术中预缺血对猪骨骼肌保护作用的实验研究

术中预缺血对猪骨骼肌保护作用的实验研究

【摘要】目的研究术中预缺血对骨骼肌缺血坏死的保护作用及相关的肌肉代谢变化。方?法10只猪背阔肌瓣在4h缺血前先进行3个循环10min的术中预缺血，48h后用染色法记录肌肉成活率，于肌肉缺血前、缺血后2，4h和再灌流1.5h分别作肌肉活检。结果4h缺血后的肌瓣，术中预缺血组成活率高出对照组44%，肌肉活检三磷酸腺苷(ATP)增加和乳酸降低(P<0.05)。结?论术中预缺血可增加骨骼肌对缺血坏死的保护作用，这与肌肉中能量代谢的减低相关。

【关键词】骨骼肌术中预缺血缺血坏死AcuteischemicpreconditioningprotectsagainstskeletalmuscleinfarctioninthepigHEWei,ZHANGJianrong,ZHONGAnguo,etal.

PlasticSurgeryHospitalofChineseAcademyofMedicalSciences,Beijing100041【Abstract】ObjectiveTheaimofthisstudywastoinvestigatemetabolismofischemicmuscleandtheefficacyofacuteischemicpreconditioningforprotectionofskeletalmusclesagainstinfarction.?MethodsTheefficacyofpreconditioningwastestedbysubjectingpiglatissimusdorsimuscleto3cyclesofischemiareperfusion,eachfor10min,before4hofglobalischemia.Infarctionwasassessedat48hreperfusionusingnitrobluetetrazoliumdye.Musclebiopsiesweretakenfromthelatissimusdorsibeforeischemia,attheendof2and4hofischemiaand1.5hofreperfusion.ResultsPreconditioningreducedthetotalinfarctsizeby44%inthelatissimusdorsi.ThemusclecontentsofATPweremaintainedhigherandthelactatelower(P<0.05)inthepreconditionedthaninthenon-preconditionedmuscleattheendof2h,4hofischemiaand1.5hofreperfusion.ConclusionPreconditioningofpigskeletalmuscleisassociatedwithalowerenergymetabolismduringsustainedischemia.Atthepresenttime,itisnotknownifthisenergysparingeffectisamajormechanismofischemiapreconditioningagainstinfarctionintheskeletalmuscle.

【Keywords】SkeletalmuscleIschemicpreconditioningInfarction1986年，Murry等［1］提出术中对狗心肌预缺血可减少梗死面积。此技术已应用于临床，利用心肌预缺血对心肌的保护作用，以延长体外循环和心脏断流的时间。再造外科常见术中和术后骨骼肌长时间或反复缺血导致肌肉坏死。本实验研究术中预缺血(以下简称预缺血)对猪骨骼肌的保护作用，检测缺血肌肉中三磷酸腺苷(下简称ATP)和乳酸代谢变化，探讨预缺血对猪骨骼肌的保护作用和机理。1材料与方法

1.1动物麻醉动物为阉割雄性Yorkshire猪，体重(17.8±1.4)kg。实验在全麻下进行，25mg/kg氯胺酮肌肉注射，20mg/kg苯巴比妥钠静脉注射诱导全麻，气管插管，50%氧气和50%一氧化氮维持机械通气，潮气量1.5ml/kg，实验在标准实验条件下进行［2］。

1.2骨骼肌瓣模型选用背阔肌肌瓣，猪躯干两侧各设计8cm×11cm背阔肌肌瓣。肌瓣以胸背动、静脉为血管蒂，切断胸背神经。

1.3肌瓣缺血剥离血管蒂脂肪组织，置小血管夹(2mm×8mm)于血管蒂上造成背阔肌肌瓣完全缺血，达到缺血时间后去除小血管夹，开始再灌流。肌瓣缺血期间，猪俯卧，防止受压。本实验预缺血和缺血方法相同。

1.4肌肉成活率检测横行切断背阔肌肌瓣为11块1cm宽的节段，置入0.05%Nitrobluetetrazolium染料中30min，断面上蓝色部分为成活部位，红色部分为坏死部位，透明模片记录成活及坏死部位并计算成活率［2］。

1.5肌肉标本的采取切取部位在背阔肌肌瓣近端，背侧3、4、5cm处，肌肉标本用4℃生理盐水冲洗，放入液氮中，转移至-80℃低温冰箱保存。2实验设计

2.1实验1预缺血减少骨骼肌缺血坏死的作用：10头猪20个背阔肌肌瓣，每头猪任意一侧为预缺血组，另一侧为无预缺血的对照组，每组共10个肌瓣。预缺血组肌瓣置小血管夹于血管蒂10min，松开血管夹10min再灌流，如此反复3次，共1h。然后两侧肌瓣同时缺血4h，缺血2h时移动血管夹位置，防止血管蒂损伤，完成4h肌肉缺血后两侧同时去除血管夹，肌瓣开始再灌流。固定肌瓣，缝合切口。喂养48h后，测肌肉成活率。

2.2实验2预缺血骨骼肌ATP和乳酸代谢的变化：5头猪共10个背阔肌肌瓣，手术及缺血方法同实验1。两侧肌瓣随机分为预缺血组和对照组，每组共5个肌瓣。肌肉标本切取分别在肌瓣缺血前、缺血后2，4h，再灌流后1.5h进行，肌肉标本标记保存。

2.3ATP的测定肌肉标本萃取及高能磷酸键测定依Rubin等［3］报告的方法进行。肌肉标本除去血管和结缔组织，每块标本取其中20mg肌肉，置于1ml0.5克分子的高氯酸中萃取，取上清液用2克分子的氢氧化钠中和至pH8，再用0.1克分子的高氯酸滴定至pH6，4℃下离心5min，取上清液保存于-80℃低温。全部上清液用自动高功能液相色谱仪进行ATP定量分析。

2.4乳酸测量标本来源和萃取同ATP，测量采用Passonneau［4］描述的荧光分光光度计法。

2.5统计全部数据统计为平均值±标准差。3结果

3.1预缺血减少骨骼肌缺血坏死：对照组10个背阔肌肌瓣4h缺血、48h再灌流后肌肉坏死率为39%。预缺血组10个背阔肌肌瓣经过3个反复的10min缺血及再灌流，4h肌瓣缺血和再灌流后，肌肉坏死率为22%。两组相比，预缺血组骨骼肌坏死率明显低于对照组，P<0.05。

3.2预缺血对骨骼肌ATP和乳酸代谢水平的影响：预缺血组与对照组背阔肌缺血前、2h缺血、4h缺血、1.5h再灌流后肌肉中ATP和乳酸测定值见表1。预缺血组与对照组比较，缺血前ATP水平相同，背阔肌肌瓣在2、4h缺血、再灌流1.5h后，肌肉中ATP水平分别高出96%，150%，31%，两组之间差异有显著意义(P<0.05，表1)。表1骨骼肌预缺血组、对照组三磷酸腺苷、乳酸测定(μmol.g-1,n=5)

Tab1Musclecontentofadenisinetriphosphateandlactateinlatissimusdorsimuscleflaps组别三磷酸腺苷乳酸对照组缺血组66.1±3.28.7±0.72h缺血7.5±0.886.7±11.44h缺血3.2±0.3160.5±11.81.5h再灌注35.0±2.832.9±2.5预缺血组缺血组66.0±2.08.7±1.42h缺血14.7±1.066.4±2.64h缺血8.0±0.4115.4±8.61.5h再灌注45.9±4.422.4±2.04讨论

实验结果显示预缺血可以增加骨骼肌对缺血坏死的耐受能力，与预缺血能减少心肌坏死现象一致。

临床外科医生常认为骨骼肌可耐受2.5h缺血，显微再造外科利用此段安全时间吻合血管，移植肌肉。临床上也常见血管痉挛、吻合血管阻塞造成长时间肌肉缺血或反复缺血，导致部分或全部肌肉坏死，严重者可导致酸中毒、高血钾、肌红蛋白血尿和肾功能衰竭。本实验中猪背阔肌4h缺血后坏死率为39%，但在经过3个反复的10min预缺血、10min再灌流后，与对照组相比，4h缺血后坏死率减少了44%。预缺血减少骨骼肌缺血后的坏死率有助于减少临床并发症及提高手术安全系数。

实验证明，猪心肌经过10min预缺血后，就可以增加心肌对缺血的耐受能力［5］。我们在预实验中，曾试验用10min预缺血和2次10min预缺血观测猪背阔肌肌瓣的成活率，结果无显著差异。而经过3个反复的10min预缺血和再灌流后，猪背阔肌对4h缺血后的肌肉坏死率明显降低(P<0.05)。预缺血可减少心肌和骨骼肌坏死，但骨骼肌的预缺血阈值时间长于心肌。

本实验中，预缺血减少猪背阔肌对4h肌肉缺血的坏死率是伴随着肌肉内ATP维持在高水平和乳酸维持在低水平。ATP是高能磷酸键的重要成分，乳酸是能量代谢的重要产物，肌肉中ATP水平的升高和乳酸水平的降低说明骨骼肌在预缺血后导致肌肉能量代谢的降低和能量贮存的增加，这是导致肌肉坏死率降低的因素之一。

预缺血增加骨骼肌对缺血耐受能力的机理，很多学者还有不同的研究。Kida等［6］认为与细胞内pH值的升高相关。也有学者［7，8］认为肌肉预缺血可减少肌肉血管中血小板凝聚和减少中性白细胞的粘附。进一步研究预缺血增加肌肉缺血耐受的机理，将有助于设计开发药物以预防缺血后肌肉坏死的发生。

本实验预缺血是通过置小血管夹在背阔肌血管蒂上取得，不损伤血管蒂，简单易行，技术上易推广。

近年来，也有很多学者研究缺血再灌流后氧自由基对组织的损伤作用。多数实验结果显示在长于8h的组织缺血和随后的再灌流后，产生氧自由基的损伤作用，在不同种系动物和组织上，其损伤程度不一。很多学者试用氧自由基清除剂拮抗氧自由基对组织的损伤，取得了一定的成果。本实验的目的在于预防，符合预防胜于治疗的普遍医疗原则。作者单位：赫伟、章建荣、钟安国100041北京，中国医学科学院中国协和医科大学整形外科医院

PangCY加拿大多伦多大学儿童医院研究所参考文献1MurryCE,JenningsRB,ReimerKA.Preconditioningwithischemia:adelayoflethalcellinjuryinischemicmyocardium.Circulation,1986,74:1124-1136.

2MorrisSF,PangCY,BoydB,etal.Assessmentofischemia-inducedreperfusioninjuryinthepiglatissimusdorsimyocutaneousflapmodel.PlastReconstrSurg,1993,92:1162-1172.

3RubinBB,LiauwS,TittleyJ,etal.Prolongedadeninenucleotideresynthesisandreperfusioninjuryinthepost-ischemicskeletalmuscle.AmJPhysiol,1992,262:H1538-1547.

4PassonneauJV.L-(+)-lactatedeterminationwithlactatedehy-drogenaseandNAD:fluorimetricmethod.In:BergmeyerHV,ed.Methodsofenzymaticanalysis,vol3.Newyork:AcademicPress,1974:1468-1472.

5MartinBJ,McClanahanTB,HamiltonHW,etal.PD126,280(endosnorbornyl-a