甲狀腺激素對體外循環(huán)腦保護作用的臨床研究
本文關鍵詞:甲狀腺激素對體外循環(huán)腦保護作用的臨床研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:研究背景:自從1954年Gibbon提出將體外循環(huán)(cardiopulmonary bypass, CPB)技術應用于心臟直視手術以來,極大地促進了心臟外科手術的發(fā)展。伴隨著外科手術技術的提高、器官保護措施的不斷完善以及CPB裝置的改進,CPB輔助下心臟手術后心功能不全及肝、腎功能不全等發(fā)病率有了明顯下降,但心臟手術后中樞神經系統(tǒng)并發(fā)癥發(fā)病率在過去的30年里沒有明顯的變化,CPB導致的腦損傷一直是心臟外科醫(yī)生面臨的重要臨床問題。在CPB輔助下心臟手術期間腦微血栓的形成、腦灌注改變以及系統(tǒng)性或局部性的炎癥級聯(lián)反應等因素常常造成腦損傷。由于大腦的氧代謝障礙,導致腦細胞內Ca2+超載、興奮性神經遞質的毒性作用、過氧N0及氧自由基損害。CPB所致的炎癥反應是以炎癥因子的產生與釋放為特征。據文獻報道,術后嚴重的中風的發(fā)生率為2%~5%,病理性腦病的發(fā)生率為10%-30%,認知功能障礙在術后1周內的發(fā)生率為50%~70%,術后2個月其發(fā)生率仍然可高達30%-50%,嚴重者甚至死亡。中樞神經系統(tǒng)的并發(fā)癥在一定程度上增加患者的死亡率,延長了住院時間,降低了生活質量,并消耗了更多的醫(yī)療資源,因此心臟手術圍術期腦保護的意義重大。如何能及時有效地發(fā)現(xiàn)并估計腦損傷的程度,現(xiàn)代醫(yī)學影像學檢查技術的發(fā)展為腦損傷患者的診斷和監(jiān)測提供了極大地幫助。但是,對于一些心臟術后生命體征不穩(wěn)定、使用呼吸機、需要持續(xù)心電監(jiān)護或者血流動力學紊亂等危重癥患者,進行影像學技術檢查可能具有一定的困難。因此,進行動態(tài)、連續(xù)的腦損傷生化指標的變化監(jiān)測逐漸受到臨床醫(yī)師的重視。本實驗研究采用檢測腦損傷特異生化指標、炎癥指標及簡易智能狀態(tài)檢查量表(mini-mental state examination, MMSE)來評估患者腦損傷程度。S100-β蛋白是一類能與鈣、鋅結合的酸性蛋白質,作為腦損傷早期的敏感指標,特異性存在于中樞神經系統(tǒng)的星狀膠質細胞、垂體前葉細胞。正常情況下不能透過血腦屏障,出現(xiàn)神經系統(tǒng)損傷時則可進入腦脊液,并通過血腦屏障進入血液。神經元特異性烯醇化酶(neuron specific enolase, NSE)是糖酵解途徑中的關鍵酶—烯醇化酶的一種,其特異性存在于神經元和神經內分泌細胞中。當腦損傷等因素影響了神經元細胞的代謝變化,神經元細胞膜的結構與功能受到損傷時,NSE從細胞質釋放至細胞間隙及腦脊液中,激活時能降解參與血腦屏障基膜的主要成分纖黏蛋白和層黏蛋白等,進而破壞血腦屏障。引起血腦屏障的通透性升高,促使血清中NSE濃度升高。生理狀態(tài)下,白細胞介素6(interleukin-6,IL-6)主要來源于小腦中的浦肯野細胞及海馬區(qū)的椎體細胞、顆粒細胞。高濃度的IL-6通過趨化作用使中性粒細胞向病變區(qū)域大量聚積,釋放毒性氧自由基,并與其他炎性細胞協(xié)同發(fā)揮細胞毒性作用,導致腦細胞水腫或壞死。C反應蛋白(C-reactive protein, CRP)是目前最有價值的急性時相反應蛋白之一,腦損傷患者發(fā)病后CRP有不同程度的升高,且與病情程度呈正相關,即病情越重,其升高愈明顯,峰值愈高,其血清濃度的升高程度可間接反應損傷及炎癥反應的程度。高濃度的CRP與急性腦梗死發(fā)生、發(fā)展緊密相關,可以作為急性腦損傷患者的獨立危險因素,并且對診斷和預測其預后具有重要臨床意義。CPB心臟術后患者血清游離三碘甲腺原氨酸(free triiodothyronine, FT3)濃度常常不同程度降低,稱為低T3綜合征,并且FT3下降程度與腦損傷程度具有明顯相關性。研究顯示CPB術后患者出現(xiàn)腦損傷時,血腦屏障破壞,大量炎癥介質(如S100-β、NSE、TNF-α、IL-6等)釋放入血液循環(huán)中,這些炎癥因子增加與血清FT3水平下降存在顯著負相關。此外,研究急性腦損傷患者血清甲狀腺激素水平顯示,血清FT3濃度顯著降低,具有統(tǒng)計學意義。該研究認為,血清低FT3水平會進一步加重腦損傷,并且急性腦損傷患者的死亡率與血清低FT3水平有密切相關性。目前,國內外研究腦保護的方法仍然是低溫、保證腦供血和缺血預處理等措施,尚缺乏理想的、安全的、低成本的腦保護藥物。心臟術后常常出現(xiàn)低T3綜合征,甲狀腺激素(thyroid hormone, TH)應用于心臟手術,可顯著提高患者術后FT3的水平,減少術后心功能不全的發(fā)生率。目前,在腦死亡的心臟捐贈者中經常應用TH,其主要的原因是TH可有效提高移植心臟的功能,同時TH有較好的腦保護作用。另外,TH被認為在缺血性腦疾病中具有明顯腦保護作用。TH可以抑制缺血性腦疾病過程中炎癥介質的產生,抑制機體的炎癥反應,減輕腦水腫,降低血腦屏障的通透性,從而達到減輕腦損傷的目的。TH臨床干預治療顱腦損傷,改善患者的預后,越來越受到廣泛的關注。然而TH在心臟手術腦損傷的預防及治療方面的研究甚少,并且TH在CPB心臟手術腦損傷過程中的作用機制仍不明確。本研究通過隨機研究方法觀察術前1周口服左甲狀腺素鈉片對心臟手術患者血清中腦損傷炎性因子指標的影響,探索TH對CPB輔助下心臟手術的腦保護作用,為進一步減少術后中樞神經系統(tǒng)并發(fā)癥,改善心臟手術患者的預后結果,提出更好的治療策略,為臨床醫(yī)師提供安全、有效的腦保護藥物選擇。目的:通過在體外循環(huán)心臟手術中,研究甲狀腺激素對心臟術中、術后患者腦損傷特異性指標、炎性因子及術后認知功能的影響,探討甲狀腺激素對心臟手術患者腦保護作用,為臨床腦保護藥物的應用提供新思路。研究對象和方法:1.研究對象:選取152例2013年1月~2015年3月在南方醫(yī)科大學珠江醫(yī)院胸心外科接受CPB下行心內直視手術心臟瓣膜置換的患者,采用完全隨機設計方法將患者隨機分為干預組和對照組,每組76例。2.干預組患者于術前7d開始口服左甲狀腺素鈉片(商品名:優(yōu)甲樂,德國默克爾公司生產)50μg/d至手術日的早晨。對照組患者不予特殊處理。3.麻醉:兩組患者均采用氣管-靜脈復合麻醉。4.建立體外循環(huán):采用體外循環(huán)機(德國優(yōu)斯特拉有限公司生產)和膜式氧合器(美國美敦力公司生產),CPB時為降低血液的粘稠度和血管的阻力,減少血細胞的破壞和血液中有形成分在毛細血管內的淤積,調節(jié)體內酸堿度和電解質平衡,本研究采用晶體預充液。CPB過程中密切觀察患者心電圖、動脈血壓、中心靜脈壓、鼻咽溫度、電解質、全血活化凝固時間和血細胞比容等,切開心包時靜脈注射肝素,肝素的注射量為3 mg/kg,患者體溫維持在28~32℃中低溫,血氧流量比控制在0.6-0.9之間,為保護心肌功能可灌注20 mmol/L的含鉀停搏液。5.手術方式:手術在氣管-靜脈復合全身麻醉、中低溫CPB下進行;胸骨正中切口進胸,心臟切口從右心房-房間隔入路行二尖瓣置換,升主動脈根部斜切口行主動脈瓣置換(使用人工機械瓣膜)。其中二尖瓣置換術103例,主動脈瓣置換術29例,雙瓣置換術(二尖瓣聯(lián)合主動脈瓣置換術)20例。6.標本采集及指標檢測:麻醉誘導前行左側頸內靜脈穿刺置管,并以備采血。檢測術前(Time1)、CPB開始后30min(Time2)、CPB結束時(Time3)、CPB結束后6h(Time4)和CPB結束后24h(Time5)的血清S100-p蛋白、神經元特異性烯醇化酶(NSE)、白細胞介素6(IL-6)、C反應蛋白(CRP)、游離三碘甲腺原氨酸(FT3)水平。7. 患者認知功能評估:于術晨、術后1、3和7d對患者進行簡易智能狀態(tài)檢查量表(MMSE)評分。8.數據分析:采用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件進行數據分析,計數資料比較用x2檢驗,計量資料以均數±標準差(x±s)表示,組內重復測量資料用方差分析,兩組間計量資料比較用t檢驗,計數資料比較用x2檢驗,P0.05為差異有統(tǒng)計學意義。結果:1.血清FT3:在Time1時,干預組與對照組血清FT3濃度比較,差異無統(tǒng)計學意義(P=0.273)。CPB開始后,兩組血清FT3濃度下降,Time3時FT3濃度最低(3.40±0.38 vs 3.07±0.28,P=0.000)。停CPB后,逐漸上升,Times時干預組血清FT3濃度仍高于對照組(3.73±0.38 vs 3.32±0.28,P=0.000)。2.腦損傷生化指標:S100-β蛋白是急性腦損傷早期敏感的標志物,具有重要的診斷價值。NSE特異性存在于神經元和神經內分泌細胞中,腦損傷后,NSE能從細胞中釋放出來,通過受損的血腦屏障進入血液循環(huán)中,被認為是反映腦損傷的一種靈敏的監(jiān)測指標。在Time1時,兩組血清S100-p蛋白、NSE濃度比較,無統(tǒng)計學差異(P=0.598、P=0.068)。兩組患者S100-β蛋白水平在CPB開始后逐漸升高,Time3時達到峰值(0.79±0.07 vs 0.93+0.08,P=0.000);停CPB后逐漸下降,在Times時,兩組S100-β蛋白水平無顯著差異(P=0.149)。在兩組患者NSE水平在CPB開始后逐漸升高,Time3時達到峰值(39.48±2.71vs 44.50-±3.77,P=0.000),停CPB后逐漸下降。3.炎癥反應指標:IL-6主要來源于小腦中的浦肯野細胞及海馬區(qū)的椎體細胞、顆粒細胞,高濃度的IL-6通過趨化作用使中性粒細胞向病變區(qū)域大量聚積,釋放毒性氧自由基,并與其他炎性細胞協(xié)同發(fā)揮細胞毒性作用,導致腦細胞水腫或壞死。C反應蛋白是一種典型的急性期蛋白,CRP的合成與致炎性反應細胞因子有著密切的關系,其水平升高是炎性反應的一個重要生化指標。在Time1時,兩組血清IL-6、CRP濃度比較,無統(tǒng)計學差異(P=0.126、P=0.073)。兩組患者IL-6水平在CPB開始后逐漸升高,Time4時達到峰值(69.43±7.95vs 79.88±9.37,P=0.000),之后逐漸下降。兩組患者CRP水平在CPB開始后逐漸升高,Time3時達到峰值(71.04±8.26 vs 79.80±7.27,P=0.000),停機后逐漸下降。4. MMSE量表評分:術晨兩組MMSE評分比較,差異無統(tǒng)計學意義(P=0.762)。術后1、3和7d,干預組MMSE評分顯著高于對照組(P0.05)。結論:在行體外循環(huán)輔助下心臟手術患者,術中、術后患者腦損傷特異性指標及炎性因子濃度升高,術后認知功能下降。術前1周口服甲狀腺激素,可有效地提高圍手術期血清FT3水平,改善低T3綜合征,可能通過抑制腦損傷炎性因子產生與釋放,產生一定的腦保護作用。
【關鍵詞】:甲狀腺激素 體外循環(huán) 腦損傷 腦保護 低T_3綜合征
【學位授予單位】:南方醫(yī)科大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2016
【分類號】:R654.1
【目錄】:
- 摘要3-9
- ABSTRACT9-19
- 前言19-23
- 第一章 資料23-29
- 1.1 一般資料23-24
- 1.2 主要試劑24
- 1.3 儀器和器械24-26
- 1.4 簡易智能精神狀態(tài)檢查量表(MMSE)26-29
- 第二章 方法29-46
- 2.1 術前準備29-30
- 2.2 補充外源性甲狀腺激素30
- 2.3 麻醉30
- 2.4 體外循環(huán)30-31
- 2.5 手術方式31-36
- 2.6 標本采集與檢驗36-44
- 2.7 MMSE評分44
- 2.8 統(tǒng)計學處理44-46
- 第三章 結果46-52
- 3.1 一般情況46-47
- 3.2 血清生化指標47-51
- 3.3 MMSE評分結果51-52
- 第四章 討論52-60
- 第五章 結論60-61
- 參考文獻61-66
- 綜述66-75
- 參考文獻71-75
- 附錄75-77
- 中英文對照與縮寫77-78
- 攻讀學位期間成果78-79
- 致謝79-81
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