右美托咪定对心肌缺血再灌注后eNOS、HIF-1α、AQP1水平的影响.pdf

10LAMBRECHT B N,HAMMAD H.The immunology of theallergy epidemic and the hygiene hypothesisJ.Nat Immunol,2017,18(10):1076-1083.11FREEMAN G J,CASASNOVAS J M,UMETSU D T,et al.TIM genes:a family of cell surface phosphatidylserinereceptors that regulate innate and adaptive immunityJ.Immunol Rev,2010,235(1):172-189.12胡宝吉,薄禄龙,邓小明.T 细胞免疫球蛋白及黏蛋白域蛋白 3 的研究进展J.临床麻醉学杂志,2014,30(2):196-198.13YUAN L P,LING L,BO H.T-cell immunoglobulin andmucin-domain-containing molecule-1 in peripheral bloodmononuclear cells in Henoch-Sch觟nlein purpuraJ.IndianPediatr,2012,49(3):225-227.14FU J,LIN S H,WANG C J,et al.HMGB1 regulates IL-33 expression in acute respiratory distress syndromeJ.IntImmunopharmacol,2016,38:267-274.收稿日期 2022-09-22*基金项目南通市科学技术局社会民生科技计划原面上项目(MS12021094)*作者简介花倩袁女袁汉族袁生于 1987 年 12 月袁江苏省淮安市人袁硕士袁研究方向院麻醉药物对心血管及中枢神经系统的影响遥*通信作者秦毅彬袁电话院0513-81160301袁E-mail:南 通 大 学 学 报 渊 医 学 版 冤Journal of Nantong University(Medical Sciences)2023 颐 43渊3冤DOI:10.16424/32-1807/r.2023.03.005引文格式院 花倩,孟蓓,秦毅彬.右美托咪定对心肌缺血再灌注后 eNOS尧HIF-1琢尧AQP1 水平的影响J.南通大学学报(医学版),2023,43(3)颐220-223.右美托咪定对心肌缺血再灌注后 eNOS尧HIF-1琢尧AQP1 水平的影响*花倩*袁孟蓓袁秦毅彬*(南通大学附属医院麻醉科袁南通 226001)摘要目的院观察右美托咪定(Dexmedetomidine,DEX)对心肌缺血再灌注后丙二醛(malondialdehyde,MDA)尧内皮源性一氧化氮合酶(endothelial nitric oxide synthase,eNOS)尧缺氧诱导因子 1琢(hypoxia-inducible factor 1琢,HIF-1琢)尧水通道蛋白 1(aquaporin 1,AQP1)水平的影响袁探讨抑制体外循环心肺转流(cardiopulmonary bypass,CPB)术后低心排血量状态的细胞分子机制遥 方法院选取 2021 年 5 月要2022 年 6 月在南通大学附属医院行 CPB 心内直视择期手术患者 45 例袁按随机数字表法分为常规麻醉组(对照组)尧常规麻醉+低剂量 DEX 组(DEX1 组)和常规麻醉+高剂量 DEX 组(DEX2 组)袁每组 15 例遥 常规麻醉院面罩吸氧去氮后袁依次静脉注射依托咪酯尧咪达唑仑尧丙泊酚尧维库溴铵尧舒芬太尼行麻醉诱导袁肌松后气管插管尧机械控制呼吸曰使用丙泊酚尧瑞芬太尼尧维库溴铵行麻醉维持袁维持术中血流动力学稳定遥 DEX1 组院常规麻醉基础上袁麻醉前 10 min 单次予 0.3 滋g/kg DEX 静脉慢注袁再予 0.8 滋g/(kg 窑 h)DEX 静脉维持曰DEX2 组院在常规麻醉基础上袁麻醉前 10 min 单次予 0.6 滋g/kg DEX 静脉慢注袁再予 1.2 滋g/(kg 窑 h)DEX 静脉维持遥 比较 3 组患者一般情况和MDA尧HIF-1琢尧eNOS尧AQP1 水平遥结果院各组患者基本情况差异无统计学意义(P跃0.05)遥患者心脏复跳(T1)尧复跳后 15 min(T2)时 MDA 水平与麻醉诱导前(T0)比较袁对照组和 DEX1 组显著增高(P0.05)袁DEX2 组差异无统计学意义(P跃0.05)曰与对照组比较袁T1尧T2 时 DEX2 组显著降低(P0.05)袁DEX1 组差异无统计学意义(P跃0.05)遥 T2 时 DEX1 组 HIF-1琢尧eNOS尧AQP1 水平与对照组比较差异无统计学意义(P跃0.05)袁DEX2 组较对照组显著增高(P0.05)曰与 DEX1 组比较袁DEX2 组HIF-1琢尧eNOS尧AQP1 水平均显著增加(P0.05)遥 结论院DEX 术前预处理可能是干预 CPB 心内直视手术后心肌缺血再灌注损伤的对策袁内皮细胞 eNOS/HIF-1琢-AQP1 可能是临床改善术后低心排血量状态的重要信号通路遥关键词体外循环心肺转流曰右美托咪定曰内皮源性一氧化氮合酶曰缺氧诱导因子 1琢曰水通道蛋白 1中图分类号R614.1文献标志码A文章编号1674-7887渊2023冤03-0220-04Effect of dexmedetomidine on eNOS,HIF-1琢 and AQP1 level aftermyocardial ischemia-reperfusion*HUA Qian*,MENG Bei,QIN Yibin*(Department of Anesthesiology,the Affiliated Hospital of Nantong University,Nantong 226001)AbstractObjective:To observe the effects of dexmedetomidine(DEX)on levels of malondialdehyde(MDA),endothelialnitric oxide synthase(eNOS),hypoxia-inducible factor 1琢(HIF-1琢)and aquaporin 1(AQP1)after myocardial ischemia-reperfusion;and to explore the cellular and molecular mechanism of inhibiting low cardiac output after the cardiopulmonary bypass(CPB)surgery.Methods:A total of 45 patients undergoing elective CPB open-heart surgery in Affiliated Hospital of Nantong Univer鄄sity from May 2021 to June 2022 were selected and divided into routine anesthesia group(control group),routine anesthesia+220窑窑低心排血量状态与心肌缺血再灌注(ischemia-reperfusion,I/R)损伤、水肿和毛细血管渗漏综合征密切相关，是体外循环心肺转流(cardiopulmonarybypass,CPB)心内直视手术预后的重要因素1。高选择性 琢2 肾上腺素受体激动剂右美托咪定(dexmedeto原midine,DEX)是围术期常用的镇静和镇痛药，通过内皮源性一氧化氮合酶(endothelial nitric oxide synthase,eNOS)对心脏 I/R 损伤产生保护作用2。本研究拟术前使用 DEX，观察对组织缺氧间接标志物缺氧诱导因子 1琢(hypoxia-inducible factor 1琢,HIF-1琢)、跨膜水通道家族水通道蛋白 1(aquaporin 1,AQP1)和氧化应激标志物丙二醛(malondialdehyde,MDA)的影响，进一步探讨 CPB 心内直视手术后低心排血量状态的可能机制。1资料和方法1.1一般资料选取 2021 年 5 月2022 年 6 月在南通大学附属医院行 CPB 心内直视择期手术患者45 例，根据数字随机表法分为常规麻醉组(对照组)、常规麻醉+低剂量 DEX 组(DEX1 组)和常规麻醉+高剂量 DEX 组(DEX2 组)，每组 15 例。本研究经南通大学附属医院伦理委员会批准(伦理审查编号：2022-K125-01)，患者及家属签署知情同意书。1.2麻醉方法术前禁食、禁饮 8 h。入室后监测心电图、血压、脉搏氧饱和度；右颈内静脉穿刺置管，监测中心静脉压(central venous pressure,CVP)；左桡动脉穿刺置管监测有创动脉血压。3 组均予常规麻醉：术前 30 min 静脉注射长托宁 0.5 mg。诱导：面罩预吸氧去氮 5 min，依次静脉注射 0.3 mg/kg 依托咪酯、0.050.06 mg/kg 咪达唑仑、1.52.5 mg/kg 丙泊酚、0.01 mg/kg 维库溴铵、0.30.5 滋g/kg 舒芬太尼，肌松后行气管插管。维持：46 mg/(kg h)丙泊酚、0.2 滋g/(kg h)瑞芬太尼、0.10.15 mg/(kg h)维库溴铵注射液；机械控制呼吸，呼吸频率 1112 次/min、潮气量 79 mL/kg，吸颐呼比为 1颐2。DEX1 组患者麻醉前 10 min 单次予 0.3 滋g/kg DEX 静脉慢注，再予0.8滋g/(kg h)DEX静脉维持；DEX2组患者麻醉前 10 min单次予 0.6 滋g/kg DEX 静脉慢注，再予 1.2 滋g/(kg h)DEX 静脉维持。维持术中血流动力学稳定，保持血压及心率在麻醉前基础值的依20%范围内波动，术中血压降低超出基础值 20%时，给予多巴胺 310 滋g/(kg min)静脉泵注，或静脉注射适量去氧肾上腺素。当心率约50 次/min 并影响循环稳定时，给予阿托品 0.5 mg 静脉注射。术中根据 CVP、出血量、尿量、血压、心率等指标调整补液速度、补液量及液体种类。1.3MDA 检测各组在麻醉诱导前 5 min(T0)、心脏复跳时(T1)、心脏复跳后 15 min(T2)收集外周血low-dose DEX group(DEX1 group)and routine anesthesia+high-dose DEX group(DEX2 group),with 15 cases in each group.Routine anesthesia:After oxygen and nitrogen removal in the mask,etomidate,midazolam,propofol,vecuronium bromide andsufentanil were sequentially intravenously injected to induce anesthesia.After muscle relaxation,endotracheal intubation wasperformed and breathing was mechanically controlled.Propofol,remifentanil and vecuronium bromide were used to maintainthe hemodynamic stability during the operation.DEX1 group:Based on conventional anesthesia,10 min before anesthesia,0.3 滋g/kg DEX was injected intravenously,and 0.8 滋g/(kg 窑 h)DEX was maintained intravenously.DEX2 group:On the basisof conventional anesthesia,0.6 滋g/kg DEX was injected intravenously 10 min before anesthesia,and then 1.2 滋g/(kg 窑 h)DEXwas maintained intravenously.The general situation and the levels of MDA,HIF-1琢,eNOS and AQP1 in the above threegroups were compared.Results:There was no statistically significant difference in the basic condition among all groups(P跃0.05).Compared with before anesthesia induction(T0),the MDA levels of patients at cardioversion(T1)and 15 min after cardioversion(T2)were significantly higher in the control group and DEX1 group(P0.05).Compared with the control group,the DEX2 group showed a significant decrease(P0.05).There was no statistically significant dif鄄ference in the levels of HIF-1琢,eNOS,and AQP1 between the DEX1 group and the control group at T2(P0.05),while the DEX2group showed a significant increase compared with the control group(P0.05).Compared with the DEX1 group,the levels ofHIF-1琢,eNOS,and AQP1 in the DEX2 group were significantly increased(P0.05).Conclusion:Preconditioning with DEXbefore surgery may be a strategy to intervene myocardial ischemia-reperfusion injury after open heart surgery of CPB,and eNOS/HIF-1琢-AQP1 in endothelial cells may be an important signaling pathway to improve postoperative low cardiac output.Key wordscardiopulmonary bypass;dexmedetomidine;endodermal nitric oxide synthase;hypoxia-inducing factor 1琢;aquaporin 1花倩，等.右美托咪定对心肌缺血再灌注后 eNOS、HIF-1琢、AQP1 水平的影响221窑窑南 通 大 学 学 报(医 学 版)2023 颐 43渊3冤液，采用硫代巴比妥酸法(试剂购于南京建城生物工程)测定 MDA 水平。1.4蛋白免疫印迹法各组在心脏复跳后 15 min取部分心耳组织低温保存待用。将收集的组织加入蛋白裂解液于 4 益离心提取总蛋白并变性。蛋白电泳后转膜，用 5%脱脂牛奶室温封闭 2 h，再分别加HIF-1琢 抗体(1颐200,Abcam)、eNOS 抗体(1颐500,Pro原teintech)、AQP1 抗体(1颐200,Santa Cruz)4 益孵育过夜，用 Tris 缓冲液吐温 20(tris-buffered saline Tween-20,TBST)冲洗 15 min伊3 次后加入二抗，室温摇床孵育2 h，最后 TBST 冲洗 15 min伊3 次，加显色剂使条带显色。所有条带使用 Image J 图像软件分析，以 茁-actin为内参照，以各组目的蛋白与各组内参蛋白灰度值的比值表示各组目的蛋白的相对表达量。1.5统计学方法采用 SPSS 20.0 统计软件进行分析。计量资料以x 軃 依s 表示，组内比较采用重复测量数据的方差分析，两组间比较采用 t 检验，计数资料比较采用 字2检验，多组间比较采用单因素方差分析。P约0.05 为差异有统计学意义。2结果2.1各组患者一般资料的比较各组患者年龄、性别、体质量和术中尿量、出血量、心脏停搏时间、术中补液量比较差异均无统计学意义(均 P跃0.05)，见表 1。2.2各组患者 MDA 水平的比较与 T0 比较，T1、T2 时对照组和 DEX1 组 MDA 水平均显著增高(P0.05)，DEX2 组无显著变化(P跃0.05)；与对照组比较，T1、T2 时DEX2 组显著降低(P0.05)，DEX2 组均显著增加(P0.05)；与 DEX1 组比较，DEX2 组均显著增加(P0.05)，见图1。组别年龄/岁 男/女 体质量/kg 尿量/mL出血量/mL 心脏停搏时间/min 术中补液量/mL对照组52.7依6.5 7/8 66.3依09.0 566.3依49.6 416.6依53.256.9依21.81 473.4依234.2DEX1 组 51.3依8.6 6/9 67.5依11.3 567.5依53.3 466.4依58.154.3依15.71 540.8依218.3DEX2 组 54.3依8.6 7/8 64.5依13.3 567.5依59.8 426.4依48.151.3依17.11 540.8依218.3表 1各组患者基本情况比较(n=15,x軃依s)注：与 T0 比较，*P约0.05；与对照组比较，#P0.05。组别T0T1T2对照组4.13依0.435.48依0.47*5.89依0.54*DEX1 组4.01依0.255.25依0.51*5.39依0.47*DEX2 组4.01依0.254.24依0.41#4.39依0.38#表 2DEX 对患者 MDA 水平的影响(n=15,x軃依s,nmol/mg)3讨论细胞膜中多价不饱和脂肪酸最易受氧自由基攻击而发生脂质过氧化，MDA 是细胞脂质过氧化和氧化应激标志物，可直接反映组织中氧自由基水平3。本研究发现，心脏复跳后 MDA 持续显著增加，术前泵注 DEX 后，可持续抑制再灌注后MDA 显著增加。表明 CPB 心内直视手术显著上调氧自由基水平，诱导细胞脂质过氧化，导致心肌 I/R 损伤；DEX 通过预适应保护，降低再灌注后细胞脂质过氧化水平，抑制心肌 I/R 损伤。与文献4报道“电针联合 DEX，通过增加氧自由基系统中血清超氧化物歧化酶和三磷酸腺苷含量，减少 MDA 和活性氧的产生，对心肌 I/R大鼠氧化应激损伤产生保护作用”的结果一致。一氧化氮(nitric oxide,NO)是内皮源性血管舒张剂，在有害因素刺激下抑制其合成，通过促使血管舒注：与对照组比较，#P0.05，#P0.01；与 DEX1 组比较，*P0.01。图 1DEX 对患者 HIF-1琢尧eNOS尧AQP1 水平的影响HIF-1琢eNOSAQP1茁-actin茁-actin茁-actin对照组DEX1 组DEX2 组1.51.00.50.0#*#*#*1.51.00.50.01.00.80.60.40.30.0对照组DEX1 组DEX2 组对照组DEX1 组DEX2 组222窑窑缩异常，诱导心肌细胞损伤5，内皮细胞和 eNOS/NO在保护心脏 I/R 损伤中起重要作用6，CPB 术后促使患者 NOS 功能障碍7；HIF-1 是损伤反应主要调节因子，HIF-1琢 是组织缺氧间接标志物，缺氧条件下稳定性增加，通过靶基因提高组织对缺氧的耐受性8，通过降低微血管通透性，保护心脏免受急性I/R9；AQP 是促进水和不带电溶质双向扩散的跨膜水通道家族，在保护细胞微环境中起重要作用10，AQP1 由血管内皮细胞表达，通过细胞膜水传输在组织水肿形成和消退中起重要作用11，其表达水平与心肌水肿密切相关12；本研究术前泵注 DEX 后，呈剂量依赖性上调 eNOS、HIF-1琢、AQP1 水平。表明 DEX 预处理通过上调以上细胞因子水平，提高组织、细胞对缺氧耐受，诱导微血管舒张、促使内皮屏障水传输功能，抑制再灌注后心肌水肿和微血管内径狭窄，改善手术后低心排血量状态。研究13-15显示，激活 eNOS/NO 增加 HIF-1琢 的表达，在心肌 I/R 损伤中起保护作用，NO 供体硝酸甘油通过激活 AQP1，改善 CPB术后红细胞变形能力，稳定 HIF-1琢 水平通过降低 AQP1水平和微血管通透性，减少心肌梗死后细胞凋亡，提示 HIF-1琢-AQP1 可能是eNOS/NO 干预 CPB 心内直视手术预后的重要下游靶点。综上所述，DEX 术前预处理可能是干预 CPB 心内直视手术预后的重要对策，内皮细胞 eNOS/HIF-1琢-AQP1 可能是改善术后低心排血量状态的重要信号通路。参考文献1EGAN J R,BUTLER T L,COLE A D,et al.Myocardialischemia is more important than the effects of cardiopul鄄monary bypass on myocardial water handling and postop鄄erative dysfunction:a pediatric animal modelJ.J ThoracCardiovasc Surg,2008,136(5):1265-1273.2YOSHIKAWA Y,HIRATA N,KAWAGUCHI R,et al.Dexmedetomidinemaintainsitsdirectcardioprotectiveeffect against ischemia/reperfusion injury in hypertensivehypertrophied myocardiumJ.Anesth Analg,2018,126(2):443-452.3KHOUBNASABJAFARI M,SOLEYMANI J,JOUYBAN A.Avoid using spectrophotometric determination of malondi鄄aldehyde as a biomarker of oxidative stressJ.BiomarkMed,2018,12(6):551-554.4ZHANG Y J,LU S J,WANG H Y,et al.Effects of elec鄄troacupuncture with dexmedetomidine on myocardial isch-emia/reperfusion injury in ratsJ.Ann Palliat Med,2022,11(9):2916-2922.5CHATZIANASTASIOU A,BIBLI S I,ANDREADOU I,etal.Cardioprotection by H2S donors:nitric 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