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甘露醇和體外循環(huán)
發(fā)布時間： 2003-3-19 作者：徐凌峰
由于在體外循環(huán)過程中需進行一定程度的血液稀釋，尤其是近年來臨床廣泛使
用的中度和深度血液稀釋，更要求在體外循環(huán)過程中排除大量的水分，保持患者體
內(nèi)液體、電解質(zhì)和酸堿平衡，因此利尿劑在體外循環(huán)中的使用是相當廣泛的。甘露
醇作為一種滲透性利尿劑問世以來，在醫(yī)學(xué)界受到廣泛的關(guān)注并應(yīng)用于臨床的各個
領(lǐng)域。根據(jù)以往的文獻，在體外循環(huán)轉(zhuǎn)流中，甘露醇主要作用于患者的腎臟，新的
研究結(jié)果表明，甘露醇對腦、肺、心、胃腸道、紅細胞及自由基、一氧化氮也有一
定的作用。本文試對近幾年來甘露醇在體外循環(huán)中應(yīng)用所獲得的研究成果作一綜述
。
甘露醇的藥理學(xué)特點和作用機制
甘露醇為一種己六醇，分子式為CH2OH(CHOH)4CH2OH，分子量為182.17。甘露
醇可以自由從腎小球濾過，且腎小管重吸收有限，在藥理學(xué)上無活性，在人體內(nèi)不
代謝，也不易通過毛細血管進入組織，故可迅速提高血漿滲透壓，使組織過多的水
分向血漿轉(zhuǎn)移，因此在臨床上較大量的使用[1]。在體外循環(huán)過程中，甘露醇可以
一次性加入到預(yù)充液中，容量為預(yù)充量的5～20%，24小時用量可達0.5～3mg/kg。
Fisher等學(xué)者通過研究發(fā)現(xiàn)，在成人體外循環(huán)的預(yù)充液中加入30g甘露醇，比加入
10g的對照組在術(shù)中、術(shù)后利尿作用更強，持續(xù)時間更長，還有利于腎功能的恢復(fù)
。甘露醇主要分布于細胞外液，由于為高滲溶液，故快速注入后，可使血漿容量迅
速擴張，并使動脈平均壓、心排量、心率、心律、冠脈血流量、左室舒張末壓增加
，外周阻力降低。同時由于有阻斷腎上腺素受體的作用，還可以直接擴張血管。少
數(shù)病人偶爾會出現(xiàn)類似過敏反應(yīng)；主要的禁忌癥為腎臟疾病出現(xiàn)嚴重的無尿、明顯
的肺淤血和肺水腫、嚴重的脫水及顱內(nèi)出血等。當患者腎功能不全、心衰及肺充血
有進一步惡化時，應(yīng)立即停止使用甘露醇。
甘露醇對機體的影響
1甘露醇對腎臟的影響:
隨著體外循環(huán)設(shè)備和技術(shù)的不斷發(fā)展，使體外循環(huán)過程中對腎臟的損傷減小。
但若患者在術(shù)前就表現(xiàn)出腎功能不良，長時間的體外轉(zhuǎn)流，常溫下的低血壓時間過
長，術(shù)后發(fā)生低心排綜合癥，均可引起術(shù)后腎臟的損傷，甚至導(dǎo)致急性腎衰。Rig
den等報道，大約5%的兒童及1～2%的成人患者在開心手術(shù)后因腎功能衰竭而需作透
析，其中有大約50～60%的患者死亡[2]。引起急性腎衰的主要原因是體外循環(huán)期間
長時間對腎臟低流量的灌注、術(shù)后的低心排，還包括新生兒腎臟的未發(fā)育成熟、溶
血和腎毒性藥物的使用等。甘露醇對腎小管的主要作用在于抑制水的重吸收，也間
接抑制鈉離子在近曲小管和髓袢升支的轉(zhuǎn)運，髓質(zhì)細胞間液中鈉離子濃度降低，使
原有的滲透壓不能有效的維持，從而使集合管對水的重吸收減少，尿量增加，甘露
醇使腎排鈣、鎂和磷酸鹽輕度增加。對酸中毒的病人，甘露醇可通過增加尿量排出
氫離子，糾正酸中毒。溶血是體外循環(huán)中較為常見的并發(fā)癥之一。由于各種原因引
起的血液破壞造成游離血紅蛋白的釋放，以及肌肉組織缺血壞死引起肌紅蛋白的釋
放，造成了對腎的毒害作用[3]。甘露醇可通過獨特的滲透性利尿作用，即使在體
外循環(huán)的低流量灌注過程中也可增加腎小管流量，起到對腎臟保護的作用。Rigde
n等學(xué)者報道在20名患兒的體外循環(huán)過程中，用0.5mg/kg可明顯減少蛋白尿的產(chǎn)生
，并在術(shù)后迅速恢復(fù)血清肌酐的水平，沒有患兒發(fā)生腎衰。甘露醇作用于缺血性損
傷的腎臟，可防止腎小球濾過率的進一步減少，并對保護線粒體的呼吸功能，線粒
體對鈣離子的攝取和釋放以及線粒體的鈣超載有密切的聯(lián)系。這些作用在細胞水平
均是為了防止細胞水腫[4]。
2甘露醇對腦的影響:
腦水腫常出現(xiàn)在體外循環(huán)后。重度的腦水腫會導(dǎo)致術(shù)后病人出現(xiàn)精神紊亂及意
識障礙等腦部并發(fā)癥。甘露醇可以減輕腦水腫[5]，減少體外循環(huán)術(shù)后神經(jīng)并發(fā)癥
的出現(xiàn)。但由于甘露醇無法透過血腦屏障，使水分自腦細胞內(nèi)向細胞外液轉(zhuǎn)移，故
應(yīng)在小兒體外循環(huán)時要慎用，避免過量，造成顱內(nèi)動脈破裂出血。甘露醇還可使血
粘度下降和腦血管舒張，從而改善腦血流，保持了腦的自動調(diào)節(jié)作用。它產(chǎn)生的梯
度性的滲透作用降低了腦的容量和顱內(nèi)壓，使腦的灌注增加[6]。
3甘露醇對肺臟的影響:
肺功能衰竭導(dǎo)致通氣延長和氣管切開是心臟手術(shù)后死亡的原因之一。主要是由
慢性氣道阻塞性疾病引起，往往和吸煙有關(guān)。這類病人呼吸儲備下降，甚至稍微減
少通氣量就會對其生命產(chǎn)生威脅。肺水腫會造成嚴重的低氧血癥和肺泡-動脈血氧
梯度增加，這會進一步引起術(shù)后呼吸功能的惡化[7]。使用甘露醇可以明顯減輕體
外循環(huán)后肺組織的水腫，即使對照組使用了白蛋白，肺水腫的改善仍沒有實驗組好
。
4甘露醇對心臟的影響：
當應(yīng)用高滲性甘露醇時，若血漿滲透壓達10mOsm時，可觀察到：冠脈血流量、
心輸出量、平均動脈壓、左室舒張末壓及左室心肌收縮力都明顯增加。在缺血和非
缺血發(fā)作的過程中，甘露醇都可增加冠脈的血流，并最大程度的降低缺血心肌的損
害程度和范圍[8,9]。由于冠脈血流量增加與左室功能的改變不相匹配，因此可使
臨近冠脈阻力降低20%，這對伴有冠狀動脈疾患的病人來說，發(fā)生的機率與范圍更
廣。目前，對此機制還不太清楚。甘露醇與心得安配合應(yīng)用，可在一定程度上有利
于心衰的恢復(fù)。在術(shù)前，術(shù)中甘露醇亦可減少心肌梗死的發(fā)生率。當今心臟外科領(lǐng)
域中GIK溶液作為一種心肌保護的方法可有效的治療因心肌缺血缺氧所致心功能較
差的患者。甘露醇亦被加入到GIK液中，成為心肌保護液的成分之一。在使用晶體
停跳液時，加入甘露醇或葡萄糖，均會導(dǎo)致心肌缺血后心功能恢復(fù)的減慢，但甘露
醇的負作用遠低于葡萄糖。因為胰島素會因葡萄糖的使用加劇心肌再灌注損傷程度
，相反卻會減輕甘露醇的損傷作用，而且葡萄糖在體內(nèi)會被代謝，而甘露醇卻不會
。在心肌缺血期間，葡萄糖致使糖酵解增加，雖然這可能被認為是有益的，但由于
是刺激糖酵解和缺氧產(chǎn)生的ATP，而后又降解成ADP，導(dǎo)致細胞內(nèi)酸中毒，從而致使
細胞內(nèi)毒性物質(zhì)的蓄積，進一步增加了細胞的損傷[10]。
5甘露醇對胃腸道的影響：
一氧化氮可以增加胃腸道的通透性[15]。一氧化氮與超氧化物陰離子發(fā)生反應(yīng)
形成過氧化物亞硝酸鹽陰離子，這種物質(zhì)可以在溫和的酸性條件下形成較為有效的
氧化酶即過氧化亞硝酸。在正常體外循環(huán)過程中細胞內(nèi)酸中毒會促進過氧化亞硝酸
的形成，一氧化氮會誘導(dǎo)胃腸道的通透性增高。但是這種不良反應(yīng)會被甘露醇降減
弱。胃腸道通透性增高的關(guān)鍵是胃腸道的內(nèi)毒素能轉(zhuǎn)移到入口或系統(tǒng)循環(huán)。內(nèi)毒素
能刺激巨噬細胞產(chǎn)生腫瘤壞死因子。然后觸發(fā)或加速整個系統(tǒng)對體外循環(huán)的炎性反
應(yīng)。
6甘露醇對紅細胞的影響：
紅細胞在體外循環(huán)中的重要性不僅在于它的攜氧能力，還在于因其在體外循環(huán)
過程中由于機械破壞作用，負壓吸引，預(yù)充液滲透壓不當?shù)仍驅(qū)е录t細胞產(chǎn)生破
壞，其內(nèi)的血紅蛋白溢出，增加腎的毒性作用[13]。有研究表明，增加血漿滲透壓
，可以增加紅細胞對這些因素的抵抗作用，臨床證明甘露醇就有明顯的效果。
7甘露醇對自由基的影響：
心肌缺血再灌注后，可出現(xiàn)明顯的心肌損傷；其原因十分復(fù)雜。且各種因素之
間又相互影響。近年來很多學(xué)者認為，氧自由基在心肌缺血再灌注損傷中起重要的
作用。許多實驗已經(jīng)證明這個觀點[15]。常見的自由基的4種形式為：O2，O2枺?/
FONT>H2O2，OH；它們充當著還原劑和間接氧化劑的作用[11]。維生素E、抗壞血栓
鹽和甘露醇等均為抗氧化劑，其作用原理為:當心肌細胞，微靜脈內(nèi)皮細胞和紅細
胞暴露于氧自由基時，可以明顯減少作為過氧化反應(yīng)底物的脂質(zhì)，從而減輕對細胞
的損傷。體外循環(huán)作為一種非生理反應(yīng)，無疑會影響體內(nèi)諸多因子的生理活性，同
時產(chǎn)生對機體造成損傷的物質(zhì)，包括氧自由基。有學(xué)者認為，傳統(tǒng)的高氧狀態(tài)下體
外循環(huán)會對嬰幼兒心肺產(chǎn)生損害[13]。眾所周知，體外循環(huán)過程中有許多因素會導(dǎo)
致氧自由基水平的增加，并且氧自由基會降低體外循環(huán)后的心肌功能。而超氧化物
歧化酶、過氧化氫酶、過氧化物酶等抗氧化酶卻能在某種程度上抑制氧自由基對心
肌的損傷，而甘露醇會產(chǎn)生同樣的作用[14]。
8甘露醇對一氧化氮的影響:
一氧化氮是由內(nèi)皮一氧化氮合成酶鈣調(diào)蛋白相關(guān)酶中的精氨酸合成的。一氧化
氮是一種強效的的血管舒張劑，但同時它也產(chǎn)生非血管效應(yīng)。例如：巨噬細胞產(chǎn)生
一氧化氮，使其參與炎性反應(yīng)。在人體動脈應(yīng)用甘露醇進行預(yù)處理可以明顯的觀察
到甘露醇有抑制血管痙攣的作用。這種作用就是通過一氧化氮的活性和前列腺素介
導(dǎo)的。
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