心瓣膜病合并肺高压患者及换瓣术中血浆内皮素和一氧化氮浓度测定及意义

　　【摘要】　目的　探讨心瓣膜病合并肺高压(PH)病人及瓣膜置换术中血浆内皮素(ET)和一氧化氮(NO)水平变化及其病理生理作用。方法　21例病人(20～54岁)麻醉诱导后，采用Swan-Ganz导管技术测定平均肺动脉压(mPAP)，分成3组：即中、重度肺高压(mPAP＞30mmHg肺动脉收缩压与体动脉收缩压比值：Pp/Ps＞0.45)组(M&S-PH　n=8)；轻度肺高压(mPAP＞20mmHg　Pp/Ps＞0.25)组(mild-PH　n=7)及无肺高压(mPAP≤20mmHg　Pp/Ps≤2.5)组(no-PH　n=6)。经Swanz-Ganz导管采右房、肺动脉血，转流中采机器静脉血。应用放射免疫分析法检测血浆ET浓度，镀铜镉还原法测定血清NO2－/NO－3(反映NO水平)浓度。结果　两组伴肺高压病人麻醉诱导后，在肺动脉血ET和NO浓度明显高于右房血ET和NO浓度；M&S-PH组右房血ET浓度，CPB后30分钟时明显高于no-PH(P＜0.05)，CPB后60分钟时明显高于Mild-PH和no-PH组(分别P＜0.01)，且较麻醉诱导后显著增高(P＜0.05)。伴肺高压两组病人CPB前后NO浓度无明显变化，no-PH组CPB后30分钟时较麻醉诱导后明显降低(P＜0.05)。CPB后30、60分钟时，右房血ET与NO比值(ET/NO)较麻醉诱导后显著增加(分别P＜0.05，n=21)。麻醉诱导后，右房血ET/NO与Pp/Ps成正相关(r=0.609，P=0.001，n=21)。结论　内皮源性收缩因子和舒张因子间平衡在肺血管张力调节方面，具有重要功能和病理生理作用，CPB后伴肺高压的病人，ET增加和NO降低或不变或失衡，以ET效应为主，这可能加重肺损伤。

Changes of plasma endothelin and nitric oxide concentrations in patients with valvular heart desease associated with pulmonary hypertension undergoing valve replacement

LI Tieluo，TAN Xiujuan，GUO Qulian，et al.

　　Department of Anesthesia，Xiangya Hospital，Hunan Medical Universiry，Changsha 410008

　　【Abstract】 Objective This investigation was designed to evaluate the pathophysiological significance of endothelin (ET) and nitric oxide (NO) in patients with valve heart desease associated with pulmonary hypertesion (PH) and undergoing valve replacement.Methods Twenty patients，aged 20 to 54 years，whose mean pulmonary arterial pressures (mPAP) were obtained from Swan-Ganz catheter monitoring after induction of anesthesia，were divided into three groups：moderate or severe PH (M or S-PH) (mPAP＞30mmHg，pulmonary-to-systemic arterial systolic pressure ratio：Pp/Ps＞0.45，n=8)，mild PH (mPAP＞20mmHg，Pp/Ps＞0.25，n=7)，and non-PH (mРАР≤20mmHg，Рр/Ps≤0.25，n=6) group.Blood samples were obtained from right atrium (RA)，small pulmonary artry (PA) and venous line of CPB machine.ET level was determined by using radioimmunoassay.NO－2/NO－3 (reflecting NO level) was determined by copper coated with cadmium reduction method.Results ET and NO concentrations in PA were significantly higher than that in RA in both PH groups after the induction of anesthesia.ET concentration of RA in the group with M or S-PH was higher than that in the group with non-PH (P＜0.05) 30 min after CPB and was higher than that in the groups with mild PH and non-PH (P＜0.01) 60 min after CPB and increased significantly as compared with that after induction of anesthesia (P＜0.05).NO concentration did not change significantly in the groups with M or S-PH and mild PH before and after CPB.NO level in the group with non-PH 30 min after CPB decreased significantly as compared with that after induction of anes thesia.ET-to-NO ratio (ET/NO) of the RA blood significantly increased 30 and 60 min after CPB ascompared with that after induction of anesthesia (P＜0.05).There was a positive correlation between ET／NO of RA and Pp/Ps after induction of anesthesia (r=0.689，P＜0.01).Conclusion The imbalance between increased ET level and decreased or constant NO level after CPB in the patient with PH can contribute to dominant effects of ET，which may worsen lung injure.

　　【Key words】 Heart valve diseases Hypertension，pulmonary Nitric oxide Endothelins 　　为了解NO和ET在瓣膜病合并肺动脉高压形成机制中的作用及瓣膜置换术中的变化，采集患者血标本，检测ET及反映NO水平的亚硝酸盐和硝酸盐(NO－2/NO－3)，观察其浓度变化与肺动脉高压的关系及其对瓣膜置换术中肺动脉高压诊断和治疗的意义。

　　资料和方法

　　研究对象　慢性心瓣膜病人21例，男7例，女14例，年龄20～54(35.20±8)岁。术前无肝、肾、肺功能衰竭，均在体外循环(CPB)下行瓣膜置换术。麻醉前30分钟肌注吗啡0.08mg.kg－1和东莨菪碱0.06mg.kg－1。麻醉采用咪唑安定0.1mg.kg－1、芬太尼5～10μg.kg－1、潘库溴铵0.1mg.kg－1、依托咪酯0.2～0.3mg.kg－1诱导气管插管，咪唑安定、芬太尼、潘库溴铵维持。连接Datex气体监测仪，机械通气、纯氧吸入，维持PETCO2　4.26～4.66kPa，气管插管后经桡动脉穿刺置管，经右颈内静脉穿刺置入Swan-Ganz导管，连接Spacelabs　PCMS9030型生命体征监测仪。麻醉诱导后平均动脉压(MAP)基本稳定于麻醉诱导前水平(变异系数＜10%)时，测定平均肺动脉压(mPAP)，算出肺动脉收缩压与体动脉收缩压比值(Pp/Ps)。分成三组：中、重度肺动脉高压组(mPAP＞30mmHg，Pp/Ps＞0.45，n=8例)，轻度肺动脉高压组(mPAP＞20mmHg，Pp/Ps＞0.25，n=7例)，达到国内肺动脉高压诊断标准(mPAP＞20mmHg)［1］，无肺动脉高压组(mPAP＜20mmHg，Pp/Ps≤0.25，n=6例)。CPB血液稀释(Hct　18%～28%)，中度低温(25℃～28℃)鼻咽温)，术前未食用硝酸盐食物，术前、术中未使用硝酸脂类等特殊药物，CPB后微泵静注多巴胺2～5mg.kg－1.min－1。三组病人资料见表1：

　　表1　病例分组及一般资料比较(±s)

分组 无肺动脉高压

　　(no-PH)
 轻度肺动脉高压

　　(mild-PH)
 中、重度肺动脉高

　　压(M&S-PH)
 
例数 6
 7
 8
 
性别(男/女) 2/4 3/4 2/6
年龄(岁) 38.20±9.91 33.29±7.43 35.00±7.89
mPAP(mmHg) 17.80±2.28 24.86±2.67△ 37.88±7.68*
Pp/Ps 0.208±0.039 0.357±0.031△ 0.525±0.162
CPB时间(min) 88±22 98±48 97±30
ACC时间(min) 56±24 67±23 69±27
单/双瓣置换(例) 4/2 5/2 5/3

　　注：与NO-PH比较，△P＜0.05　与NO-PH及Mild-PH两组比较，P＜0.05　ACC：主动脉阻断

　　方法　血标本的采集与测定：麻醉诱导后测定mPAP同时采取右房(RA)、肺动脉(PA)血各4ml。在主动脉阻断30分钟时于机器静脉管道、开放升主动脉后30分钟、60分钟时于RA各采血4ml。在预先加有10%EDTANa230μl和抑肽酶40μl(1万U/ml)的试管中加入2ml血混匀；4℃　3　000r/min离心10分钟。取上层血清置-70℃冰箱保存待测ET。在另一试管加入2ml血，2　000r/min离心10分钟，取上层血清，置-70℃冰箱保存待测NO－2/NO－3。按东亚免疫技术研究所试剂盒说明书操作，采用竞争放射免疫非平衡法(单管)测定ET，采用比色法测定NO－2/NO－3并计算NO含量。

　　统计学处理　数据以x±s表示，先进行三组间方差齐性检验，方差齐则进一步作三组间两两比较的q检验。如方差不齐采用秩和检验，取α=0.05，P＜0.05为显著差异，对有相关趋势的变量作直线相关分析，用t检验验证，P＜0.05有统计学意义。

　　结　果

　　麻醉诱导后，中、重度和轻度肺高压组肺动脉血ET和NO浓度均明显高于右房血ET和NO浓度(分别为P＜0.05，P＜0.01和P＜0.01，P＜0.01)，非肺高压组无显著差异。此时右房血ET/NO与Pp/Ps成正相关(r=0.689　P＜0.001　n=21例)。

　　血液稀释后ET和NO浓度均未校正，因为未校正的血浆值比校正值更有生理意义。中、重度肺高压组右房血ET浓度，CPB后30分钟时明显高于非肺高压组(P=0.01)，CPB后60分钟时明显高于轻度肺高压组和非肺高压组(分别P＜0.01)，且此时与麻醉诱导后右房血ET浓度比较显著增高(P＜0.05)。伴肺高压两组病人右房血NO、CPB前后无明显变化；CPB后30分钟时，非肺高压组右房血NO较麻醉诱导后明显降低(P＜0.05)。CPB后30、60分钟时右房血ET/NO比值较麻醉诱导后明显增高(40.55±27.44、47.64±2.795、31.15±21.75，分别为P＜0.05，n=21例)，见表2。

　　表2　三组ET、NO浓度测定值(x±s)

　 ET(pg/ml) NO(nmol/ml)
no-PH Мild-РН M&S-PH no-PH Мild-РН M&S-PH
AIA 86.57±13.37 103.47±29.17 106.71±21.62 3.80±1.75 4.31±1.31 3.67
PA
AIA 73.43±18.18 77.36±23.89△△ 　86.37±23.18△ 3.49±0.82 3.24±1.27△△ 2.77±1.12△△
RA
CPB中30分 50.93±19.47 72.26±22.79 70.88±23.96* 3.22±1.08 2.05±1.43 3.07±1.37
CPB后30分 66.82±16.29 85.71±21.13 99.84±12.25＋ 2.35±0.86* 3.61±1.48 2.941.99
CPB后60分 74.67±13.08 89.29±24.46 109.45±12.41*++ 3.53±1.91 3.52±1.65 0.91

　　注：与组内PA值比较，△P＜0.05　△△P＜0.01　与组内及麻醉诱导后(AIA)RA值比较，△P＜0.05　△△P＜0.01　与no-PH组比较，＋P＜0.01　与no-PH和Mild-PH组比较，++p＜0.01

　　讨　论

　　内皮素(ET)是1988年由日本学者Yanagisawa［2］等从猪主动脉内皮细胞中分离出来的，由21个氨基酸组成的多肽物质。Yoshibayashi［3］等发现先天性肺高压患者的血浆ET浓度明显比非肺高压患者的高，且肺动脉及肺静脉血浆ET浓度明显高于右房ET浓度，认为肺循环合成ET增多，可能参与肺高压的病理生理过程。NO是体内内皮依赖舒张因子的主要成分，它具有强大的舒张血管，抑制平滑肌细胞增生，抑制血小板、白细胞粘附等重要功能［4］。

　　本研究结果显示心瓣膜病合并肺高压病人，肺动脉血ET和NO浓度明显高于右房血ET和NO浓度，无肺高压组无明显差异。肺动脉血ET增高的机制可能为血流增多对肺动脉壁的压力增加，刺激内皮细胞产生过多的内皮素。Giald［5］等发现肺动脉高压时肺组织中内皮素前体原mRNA表达增加，说明肺动脉高压时肺循环局部ET合成增多，可能是防止肺水肿的一种保护性机制。NO与ET的作用相互协调、相互制约，ET与血管平滑肌上的ET-A受体结合则引起持续的缩血管效应，而与内皮细胞上的ET-B受体结合可促进NO的释放，故其肺动脉血NO伴生成升高，两者在较高水平重新达到平衡。NO还通过cGMP介导抑制ET的合成和抑制DNA的有丝分裂，从而拮抗ET的缩血管和促血管平滑肌细胞增生的效应［6］。

　　CPB后瓣膜病伴肺高压病人血浆ET浓度明显增高，尤其中、重度肺高压组。血浆ET的清除途径有肺部、平滑肌和肾脏，其中肺是主要代谢场所。Randall［7］等发现血清中ET首次通过肺循环时50%～60%被清除。中、重度肺高压病人可能为肺循环异常，肺组织对ET的清除减少，致血浆ET升高；缺血再灌及血小板聚集，TBX2和血管紧张素Ⅱ升高直接刺激血管内皮细胞产生ET［8］，而轻度肺高压组和无肺高压组可能只有后一因素。

　　CPB后NO不变或降低可能为NO合成底物——L-arg耗竭；NO合成酶(NOS)活性降低；再灌早期大量氧自由基灭活NO，抑制NOS；内皮细胞的损伤破坏了其上的L-arg转运系统。此低温肺缺血/再灌后，内皮源性收缩因子和舒张因子失衡，以ET增加为主，影响术后恢复。因为ET增加中性粒细胞粘附到血管内皮细胞引起内皮功能损伤，而NO抑制内皮粘附分子的表达，抑制中性粒细胞内皮粘附和血小板聚集，促进内皮功能恢复［9］，ET和NO失衡还通过肺循环内激活中性白细胞聚集，加重缺血后再灌注损伤。但这还受其他因素的影响，除ET和NO外，还有另一些物质可影响肺血管张力，如TBX2、PGI2、儿茶酚胺、肾素血管紧张素、心钠素、脑利钠肽等，也可能是基于这些因素，CPB后ET/NO与Pp/Ps未见相关性。

　　总之，研究结果表明，瓣膜病合并肺高压病人，肺动脉血ET和NO浓度均明显高于右房血ET和NO浓度，瓣膜病患者右房血ET/NO与Ps/Ps成正相关；合并肺高压的病人CPB后ET升高和NO不变而致失衡，主要是内皮源性缩血管因子ET效应为主，而肺的内皮功能不全可加重损伤。

　　参考文献

　　1　黄振文，崔文祥，杨文秀，等.实用心脏病学手册.第1版.北京：中国医药科技出版社，1991.90-395.

　　2　Yanagisawa M，Kurihara H，Kimura S，et al.A novel potent vasoconstrictor peptide produced by vascular endothelial cells.Natru-

　　e，1988，332：411-415.

　　3　Yoshibayashi M，Nighioka K，Nabao K，et al.Plasma endothelin concentration in patients with pulmonary hypertension associated with congenital heart defects.Circulation，1991，84：2280-2284.

　　4　Moncada S，Palmer RMJ，Higgs EA.Nitric oxide：physiology，pathophysiology and pharmacology.Pharmacol Rev，1991，43：109-142.

　　5　Giald A，Yanagisawa M，Langleben D，et al.Expression of ET-1 in the lungs of patients with pulmonary hypertension.N Engl J Med，1993，328：1732-1739.

　　6　冯晓东，蔡英年.ET-1和NO对肺动脉平滑肌细胞DNA分子的作用及缺氧对其调节机理的研究.中国医学科学院学报，1995，17：127-129.

　　7　Randall.Vascular activities of the endothelins，Pharmacol Ther，1991，50：73-93.

　　8　Komai H，Adatia IT，Elliott MJ，et al.Increased plasma levels of endothelin-1 after cardiopulmonary bypass in the patients with pulmonary hypertension and congenital heart desease.J Thorac Cardiovasc Surg，1993，106：473-478.

　　9　Hiramatsu T，Forbess JM，Miura T，et al.Effects of L-arginine and L-NAME on recovery of neonatal lamb hearts after cold cardioplegic ischemia.Evidence for an important role for endothelial production of nitric oxide.J Thorac Cardiovasc Surg，1995，109：81-97.