鎂在心臟手術(shù)中的作用(精)

1、 鎂在心臟手術(shù)中的作用尤新民綜述上海第二醫(yī)科大學(xué)附屬新華醫(yī)院麻醉科上海市200092鎂是許多細(xì)胞內(nèi)反應(yīng)必需的一種輔酶，它可以調(diào)節(jié)心臟的電生理傳導(dǎo)和心肌收縮性。雖然心臟手術(shù)常導(dǎo)致鎂缺乏，但難以診斷。許多因素如體外循環(huán)、排泄增加以及手術(shù)引起的神經(jīng)內(nèi)分泌反應(yīng)會(huì)干擾鎂代謝。這些改變不僅產(chǎn)生明顯的心臟癥狀，如心律失常和心功能下降，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)功能紊亂。積極處理鎂代謝可以改善許多電解質(zhì)失衡以及由此帶來(lái)的問(wèn)題。另外，鎂可以作為藥物抑制缺血期心肌損傷。本文旨在介紹當(dāng)前該領(lǐng)域的知識(shí)以及明確一些復(fù)雜問(wèn)題。在20世紀(jì)人們發(fā)現(xiàn)1鎂是細(xì)胞內(nèi)多種酶的輔酶，包括那些與能量產(chǎn)生和消耗相關(guān)的酶，如糖酵解途徑的己糖激酶和肌球

2、蛋白三磷酸酶。ATP與鎂的關(guān)系密切，組織中鎂的含量與該組織新陳代謝活度高度相關(guān)。鎂和ATP在腦、肌肉和紅細(xì)胞中的含量逐漸下降。心臟左室含有的鎂和ATP數(shù)量最多，而右心室和心房的鎂與ATP含量降低。Mg2+可作為細(xì)胞膜Ca2+、K+和Na+轉(zhuǎn)運(yùn)通道和離子泵的調(diào)節(jié)劑。在肌纖維收縮時(shí)它調(diào)節(jié)Ca2+和肌鈣蛋白復(fù)合物的連接，提高細(xì)胞和細(xì)胞外鎂含量可使平滑肌舒張。靜脈注入鎂離子可以增加心輸出量，左室搏出量，冠脈舒張引起冠脈血流增加以及體循環(huán)舒張。注射鎂后心血管狀態(tài)改變的程度與Mg2+濃度和注射速度相關(guān)，注射低劑量時(shí)產(chǎn)生的心血管變化并不明顯。增加細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞外鎂含量可提高心肌細(xì)胞靜息膜電位，減慢竇房結(jié)和房室

3、結(jié)的傳導(dǎo)，增加除極化速率。因此Mg2+代謝的改變，主要是乂82+缺乏，可能對(duì)心血管系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果，如心肌舒張順應(yīng)性下降、收縮力減弱、心房和心室異常節(jié)律的發(fā)生率增加等4。心臟手術(shù)鎂代謝的改變主要通過(guò)3種方式5：體外循環(huán)、心肌缺血損傷、術(shù)后鎂丟失。體外循環(huán)：成人體外循環(huán)開(kāi)始時(shí)的低鎂血癥是預(yù)充液引起的稀釋性低鎂血癥（預(yù)充液中鎂濃度只有0.25mmol/L）。因此整個(gè)血漿鎂濃度下降了19%，從0.79mmol/L降至0.67mmol/L。該濃度可以在手術(shù)期間，直到患者送入監(jiān)護(hù)病房保持不變。心肌缺血/損傷：通過(guò)測(cè)量CPB前后心肌和骨骼肌活檢組織的鎂含量顯示，在骨骼肌中鎂含量下降2.9%，心肌中鎂含量

4、下降13%。這些研究說(shuō)明，CPB引起的低鎂血癥同時(shí)造成全身細(xì)胞的鎂丟失，而心肌缺血期會(huì)進(jìn)一步降低心臟的鎂含量。術(shù)后鎂丟失：進(jìn)入監(jiān)護(hù)病房時(shí)下降的鎂濃度在術(shù)中是維持不變的，這一直持續(xù)到術(shù)后第一天。到術(shù)后第五天，血漿鎂濃度較術(shù)前增加19.5。尿中鎂可反映血漿鎂的變化，術(shù)后第一天較術(shù)前下降47，而術(shù)后第五天較術(shù)前增加了25。根據(jù)尿鎂和血漿鎂濃度的反映關(guān)系，這種改變并不是減少M(fèi)gZ+排泄的生理改變，而是術(shù)后細(xì)胞內(nèi)Mg2+含量降低使細(xì)胞外Mg2+含量增加。心臟手術(shù)術(shù)后鎂缺乏與心肌收縮力下降和心律失常可能性增加有關(guān)28，29。這些并發(fā)癥被認(rèn)為是可以預(yù)防或者可以逆轉(zhuǎn)的。一、體外循環(huán)（CPB）血液稀釋是CPB中

5、最先引起低鎂血癥的原因。Saturn等認(rèn)為CPB中的預(yù)充液不是引起低鎂血癥的唯一因素，在CPB前麻醉中輸注的其他液體也會(huì)造成鎂丟失。在所有輸液中補(bǔ)充鎂能夠防止血清和心肌鎂的缺乏。CPB前輸入16mmol/L的含鎂液提高血漿鎂濃度至正常上限，可使心肌鎂含量在基礎(chǔ)水平以上，能夠預(yù)防心律失常的發(fā)生6。使用StThomas心肌保護(hù)液（含鎂1216mmol/L）可防止CPB引起的低鎂血癥，可保持心肌正常的鎂含量7。用該溶液，單次負(fù)荷量中55在第一天排出，但是直到術(shù)后第一天和第二天依然維持鎂的正平衡。盡管存在正平衡，Vyvyan8等報(bào)道一組130例成年患者中30發(fā)生低鎂血癥，也報(bào)道9顯示，兒童術(shù)后低鎂血癥

6、發(fā)生率為34。常規(guī)接受含鎂的心肌保護(hù)液的患者，心律失常的發(fā)生率明顯下降，即使由心律失常也主要為房性或結(jié)性心動(dòng)過(guò)速以及室性異位節(jié)律，與血漿總的鎂或解離鎂的水平并不相關(guān)。這種臨床癥狀與血漿鎂濃度不一致被解釋為血漿鎂濃度難以反映機(jī)體和細(xì)胞內(nèi)鎂的變化。二、心肌缺血損傷已有許多臨床和實(shí)驗(yàn)研究探討了加鎂的心肌保護(hù)液對(duì)心肌缺血損傷更具有保護(hù)作用并且減少術(shù)后心律失常的發(fā)生率。有研究10顯示，心肌缺血一段時(shí)間后，使用含硫酸鎂的高鉀心肌保護(hù)液的大鼠，其主動(dòng)脈壓力可以恢復(fù)到實(shí)驗(yàn)前的96，而使用無(wú)鎂的心肌保護(hù)液大鼠，其壓力只能達(dá)到實(shí)驗(yàn)前的76.。5傳統(tǒng)的低溫方法可以增加含鎂心肌保護(hù)液的心肌保護(hù)作用。另有1研1究顯示，

7、經(jīng)含鎂的心肌保護(hù)液灌注后的心臟其左室功能的恢復(fù)和順應(yīng)興得到了明顯的改善。加入鎂后產(chǎn)生的保護(hù)作用受其他陽(yáng)離子濃度和心肌成熟度的影響。等在大鼠模型上檢驗(yàn)了不同和配比的晶體心肌保護(hù)液的作2用。當(dāng)濃度為和，而濃度為時(shí)可獲得最2佳保護(hù)作用，當(dāng)濃度為或更低時(shí)，會(huì)產(chǎn)生顯著的心肌功能障礙，在這種情況下即使增加鎂的濃度也無(wú)用，這被認(rèn)為是鈣的矛盾作用造成的。等研究顯示，低鈣心肌保護(hù)液灌注的心臟其缺血后損傷較含鈣量正常的保護(hù)液灌注的心臟輕。在這兩項(xiàng)研究中通過(guò)加入鎂可改善含鈣正常量心肌保護(hù)液的心肌缺血損傷，并可以維持含量和心肌收縮性。然而在低鈣保護(hù)液中加入鎂是否會(huì)增加心肌保護(hù)作用卻得到了矛盾的結(jié)果。防止心肌損傷的機(jī)制

8、還不是十分清楚。但是人們已經(jīng)驗(yàn)證了一些可能因素，包括鎂可以使肌收縮蛋白和肌纖維膜的高能磷酸物質(zhì)降解減少，其次，缺血再灌注期鎂離子抑制再灌注期鈣超載。三、術(shù)后鎂丟失體外循環(huán)引起的低鎂血癥可能增加術(shù)后死亡率。等報(bào)道了例開(kāi)胸手術(shù)的成年患者，其中71在術(shù)后第一天就出現(xiàn)低鎂血癥，該組患者較血鎂正常的患者有更高的房性心律失常發(fā)生率。等在轉(zhuǎn)流開(kāi)始后隨機(jī)將名患者分為接受和安慰劑兩組，結(jié)果顯示組術(shù)后低鎂血癥22發(fā)生率降低，其室性異位節(jié)律和室上性心動(dòng)過(guò)速發(fā)生率分別從34和37下降至16和17。其他臨床研究也有相同發(fā)現(xiàn)。作的一項(xiàng)隨機(jī)研究中，例冠脈搭橋手術(shù)患者分為兩組，例在麻醉誘導(dǎo)后至心肌保護(hù)液灌注前接受硫酸鎂，在結(jié)

9、束后再接受的硫酸鎂。心臟通過(guò)含鎂和鉀溫血保護(hù)液停跳，并應(yīng)用含鉀的心肌保護(hù)液維持。另外的例患者在心跳停搏前后并不接受額外的鎂。接受額外鎂補(bǔ)充組24小時(shí)心指數(shù)和左室搏出功指數(shù)明顯改善。兩組中需正性肌力藥物治療超過(guò)以上的病例分別為例和12例，而需利多卡因治療多源室性異位節(jié)律的患者分別為1例和12例。在小兒心臟手術(shù)隨機(jī)實(shí)驗(yàn)中也觀察到補(bǔ)充鎂可預(yù)防心律失常的發(fā)生。等研究顯示，心臟手術(shù)的患兒在開(kāi)始后馬上接受硫酸鎂，并追加硫酸鎂維持正常血漿鎂濃度，術(shù)后心律失常的發(fā)生率明顯下降。四、術(shù)后死亡率和心律失常心臟手術(shù)后房性和室性心律失常的發(fā)生率在25與60之間。室性心率失常發(fā)生率小于房性心率失常發(fā)生率，后者主要是房顫

10、和房撲。房撲發(fā)生率與年齡有關(guān)，40歲以下患者發(fā)生率在3.7以下，70歲以上患者的發(fā)生率為37.7。許多研究認(rèn)為維持鎂代謝的正平衡可以降低術(shù)后死亡率。術(shù)后靜脈給予鎂的補(bǔ)充時(shí)有益的。在術(shù)后至間輸注的鎂只會(huì)引起血漿鎂濃度輕微升高，不會(huì)超過(guò)m研究顯示，應(yīng)用鎂劑可明顯降低心律失常的發(fā)生率并且可以減少正性肌力藥物的應(yīng)用，房撲發(fā)生率從%下降至、室性心律失常從28降低至2、房顫發(fā)生率從28下降至14。表明適量的鎂不會(huì)引起血管擴(kuò)張和血流動(dòng)力學(xué)紊亂。五、結(jié)論低鎂血癥是機(jī)體鎂缺乏可靠的信號(hào)，但是血漿鎂濃度正?；蛘吒哝V血癥也不能排除細(xì)胞內(nèi)和機(jī)體鎂缺乏。這些改變可能是體外循環(huán)，應(yīng)用袢利尿劑和心臟缺血停搏直接導(dǎo)致的，而且

11、繼發(fā)的機(jī)體神經(jīng)內(nèi)分泌反應(yīng)在其中也發(fā)揮間接作用。鎂缺乏確實(shí)會(huì)引起患者死亡率增加，并防礙術(shù)后恢復(fù)。通過(guò)應(yīng)用上述討論的治療措施可能會(huì)減少患者生理改變和繼發(fā)的心肌損傷。參考文獻(xiàn)SarisNE,MervaalaE,KarppanenH,etal.Magnesium.Anupdateonphysiological,clinicalandanalyticalaspects.ClinChimActa,2000,294(1-2):1-26.ZiegelhofferA,KjeldsenK,BundgaardH,etal.Na,K-ATPaseinthemyocardium:molecularprinciples,

12、functionalandclinicalaspects.GenPhysiolBiophys,2000,19(1):9-47.ChakrabortiS,ChakrabortiT,MandalM,etal.Protectiveroleofmagnesiumincardiovasculardiseases:areview.MolCellBiochem,2002,238(1-2):163-179.WilkesNJ,MallettSV,PeacheyT,etal.Correctionofionizedplasmamagnesiumduringcardiopulmonarybypassreducesth

13、eriskofpostoperativecardiacarrhythmia.AnesthAnalg,2002,95(4):828-834.SaturCM.Magnesiumandcardiacsurgery.AnnRCollSurgEngl,1997,79(5):349-354.ParraL,FitaG,GomarC,etal.Plasmamagnesiuminpatientssubmittedtocardiacsurgeryanditsinfluenceonperioperativemorbidity.JCardiovascSurg,2001,42(1):37-42.KoberIM,Ober

14、mayrRP,BrullT,etal.ComparisonofthesolutionsofBretschneider,St.ThomasHospitalandtheNationalInstitutesofHealthforcardioplegicprotectionduringmoderatehypothermicarrest.EurSurgRes,1998,30(4):243-251.VyvyanHA,MaynePN,CutfieldGR.Magnesiumfluxandcardiacsurgery.Astudyoftherelationshipbetweenmagnesiumexchang

15、e,serummagnesiumlevelsandpostoperativearrhythmias.Anaesthesia,1994,49(3):245-249.SaturCM,StubingtonSR,JenningsA,etal.Magnesiumfluxduringandafteropenheartoperationsinchildren.AnnThoracSurg,1995,59(4):921-927.KarapinarK,UlusAT,KaplanS,etal.MgSO4treatmentimprovesthehemodynamicsfollowingtheacutemyocardi

16、alischemiaandreperfusion.PanminervaMed,2002,44(2):129-133.FuchsF,MessmerK,KuppeH,etal.Initialreperfusionwithmagnesiumaftercardioplegicarrestattenuatesmyocardialreperfusioninjury.ThoracCardiovascSurg,2002,50(4):208-215.NakamuraY,KurodaH,TakemotoN,etal.Riskoflowcalciumandhighmagnesiumincontinuouswarmh

17、yperkalemiccardioplegia.AnnThoracSurg,1999,68(4):1295-1301.KrononM,BollingKS,AllenBS,etal.Therelationshipbetweencalciumandmagnesiuminpediatricmyocardialprotection.JThoracCardiovascSurg,1997,114(6):1010-1019.AglioLS,StanfordGG,MaddiR,etal.Hypomagnesemiaiscommonfollowingcardiacsurgery.JCardiothoracVas

18、cAnesth,1991,5(3):201-208.Magnesiumadministrationanddysrhythmiasaftercardiacsurgery.Aplacebo-controlled,double-blind,randomizedtrial.JAMA,1992,268(17):2395-2402.CaspiJ,RudisE,BarI,etal.Effectsofmagnesiumonmyocardialfunctionaftercoronaryarterybypassgrafting.AnnThoracSurg,1995,59(4):942-947.DormanBH,SadeRM,BurnetteJS,etal.Magnesiumsupplementationinthepreventionofarrhythmiasinpediatric