藥學畢業論文：甘露醇和體外循環

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由于在體外循環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，更要求在體外循環過程中排除大量的水分，保持患者體

內液體、電解質和酸堿平衡，因此利尿劑在體外循環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，在醫學界受到廣泛的關注并應用于臨床的各個

領域。根據以往的文獻，在體外循環轉流中，甘露醇主要作用于患者的腎臟，新的

研究結果表明，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中應用所獲得的研究成果作一綜述

。

甘露醇的藥理學特點和作用機制

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，在藥理學上無活性，在人體內不

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

分向血漿轉移，因此在臨床上較大量的使用[1]。在體外循環過程中，甘露醇可以

一次性加入到預充液中，容量為預充量的5～20%，24小時用量可達0.5～3mg/kg。

Fisher等學者通過研究發現，在成人體外循環的預充液中加入30g甘露醇，比加入

10g的對照組在術中、術后利尿作用更強，持續時間更長，還有利于腎功能的恢復

。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

數病人偶爾會出現類似過敏反應；主要的禁忌癥為腎臟疾病出現嚴重的無尿、明顯

的肺淤血和肺水腫、嚴重的脫水及顱內出血等。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:

隨著體外循環設備和技術的不斷發展，使體外循環過程中對腎臟的損傷減小。

但若患者在術前就表現出腎功能不良，長時間的體外轉流，常溫下的低血壓時間過

長，術后發生低心排綜合癥，均可引起術后腎臟的損傷，甚至導致急性腎衰。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期間

長時間對腎臟低流量的灌注、術后的低心排，還包括新生兒腎臟的未發育成熟、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運，髓質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。溶血是體外循環中較為常見的并發癥之一。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等學者報道在20名患兒的體外循環過程中，用0.5mg/kg可明顯減少蛋白尿的產生

，并在術后迅速恢復血清肌酐的水平，沒有患兒發生腎衰。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:

腦水腫常出現在體外循環后。重度的腦水腫會導致術后病人出現精神紊亂及意

識障礙等腦部并發癥。甘露醇可以減輕腦水腫[5]，減少體外循環術后神經并發癥

的出現。但由于甘露醇無法透過血腦屏障，使水分自腦細胞內向細胞外液轉移，故

應在小兒體外循環時要慎用，避免過量，造成顱內動脈破裂出血。甘露醇還可使血

粘度下降和腦血管舒張，從而改善腦血流，保持了腦的自動調節作用。它產生的梯

度性的滲透作用降低了腦的容量和顱內壓，使腦的灌注增加[6]。

3甘露醇對肺臟的影響:

肺功能衰竭導致通氣延長和氣管切開是心臟手術后死亡的原因之一。主要是由

慢性氣道阻塞性疾病引起，往往和吸煙有關。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，這會進一步引起術后呼吸功能的惡化[7]。使用甘露醇可以明顯減輕體

外循環后肺組織的水腫，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用，可在一定程度上有利

于心衰的恢復。在術前，術中甘露醇亦可減少心肌梗死的發生率。當今心臟外科領

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，均會導致心肌缺血后心功能恢復的減慢，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生的ATP，而后又降解成ADP，導致細胞內酸中毒，從而致使

細胞內毒性物質的蓄積，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生反應

形成過氧化物亞硝酸鹽陰離子，這種物質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。在正常體外循環過程中細胞內酸中毒會促進過氧化亞硝酸

的形成，一氧化氮會誘導胃腸道的通透性增高。但是這種不良反應會被甘露醇降減

弱。胃腸道通透性增高的關鍵是胃腸道的內毒素能轉移到入口或系統循環。內毒素

能刺激巨噬細胞產生腫瘤壞死因子。然后觸發或加速整個系統對體外循環的炎性反

應。

6甘露醇對紅細胞的影響：

紅細胞在體外循環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

過程中由于機械破壞作用，負壓吸引，預充液滲透壓不當等原因導致紅細胞產生破

壞，其內的血紅蛋白溢出，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，可出現明顯的心肌損傷；其原因十分復雜。且各種因素之

間又相互影響。近年來很多學者認為，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底物的脂質，從而減輕對細胞

的損傷。體外循環作為一種非生理反應，無疑會影響體內諸多因子的生理活性，同

時產生對機體造成損傷的物質，包括氧自由基。有學者認為，傳統的高氧狀態下體

外循環會對嬰幼兒心肺產生損害[13]。眾所周知，體外循環過程中有許多因素會導

致氧自由基水平的增加，并且氧自由基會降低體外循環后的心肌功能。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:

一氧化氮是由內皮一氧化氮合成酶鈣調蛋白相關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，但同時它也產生非血管效應。例如：巨噬細胞產生

一氧化氮，使其參與炎性反應。在人體動脈應用甘露醇進行預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

導的。

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