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镁剂在呼吸系统疾病的临床应用进展 |
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健康网讯: 刘 露1(综述) 张卫平2(审校)
1．新疆乌鲁木齐市儿童医院 新疆乌鲁木齐 830002
2．新疆医科大学第一附属医院儿科 新疆乌鲁木齐 830054
【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（MgSO4）是临床上使用最广泛的镁盐制剂。早在1936年Ressello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O
kayama等[1]报道哮喘急性发作患者，静滴MgSO4后呈现出明显的支气管扩张效应，
肺功能测定证实MgSO4能有效降低呼吸道阻力，提高用力肺活量（Forced Vital C
apacity FVC）和第一秒末用力呼气容积（Forced expiratory Volume at 1 seco
nd FEV1），改善肺功能，缓解哮喘症状。Mangat等[2]观察到MgSO4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MgSO4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（Pea
k Expiratory Flow Race PEFR）分别提高了35%和42%（P>0.01），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β2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
6~18岁的中重度哮喘患儿，连续3次给予β2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% MgSO4溶液（25mg/
kg）静点，结果50min后，MgSO4治疗组FEV1值提高了34%，对照组下降了1% (P=0.
05)，持续到第110min时，治疗组FEV1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（
SaO2）也都较对照组有显著改善。为了进一步探讨MgSO4与β2受体激动剂联合使用
治疗哮喘的作用，Nannin等[4]将25%MgSO4溶液3ml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P
EFR值分别提高61%和31%（P=0.01），证明MgSO4与β2受体激动剂联用较单用β2受
体激动剂更加有效，二者具有协同作用。Bloch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β2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。Downey[6]认为：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MgSO4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ATP生成cAMP增多，cAMP /cGMP 比值上升，并通过激活蛋白激酶及ATP
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β2受体数目，
增加气道粘膜上皮β2受体亲和力，提高哮喘患儿低下的β2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-r
esponsiveness 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% MgSO4 50~100
mg/Kg/次，以10% 葡萄糖稀释为0.5%浓度静脉滴注，1~2次/d，滴速为1~1.5滴/Kg
/min，平均用药3~5天，结果发现88%的患儿在用药6h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%（P<0.05），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。
3．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A2、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Na+-K+-ATP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]。Shu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ATP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。
4．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 hypertens
ion PH）。PH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；NO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30m
in后，再以20~50mg/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（AaDO2）明显下降。存活率大大提高，有效率为90%。Tolsa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2
4小时后患儿的平均动脉氧分压（PaO2）从治疗前的8.8KPa增加到了24.1KPa，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SaO2和PaO2明显上升，治
疗3~5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
Bothmer[19]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 respiratory distress syndrome ARDS）患者也有很好的肺保
护作用。Skorodin[20]将硫酸镁用于慢性阻塞性肺疾患（chronic obstructive p
ulmonary disease COPD）的治疗也取得了较好的临床效果；Saur[21]对所有重症
监护室（intensive care unit ICU）的患者都作了镁耐量测验（magnesium tole
rance test）发现：所有ICU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。
作者简介：刘露，女，住院医师，硕士，研究方向：小儿呼吸与急救。
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