硫贲妥钠与异丙酚在心脏手术深低温停循环期间对脑代谢影响的观察
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体外循环杂志 2002年第1期第4卷
200127 上海，上海第二医科大学附属新华医院、上海儿童医学 中心麻醉科；胸外科 陈煜；朱明；王顺民
关键词：硫贲妥钠；异丙酚；深低温；脑代谢；婴幼儿
摘要：
目的目的：观察婴幼儿先天性心脏病心内直视手术，深低温停循环期间采用 硫贲妥钠、异丙酚等不同的处理方法对脑代谢的影响。
方法：20例室间隔缺损伴肺动脉高压(VSD+PH)患儿随机分硫贲妥钠(A组)、异丙酚(B组)和对照(C组)三组，于转流前(Ⅰ期)、停循环时(Ⅱ期)、再灌注始(Ⅲ期)及术后24小时(Ⅳ期)分 别抽取颈内静脉、桡动脉血做血气分析，测定乳酸(LACT)、肌酸激酶BB(CKBB)和神经特异性 烯醇化酶(NSE)；计算脑动静脉氧含量差(CAV)、脑氧传递率(CO2ER)。
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结果：Ⅲ期各组LACT水平最高，组间对照以A组为高；脑氧代谢在Ⅱ期各组CAV、CO2ER均较其余各期低，其中B组下降最为明显，其次为A组和C组；Ⅳ期时，各组CAV、CO2ER均有所恢复。Ⅲ期各组CKBB和Ⅲ、Ⅳ期NSE均有上升趋势，B组增高幅度最低。
结论：异丙酚用于深低温停循环期间对脑再灌注损伤有保护作用。
较长时期以来，在心脏手术深低温停循环期间，硫贲妥 钠一直是脑保护的首选药物。近年来，异丙酚在脑保护方面的作用越来越多地被引起重视。 本研究在婴幼儿先天性心脏病心内直视手术，深低温停循环期间采用硫贲妥钠、异丙酚等不同的处理方法，观察脑代谢的变化情况，试图探索婴幼儿深低温停循环期间 脑保护的有效措施。
材料与方法
, http://www.100md.com 一、临床资料 全组20例，男13例，女7例；年龄3～23月(10±4.6月)；体 重4～11kg(6.89±1.67kg)。全组均为室间隔缺损伴肺动脉高压(VSD+PH)患儿，采用 气管内麻醉，以咪唑安定0.2mg/kg+芬太尼20μg/kg+维库溴铵0.1mg/kg静脉诱导，气管插管后行机械通气，以O2-N2O-异氟醚维持麻醉，并分别于手术开始和转流开始 时各追加芬太尼10μg/kg，术中维库溴铵70μg/kg/h持续输注。随机分三组，当转流降温 至体温达30℃时，A组在体外循环机内加入硫贲妥钠5mg/kg(n=7)；B组加入异丙酚2mg /kg(n=8)；C组为空白对照组(n=5)。体温降至肛温20℃时，停止体外循环灌注进行心内操作。
二、数据采集〓麻醉诱导后行左桡动脉穿刺和右颈内静脉逆行穿刺，于不同时段(转流前-Ⅰ期、停循环时-Ⅱ期、停循环后再灌注始-Ⅲ期及术后24小时-Ⅳ期)抽取颈内静脉、桡动脉血做血气分析，并测颈内静脉血乳酸(LACT，23L乳酸分析仪)、肌酸激酶BB(CKBB，Sebia电泳仪) 和神经元特异性烯醇化酶(NSE，酶联免疫吸附试验ELISA法，Wellsccen MK2自动酶标分析仪 )等生化指标。
, http://www.100md.com
三、参数计算及统计分析 计算脑动静脉氧含量差(CAV)、脑氧传递率(CO2ER)以估测脑氧代谢。计算公式：CAV=CA-CV；CO2ER=(CA-CV/CA)。CA和CV 分别指动脉和颈内静脉血氧含量。
所有数据均用均数±标准差(`X±s)表示，经SAS软件包进行统计学处理。每组不同时点以方差分析检验，显示有差异者再进行Dunnett检验；同一时点的不同组间差异亦以 方差分析检验，如有差异再以Duncan法检验。P<0.05为差异有显著意义 。
表1 一般临床资料
A组
, 百拇医药 B组
C组
体重(kg)
7.57±1.61
7.13±1.29
6.96±1.35
年龄(month)
10.75±5.69
9.82±1.22
9.6±3.41
降温时间(min)
15.25±2.73
, http://www.100md.com
13.71±4.92
12.6±4.27
停循环时间(min)
36.14±8.81
44.31±8.39
31.58±10.02
转流时间(min)
41.38±6.61
48.29±22.44
35.4±4.63
主A阻断时间(min)
, http://www.100md.com
37.94±9.58
45.96±8.15
32.49±10.17
ICU停留时间(h)
126.14±20.53
104.29±23.35
129.4±32.43
表2 各时段测定值及计算值
CAV(mg/dl)
CO2ER
LACT(mmol/L)
, http://www.100md.com
CKBB(u/L)
NSE(μ/L)
Ⅰ期(转流前)
A
3.68±1.84
30.72±13.09
1.45±0.39
2.19±0.32
5.80±2.11
B
3.33±1.93
32.35±18.93
, 百拇医药
1.41±0.29
2.27±0.41
5.64±1.64
C
3.13±1.78
34.69±9.54
1.50±0.26
2.34±0.32
6.12±1.74
Ⅱ期(停循环时)
A
1.61±0.59
, http://www.100md.com
12.93±4.79
2.28±0.69
4.55±1.40
5.96±0.99
B
0.96±0.65
7.18±4.41
1.78±0.37
1.78±0.37
5.74±1.81
C
1.73±0.45
, 百拇医药
13.1±24.09
2.80±1.17
3.93±0.42
6.96±1.38
Ⅲ期(再灌注始)
A
5.52±4.48
29.31±18.27
3.30±1.19
10.27±5.19
13.85±5.11
B
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2.97±2.12
17.2±15.28
2.0±0.39
6.96±2.57
11.9±4.91
C
4.84±1.68
22.16±12.23
2.93±0.92
8.59±4.67
13.26±2.05
Ⅳ期(术后24h)
, 百拇医药
A
3.53±1.76
32.19±14.82
1.36±0.53
8.34±3.86
29.0±15.64
B
2.96±1.21
18.23±7.27
1.20±0.40
5.08±2.37
27.8±9.52
, http://www.100md.com
C
3.30±2.33
28.95±8.34
1.46±0.18
5.48±2.95
33.9±7.64
P<0.05
结 果
一、各组年龄、体重及转流时间和停循环时间等无组间差异(见表1)。
二、生化指标：各组LACT水平在体外循环期间均有增高，Ⅲ期时最高，组间对照以A组较为 显著；Ⅳ期恢复接近转流前水平。CKBB在Ⅱ期、Ⅲ期均有上升趋势，Ⅳ期时逐步恢复。NSE 在Ⅲ、Ⅳ期有上升趋势，B组增高幅度相对较低，C组最高(见表2)。
, 百拇医药
三、脑氧代谢：Ⅱ期各组CAV、CO2ER均较其余各期低，其中B组下降最为明显，其次为A组和C组；Ⅳ期时，各组CAV、CO2ER均有所恢复。Ⅲ期各组CKBB和Ⅲ、Ⅳ期NS E均有上升趋势，增高幅度分别依次为C组>A组>B组(见表2)
讨 论
静脉麻醉药对脑代谢的抑制可使脑氧耗减少，改善脑缺血状态下的氧供需平衡，因而对脑缺血有保护作用。成人和婴幼儿在体外循环期脑保护机制略有不同，成人脑损伤的机制在于已存在的脑血管粥样硬化、局限性狭窄及栓塞；而婴幼儿脑损伤的机制在于因快速降温导致的脑区域性血管收缩不均和脑部降温不均匀和局部脑血流不足。因此降温期应是婴幼儿在深低温灌注中脑保护的重要阶段。长期以来，巴比妥类药物一直认为是心脏直手术低温期间脑保护的方法之一。Michael等运用NMR光谱，在体外循环、深低温停循环及停循环后的再灌注等阶段，观察应用巴比妥类药物对脑组织能量状态的变化发现：深低温停循环前给予硫贲妥钠对大脑并没有保护作用，相反由于巴比妥类药物在低温情况下可使细胞内pH值增高，从而部分抑制糖酵解过程，ATP减少而使二磷酸腺嘌呤积聚，磷肌氨酸(Pcr)水平降低，Pcr/AT P比较下降，反向性引起大脑能量的降低而可能引起脑损害〔1〕。
, 百拇医药
异丙酚能与自由基作用形成苯氧化合物而清除自由基〔2〕，并能激活离体兔海马神 经元的抑制性GABAA受体，使脑电活动减少，改善缺O2时ATP水平的下降〔3〕。 异丙酚保护脑功能的原理还在于阻滞电压依从性Ca++通道或NMDA受体离子通道，减少 缺O2时Ca++内流，从而减轻缺血时Na+及细胞外K+的升高，延缓或减弱神经细 胞缺O2性终末去极化的发生〔4〕。有实验表明异丙酚应用于再灌注期，有减轻脑 缺血后再灌注损伤的作用〔5〕，因能明显改善鼠神经功能缺陷程度，降低脑梗死和脑水肿容积，并减少梗死边缘组织细胞超微结构损伤，说明其有一定程度的脑保护效应，而硫贲妥钠未显示对再灌注损伤的保护作用〔6〕。
本研究结果提示，Ⅱ期B组的脑氧代谢率的降低较A、C组明显，在复温末，Ⅲ期LACT水平亦较A、C组低，因在深低温停循环期间，B组脑损害程度相对较轻，Ⅳ期脑氧代谢的恢复较A、 C组好。CKBB是反映脑损害的特异性分子指标，主要分布于脑内神经之中，是一种能量转换酶，正常值0.2～3.0 U/L。Ⅲ期各组CKBB有上升趋势，说明脑损害仍然存在。NSE特异性定位于神经元和神经内分泌细胞上，参与神经细胞的旁代谢，是一种易测定、可靠的高特异性体内神经元损伤的标志，血中正常值为9.8±5.1μg/L，各种原因导致中枢神经系统损害时NSE测定值均可增高。本组病例在Ⅲ、Ⅳ期NSE有上升趋势，B组增高幅度相对较低，因而我们认为在深低温停循环期间给予异丙酚对脑再灌注损伤有保护作用，但其作用在有限的停循环时间内(<60min)可能还具有局限性。体外循环期间脑缺血的病理机制是多方面的， 而异丙酚对脑保护的作用是多途径的，相关机制还有待在临床实验中进行大样本资料的总结进一步证实。
, 百拇医药
参考文献
1.Michael GS,Richard VA,Robert SB,et al.Barbiturates impair cerebr al metabolism during hypothermic circulatory arrest.Ann Thorac Surg,1992,54:1131 -1136.
2.Murphy PG,Myers DS,Davies MJ,et al.The antioxident potential of propof ol(2,6-diisopropylapend).Br J Anaesth,1992,68:613-618.
3.Hara M,Yoshihisa K,Ikemoto Y.Propofol activates GABAA receptor-chlor ied ionophore complex in dissociated hippocamped pyramidal neurons of rat. Anesthesiol,1993,79:781-788.
, http://www.100md.com
4.Pedro A,Gedfrey C,James C,et al.Propofol reduces neuronal transmiss ion damage and attenuates the changes in calcium potassium and sodium during hyp erthermic anoxia in the rat canpals slice.Anesthesiol,1995,83:1254-1265.
5.Pittman JE,Sheng H,Pearlstein R,et al.Comparison of the effect of p ropofol and pentobarbital on neurologic outcome and cerebral infarct size after temporary focal ischemia in the rat.Anestheiol,1997,87;1139-1344.
6.陈莲华，贡沁燕，俞彰等.异丙酚及唑安定和硫贲妥钠对鼠局灶脑缺血/再灌 注损伤的影响.中华麻醉学杂志，2001，21；51-53., 百拇医药
关键词：硫贲妥钠；异丙酚；深低温；脑代谢；婴幼儿
摘要：
目的目的：观察婴幼儿先天性心脏病心内直视手术，深低温停循环期间采用 硫贲妥钠、异丙酚等不同的处理方法对脑代谢的影响。
方法：20例室间隔缺损伴肺动脉高压(VSD+PH)患儿随机分硫贲妥钠(A组)、异丙酚(B组)和对照(C组)三组，于转流前(Ⅰ期)、停循环时(Ⅱ期)、再灌注始(Ⅲ期)及术后24小时(Ⅳ期)分 别抽取颈内静脉、桡动脉血做血气分析，测定乳酸(LACT)、肌酸激酶BB(CKBB)和神经特异性 烯醇化酶(NSE)；计算脑动静脉氧含量差(CAV)、脑氧传递率(CO2ER)。
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结果：Ⅲ期各组LACT水平最高，组间对照以A组为高；脑氧代谢在Ⅱ期各组CAV、CO2ER均较其余各期低，其中B组下降最为明显，其次为A组和C组；Ⅳ期时，各组CAV、CO2ER均有所恢复。Ⅲ期各组CKBB和Ⅲ、Ⅳ期NSE均有上升趋势，B组增高幅度最低。
结论：异丙酚用于深低温停循环期间对脑再灌注损伤有保护作用。
较长时期以来，在心脏手术深低温停循环期间，硫贲妥 钠一直是脑保护的首选药物。近年来，异丙酚在脑保护方面的作用越来越多地被引起重视。 本研究在婴幼儿先天性心脏病心内直视手术，深低温停循环期间采用硫贲妥钠、异丙酚等不同的处理方法，观察脑代谢的变化情况，试图探索婴幼儿深低温停循环期间 脑保护的有效措施。
材料与方法
, http://www.100md.com 一、临床资料 全组20例，男13例，女7例；年龄3～23月(10±4.6月)；体 重4～11kg(6.89±1.67kg)。全组均为室间隔缺损伴肺动脉高压(VSD+PH)患儿，采用 气管内麻醉，以咪唑安定0.2mg/kg+芬太尼20μg/kg+维库溴铵0.1mg/kg静脉诱导，气管插管后行机械通气，以O2-N2O-异氟醚维持麻醉，并分别于手术开始和转流开始 时各追加芬太尼10μg/kg，术中维库溴铵70μg/kg/h持续输注。随机分三组，当转流降温 至体温达30℃时，A组在体外循环机内加入硫贲妥钠5mg/kg(n=7)；B组加入异丙酚2mg /kg(n=8)；C组为空白对照组(n=5)。体温降至肛温20℃时，停止体外循环灌注进行心内操作。
二、数据采集〓麻醉诱导后行左桡动脉穿刺和右颈内静脉逆行穿刺，于不同时段(转流前-Ⅰ期、停循环时-Ⅱ期、停循环后再灌注始-Ⅲ期及术后24小时-Ⅳ期)抽取颈内静脉、桡动脉血做血气分析，并测颈内静脉血乳酸(LACT，23L乳酸分析仪)、肌酸激酶BB(CKBB，Sebia电泳仪) 和神经元特异性烯醇化酶(NSE，酶联免疫吸附试验ELISA法，Wellsccen MK2自动酶标分析仪 )等生化指标。
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三、参数计算及统计分析 计算脑动静脉氧含量差(CAV)、脑氧传递率(CO2ER)以估测脑氧代谢。计算公式：CAV=CA-CV；CO2ER=(CA-CV/CA)。CA和CV 分别指动脉和颈内静脉血氧含量。
所有数据均用均数±标准差(`X±s)表示，经SAS软件包进行统计学处理。每组不同时点以方差分析检验，显示有差异者再进行Dunnett检验；同一时点的不同组间差异亦以 方差分析检验，如有差异再以Duncan法检验。P<0.05为差异有显著意义 。
表1 一般临床资料
A组
, 百拇医药 B组
C组
体重(kg)
7.57±1.61
7.13±1.29
6.96±1.35
年龄(month)
10.75±5.69
9.82±1.22
9.6±3.41
降温时间(min)
15.25±2.73
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13.71±4.92
12.6±4.27
停循环时间(min)
36.14±8.81
44.31±8.39
31.58±10.02
转流时间(min)
41.38±6.61
48.29±22.44
35.4±4.63
主A阻断时间(min)
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37.94±9.58
45.96±8.15
32.49±10.17
ICU停留时间(h)
126.14±20.53
104.29±23.35
129.4±32.43
表2 各时段测定值及计算值
CAV(mg/dl)
CO2ER
LACT(mmol/L)
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CKBB(u/L)
NSE(μ/L)
Ⅰ期(转流前)
A
3.68±1.84
30.72±13.09
1.45±0.39
2.19±0.32
5.80±2.11
B
3.33±1.93
32.35±18.93
, 百拇医药
1.41±0.29
2.27±0.41
5.64±1.64
C
3.13±1.78
34.69±9.54
1.50±0.26
2.34±0.32
6.12±1.74
Ⅱ期(停循环时)
A
1.61±0.59
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12.93±4.79
2.28±0.69
4.55±1.40
5.96±0.99
B
0.96±0.65
7.18±4.41
1.78±0.37
1.78±0.37
5.74±1.81
C
1.73±0.45
, 百拇医药
13.1±24.09
2.80±1.17
3.93±0.42
6.96±1.38
Ⅲ期(再灌注始)
A
5.52±4.48
29.31±18.27
3.30±1.19
10.27±5.19
13.85±5.11
B
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2.97±2.12
17.2±15.28
2.0±0.39
6.96±2.57
11.9±4.91
C
4.84±1.68
22.16±12.23
2.93±0.92
8.59±4.67
13.26±2.05
Ⅳ期(术后24h)
, 百拇医药
A
3.53±1.76
32.19±14.82
1.36±0.53
8.34±3.86
29.0±15.64
B
2.96±1.21
18.23±7.27
1.20±0.40
5.08±2.37
27.8±9.52
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C
3.30±2.33
28.95±8.34
1.46±0.18
5.48±2.95
33.9±7.64
P<0.05
结 果
一、各组年龄、体重及转流时间和停循环时间等无组间差异(见表1)。
二、生化指标：各组LACT水平在体外循环期间均有增高，Ⅲ期时最高，组间对照以A组较为 显著；Ⅳ期恢复接近转流前水平。CKBB在Ⅱ期、Ⅲ期均有上升趋势，Ⅳ期时逐步恢复。NSE 在Ⅲ、Ⅳ期有上升趋势，B组增高幅度相对较低，C组最高(见表2)。
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三、脑氧代谢：Ⅱ期各组CAV、CO2ER均较其余各期低，其中B组下降最为明显，其次为A组和C组；Ⅳ期时，各组CAV、CO2ER均有所恢复。Ⅲ期各组CKBB和Ⅲ、Ⅳ期NS E均有上升趋势，增高幅度分别依次为C组>A组>B组(见表2)
讨 论
静脉麻醉药对脑代谢的抑制可使脑氧耗减少，改善脑缺血状态下的氧供需平衡，因而对脑缺血有保护作用。成人和婴幼儿在体外循环期脑保护机制略有不同，成人脑损伤的机制在于已存在的脑血管粥样硬化、局限性狭窄及栓塞；而婴幼儿脑损伤的机制在于因快速降温导致的脑区域性血管收缩不均和脑部降温不均匀和局部脑血流不足。因此降温期应是婴幼儿在深低温灌注中脑保护的重要阶段。长期以来，巴比妥类药物一直认为是心脏直手术低温期间脑保护的方法之一。Michael等运用NMR光谱，在体外循环、深低温停循环及停循环后的再灌注等阶段，观察应用巴比妥类药物对脑组织能量状态的变化发现：深低温停循环前给予硫贲妥钠对大脑并没有保护作用，相反由于巴比妥类药物在低温情况下可使细胞内pH值增高，从而部分抑制糖酵解过程，ATP减少而使二磷酸腺嘌呤积聚，磷肌氨酸(Pcr)水平降低，Pcr/AT P比较下降，反向性引起大脑能量的降低而可能引起脑损害〔1〕。
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异丙酚能与自由基作用形成苯氧化合物而清除自由基〔2〕，并能激活离体兔海马神 经元的抑制性GABAA受体，使脑电活动减少，改善缺O2时ATP水平的下降〔3〕。 异丙酚保护脑功能的原理还在于阻滞电压依从性Ca++通道或NMDA受体离子通道，减少 缺O2时Ca++内流，从而减轻缺血时Na+及细胞外K+的升高，延缓或减弱神经细 胞缺O2性终末去极化的发生〔4〕。有实验表明异丙酚应用于再灌注期，有减轻脑 缺血后再灌注损伤的作用〔5〕，因能明显改善鼠神经功能缺陷程度，降低脑梗死和脑水肿容积，并减少梗死边缘组织细胞超微结构损伤，说明其有一定程度的脑保护效应，而硫贲妥钠未显示对再灌注损伤的保护作用〔6〕。
本研究结果提示，Ⅱ期B组的脑氧代谢率的降低较A、C组明显，在复温末，Ⅲ期LACT水平亦较A、C组低，因在深低温停循环期间，B组脑损害程度相对较轻，Ⅳ期脑氧代谢的恢复较A、 C组好。CKBB是反映脑损害的特异性分子指标，主要分布于脑内神经之中，是一种能量转换酶，正常值0.2～3.0 U/L。Ⅲ期各组CKBB有上升趋势，说明脑损害仍然存在。NSE特异性定位于神经元和神经内分泌细胞上，参与神经细胞的旁代谢，是一种易测定、可靠的高特异性体内神经元损伤的标志，血中正常值为9.8±5.1μg/L，各种原因导致中枢神经系统损害时NSE测定值均可增高。本组病例在Ⅲ、Ⅳ期NSE有上升趋势，B组增高幅度相对较低，因而我们认为在深低温停循环期间给予异丙酚对脑再灌注损伤有保护作用，但其作用在有限的停循环时间内(<60min)可能还具有局限性。体外循环期间脑缺血的病理机制是多方面的， 而异丙酚对脑保护的作用是多途径的，相关机制还有待在临床实验中进行大样本资料的总结进一步证实。
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参考文献
1.Michael GS,Richard VA,Robert SB,et al.Barbiturates impair cerebr al metabolism during hypothermic circulatory arrest.Ann Thorac Surg,1992,54:1131 -1136.
2.Murphy PG,Myers DS,Davies MJ,et al.The antioxident potential of propof ol(2,6-diisopropylapend).Br J Anaesth,1992,68:613-618.
3.Hara M,Yoshihisa K,Ikemoto Y.Propofol activates GABAA receptor-chlor ied ionophore complex in dissociated hippocamped pyramidal neurons of rat. Anesthesiol,1993,79:781-788.
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4.Pedro A,Gedfrey C,James C,et al.Propofol reduces neuronal transmiss ion damage and attenuates the changes in calcium potassium and sodium during hyp erthermic anoxia in the rat canpals slice.Anesthesiol,1995,83:1254-1265.
5.Pittman JE,Sheng H,Pearlstein R,et al.Comparison of the effect of p ropofol and pentobarbital on neurologic outcome and cerebral infarct size after temporary focal ischemia in the rat.Anestheiol,1997,87;1139-1344.
6.陈莲华，贡沁燕，俞彰等.异丙酚及唑安定和硫贲妥钠对鼠局灶脑缺血/再灌 注损伤的影响.中华麻醉学杂志，2001，21；51-53., 百拇医药