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研究背景体外循环(Cardiopulmanory bypass, CPB)下心脏直视手术后,除了存在全身严重炎症反应,还同时存在以极端应急性高血糖为特征的超常水平的应激反应。以前对这种超常水平的严重应急性高血糖认识不足,认为属于正常的人体反应,无需特殊调控;但最近研究发现,对于这种超常水平的严重应急性高血糖的控制类似于炎症反应调控,既不能过于抑制,也不能过于宽松,适当的控制可降低CPB心脏手术患者及其它危重症患者的相关临床并发症发生率和死亡率。受CPB的影响,CPB心脏手术后患者的各类手术相关并发症要远远高于其它非CPB手术,这里消化道器官并发症又是发生率和死亡率均相对较高的并发症,因胃肠道的应急性溃疡、出血、穿孔后果严重(发生后死亡率可高达90%～94%),问题尤其较为突出。但胰岛素强化治疗(Intensive insulin therapy,IIT)对包括婴幼儿的非糖尿病性患者心脏手术后消化器官的保护作用如何,却未见报道。此外,IIT能否改善包括婴幼儿的非糖尿病性患者CPB手术的预后、改善的幅度及其具体的调控机制尚未见报道。目的1.观察IIT对包括包括婴幼儿在内的非糖尿病患者,在CPB条件下行心脏直视手术后,血糖的调控效果及炎症因子表达的影响。2.了解患者CPB条件下心脏直视手术后炎症因子IL-1、6、10、TNF-α的水平以及炎症核转录因子IκB和NF-κBp65 (Nuclear factor-κB)的表达变化,通过对ITT与否的患者进行对比观察,了解CPB后炎症反应的机制和IIT抑制炎症反应的机制。3.观察IIT对CPB手术患者血液中的粘附分子1表达以及血浆内内皮素-1、一氧化氮水平的影响,了解其调控机制,并观察IIT对CPB后各消化脏器功能的调控以及预后的影响。方法1.将2006.10～2007.05接受CPB心脏手术的200例患者(我院)随机的分为胰岛素强化治疗组和普通对照治疗组(常规治疗),对照治疗组对血糖不做任何控制,胰岛素强化治疗组从开始手术即予以胰岛素输注治疗,将患者手术过程中及记录时间内适当血糖控制在70～150 mg/dl;对照治疗组和胰岛素强化治疗组又各自按年龄分为儿童组和成人组。2.于七个时间点采集患者血浆:手术麻醉前、CPB开始即刻以及CPB结束即刻、结束后6、12、24、48 h(T1～T7)测定血糖、血浆胰岛素的含量、血浆肿瘤坏死因子α(TNF-α)及白介素-1、6、10(IL-1、IL-6、IL-10)的含量;分别于CPB开始、结束即刻于患者右心耳取约1.0 g的组织,分析比较心肌胰岛素受体的表达,以及外周血单核细胞的核转录因子IκB和NF-κBp65 (Nuclear factor-κB)的变化3.在T1-T7测定、比较分析患者血浆一氧化氮(NO)和内皮素(ET-1)含量以及粘附分子1(ICAM-1)表达。观察T1-T7胃液、胃黏膜pH、胃液红细胞以及促胃液素(Gastrin)的改变,检查患者术后的肝功能、评估心脏功能,观察患者的手术后住院时间、ICU停留时间、呼吸机辅助通气时间、院内感染及死亡率。结果1.不同年龄及病种的200例患者被纳入本研究,两组患者在年龄、性别、体重、病种、术前心脏功能、术前肝脏功能等情况无显著差异。在手术前诱导麻醉时间段内,各组病例的血糖水平均无明显变化,手术开始后变化趋势呈双相,对照组在CPB开始直到CPB结束血糖一直处于快速上升阶段,然后开始降低; 12 h后再次上升并达到次高峰,随后开始降低;整个手术过程及术后记录时间内,IIT组血糖水平一直低于对照组。与血糖水平相反,IIT组胰岛素水平自CPB开始一直高于对照组(P<0.05),两组患者血浆胰岛素水平在CPB后48 h渐趋于正常(P>0.05)。与CPB开始前相比,在CPB结束时所有患者的心肌胰岛素受体表达量均增加显著(P<0.05)。CPB开始时各组之间的胰岛素受体表达量差别并不显著。而CPB结束时,对照组的心肌胰岛素受体表达量显著低于IIT组患者(P<0.05);与CPB开始前相比,CPB结束时患者外周血单核细胞的NF-κBp65和IκB的表达量均显著增加(P<0.01);与对照组相比,CPB开始前IT组的外周血单核细胞NF-κBp65表达量无显著差别;CPB开始后各记录时间点,与Control组相比,IIT组NF-κBp65表达量明显较低(P<0.05)。相反,CPB开始前两组IκB的表达量无显著差别;CPB开始后IIT组患者的IκB的表达量显著高于Control组(P<0.05或P<0.01)。2.CPB开始后患者的血浆NO含量均开始呈下降趋势,于CPB后6h达到最低(P<0.05);此后开始逐步回升,CPB后48 h时趋近术前水平。CPB开始后,两组患者的血浆ET-1含量即开始逐渐升高,于CPB后6h达最高(P<0.01);此后开始逐步下降,至CPB结束后48 h时尚未达到术前水平。与Control组比较,在CPB结束后记录时间内IIT组的血浆NO和ET-1含量均有显著差异(P<0.05或P<0.01)。3.两组患者的胃液pH、胃黏膜pH(phi)在CPB开始时即略有下降,CPB结束后6h达到最低(P<0.05或P<0.01);此后回升,CPB结束后48 h时接近术前水平。两组患者的胃液RBC以及促胃液素含量在CPB开始时即开始升高,CPB结束后6h达高峰(P<0.01);此后下降,至CPB结束后48 h时尚未降至术前水平。与对照组相比,ITT组术后谷草转氨酶(AST)峰值>80 IU/L、谷丙转氨酶(ALT)峰值>80 IU/L、肌酐(Cr)峰值>221μmol/L的患者例数明显减少,并明显缩短了患者呼吸机辅助通气时间和术后住院天数(P<0.05);ICU停留时间虽有所减少,院内感染率和死亡率有所下降,但无显著性差异。结论1.CPB下心脏手术开始即胰岛强化素治疗可减弱NF-κBp65以及炎症因子TNF-α和IL-1β、IL-6的表达,上调IκB和抑炎因子IL-10的表达,增加胰岛素受体的表达,改善胰岛素抵抗状态,起到抑制全身炎症反应和应激性高血糖的作用。2.胰岛素强化治疗可弱化CPB心脏手术所致血浆NO下降,ET-1及ICAM-1的升幅,显著改善组织的血液灌注和氧供,对器官功能具有明显保护作用。3.胰岛素强化治疗可显著抑制患者胃液pH、胃黏膜pH(phi)的降低以及促胃液素的分泌,防止胃肠道出血,可显著改善患者术后的肝脏功能,缩短ICU停留时间和术后住院天数,改善患者预后。