缪项慧 李和 翁程炜 吴艳琴

[摘要] 目的 探讨右美托咪定不同处理方式对高龄患者止血带所致肢体缺血再灌注后肺损伤的保护作用。 方法 择期行单侧骨科下肢手术患者80例，随机分为4组（n=20）：DEX预处理组（D1组）、DEX后处理组（D2组）、DEX预处理联合后处理组（D3组）及对照组（C组），均采用腰麻-硬膜外联合阻滞麻醉。穿刺完成后，D1组静脉注射1.0 μg/kg DEX作为负荷剂量，10 min注射完毕，然后靜脉输注0.5 μg/（kg·h）维持至放止血带时停止输注，而D3组维持至术毕;D2组止血带放气即刻开始输注DEX并维持至术毕;C组全程以等速度等容量生理盐水泵注和维持至术毕。记录各时点PaCO2、PaO2、PA-aDO2、RI和OI值。记录各时点血浆SOD、MDA、IL-8、TNF-α浓度。记录不良反应发生情况。 结果 T4时四组PaO2、OI均降低，PA-aDO2和RI均升高（P<0.05）。与C组比较，D1～D3组T4时PA-aDO2和RI较低，PaO2、OI比值较高（P<0.05）。与T0时比较，T1～T4时四组血浆MDA、IL-8和TNF-α浓度升高，SOD浓度降低（P<0.05）。与C组比较，T1～T4时D1～D3组血浆MDA、IL-8及TNF-α浓度降低，SOD浓度升高（P<0.05）。与D1、D2组比较，T1～T3时D3组血浆MDA、IL-8及TNF-α浓度降低，SOD浓度升高（P<0.05）。 结论 右美托咪定预处理、后处理和二者联合处理均能对肢体缺血再灌注后肺损伤起到保护作用，且二者联合处理保护作用更强。

[关键词] 右美托咪定;缺血再灌注损伤;肺脏;止血带

[中图分类号] R614.2          [文献标识码] B          [文章编号] 1673-9701（2019）18-0104-05

[Abstract] Objective To investigate the protective effects of different treatments of dexmedetomidine on lung injury after ischemia-reperfusion induced by tourniquet in elderly patients. Methods A total of 80 patients with unilateral orthopaedic lower extremity surgery were randomly divided into 4 groups（n=20）： DEX pretreatment group（group D1）， DEX post-treatment group（group D2）， DEX pretreatment combined with post-treatment group（group D3）， and control group（group C）. All the groups were treated with spinal anesthesia combined with epidural anesthesia. After the puncture was completed， the D1 group was intravenously injected with 1.0 μg/kg DEX as the loading dose， and the injection was completed in 10 minutes. Then the intravenous infusion 0.5 μg/（kg·h） was maintained until the blood band was stopped， while in the group D3 it was maintained until the surgery completed. D2 group immediately began to infusion DEX after tourniquet deflation and maintained until the end of surgery. Group C was pumped and maintained at the same speed and volume of normal saline until the surgery. The values of PaCO2， PaO2， PA-aDO2， RI and OI at each time point were recorded. Plasma SOD， MDA， IL-8， and TNF-α concentrations were recorded at various time points. The occurrence of adverse reactions was recorded. Results At T4， the levels of PaO2 and OI decreased， and both PA-aDO2 and RI increased（P<0.05）. Compared with that of the group C， PA-aDO2 and RI were lower， and the ratio of PaO2 and OI was higher in D1-D3 group（P<0.05）. Compared with those at T0， the concentrations of plasma MDA， IL-8 and TNF-α were increased in the four groups， and the SOD concentration was decreased at T1-T4（P<0.05）. Compared with those of group C， the concentrations of MDA， IL-8 and TNF-α decreased and the SOD concentration increased in D1-D3 group at T1-T4（P<0.05）. Compared with those of D1 and D2 group， plasma concentrations of MDA， IL-8 and TNF-α were decreased， and SOD concentration was increased in D3 group at T1-T3（P<0.05）. Conclusion Pretreatment， post-treatment and combined treatment with dexmedetomidine can protect lung injury after limb ischemia-reperfusion， and the combined treatment of the two methods is stronger.

[Key words] Dexmedetomidine; Ischemia-reperfusion injury; Lung; Tourniquet

骨科四肢手术多使用止血带以达到减少术中失血和保持术野清晰的目的，止血带应用时间过长可引起肢体缺血，随着血流的恢复，在随后的一定时间内组织损伤不仅不减轻反而逐渐加重，這种现象称为肢体缺血再灌注损伤[1]（limb ischemia-reperfusion injury，LIRI）。多项研究结果证明[2-4]，LIRI不仅影响局部缺血组织的存活和功能，还可造成全身炎性反应综合征，进而导致远隔脏器功能受损。止血带导致的LIRI是骨科四肢手术围手术期肺功能损伤的重要诱因。近期临床研究提示[5，6]，α2肾上腺素能受体激动剂右美托咪定（Dexmedetomidine，DEX）在LIRI过程中具有肺脏保护作用，可使肺组织炎症及氧化应激程度显著降低。本研究拟比较DEX预处理和后处理对肢体缺血再灌注急性肺损伤的保护作用，寻找合适的给药方式，指导临床合理用药。

1 资料与方法

1.1 一般资料

本研究已获本院医学伦理委员会批准和患者的书面知情同意，为单中心随机双盲临床试验，已在中国临床试验注册中心进行注册（注册号：ChiCTR-IPR-17011252）。随机选择2017年9月～2018年8月自愿要求行单侧骨科下肢手术且术中应用止血带患者80例，男32例，女48例，年龄75～85岁，ASA Ⅰ或Ⅱ级，设定止血带的压力为65 kPa，平均充气时间60～90 min。使用随机数字表法将试验患者随机分为四组：DEX预处理组（D1组）、DEX后处理组（D2组）、DEX预处理联合后处理组（D3组）及对照组（C组），每组20例。病例排除标准：①止血带时间<60 min;②限制性肺疾病和或肺功能检查一秒用力呼气容积占预计值百分比（FEV1%）<40%;③术中使用骨水泥者;④严重心血管疾病者;⑤严重的肝功能或者肾功能不全者;⑥肥胖（BMI>30 kg/m2）;⑦因其他原因研究人员认为不适合参加临床试验者。

1.2 麻醉前准备和监测

患者术前常规禁食、禁饮，未使用术前用药，入室后开放肘正中静脉通路，经静脉输注复方乳酸钠4～6 mL/（kg·h），监测心电图（ECG）、脉搏血氧饱和度（SpO2）、无创动脉压（BP）与心率（HR）。于局麻下行桡动脉穿刺，封肝素帽备做血气分析用。

1.3 麻醉方法

患者取右侧或左侧卧位，于L2～3或L3～4间隙行腰麻-硬膜外联合阻滞，蛛网膜下腔注射0.5%布比卡因（0.75%布比卡因2 mL混合10%葡萄糖注射液1 mL）2 mL后，予硬膜外置管。蛛网膜下腔给药后约45 min硬膜外注射0.75%罗哌卡因4～5 mL，手术完成前30 min停止硬膜外给药。整个研究过程控制感觉阻滞平面上限在T8以下，以维持患者自主呼吸。

采用双盲法给药，由同一麻醉护士抽取所有药物。DEX（江苏恒瑞医药股份有限公司，规格：2 mL∶0.2 mg）溶液配置方法为：2 mL DEX与48 mL 0.9%氯化钠注射液混合，此时DEX的浓度为4 μg/mL。

DEX预处理组（D1组）：腰麻-硬膜外联合阻滞完毕后，静脉注射1.0 μg/kg右美托咪定作为负荷剂量，10 min注射完毕，然后静脉输注0.5 μg/（kg·h）维持至放止血带时停止输注。

DEX后处理组（D2组）：止血带放气即刻，静脉注射1.0 μg/kg右美托咪定作为负荷剂量，10 min注射完毕，然后静脉输注0.5 μg/（kg·h）维持至术毕。

DEX预处理联合后处理组（D3组）：腰麻-硬膜外联合阻滞完毕后，静脉注射1.0 μg/kg右美托咪定作为负荷剂量，10 min注射完毕，然后静脉输注0.5 μg/（kg·h）维持至术毕。

对照组（C组）：腰麻-硬膜外联合阻滞完毕后，以等速度等容量生理盐水泵注并维持至术毕。

术中持续输注复方电解质注射液和羟乙基淀粉注射液，维持血液动力学平衡，并维持患者体温稳定在正常范围内。将试验中患者吸空气时SpO2<90%、需要氧疗、椎管内麻醉失败、发生血流动力学明显波动及其他严重并发症的患者剔除本研究。

所有药物及试剂均来于同一批号。术中所有手术操作全部由相同的手术医师完成，且关于麻醉和用药也均由同一主治以上的麻醉医师进行操作。同时，用药程序严格按照试验设计方法实行，尽一切可能将干扰因素减少到最低程度。

1.4 观察指标

四组患者均于止血带充气前即刻（T0）、止血带放气后30 min（T1）、放气后60 min（T2）、放气后2 h（T3）、放气后4 h（T4）5个时间点抽取1 mL桡动脉血样和5 mL肘正中静脉血样。

（1）1 mL桡动脉血样：应用i-STAT便携式血液分析仪（i-STAT公司，美国）进行血气分析，检测动脉血二氧化碳分压（PaCO2）、动脉血氧分压（PaO2）、肺泡-动脉血氧分压差（PA-aDO2）、呼吸指数（RI）、氧合指数（OI）等，推断患者氧合功能和肺换气的情况。

（2）5 mL肘正中静脉血样：使用肝素抗凝，在室温下以3000转/min的转速离心15 min，用移液管吸取上层血清装于灭菌的Eppendorf管中盖紧封口，低温-20℃保存。采用ELISA方法检测血浆肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白介素-8（IL-8）、丙二醛（MDA）和超氧化物歧化酶（SOD）浓度。

（3）记录术中心动过缓、心动过速、高血压、低血压、恶心呕吐、咳嗽咳痰等不良反应发生情况。

1.5 统计学方法

采用SPSS 19.0统计学软件进行分析，正态分布的计量资料以均数±标准差（x±s）表示，组间比较采用单因素方差分析，重复测量资料比较采用重复测量设计的方差分析。计数资料比较采用χ2检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 四组一般资料比较

四组患者年龄、BMI、止血带时间、手术时间比较，差异均无统计学意义（P>0.05），见表1。

2.2 不同时点PaCO2、PaO2、PA-aDO2、RI和OI变化情况

四组患者PaCO2组间及各时间点间比较，差异无统计学意义（P>0.05）。与T0时比较，四组患者T1～T3时PaO2、PA-aDO2、RI、OI比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。T4时四组PaO2、OI均降低，PA-aDO2和RI均升高（P<0.05）。与C组比较，D1～D3组T4时PA-aDO2和RI较低，PaO2、OI均较高（P<0.05），见表2。

2.3 不同时点血浆SOD、MDA、IL-8、TNF-α浓度变化

与T0时比较，T1～T4时四组血浆MDA、IL-8和TNF-α浓度升高，SOD浓度降低（P<0.05）。与C组比较，T1～T4时D1～D3组血浆MDA、IL-8及TNF-α浓度降低，SOD浓度升高（P<0.05）。与D1、D2组比较，T1～T3时D3组血浆MDA、IL-8及TNF-α浓度降低，SOD浓度升高（P<0.05），见表3。

2.4 不良反应发生率的比较

四组发生的不良反应均较轻微，可自行缓解或对症处理后好转，未见严重不良反应发生。术中C组发生恶心呕吐1例（5%），低血压1例（5%），无心动过缓、心动过速、高血压、咳嗽咳痰发生。D1组发生心动过缓6例（30%）、D2组发生心动过缓5例（25%）、D3组发生心动过缓7例（35%）、无心动过速、高血压、低血压、恶心呕吐、咳嗽咳痰发生。D1～D3组心动过缓发生率高于C组（P<0.05），余不良反应发生率组间均无显著差异（P>0.05）。各组患者均未出现药物过敏等不良反应。

3 讨论

止血带所引发的LIRI不仅能引起肢体局部组织细胞缺血缺氧，亦可导致肺组织等远隔器官损伤。肺脏作为最易受损的器官之一，对肢体缺血再灌注后产生的氧自由基、丙二醛及白细胞介素等炎性介质十分敏感而易诱发急性肺损伤或急性呼吸窘迫综合征，患者可在肢体缺血再灌注损伤后几小时出现肺顺应性下降、肺换气功能下降、氧合功能下降，肺通气/血流比值失调等肺损伤的临床表现[7]。临床上常以呼吸指数（RI）、肺泡-动脉血氧分压差（PA-aDO2）来评价肺换气功能，氧合指数（OI）来评价患者氧合功能，其中RI是反映肺弥散功能的重要指标，OI除去吸入氧浓度（FiO2）的影响，其结果比氧分压（PaO2）更可靠，更能作为体现肺氧合功能的特殊指标[8]。本研究结果显示，止血带松开后4 h时C组患者出现PaO2、OI降低，PA-aDO2和RI升高，而PaCO2无显著变化，提示止血带松开后患者发生肺换气功能和氧合功能损害，与既往研究结果[9，10]一致。本研究结果显示，与C组比较，止血带松开后4 h时D1～D3组PaO2、OI较高，PA-aDO2和RI较低，提示右美托咪定对缺血再灌注所导致的远隔肺损伤具有保护作用。PaO2、OI、PA-aDO2和RI在T1～T3时无明显变化，仅T4时出现显著变化，我们推测松开止血带后4 h时LIRI引起的炎症因子在肺部反应达高峰，毛细血管内皮细胞及肺泡上皮细胞损伤到一定程度才开始出现肺功能损伤的表现。

LIRI主要病理生理机制是氧自由基的脂质过氧化作用使机体氧化应激水平增强和中性粒细胞在炎症因子参与下介导的炎性级联反应[11]。止血带松开后，肢体血液供应恢复，氧自由基大量产生，并进一步生成过氧化物，过氧化物再降解为丙二醛（MDA），释放入血造成远隔器官的损伤。MDA是脂质过氧化反应产物，可以反映氧自由基损伤的程度，是体内脂质过氧化和再灌注损伤程度的一个客观指标[12]。超氧化物歧化酶（SOD）是机体最为重要的抗氧化损伤活性物质，反映机体自由基清除能力。SOD可以将脂质过氧化物转化为H2O2和水，而H2O2又可以被体内的过氧化氢酶转化为水，从而减轻再灌注损伤[13]。肿瘤坏死因子（TNF-α）是最早出现、最敏感的炎症因子之一。TNF-α可损伤血管内皮细胞，增加血管通透性，同时诱导产生IL-8为代表的趋化因子介导炎症反应。白介素-8（IL-8）在炎症反应中起更直接的介导作用，可以与中性粒细胞表面特异性受体结合，产生大量氧自由基，是导致局部炎性损伤反应和远隔组织损伤的重要炎性因子[14]。本研究中，松止血带后四组TNF-α、IL-8、MDA浓度均显著升高，而SOD浓度显著降低，说明机体发生缺血-再灌注损伤。但D1～D3组在松止血带后30 min、松止血带后60 min、松止血带后2 h，松止血带后4 h四个时间点的TNF-α、IL-8、MDA浓度均低于对照组，而SOD浓度高于对照组，说明右美托咪定具有一定的抗炎作用和抗氧化应激作用，可以减轻机体因止血带所致的缺血-再灌注损伤所引发的炎性反应和氧化应激水平，与相关[15，16]的报道结论一致。本研究发现，在T1～T3时D3组比D1、D2组血浆MDA、IL-8及TNF-α浓度降低，SOD浓度升高，在T4时，D1～D3组组间比较无明显差异。这说明右美托咪定预处理联合后处理在肺脏缺血再灌注损伤中的保护作用较单纯右美托咪定预处理或后处理强，且这种作用在T1～T3时更加明显。

DEX是一种新型的高选择性的α2肾上腺素受体激动剂，具有抗交感、镇静和镇痛的作用，并能抑制中性粒細胞的浸润、聚集和活性，诱导中性粒细胞凋亡，从而抑制炎性反应，进一步减轻组织的应激反应和缺血再灌注损伤[17，18]。右美托咪定对血流动力学影响较小，老年人应用安全性高，是临床常用的麻醉辅助用药。本研究中右美托咪定预处理组、右美托咪定后处理组和二者联合处理组的心动过缓发生率均高于对照组，予阿托品静脉给药后均能缓解，可能机制为右美托咪定减少内源性儿茶酚胺的释放以及交感神经紧张，反射性增强迷走神经冲动，引起心率降低[19，20]。这提示右美托咪定应用于本身有基础心脏疾病或伴心动过缓的高龄患者应谨慎。

综上所述，右美托咪定预处理、右美托咪定后处理和二者联合处理都能明显降低的氧化应激及炎症反应，对肺组织起到保护作用，且联合处理组在肢体缺血再灌注后肺损伤中的保护作用强。

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（收稿日期：2018-10-16）