流等机械损伤可引起溶血[2]。另一方面,CPB中血液流变学的改变,是血液成分之间相互影响、相互作用的一系列溶血的内在因素[1,3]。
, 百拇医药
本实验结果证明随着CPB时间的增加，血F-Hb含量逐渐增加，而且在CPB终止后达到高峰。说明：CPB终止后引起溶血的作用因素并未立即消失，溶血进一步加重。
PGE1可以降低RBC脆性，增加RBC变形能力。PGE1可抑制中性粒细胞移动和激活，从而减少激活的中性粒细胞中的NADPH-OR合成可破坏RBC的氧自由基。Okada等[4]发现被激活的血小板与RBC接触后可使RBC脆性增加。总之，PGE1可对CPB溶血的多个环节作用，减轻CPB溶血。
本实验结果也显示：PGE1能有效地减轻CPB溶血，并对CPB终止后所引起的溶血也有明显的抑制作用。本实验中实验组CPB平均灌注压为8.3±0.5kPa低于对照组的10.2±0.4kPa，多巴胺用量实验组多于对照组(P<0.05)，说明PGE1有明显扩张动脉作用。目前认为CPB中尿量与灌注压成正相关，但本实验中实验组平均灌注压低于对照组，而尿量、速尿用量两组间差异无显著统计学意义，说明PGE1可保持足够肾血流量，这可能和PGE1能缓解CPB中毛细血管前括约肌、小动脉、小静脉的强烈收缩，开放微循环有关。
, 百拇医药
本实验显示β2-MG、NAG/Cr高峰与F-Hb高峰出现时间基本一致。证明F-Hb与尿β2-MG、F-Hb与尿NAG/Cr有显著相关，说明增高的F-Hb是导致肾功能损害的重要因素，F-Hb增高与肾功能损害成正相关。说明PGE1通过减轻CPB溶血，能有效减轻CPB溶血引起的肾功能损害。
PGE1防止CPB溶血是作用于CPB溶血的多个环节，以哪个环节为主，尚待进一步研究。
参考文献
1 Salama A, Hugo F, Heinrich D, et al. Deposition of terminal C5b-9 complement complexes on erythrocytes and leukocytes during cardiopulmonary bypass. N Engl J Med, 1988,18:408.
, 百拇医药
2 Reinhart WH, Ballmer PE, Rohner F, et al. The influence of extracorporeal circulation on erythrocytes and flow properties of blood. J Thorac Cardiovasc Surg, 1990,100:538.
3 Okada M, Kodama T, Tominaga A, et al. Cytotoxicity of activated platelets to autologous red blood cells.Br J Haematol,1992,82:142.
(收稿：1996-11-27 修回：1997-06-18), 百拇医药