代谢改变对围术期心肌损伤影响的研究进展

代谢改变对围术期心肌损伤影响的研究进展
全世界每年有超过两亿例非心脏手术，其中约800万患者在非心脏手术后发生心肌损伤。

围术期心肌损伤(perioperativemyocardia1injury,PMI)以肌钙蛋白升高为特征，无缺血特征。

PM1是一种重要的非心脏手术后的并发症，与30d死亡率密切相关。

与自发性心肌梗死相比，PMI通常不表现出典型的心肌缺血症状，如胸痛、心绞痛或呼吸困难，因此在临床中常被漏诊。

围术期的代谢改变会扰乱机体内环境稳态，影响细胞能量代谢和功能，成为PM1的重要原因之一。

本文将从围术期代谢改变及其对PM1的影响、改善围术期代谢变化的措施等方面进行综述，以期为PMI的深入研究和早期预防提供临床参考。

1围术期代谢改变及其对PMI的影响
1.1 能量代谢改变及其对PM1的影响
围术期患者往往存在高代谢，能量消耗增加。

正常的能量供应对各个器官正常运转至关重要，尤其是大脑和心脏。

大量证据表明，各种原因导致的耗能增加和产能减少与心脏损伤的发生密切相关,包括PIMT/NCOA6IP基因缺失引起的迟发性心肌病、糖尿病性心肌翱口全心肌缺血引起的心脏损伤，其机制可能与心肌细胞能量生成引起的过度凋亡有关。

线粒体是重要的能量供应细胞器,与能量代谢有最直接的联系。

腺昔酸活化蛋白激酶(AMP-activatedproteinkinase,AMPK)是一种高度保守的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，是调节生物能量代谢的关键分子。

激活AMPK能监测线粒体功能和细胞能量状态，能调节沉默信息调节因子1
(si1encinginformationregu1ator1,SIRT1)的活性，以及增加细胞内NAD+0激活的AMPK和SIRT1调节过氧化物酶体增殖物激活受体Y辅激活因子Ia(peroxisomepro1iferator-activatedreceptor-
γcoactivator-1α,PGC-Ia)的活性，进一步上调其表达。

AMPK∕SIRT1∕PGC∙1a信号通路作为能量感知网络，在线粒体生物合成、能量代谢和氧化应激中发挥重要调控作用。

研究显示激活的AMPK∕SIRT1∕PGC-Ia信号通路能改善氧化应激损伤，改善能量代谢紊乱，并与心脏的保护作用有关。

1.2 葡萄糖代谢改变及其对PM1的影响围术期血浆胰岛素水平增高，长期增高的胰岛素水平使激素质膜受体数量的适应性减少，需要更大剂量的胰岛素才能达到同样的生理效果，因此产生胰岛素抵抗(insu1inresistanceJR)βIR的特征是葡萄糖摄取和氧化缺陷，糖原合成减少，以及在较小程度抑制脂质
氧化的能力。

大量研究提示IR是各种人群的心血管危险因素，包括普通人群和糖尿病患者。

IR通过以下机制导致心肌损伤：①促进血脂异常，游离脂肪酸积累使活性氧产生增加，导致氧化应激，进而导致内皮功能障碍和动脉粥样硬化疾病；②IR发生时，因胰岛素作用而维持的血管内稳态被扰乱，导致一氧化氮的产生和消耗失衡以及内皮功能障碍，而内皮功能障碍被认为是心源性死亡、心肌梗死独立于其他危险因素的预测因子；③促进钠重吸收以及使血管舒张受损导致高血压，而高血压也是心血管疾病的危险因素之一；④使PI3K∕Akt信号代谢通路受损，导致内皮介导的血管扩张减少，血管重塑和动脉粥样硬化增加。

13脂类代谢改变及其对PM1的影响
围术期患者儿茶酚胺分泌增多、炎症免疫介质及应激激素释放，导致体内脂类物质储备消耗，使血浆游离脂肪酸和三酰甘油明显增高。

长链脂肪酸和葡萄糖是维持心脏收缩功能所需的主要能量底物。

长期增加脂肪酸摄取会增加脂肪酸氧化和脂肪酸代谢产物的积累。

增加脂肪酸氧化导致乙酰辅酶A和蛋白质乙酰化水平增加。

细胞内惰性较低的脂类代谢产物如二酰基甘油和神经酰胺的浓度也有所增加。

这些代谢物通过在不同的步骤抑制胰岛素信号来诱导胰岛素抵抗。

除了诱导胰岛素抵抗外，脂质积累还导致其他脂毒性作用，如脂质诱导凋亡。

证据表明,过度脂质积累与心肌收缩功能障碍相关。

因此过多的脂肪酸进入心肌细胞，可能通过以下两种方式对心脏功能产生负面影响：①增加脂肪酸氧化，诱导胰岛素抵抗，降低心肌效率；②促进心肌细胞内脂质过度积累。

1.4 蛋白质代谢改变及其对PMI的影响
围术期患者骨骼肌分解，释放大量氨基酸，肝糖异生，支链氨基酸氧化供能，肝脏合成尿素增加导致负氮平衡，肝脏白蛋白合成减少导致低蛋白血症。

低蛋白血症能使心肌水肿，从而导致左心室舒张功能障碍。

机体处于炎症或损伤状态时，由于组织坏死及组织更新的增加，肝脏合成急性时相反应蛋白明显增加，包括C反应蛋白(C-reactiveprotein,CRP),α1-抗胰蛋白酶、α1-酸性糖蛋白铜蓝蛋白等。

研究显示CRP水平的升高是心血管不良事件的独立预测因子，也是冠状动脉或周围血管成形术后心血管并发症和不良预后的预测因子。

CRP通过增加黏附分子(如人脐静脉内皮细胞中细胞间黏附分子-1和血管细胞黏附分子-1)表达、降低内皮型一氧化氮合酶使内皮功能障碍、触发单核巨噬细胞的促动脉粥样硬化功能等方式促进动脉粥样硬化。

通过低蛋白血症引起心肌水肿,导致左心室舒张功能障碍，CRP合成增加，促进动脉粥样硬化等蛋白质代谢改变对心脏产生负面影响。

2 .改善围术期代谢的措施
2.1 手术及麻醉技术
腹腔镜手术是目前普外科最重要的诊疗手段之一。

腹腔镜手术通过更小的腹部创伤组织操作，造成更少的创伤，应激反应也随之减少。

研究显示直肠癌根治术中腹腔镜手术与开腹手术相比，对患者围术期蛋白代谢及Th1、Th2类炎性因子的影响相对较小。

随着复合麻醉、联合麻醉及超声引导下神经阻滞的应用，麻醉后的应激反应及术后并发症也随之减少。

研究显示，老年患者行全膝关节置换术，全身麻醉联合股神经坐骨神经阻滞与全身麻醉相比，更具有良好的术后镇痛效果,可以减少全身麻醉的剂量，降低术后恶心呕吐发生率，增加患者的满意度。

通过微创等技术,大大减轻了手术刺激反应。

通过复合麻醉技术，进一步减轻围术期的应激反应。

2.2 围术期药物的选择
研究表明挥发性麻醉药(如七氟酸、异氟酸)具有心脏保护作用。

七氟醛通过使血管内皮生长因子受体-1的表达增加，参与对心脏的保护。

异氟酷通过miR-21依赖机制及降低心肌细胞中miR-23的表达，从而增加对氧化应激的抵抗，参与对心肌缺血再灌注损伤的保护。

右美托咪定是一种高选择性的α2-受体激动剂，具有心脏保护作用。

右美托咪定可能通过以下方式对心脏起保护作用：①触发PI3K∕Akt∕mT0R级联信号通路导致GSK3β磷酸化和mTOR激活增加；②靶向miRNA减少凋亡，但尚未完全阐明miRNA在这一过程中是上调还是下调；③减少线粒体和线粒体中的氧化应激反应。

围术期对心脏具有保护作用的药物还有阿片类药物、β-肾上腺素受体阻滞剂、硝酸盐类药物、正性肌力药物等。

2.3 术前口服碳水化合物
术前口服碳水化合物(preoperativeora1carbohydrate,POC)是指临床上拟实施择期手术的患者在术前口服适量含碳水化合物的清饮料,让患者由禁食状态转变为进食状态，是快速康复外科的重要组成部分。

越来越多的研究证实POC可以改善术后胰岛素抵抗，提高术后胰岛素敏感性，通过抑制糖异生、促进肝糖原合成，提供能量，减轻蛋白质和脂肪分解，从而改善围术期代谢改变。

但是，有关术前口服碳水化合物对PMI的影响还未见研究。

3 .总结
综上所述,围术期能量代谢、营养物质(如葡萄糖、脂类、蛋白质)代谢改变与PMI密切相关,可以通过手术及麻醉技术的提高、选择保护心肌的药物及术前口服碳水化合物等方式对围术期的代谢变化进行改善。

因此，应认识并改善围术期代谢变化以及尽早预防、识别PMI,改善患者预后。

来源：余祺，万勇,左友波文笛.代谢改变对围术期心肌损伤影响的研究进展[J].中国医药科学,2023(23):57-60.。