浅谈氧自由基与心肌保护

浅谈氧自由基与心肌保护

作者：王祖强

来源：《健康必读·下旬刊》2011年第02期

【中图分类号】Ｒ６５４．１ 【文献标识码】A 【文章编号】1672-3783（2011）02-0129-01

【摘要】氧自由基可以导致心肌损伤，以下主要通过阐述心脏停搏手术，心脏不停跳手术，以及药物治疗的原理来叙述如何避免氧自由基对心肌的损伤自由基是指能独立存在的、最外层轨道上含有1个或以上不配对电子的任何原子或原子团,若不配对的电子位于氧,则称为氧自由基(OFR) 。它包括超氧阴离子、羟自由基、氢过氧自由基、有机过氧自由基等。体外循环心内直视手术过程中,心肌缺血再灌注损伤与氧自由基的爆发性产生密切相关,其产生与释放通过多个途径：体外循环过程中血液成分破坏发生溶血,继而巨噬细胞、单核细胞、内皮细胞被激活, 产生氧自由基入血。体外循环可引起广泛炎症反应产生自由基

。黄嘌呤氧化酶

途径生成自由基。自由基对心肌损伤的途径是引起细胞内DNA、RNA、蛋白质、氨基酸以及多糖高分子氧化、交联、变性和降解,但导致心肌细胞损伤最重要的过程是自由基作用于细胞膜上的不饱和脂肪酸,形成过氧化脂质,使膜蛋白质的功能异常,导致酶活性丧失,抑制心肌能量的生成,引起蛋白质不可逆的损伤。在临床中心肌的保护方法不断的改进,但是仍有一定的争议,如何在体外循环手术中达到更好心肌保护已成为了一个焦点。目前主要有以下几个心肌保护方法。

【关键词】心肌保护;体外循环;氧自由基

1 心脏停搏手术

心脏停搏技术在心脏外科手术发展中起着举足轻重的作用,随着医学的不断发展,心脏停搏技术不断完善不断进步。心脏停搏液灌注方法主要分为顺行灌注和逆行灌注两类。顺行灌注即经主动脉根部冠状动脉灌注,是通常采用的灌注方法,适用于绝大部分心内直视手术。这种方法能较确切地将心脏停搏液灌注心肌。当存在主动脉瓣关闭不全或冠脉狭窄时,就会出现停跳液分布不均匀而产生心肌缺血缺氧心肌保护不良。逆行冠状静脉窦灌注简称为逆行灌注, 由Lillehei于1956 年首次提出后,Solorzano和Menache先后将该技术应用于临床,对具有适应指征的主动脉瓣关闭不全和冠状动脉狭窄或阻塞病人,可以切开右心房插灌注管入冠状静脉窦开口,也可以通过荷包缝线内切口插灌注管入右心房后再引导插进冠状静脉窦,压力小于8 kPa (60 mmHg) ,灌注量10 ml/kg。研究显示此时停搏液一方面经过冠状静脉窦、毛细血管和冠状动脉再从主动脉根部冠状动脉开口流出, 另一方面也可从特贝西乌斯(Thebesian)静脉直接流入心室,停搏液在心肌分布的均匀性有一定程度的提高。在冠心病的心内直视手术中,逆灌能克服顺灌中的停跳液分布不均而产生的心肌保护不良。不过逆行灌注也存在不足之处,包括传导系统功

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能紊乱和冠状静脉窦损伤。近年也有部分学者认为同时进行顺、逆行灌注可以弥补单一方向灌注的缺点,尽量减少缺血再灌注损伤,取得很好的心肌保护效果。如冠状动脉狭窄行旁路移植时,顺行灌注可能使狭窄动脉分布的心肌得不到灌注,联合逆行灌注可使灌注液均匀到达心肌各层,获得最佳的保护效果。 2 心脏不停跳手术

传统的体外循环心脏直视手术,需阻断主动脉,低温冷晶体停搏液灌注使心脏停搏,冠脉血循环停止。其目的是通过低温降低心肌及全身组织器官的代谢水平,增加心肌对缺血缺氧的耐受性,该方法在一定的范围内能减轻心肌缺血再灌注损伤。然而,低温虽降低了细胞的代谢水平,但心肌代谢并未停止,而是处于无氧代谢状态,无氧酵解时ATP的产生极少。丙酮酸不能进入Krieb循环进行有氧代谢,而是经LDH催化生成大量乳酸,导致细胞酸中毒。同时组织中磷酸肌酸和ATP迅速消耗,次黄嘌呤、黄嘌呤及黄嘌呤氧化酶代谢增强。当再灌注心肌恢复供氧后,立即产生大量氧自由基,致使体内抗氧化酶(主要为SOD)活性迅速降低,不能及时清除再灌注后大量产生的氧自由基,造成细胞膜及亚细胞器膜脂质过氧化,进而破坏其结构和功能,导致再灌注损伤,伤害心肌。浅低温心脏不停跳心内直视手术不使用心脏停搏液、不阻断冠脉血循环,心肌可得到持续氧合血的灌注,心脏保持缓慢的空跳状态,从而避免了传统的低温停跳心内直视手术所带来的高钾、低温、停搏、缺氧缺血再灌注损伤带来的不利影响,有效地维持了心肌组织的内环境稳定,保持着较接近生理状态的有氧代谢、酸碱平衡和电解质代谢,避免缺血再灌注损伤,明显减少了氧自由基的产生,达到保护心肌的目的。 3 药物

近年认为心脏停搏液中钾、镁要维持适宜浓度外,添加葡萄糖、胰岛素、三磷酸腺苷或者磷酸肌酸等能量代谢基础物质可提供能量,维持阻断期心肌缺血期间的代谢所需。一般认为pH值宜超过7.4,可缓冲和抗衡无氧代谢所引起的酸中毒。有学者指出添加适量的普鲁卡因、肾上腺皮质激素等药物可以稳定细胞膜,加入钙阻断药如维拉帕米、硝苯地平等可减少再灌注时钙离子内流,也有研究指出使用自由基消除药或抑制自由基物质可以对抗自由基的产生,保护心肌,就是应用自由基清除剂进行心肌保护 4 讨论

总的来说,心肌保护是一个综合措施,尽量降低能耗,保证能量供应、防治缺血再灌注损伤及减轻体外循环后的炎症反应是关键,我们应该从多方面探讨心肌保护方法,并寻求可用于临床的有效途径。在体外循环心脏直视手术中,无论是心脏不停跳还是应用氧自由基清除剂,都是心肌保护方法的不断改进,只要能尽量减少氧自由基就能从更大程度上保护心肌。

如何在心脏手术中减少氧自由基的产生,或者是清除氧自由基,将是心肌保护的重要研究方向

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