体外循环低压灌注对家兔肾脏损伤的微循环病理观察
http://www.100md.com
体外循环杂志 2002年第2期第4卷
300051 天津胸科医院灌注科(天津) 王乃欣；文其祥；耿玉柱
关键词：体外循环；肾脏；微循环
摘要：
目的
目的：旨在研究体外循环低压灌注对家兔肾脏损伤的微循环病理变化。
方法：选用6只家兔，在模拟临床体外循环灌注实验中，分别在体外循环灌注前，灌注5、15 、30min时进行肾皮质微循环病理改变的观察。
结果：在灌注5min时，灌注压为7.77±2.8kPa，流量为99.1±12.8ml/min·kg-1，动脉血氧分压为14.01±1.27kPa。其肾表面皮质毛细血管数为3.1±0.3根/ mm2，血管口径9.7±0.6mm。流速40%呈3mm/sec，60%呈1.6mm/sec，流态40% 为正常状态，60%有轻度红细胞聚集，当体外循环灌注流在30min时，灌注压为4.21±3.2 kPa，流量为95±19.7ml/min·kg-1。动脉血氧分压为10.64±3.73kPa，其毛细血管数为2.3±1.5根/mm2，血管管径为8.2±4.7mm，流速33%为1.6mm/sec。34% 为0.4mm/sec，33%为0.1mm/sec.流态40%呈轻度红细胞聚集，60%呈重度红细胞聚集，组织学观察发现，肾间质可见瘀血，少部分有炎性细胞浸润，曲管上皮有轻度变性，尿蛋白 由灌流5min的1.00±0.44mg/ml。到灌流30min的10.2±0.53mg/ml。
结论：实验证明肾表面皮质微循障碍发生的程度与体外循环灌注压的降低幅度呈正相关。
急性肾功能衰竭是体外循环(CPB)下心内直视手术后较 常见严重并发症之一，文献报导其发病率1～1.9%〔1〕，其中长时间的低压灌注是 导 致对肾脏损伤的一个主要因素，为此我们采用家兔摸拟临床CPB灌注实验的方式进行对肾脏 微循环和病理组织学的观察。
材料与方法
选用大耳白家兔6只，体重为3±0.5kg，分别以苯巴比妥钠30mg， 潘龙0.4mg，芬太尼0.1mg/kg，进行复合静脉麻醉，气管插管以频率30±5次/min， 潮气量35±2ml，呼吸比为1∶1.2的人工控制呼吸。分别插股动脉，静脉管作为持续监测MAP和CVP，放置导尿管，采取正中开胸，剪开心包，静脉给肝素4mg/kg，升主动脉插供血管，右心耳插腔静脉引流管，使用小型动物实验鼓泡式氧合器和美国Sarns7100型心肺机建立CPB，在兔的左测肋椎角处切口，通过腹膜后游离肾脏，置于保温盒内，剥离肾表面部分被膜，表面给与持续滴入温生理盐水局部保持37℃便于微循环观察
微循环观察方法.
采用徐州WX-753型微循环电视显微镜，用8×10倍的放大倍数，在冷光照射下观察6只CPB时的兔肾表面皮质微循环的动态变化，分别在麻醉后，转流前，CPB灌注与5，15，30min测定其血流速度，流态，血管口径及毛细血管数的变化，血流速度，流态按田牛半定流速分类法〔2〕。毛细血管数按十字相乘法计算〔3〕，测定结果与CP B过程中所监测的CPB灌流量、灌注压、CVP、MAP、pH、温度、蛋白的含量进行前后对比分析。
结 果
通过对本组6例家兔肾表面微循环的观察，发现麻醉前MAP在8.3±2kPa CVP为0.66±0.15kPa，pH为7.59±0.97，PaO2为86.7±21mmHg(1mmHg=0.133kPa)时，肾表面皮质微循环的毛细血管网均匀、血管柔和自然、血流通畅、血管口径为10.8±1.29mm、毛细血管数为3.6±03根/mm2、血流速度为58mm/sec、无红细胞(RBC)聚集现象、其微循环处于正常范围。CPB建立5min时，随MAP及pH值降低，毛细血管网排列稍有大小不均匀的改变，毛细血管数为3.1±0.6根/mm2、血管口径为9.7±0.6mm、有60%的兔在流态上开始出现轻度的RBC聚集现象。当CPB灌注15min时，MAP为6.3±2.7kPa，pH为7.06±0.06mmHg，毛细血管数则减少至2.5±0.5根/mm2，血管口径为9.7±1.26mm，血流速度为1.6mm/sec和0.8mm/sec，流态上有60%兔为轻度RBC聚集现象。其中20%的兔有中度，有20%重度的RBC聚集现象。当CPB灌注30min时MAP为4.21±3.2kPa，灌注量虽然维持在原来的并病体水平，但肾表面微血管口径则明显减少到8.2±4.7mm，毛细血管数为2.3±1.5根/mm2、血流速度减缓至1.6mm/sec及0.4mm/sec其中有33%的兔血流处于停滞状态，流态有60%的兔发生重度RBC聚集现象及瘀滞性改变。实验结果表明：CPB中虽然体外灌流量不变，但随着灌注压的减低和pH值的下降，肾表面微循环则发生明显的改变，组织学观察肾间质可见瘀血，少部分有炎性细胞浸润，曲管上皮细胞有轻度变性，尿蛋白由灌注5min的1.00±0.44mg/ml到灌注30min时增为10.2±0.53mg/ml。
讨 论
本组实验结果表明，肾脏微循环障碍发生的程度与MAP下降的幅度呈正相关，当MAP下降4.21±3.2kPa时，肾表面血流速度为0.4mm/sec，甚至到停滞状态，有60%的兔出现RBC重度聚集现象、血管口径及毛细血管数明显减少，由于CPB在低血压灌注过程中，温度在37～38℃，肾组织供血不足，在此期间不仅促使交感神经--肾上腺素系统兴奋，还有大量释放的肾素和血管紧张素的参与，导致微血管痉挛，肾内血流发生重新分配的改变，使肾皮质浅层的肾血流量减少〔4〕，加上PaO2及pH值的降低促使肾血管阻力增加，进一步加重血流量的减少，造成肾组织细胞有效供血的不足缺氧和酸性产物的堆积，使受损组织细胞溶酶体的酶及氧自由基的释放，直接影响和破坏RBC表面静电排斥和本身的变形能力，加剧RBC的聚集现象，进一步证实肾脏在CPB灌注中只单纯维持一定的灌流量而忽略对低血压及血液过度稀释的灌注，加之缺乏低温保护措施均会造成肾脏微循环发生明显障碍的后果。从肾脏组织切片检查结果说明由于该实验为短时间CPB低压灌注尚没引起肾组织严重特异性病理损害，多数仅见肾间质可见淤血、少部分有炎性细胞浸润，曲管上皮有轻度变性，尿蛋白由灌注5min的1.00±0.44mg/ml到灌注30min时的10.2±0.53mg/ml，如果长时间持续低血压灌注则会导致肾组织发生进一步的病理性损害，肾组织的病理改变往往首先引起微循环的变化，因此在实验中微循环的监测能及时起到一定的指导作用。
参考文献
1.Singh AK,Feng WC,Beat AA,et al.Warm body,cold heart myocardial revascularization in 2383 consecutive patients.J Cardiovasc Surg Torino,1993,34(5 ):415-420.
2.田牛.微循环.北京:科技出版社,1980.25-36.
3.田牛.微循环方法学:原子能出版社,1987.19.
4.Slogoff S,Reul GJ,Keats AS,et al.Role of perfusion pressure and flow in major organ dysfunction after cardiopulmonary bypass.Ann Thorac Surg,1990,50:9 11-915