镁剂在呼吸系统疾病的临床应用进展【摘要】镁离子具有多种生物学活性，在维持人体新陈代谢和多种生物酶的活动中发挥着重要的生理作用。随着镁剂药理作用的临床研究日益深入，镁剂在治疗哮喘、毛细支气管炎、重症肺炎合并心衰、呼衰、脑衰及肺动脉高压等呼吸系统疾病中发挥了解痉、平喘、镇静、祛痰等多方面的综合作用，并在动物 实验和大量的临床实践中得到了证实。随着镁制剂临床研究的进一步深入，镁 剂在临床上的应用将日益广泛。镁是人体必需的常量元素，是维持正常神经肌肉兴奋性和组织细胞能量代 谢必不可少的因子，镁离子是生物体内多种酶系统中重要的辅助因子在人体新 陈代谢过程中发挥着重要的生理功能。近年来随着人们对镁的生理功能及作用 机制的深入研究，镁在临床上的应用日益广泛。镁剂除了传统的降压、利胆、 导泻、抗惊厥等作用外，在临床各个系统疾病中都发挥了重要的生理功能，尤 其在呼吸系统疾病及一些危重急症的处理中有着不可替代的作用。本文就将镁 在呼吸系统疾病中的应用进展作一综述。1.镁剂在支气管哮喘中的应用硫酸镁(MgS04)是临床上使用最广泛的镁盐制剂。早在1936年86336110就最先观察到支气管哮喘患者滴注硫酸镁后呼吸困难和喘息得到缓解的现象。1987年Okayama等l报道哮喘急性发作患者，静滴MgS04后呈现出明显的支气管扩张效应，肺功能测定证实 MgS04 能有效降低呼吸道阻力，提高用力肺活 量 ( Forced Vital Capacity FVC) 和 第 一 秒 末 用 力 呼 气 容 积 (Forced expiratory Volume at 1 second FEV1),改善肺功能，缓解哮喘症状。Mangat 等2观察到 MgS04 雾化吸入也具有同样的作用，并作了一组临床对照 研究显示：给予MgS04溶液3ml (3.2%浓度)吸入后，哮喘症状得到了有效控 制，与沙丁胺醇雾化组对照，两组呼气峰流速(Peak Expiratory Flow RacePEFR)分别提高了 35%和42% (P0.01)，由此证明静滴和雾化硫酸镁均具有确 切的平喘效果。Ciarallo等3的研究发现有些哮喘患者使用P 2受体激动剂 无效，而使用硫酸镁却可发挥良好地解痉平喘作用：试验中32位618岁的中 重度哮喘患儿，连续3次给予0 2受体激动剂气雾吸入，呼吸困难仍未明显缓 解，肺功能检测PEFR值仍低于预计值的60%,此时给与25% MgS04溶液 (25mg/kg)静点，结果500J后，304治疗组？?1值提高了 34%，对照组下 降了 1% (P=0.05),持续到第110时11时，治疗组FEVl达到最大值，提高了 75%， 对照组只提高了 5%，同时治疗组FVC、PEFR、呼吸困难评分(dyspnea scores) 及动脉血氧饱和度(Sa02)也都较对照组有显著改善。为了进一步探讨从5048与P 2受体激动剂联合使用治疗哮喘的作用，Nannin等4将25%MgS04溶液3ral与沙丁胺醇溶液2. 5mg放入同一容器中雾化(等量沙丁胺醇+等量生理盐水 雾化作对照)，结果10min后，两组的？?6值分别提高61%和31% (P=0.01)， 证明 MgS04 与 p 2 受体激动剂联用较单用 p 2 受体激动剂更加有效，二者具有 协同作用。 810出等5研究发现：治疗前哮喘症状越重、肺功能越差的患者， 硫酸镁治疗效果越明显，肺功能指标改善也越多，尤其在严重哮喘发作时，尽 早联用硫酸镁与 0 2 受体激动剂，可最短时间内缓解症状，预防哮喘持续状态 的来临。Downey6US:哮喘持续状态发作时单用氨茶碱不能奏效，且其利尿 作用增加了尿镁的丢失，使缺镁加重，喘息不易缓解，加用硫酸镁则可有效缓 解症状，改善肺功能。研究表明MgS04平喘的主要机制7-8在于镁离子激活了细胞膜上的腺苷酸环化酶，促使41?生成0八增多，cAMP/cGMP比值上升，并通过激活蛋白 激酶及八 1?酶，稳定膜电位，阻止过敏物质的释放，从而解除气道痉挛，改善 缺氧状态，改善肺循环；镁离子是天然的钙拮抗剂，通过竞争钙结合位点，抑 制钙内流，减少细胞内钙离子浓度，从而缓解气道平滑肌痉挛，使支气管扩张;镁离子使运动神经末梢乙酰胆碱的释放量减少，对抗乙酰胆碱对平滑肌细胞的 兴奋作用，直接解除平滑肌痉挛，缓解气道狭窄，改善肺的通气和换气功能； 镁离子通过上调0 2受体数目，增加气道粘膜上皮2受体亲和力，提高哮喘 患儿低下的0 2受体功能，从而发挥支气管扩张效应。临床实验9证明硫酸镁 还可降低气道高反应性(airway hyper-responsiveness AHR)，抑制肥大细胞 释放炎症介质，抑制非特异性炎症反应，预防哮喘患者的气道重塑和肺结构的 改变，提高其气道阻塞的可逆化程度，降低对刺激的高反应状态，从而预防和 缓解哮喘症状。2.镁剂在毛细支气管炎中的应用毛细支气管炎是2岁以内小儿下呼吸道感染常见病。临床表现为痉挛性咳 嗽、呼吸困难、喘憋、缺等。治疗上主要以保持呼吸道通畅，积极纠正缺氧， 减少分泌物渗出和气道阻塞，改善肺的通换气功能为主。近年来国内学者10在对毛细支气管炎的常规治疗中加入 25% MgS04501000/如/次，以10%葡萄糖稀释为0.5%浓度静脉滴注，广2次/山滴速为ri. 5 滴/Kg/min,平均用药3飞天，结果发现88%的患儿在用药6)后喘憋明显缓解，呼吸 趋于平稳， 心率恢复正常， 两肺罗音减少， 总有效率达 96.0% (P0.05)， 较 对照组应用氨茶碱疗效明显，且副作用少；笔者为了观察硫酸镁雾 化吸入给药 的疗效，将 90 例毛细支气管炎患儿随机分为硫酸镁静点组、硫酸镁雾化组和生 理盐水雾化组，分别观测各组治疗后喘憋缓解时间、咳嗽消失时间、肺部罗音 消失时间及总住院天数，结果显示硫酸镁能有效缓解喘憋，减少咳嗽和肺部罗 音消失时间，缩短住院天数，雾化组与静点组相比，给药方式更科学，临床使 用更安全，避免了全身副反应的发生。研究认为 11硫酸镁治疗毛细支气管炎的机制在于：镁离子可影响神经肌 肉兴奋性，对平滑肌有抑制作用，可降低支气管平滑肌的紧张度；作为盐类分 子的硫酸镁还可使呼吸道粘膜表面渗透压增加， 使周围组织水份吸收到呼吸道 而起到稀释痰液的作用，有利于气道分泌物排出，有利于肺部罗音吸收；镁离 子可稳定细胞膜，抑制内源性致痉物质的释放，抑制其对气道平滑肌的收缩作 用；镁剂的中枢性镇静作用，可减少机体耗氧，有助于烦躁患儿喘憋的缓解； 此外镁离子还兼有利尿、减轻粘膜水肿、增加气道纤毛运动以及消除氧自由基 造成的肺损伤等多方面的综合作用。镁剂在重症肺炎合并心衰、呼衰、脑衰中的应用重症肺炎时，病原微生物及其毒素代谢产物的影响可引起肺微血管内皮损 伤，血管痉挛及局部炎性介质如血管紧张素、组织胺、前列腺素八2、儿茶酚胺 的释放，造成肺小动脉痉挛、微循环障碍、通气/血流比失调等，从而导致心衰、 呼衰、脑衰的发生，而缺氧时心肌中镁的迅速丢失使上述症状进一步加重，故 重症肺炎患者普遍存在着钙、镁代谢紊乱12。缺镁可使心肌细胞线粒体断裂， 影响心肌代谢，导致心肌收缩力减弱，易致心衰、呼衰，补镁可直接松弛周围 血管平滑肌，扩张冠状动脉，减轻心脏负荷，改善肺炎所致的心肌缺血缺氧， 激活“&+-+41?酶和心肌腺苷环化酶，维持心肌线粒体的完整性，改善心肌功 能，缓解呼吸困难，故在重症肺炎综合治疗的基础上及早加用硫酸镁，补充丢 失的镁离子，恢复心肌细胞膜上的钠泵功能，可使细胞膜通透性改善，舒张由 于缺氧而致痉挛的毛细血管与肺小动脉，降低肺动脉高压及心脏前后负荷，改 善肺功能，纠正缺氧13。5 匕等14认为在危重症病人严重的并发症发生之 前，若能够预先应用硫酸镁治疗，则心衰、呼衰、脑衰的发生率会大大下降， 需要机械通气的次数和时间也会明显减少。因为镁作为一种非选择性血管扩张 剂，可以有效地扩张血管、减慢心率、增加心、脑血管血流量、防止重要脏器 的功能衰竭，改善预后。研究表明15镁还能降低肌肉及脑细胞膜的兴奋度， 抑制钙通道依赖性谷氨酸兴奋性神经递质的释放，从而降低机体的耗氧量，减 少入了？的耗竭，降低局部能量代谢，保护缺血的组织和脏器免于受损；此外镁 离子还能通过对抗缩血管物质如内皮素、血管紧张素-2 的缩血管效应，抑制儿 茶酚胺、组织胺的释放，抑制血管内皮细胞上五-羟色胺（5-HT）受体的活性， 从而扩张脑血管，改善缺血区的局部脑血流量，减小梗死体积。镁剂在肺动脉高压中的应用重症呼吸系统感染时，持续地缺氧、酸中毒等可使肺血管痉挛、肺循环阻力持续高于体循环，从而出现右向左分流，引起肺动脉高压（pulmonary hypertension PH） 。？11 传统的治疗方法是吸入高浓度氧、过度通气、应用血 管扩张剂、镇静剂等，但有氧中毒、气压伤、低血压等副作用；如吸入虽可以 有效地缓解肺动脉高压，但由于条件有限，许多基层医院尚难实施。近年来的临床实践证明：硫酸镁可以有效地降低肺动脉高压。国外学者研 究16显示：严重持续肺动脉高压的早产儿，给与硫酸镁200mg/kg 的起始量静点 30min 后，再以 2050mg/kg/h 的维持量继续，结果 24 小时后治疗组早产儿 的肺动脉压及肺泡动脉氧分压差（AaD02）明显下降。存活率大大提高，有效率为 90%。1013&等17在对新生儿肺动脉高压伴有呼吸衰竭的治疗中，同样给与 硫酸镁治疗，发现24小时后患儿的平均动脉氧分压（Pa02）从治疗前的 8. 8KPa 增加到了 24. lKPa, 平均总需氧时间及住院期间机械通气的使用率较传 统治疗明显降低。国内学者 18在治疗继发性肺动脉高压患儿中给与硫酸镁静 点，结果48h后Sa02和Pa02明显上升，治疗3飞天后，血气值、胸片肺血管 阴影、心电图恢复正常，青紫和心脏杂音消失，说明硫酸镁扩张肺血管是有效 的，证明镁剂是治疗小儿肺动脉高压的理想药物。5.镁剂在呼吸系统其它疾病中的应用Bothmer19的研究发现补充镁可预防噪音对狗的肺损伤，同样对于成人 呼吸窘迫综合征(adult respira tory dis tress syndrome ARDS)患者也有很 好的肺保护作用。5100七20将硫酸镁用于慢性阻塞性肺疾患(chronic obstructive pulmonary disease COPD) 的治疗也取得了较好的临床效果； 3821对所有重症监护室(intensive care unit ICU)的患者都作了镁耐量 测验(magnesium tolerance test)发现：所有工病人均由于不同原因存在 着不同程度的镁缺乏，当给与适当的镁补充后，症状得到了缓解，平均住院天 数缩短。综上所述，镁与呼吸系统疾病有着极为密切的联系，硫酸镁不仅在呼吸系 统而且在心血管、神经、内分泌、消化等各系统疾病中都有着广泛的临床应用 前景。我们相信：随着临床与动物试验研究的进一步发展，及原子吸收光谱检 测镁离子浓度在临床上的应用，镁剂在各系统疾病的治疗中会发挥越来越多的作用。