Профилактика ишемического/реперфузионного повреждения миокарда при длительной кровяной кардиоплегической перфузии в хирургии приобретенных пороков сердца

ПРОФИЛАКТИКА ИШЕМИЧЕСКОГО/РЕПЕРФУЗИОННОГО ПОВРЕЖДЕНИЯ МИОКАРДА ПРИ ДЛИТЕЛЬНОЙ КРОВЯНОЙ КАРДИОПЛЕГИЧЕСКОЙ ПЕРФУЗИИ В ХИРУРГИИ ПРИОБРЕТЕННЫХ ПОРОКОВ СЕРДЦА

И.Н. Гапочкина, В.О. Киселев, В.М. Шипулин, A.B. Евтушенко, Ю.К. Подоксенов,

И.В. Пономаренко

ГУ «НИИ кардиологии ТНЦ СО РАМН», Томск

Исследовано влияние артериального и венозного кардиоплегического перфузата на показатели инт-раоперационного метаболизма и сократительную функцию миокарда. Обследовано 53 пациента, оперированных по поводу приобретенных пороков сердца (ППС) в условиях искусственного кровообращения (ИК) и ретроградной кровяной гипотермической кардиоплегии (РКП). Пациенты выделены в две группы в зависимости от метода РКП и предреперфузионной подготовки (ПП). Результаты исследования показали, что ПП венозным раствором после длительной РКП обеспечивает эффективную защиту миокарда в период восстановления коронарного кровотока, способствует профилактике послеоперационного синдрома малого сердечного выброса в хирургии ППС.

Неослабевающий интерес к изучению патогенеза миокардиального повреждения, возникающего при ишемии и реперфузии, обусловлен отсутствием идеального метода защиты миокарда при операциях на открытом сердце [2, 5]. Несмотря на достижения в технике проведения ИК и успехи анестезиологического обеспечения, масштабы отрицательного воздействия во время кардиохирургических операций на организм пациентов остаются значительными [2]. Большинство авторов сходится во мнении, что использование крови в качестве кардиоплегичес-кого носителя для противоишемической защиты миокарда может предупредить органную дисфункцию [6, 7, 12].

Однако оксигенированная охлажденная кровь способна вызвать повреждение кардио-миоцитов как в период длительной ишемии, так и при реперфузии [2, 3, 9]. Это особенно важно у пациентов с дооперационной гипертрофией миокарда, когда уменьшение плотности или количества функционирующих капилляров в результате гипертрофии кардиомиоцитов требует более полного восстановления кровотока для исключения сосудистой ишемии [4].

В настоящее время существует много подходов к профилактике ишемического и репер-фузионного повреждения [5, 6, 8, 10]. Однако повреждающая роль избыточного содержания кислорода в перфузате остаётся мало исследованной и не востребованной в кардиохирургической практике несмотря на то, что форсированная реоксигенация сердца, находившегося до

операции в условиях гипоксии, существенно влияет на процессы активации перикосного окисления липидов в миокарде и на его сократительную функцию [1, 3, 10]. В то же время гипооксигенированный перфузат, из-за спазмолитического свойства углекислого газа и низкого содержания кислорода теоретически может эффективно снизить ишемическое или реперфузионное повреждение миокарда [1, 9]. В этой связи в последние годы пристально изучается значение контролируемой реоксигенации миокарда на этапе восстановления кровотока [9,

11, 12]. Такая стратегия позволяет обеспечить в большинстве случаев благоприятный исход операции. Цель работы - оценка состояния миокарда в период длительной ретроградной кровяной кардиоплегической перфузии в хирургии приобретенных пороков сердца.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

В исследовании участвовали 53 пациента (мужчин 59%), в возрасте 52,8±9,4 года, которым выполнялось протезирование митрального и аортального клапанов. Клиническое состояние больных перед операцией было тяжелым: 85% пациентов со степенью сердечной недостаточности ИБ-Ш и IV ФК NYHA, МЖП в среднем составила 16 мм. Всем пациентам осуществляли РКП охлаждённым гиперкалиевым раствором. Перед реперфузией проводили процедуру согревания миокарда до 37-38 °С (пред-реперфузионная подготовка) [14]. Экстракорпо-

ральное кровообращение осуществлялось на аппарате «Jostra» (Германия) с использованием мембранных оксигенаторов «Spiral Gold» (Baxter Healthcare Corp., США) или «Dideco» (Италия). Перед подключением к аппарату ИК проводилась общая гепаринизация в дозе 3 мг/кг. Мониторинг адекватности антикоагуляции проводился с помощью прибора «Hemochron» (ITC, США). Время активированного свертывания крови поддерживалось на уровне не ниже 450 с. Для осуществления ИК проводились канюляция восходящей аорты и полых вен через правое предсердие по стандартной схеме. Первичный объем заполнения оксигенатора состоял из по-лиглюкина (800 мл) и лактасола (800 мл). Объемная скорость перфузии на всем протяжении ИК составляла 2,5 л/(мин • м2). Артериальное давление поддерживали на уровне не ниже 70 мм рт. ст. После прекращения ИК эффект гепарина нейтрализовали сульфатом протамина.

Разработанная нами схема экстракорпорального контура позволяла осуществлять РКП и ПП в различных режимах: кардиоплегический контур имел сообщение как с артериальной, так и с венозной магистралями. Путем перекладывания зажима мы имели возможность осуществлять контролируемую оксигенацию коронарного русла - артериальной (SatO2 99,7±0,2%) или венозной (SatO2 84,4±0,8%) кровью (рац. предложение № 281/2-2000 от 14.12.2000 г. «Метод кровяной холодовой кардиоплегии с контролируемой реоксигенацией миокарда». Авторы: Киселёв В.О., Подоксёнов Ю.К., Пономаренко И.В., Гапочкина И.Н.).

В зависимости от метода проведения кар-диоплегии и реперфузии больные были разделены на 2 группы. В первой группе (n=26) проводили РКП и ПП из артериальной магистрали аппарата ИК (I группа). Во второй группе (n=27) РКП и ПП проводили из венозной магистрали аппарата ИК по методике, разработанной в ССХ НИИ кардиологии. По клиническим характеристикам группы были сопоставимы. Пациенты получали стандартную предоперационную терапию, направленную на компенсацию порока и включавшую сердечные гликозиды, диуретики, антиаритмические препараты. Длительность окклюзии аорты превышала 100 мин (111,5±9,3). Исследовали трансмиокардиальную разницу (ТР) по содержанию кислорода, активности кре-атинфосфокиназы (КФК-МВ), уровню лактата до наложения зажима на аорту, после 60 мин окклюзии аорты и в первые минуты реперфузии. Забор проб крови для исследования производили в притекающей к миокарду и оттекающей

от него крови одновременно. Оценивали характер восстановления сердечной деятельности и послеоперационную гемодинамику. Активность фермента КФК-МВ определяли с помощью коммерческого набора фирмы «Biocon» (Германия). Содержание кислорода, уровень лактата исследовали, используя микроанализатор электролитов и газов крови «Stat Profile М» (США).

Статистическую обработку результатов выполняли с применением интегрированной системы статистического анализа и обработки результатов Statistica 5.0. Нормальность распределения оценивали с использованием Shapiro-Wilk W-статистики. Статистически значимыми считали различия при уровне значимости р<0,05. Оценку статистической достоверности проводили с помощью непараметрического критерия t-test Wilcoxon.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Во время кардиоплегии у пациентов всех групп наблюдали достоверное снижении ТР по содержанию кислорода (A02Ct) по сравнению с этапом до окклюзии аорты (рис.). Редукция этого показателя составила более 90% (р<0,05). Так, если до наложения зажима на аорту A02Ct составила в среднем 5,4±0,25 мл/дл, то на фоне кардиоплегической перфузии мы регистрировали её значение на уровне 0,6±0,22 мл/дл. На этапе кардиоплегии при межгрупповом сравнении не было получено достоверного различия. После восстановления коронарного кровотока у пациентов I группы A02Ct снижалась по сравнению с этапом до окклюзии аорты на 24%

плегия фузия

Кардиоплегия и предреперфузионная подготовка —ф— артериальной кровью —^—венозной кровью

Трансмиокардиальная разница по содержанию кислорода у больных с ППС, оперированных в условиях кровяной ретроградной артериальной и венозной кардиоплегической перфузии на этапах операции.

(р<0,05). Подготовка миокарда к восстановлению коронарного кровотока теплой кровью из венозного контура аппарата ИК (II группа) не приводила к изменению ТР по содержанию кислорода и соответствовала значению до окклюзии аорты (5,3±1,4 мл/дл до окклюзии аорты и 5,6±0,9 мл/дл во время реперфузии).

При определении активности фермента КФК-МВ и уровня лактата нами были получены следующие результаты. От момента наложения зажима на аорту измеряемые показатели имели тенденцию к увеличению и достигали своего максимального значения в период реперфузии во всех группах исследования. Гипо-термическая перфузия способствовала адекватной защите миокарда независимо от газового состава перфузата, что выразилось в стабильной ТР по лактату и КФК-МВ. После восста-

новления коронарного кровотока у пациентов I группы уровень лактата в оттекающей от миокарда крови был достоверно выше (3,4±0,2 ммоль/л) в сравнении с аналогичным показателем в притекающей к миокарду крови (2,5± ±0,4 ммоль/л; р<0,05) (табл. 1).

Применение тактики ПП артериальной кровью привело к достоверному (р<0,05) увеличению активности КФК-МВ в оттекающей от миокарда крови (96,5±7,5 Е/л). При этом в притекающей к миокарду крови исследуемый показатель составлял 77,5±5,4 Е/л (табл. 2). Несмотря на выявленное увеличение ТР в активности КФК-МВ, не было зафиксировано ни одного случая инт-раоперационного инфаркта миокарда. У пациентов II группы ТР по уровню лактата и активности КФК-МВ на этапе реперфузии достоверно не менялась.

Таблица 1

Динамика уровня лактата на этапах операции у больных ППС, оперированных с использованием РКП артериальным и венозным растворами

Уровень лактата, ммоль/л

Этапы Кровь I группа

До окклюзии аорты притекающая к миокарду оттекающая от миокарда 1,8±0,2 1,9±0,3 1,6±0,1 1,7±0,6

60 мин окклюзии аорты притекающая к миокарду оттекающая от миокарда 2,2±0,7 2,6±0,5 2,1±0,2 2,3±0,9

Реперфузия притекающая к миокарду оттекающая от миокарда 2,5±0,4 3,4±0,3* 2,4±0,4 2,8±0,5

* р<0,05 по сравнению с притекающей к миокарду кровью

Таблица 2

Оценка активности КФК-МВ в крови из аорты и коронарного синуса у больных ППС, оперированных с использованием РКП

Активность КФК-МВ, Е/л

Этапы Кровь а) II группа

До окклюзии аорты притекающая к миокарду оттекающая от миокарда 37,5±8,6 39,4±6,4 37,5±6,2 39,1±11,2

60 мин окклюзии аорты притекающая к миокарду оттекающая от миокарда 51,8±7,0 64,2±8,1 54,6±5,7 63,9±9,2

Реперфузия притекающая к миокарду оттекающая от миокарда 77,5±5,4 96,5±7,5* 73,2±7,2 80,5±9,2

' р<0,05 по сравнению с притекающей к миокарду кровью

Таблица 3

Клинические характеристики исследуемых групп

Группы

I, n=26 II, n=27

Необходимость ЭИТ в восстановительном периоде, % 54,2 (n=14) 33,3 (n=9)*

Потребность в высоких дозах инотропов в раннем п/о периоде, % 50,0 (n=13) 25,9 (n=7)*

Продолжительность инотропной поддержки, ч 48,8±11,0 26,4±9,0*

* р<0,05 по сравнению с I группой

Изучение развития аритмий показало, что применение венозной кардиоплегической перфузии с ПП венозной кровью снизило потребность в электроимпульсной терапии на 20,9% (р<0,05) в сравнении с I группой, где проводили ПП артериальной кровью. Развитие синдрома малого сердечного выброса в группе с защитой миокарда артериальной кровью мы наблюдали у 50% пациентов. Согревание коронарного перфузата гипооксигенированной кровью оказалось эффективнее и позволило значительно снизить потребность как в инотропной терапии (на 24,1%; р<0,05), так и в продолжительности лечения инотропными препаратами (в среднем на 22 ч; р<0,05) (табл. 3).

Известно, что реперфузия в хирургии открытого сердца является фактором, сопровождающимся каскадом сложных метаболических и микроциркуляторных изменений в миокарде [2]. В постишемическом периоде чувствительность органов к физиологическому и тем более к избыточному содержанию кислорода повышена, что приводит к образованию активных форм кислорода [1, 3, 9]. Возникающие вследствие гипероксигенации спазм сосудов и мозаичность тканевого кровотока ограничивают способность кардиомиоцитов синтезировать АТФ, необходимую для сократительной активности, что приводит к снижению потребления кислорода миокардом [6, 9]. Полученные нами результаты показывают, что перфузия миокарда артериальной кровью не позволила полностью восстановить кровоток в гипертрофированном миокарде, так как в период реперфузии наблюдалось резко выраженное снижение потребления кислорода миокардом 38,5% (р<0,05), увеличение содержания лактата и повышение кардиоспецифического фермента в оттекающей от миокарда крови (р<0,05), что в сочетании с клиническими характеристиками свидетельствует о неадекватном восстановлении коро-

нарного кровотока и повреждении сердечной мышцы. Применение ПП венозной кровью позволило «подготовить» коронарное русло к восстановлению естественного кровотока в миокарде и избежать нарушения метаболизма, связанного с развитием феномена «no-reflow» (неполного восстановления органного кровотока). Адаптация к реперфузии в таком режиме стала более эффективным способом «раскрытия» коронарных сосудов за счет высокого уровня углекислого газа в перфузате, что выразилось в сохранении потребления кислорода миокардом на начальном уровне и стабильной ТР по лактату и КФК-МВ.

В этой связи развитие концепции управляемой реоксигенации является первостепенной задачей [11, 12]. Применение гипооксигенирован-ного кровяного раствора может способствовать более полному восстановлению коронарного кровотока после длительной ишемии, снизить репер-фузионное повреждение миокарда и тем самым улучшить его метаболическую и сократительную функцию [2, 9].

Таким образом, соблюдение предлагаемого нами протокола реперфузии, включающего профилактику гипероксигенации, сводит к минимуму возможные реперфузионные повреждения миокарда в период его длительной ишемии у пациентов высокого риска.

ВЫВОДЫ

1. Методика кровяной холодовой перфузии коронарного русла является эффективным и безопасным способом защиты миокарда, позволяющим избежать ишемии миокарда на этапе кардиоплегии при коррекции ППС, что выражается в снижении потребления миокардом кислорода (р<0,05), в стабильной ТР по концентрации лактата и активности КФК-МВ.

2. Согревание коронарного перфузата перед снятием зажима с аорты венозным раствором улучшает метаболические показатели миокарда, что говорит о более адекватной доставке кислорода кардиомиоцитам.

3. Перфузия миокарда перед восстановлением коронарного кровотока венозным раствором после длительной окклюзии аорты позволяет снизить дозу инотропных препаратов у 74% пациентов и увеличивает самостоятельное восстановление сердечной деятельности на 20,9% по сравнению с группой, где согревание миокарда проводили артериальным раствором.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Биленко М.В. Ишемические и реперфузион-ные повреждения органов и тканей. М.: Медицина, 1989. 368 с.

2. Бунятян A.A., Трекова H.A., Мещерякос А.В. и др. Руководство по кардиоанестезиологии.

М.: Медицинское информационное агентство, 2005. 688 с.

3. Коган A.X. // Вестн. Росс. АМН. 1999. № 2. С. 3-10.

4. Лопанов А.А. Морфофункциональные особенности формирования архитектоники внутри-органного венозного русла сердца: Материалы III съезда АГЭ РФ. Тюмень, 1994. С. 75-76.

5. Ascione R., Caputo M, Gomes W. et al. // Eur. J. Cardiothorac. Surg. 2002. V 21. Р. 440-446.

6. Attilio L., Ascione R., Caputo M. et al. // Ann. Thorac. Surg. 2003. V. 76. Р. 1227-1233.

7. Buckberg G.D. //Ann. Thorac. Surg. 2000. V. 69. P. 334-335.

8. Gaillard P., Bical O., Paumier D., Trivin F. // Cardiovasc. Surg. 2000. V. 8. № 3. P. 198-203.

9. Ihnken K, Morita K., Buckberg G.D. et al. //Eur. J. Cardiothorac. Surg. 1995. V 9. № 8. P. 410-418.

10. Davies James, B. Stanley Digerness, Steve P. et al. //Ann. Thorac. Surg. 2003. V. 76. P. 1252-1258.

11. Teoh K.H., Christakis G.T., Weisel R.D. et al. // Thorac. Cardiovasc. Surg. 1986. V. 91. P. 888-895.

12. Louagie Y., Jamart J., Gonzalez M. et al. //Ann. Thorac. Surg. 2004. V. 77. P. 664-671.