Автореферат и диссертация по медицине (14.00.37) на тему:Монооксигеназная функция печени у больных ИБС, оперированных в условиях искусственного кровообращения

На правах рукописи

ЕФИМОВ АЛЕКСЕЙ АЛЕКСЕЕВИЧ

МОНООКСИГЕНАЗНАЯ ФУНКЦИЯ ПЕЧЕНИ У БОЛЬНЫХ ИБС, ОПЕРИРОВАННЫХ В УСЛОВИЯХ ИСКУССТВЕННОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ

14.00.37 - Анестезиология и реаниматология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

о 1> АВГ 2000

Новосибирск - 2008

003445735

Работа выполнена в Отделе анестезиологии и реаниматологии Федерального государственного учреждения «Новосибирский научно-исследовательский институт патологии кровообращения имени академика Е.Н. Мешалкина»

Научный руководитель:

Доктор наук Ломиворотов Владимир Владимирович

Официальные оппоненты

Доктор наук, профессор Шевченко Владимир Петрович

(ФГУ «Новосибирский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии»)

Доктор наук Васильев Сергей Владимирович

(ФПК и ППВ ГОУ ВПО «Новосибирский Государственный медицинский университет»

Ведущая организация

Государственное учреждение «Научно-исследовательский институт кардиологии Томского научного Центра Сибирского отделения Российской академии медицинских наук»

Защита состоится 17 сентября 2008 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 208 063 01 при ФГУ «Новосибирский научно-исследовательский институт патологии кровообращения имени академика Е Н Мешалкина» Адрес г Новосибирск-55, ул Речкуновская 15 www meshalkin ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГУ «ННИИПК имени академика Е Н Мешалкина»

Автореферат разослан

2008 года

Ученый секретарь совета по защите докторских и кандидатских диссертаций доктор наук профессор

ми-

ленько Е В

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

АД - артериальное давление AJIT - аланинаминотрансфераза АОЗ - антиоксидантная защита АР - антипирин

ACT - аспартатаминотрасфераза ИБС - ишемическая болезнь сердца ИВЛ - искусственная вентиляция легких ИК - искусственное кровообращение КТ - каталаза

МДА - малоновый диальдегид МФП - монооксигеназная функция печени НАДФ - никотинамидадениндинуклеотидфосфат ПОЛ - перекисное окисление липидов

СРО - свободнорадикальное окисление

£

СТ - сопряженные триены ФБ - фенобарбитал ЦП - церулоплазмин С1 - клиренс CYP - цитохром Р-450

РаС02 - парциальное напряжение кислорода в артериальной крови F1O2 - концентрация кислорода во вдыхаемй газовой смеси Т1/2 - период полувыведения Yd - объем распределения

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования

Ишемическая болезнь сердца на сегодняшний день является одной из ведущих причин инвалидизации и смертности взрослого населения Лечение больных ИБС направлено на улучшение качества жизни, уменьшение риска возникновения инфаркта миокарда, сердечной недостаточности, увеличение продолжительности жизни Достижение этих целей обеспечивается с помощью как медикаментозного, так и хирургического лечения, в частности аортокоронарного шунтирования Операции производятся на открытом сердце с использованием искусственного кровообращения, либо стабилизатора «Octopus» Искусственное кровообращение приводит к различным биохимическим сдвигам и сложным нарушениям гомеостаза в организме (Караськов А.М, Ломиворотов ВВ. 2004; Т Morgan, 1998; FA Hensley, 2000), включая активацию процессов перекисного окисления липидов, что сопровождается повышенным образованием свободных радикалов, обладающих выраженным повреждающим действием на клеточные структуры (ЮА Владимиров, А.И Арчаков, 1972) В связи с этим, происходит изменение в субклеточных структурах и нарушение проницаемости клеточных мембран, что в свою очередь влияет на процессы биотрансформации ксенобиотиков и эндогенных субстратов в гепатоцитах (Ф И Юлдашева, 1997, D McKindley, 1998)*

Изменение печёночного микросомальнош окисления, особенно его замедление, может сопровождаться сложными нарушениями процессов метаболизма и детоксикации, приводить к кумуляции лекарственных препаратов, их метаболитов, с усилением или ослаблением их фармакологического эффекта, увеличением токсического действия (А И Арчаюов 1978, Д Парк, 1973, SherlokS, 1992; Ноеп Р., 2001)

В кардиологии, и особенно в кардиоанестезиологии, используется огромное количество лекарственных препаратов, включая р-блокаторы, антагонисты кальция, ингибиторы ангиотензин-превращающего фермента, антикоагулянты, нитраты, барбитураты, транквилизаторы, наркотические анальгетики, газовые анестетики, миорелаксанты и др, биотрансформация которых происходит в печени с участием цитохром P-450-зависимых

монооксигеназ гепатоцитов (Д Парк, 1973; Н Remmer, 1970; К. Piafsky, 1980)

Поэтому становится актуальным исследование активности цитохром Р-450-зависимых микросомальных монооксигеназ печени, их взаимосвязь с системой перекисного окисления липидов у больных ИБС до и после кардиохирургического вмешательства, что позволило бы оценить патогенетическое влияние операционного стресса и искусственного кровообращения на монооксигеназную функцию печени, а в дальнейшем проводить анестезиологическое обеспечение и фармакотерапию с учетом изменений ее показателей

Цель исследования'. Изучить динамику монооксигеназной функции печени при операциях прямой реваскуляризации миокарда у больных ИБС, а также разработать мероприятия по коррекции ее нарушений в послеоперационном периоде

Задачи исследования:

1 Изучить исходное состояние монооксигеназной функции печени у больных ишемической болезнью сердца.

2 Исследовать динамику фармакокинетических параметров антипирина до и после операции реваскуляризации миокарда в условиях искусственного кровообращения и при работе на бьющемся сердце

3. Оценить влияние перекисного окисления липидов на монооксигеназную функцию печени при кардиохирургических вмешательствах

4. Разработать мероприятия по коррекции биотрансформирующей функции печени в послеоперационном периоде

Научная новизна

Впервые проведена комплексная оценка и анализ динамики активности монооксигеназной функции печени у больных ишемической болезнью сердца до и после операций на открытом сердце в условиях искусственного кровообращения

Выявлено, что операции коронарного шунтирования, выполняемые в условиях искусственного кровообращения, сопровождаются увеличением

5

периода полувыведения антипирина на 30% и снижением клиренса антипирина на 25% в раннем послеоперационном периоде.

Впервые изучено влияние на активность микросомальных ферментов печени гапотермического режима перфузии, который способствует замедлению периода полувыведения и снижению клиренса антипирина в первые сутки после операции

Показано, что значимьм патогенетическим фактором, приводящим к изменению активности микросомальных ферментов печени, является увеличение концентрации продуктов перекисного окисления липидов в крови во время операции, что приводит к увеличению периода полувыведения в 1,5 раза и снижению клиренса в 1,4 раза, в сравнении с дооперационным уровнем

Показано, что применение индукторов микросомальных ферментов (фенобарбитала) в общей дозе 300 мг за 2-3 дня до операции у пациентов ишемической болезнью сердца, оперирующихся в условиях искусственного кровообращения, способствует нормализации биотрансформирующей функции печени в послеоперационном периоде, приводя к повышению ферментативной активности монооксигеназ печени в 1,6 раза.

Отличие полученных новых научных результатов от результатов, полученных другими авторами

Многочисленные исследования системы цитохрома P-450-зависимых момнооксигеназ базируются на информации, полученной либо на добровольцах, либо на терапевтической категории пациентов, находящихся в стабильном состоянии, либо в опытах на животных. (Арчаков А И 1978; Юлдашева ФИ. 1997; Гуляева ЛФ. 2000, Lambert С. et al., 1991; Feldman AM 2002).

Данных о фармакокинетике и фармакодинамике препаратов у кардиохирургических пациентов в доступной литературе не найдено

В настоящем исследовании, при проведении анализа состояния монооксигеназной системы у кардиохирургической категории больных ишемической болезнью сердца, в клинических условиях была выявлена взаимосвязь между длительностью искусственного кровообращения, температурным режимом перфузии и изменением активности микросомальных ферментов печени в послеоперационном периоде. При этом

проведен анализ сопряжённого взаимодействия систем перекисного окисления липидов и монооксигеназ печени, который показал, что при активации процессов пероксидации происходит нарушение скорости микросомального окисления Для восстановления активности микросомальных ферментов было необходимо включение в предоперационную подготовку больных ишемической болезнью сердца индукторов (фенобарбитала) цитохром-Р-450-зависимых печеночных монооксигеназ

Практическая значимость полученных новых научных знаний

В результате проведенных исследований было установлено, что при операциях в условиях искусственного кровообращения происходит уменьшение активности ферментов детоксикации, которое носит умеренно выраженный и обратимый характер.

В связи с тем, что операции в условиях Ж сопровождаются снижением активности монооксигеназной системы печени, важное значение имеет тактика применения лекарственных препаратов При уменьшении скорости их печеночного метаболизма возможна кумуляция в организме, что может приводить к усилению или ослаблению их фармакологического эффекта В связи с этим у больных, перенесших аортокоронарное шунтирование в условиях искусственного кровообращения безопасность проводимой лекарственной терапии должна предусматривать дозирование препаратов с учетом индивидуальных показателей фармакокинетики антипирина

Разработан новый метод по профилактике снижения детоксикационной функции печени у больных ИБС при операциях реваскуляризации миокарда в условиях искусственного кровообращения Показано, что применение фенобарбитала эффективно предотвращает снижение активности процессов биотрансформации ксенобиотиков в печени. На основании полученных результатов была разработана оптимальная схема назначения фенобарбитала пациентам ИБС с целью индукции микросомальных ферментов печени

Достоверность выводов и рекомендаций

Выводы и рекомендации основаны на результатах обработки современными статистическими программами базы данных, включающей

122 пациента, которым выполнена операция коронарного шунтирования, что является свидетельством достоверности выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертационной работе Все выводы и рекомендации были опубликованы в реферируемых изданиях и не получили критических замечаний

Краткая характеристика * клинического материала (объекта исследования) и научных методов исследования

В основе диссертационной работы лежит материал исследования 122 больных, оперированных за период с января 2004 г по май 2006 г в ФГУ "ННИИПК им акад ЕН Мешалкина Росмедтехнологий» Среди обследованных больных было 119 (97,5 %) мужчин и 3 (2,5 %) женщины

По классификации Американской ассоциации анестезиологов (ASA) 96 больных имели III степень анестезиологического риска (78,7%), IV степень - 26 пациентов (21,3%)

Всем пациентам с ИБС выполнена операция прямой реваскуляризации миокарда В условиях искусственного кровообращения было прооперировано 111 больных, из них перфузия длительностью более 2 часов имела место у 39 пациентов Гипотермический режим перфузии проводился у 40 пациентов На работающем сердце, с использованием аппарата "Octopus", в условиях нормотермии, операция выполнена 11 пациентам 15 пациентов накануне операции получали в премедикации фенобарбитал в дозе 100 мг 2 раза в сутк Монооксигеназную функцию печени оценивали по показателям фармакокинетики антипирина, периоду полувыведения, клиренсу, объёму распределения, которые отражают суммарную активность цитохром-Р-450-зависимой микросомальной монооксигеназной системы печени

Период полувыведения антипирина рассчитывали по методу наименьших квадратов, клиренс антипирина и очевидный объем его распределения вычисляли по формуле

I 0,693 С1=— х ——

с° ту2

где- I - доза антипирина (мг), Со - экстраполированная концентрация антипирина, 1/С0 - очевидный объем распределения антипирина, 0,693ЛГИ -константа скорости элиминации антипирина

Для оценки перекисного окисления липидов изучали содержание вторичных продуктов процесса пероксидации сопряженных триенов и малонового диальдегида В качестве показателей системы антиоксидантной защиты оценивали активность каталазы и уровень церуллоплазмина

Функциональную активность печени оценивали по стандартным биохимическим маркерам Исследовали уровень общего белка, альбумина, общего билирубина, щелочной фосфатазы, гамма-глутамилтранспептидазы, сывороточных трансаминаз - ACT, АЛТ

Все показатели исследовались в динамике на следующих этапах

1 Исходно (за 1-2 дня до операции)

2 После окончания операции

3 На 1-е сутки после операции

4 На 3-5-е сутки после операции

5 На 8-10-е сутки после операции

Электронная база данных исследуемых пациентов составлена в формате Microsoft Excel® 2007 Статистическая обработка материала проведена с использованием программного Statistica 6 0® (StatSoft®, США), а также Microsoft Excel® 2007 в пакете Microsoft Office 2007 (Microsoft®, США) Достоверность полученных результатов и уровень значимости выводов оценивали для р < 0,05 Средние величины представлены в виде М±ш, различия между средними значениями считались достоверными при значении р < 0,05

Использованное оснащение, оборудование и аппаратура

При обследовании пациентов использовалась следующая аппаратура монитор модульный AS/3 (Датекс-Энгстром, Финляндия); биохимический анализатор FP-901 (Лабсистемс, Россия); биохимический анализатор Konelab-20 (Финляндия); спектрофотометры СФ-26 (Ломо, Россия)

Личный вклад автора в получении новых научных результатов данного исследования

Автор самостоятельно разработал план обследования пациентов, обследовал всех пациентов включенных в настоящее исследование и провёл

9

статистический анализ и дал научную интерпретацию полученных данных. Личное участие автора в получении научных результатов, приведённых в диссертации, подтверждается соавторством в публикациях по теме диссертации

Апробация работы и публикации по теме диссертации

Основные положения, выводы и практические рекомендации доложены на форумах различного уровня, включая 10 Всероссийский съезд сердечнососудистых хирургов (Москва 2004г); 9-11 Ежегодные сессии научного центра сердечно-сосудистой хирургии им А.Н Бакулева РАМН (Москва 2005, 2006, 2007гг), 5е Научные чтения, посвященные памяти акад РАМН E.H. Мешалкина, с международным участием (Новосибирск 2006г), 21st Annual Meeting Europ.Assoc. of Cardiothoracic Anaesthesiologist (Italy, Venice 2006y), Wold society of cardio-Thoracic surgeons 17th Wold Congress & 20th annual Meeting of Japan Chapter. (Japan, Kyoto 2007y) и опубликованы в центральной научно-медицинской литературе

По теме диссертации опубликовано 26 научных работ, из них в журналах и изданиях, рекомендованных в перечне ВАК - 5 статей, тезисов - 21

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа оформлена в виде специально подготовленной рукописи, изложена на 108 страницах. Текст оформлен в соответствии с требованиями к работам, направляемым в печать Диссертация состоит из введения, пяти глав, обсуждения результатов исследования, выводов, практических рекомендаций Список литературы насчитывает 212 источников (из них 119 зарубежных) Работа содержит 19 таблиц и 6 рисунков

Основные положения, выносимые на защиту:

1 Операция реваскуляризации миокарда в условиях искусственного кровообращения оказывает ингибирующее действие на активность цитохром-Р-450-зависимых монооксигеназ, приводя к подавлению биотрансформирующей функции печени в послеоперационном периоде. Степень замедления печеночного метаболизма зависит от длительности

и температурного режима искусственного кровообращения.

Ю

2 Нарушение баланса в системе ПОЛ-АОЗ после операции, являясь одной из причин структурной модификации липидного компонента мембран микросомальной системы, приводит к замедлению биотрансформации ксенобиотиков в печени

3 Применение фенобарбитала накануне операции, в качестве индуктора монооксигеназной системы печени, предупреждает ингибирование её биотрансформирующей активности после операций реваскуляризации миокарда в условиях искусственного кровообращения

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Система цитохрома Р-450 является в настоящее время активно изучаемой группой ферментов, выполняющей важную роль в организме, осуществляя переработку различных химических соединений, попадающих в организм извне или образующихся в клетке в процессе ее жизнедеятельности.

Было установлено, что исходно у больных ИБС показатели активности микросомальных монооксигеназ печени были снижены, по сравнению с группой здоровых лиц Период полувыведения АР (Т 1/г АР) был удлинен на 66 %, клиренс АР (С1 АР) снижен на 13 %, объем распределения АР (Ус1 АР) увеличен на 19 %.

Таблица I

Показатели МФП у обследуемых больных и здоровых лиц (М±т)

Показатели Здоровые лица (п = 22) Больные ИБС (п = 95)

Период полувыведения АР, час 10,1+3,1 16,8 ±1,3*"

Клиренс АР, мл/кг ч 40,9 ± 7,2 35,4 ±1,8*"*

Объем распределения, л/кг 0,57 ± 0,09 0,68 ±0,02""

Достоверность различий ***■ - р < 0,001 по сравнению с показателями у здоровых лиц

После проведения операции коронарного шунтирования у большинства пациентов возрастает сократительная способность сердечной мышцы, увеличивается сердечный выброс, улучшается перфузия тканей Свидетельством того, что с повышением сократительной способности миокарда скорость микросомального окисления в печени возрастает является

наличие прямой корреляции между клиренсом АР и степенью изменения фракции выброса на первые сутки после операции (г = 0,61, р < 0,05), и обратной зависимости между периодом полувыведения АР и степенью изменения фракции выброса (г = -0,58, р < 0,05) Таким образом, повышение насосной функции сердечной мышцы оказывает благоприятное влияние на функциональную активность микросомальных печёночных монооксигеназ

При анализе показателей фармакокинетики антипирина в динамике выявлено, что впервые сутки после кардиохирургического вмешательства в условиях искусственного кровообращения имелось существенное замедление печёночного метаболизма При этом Т '/г АР достоверно увеличивался до 21,9±1,7 часа (р<0,05), а С1 АР снижался до 26,46±1,6 мл/кг ч (р<0,001) К 4 -5-м суткам после операции скорость микросомального окисления в печени заметно увеличивалась по сравнению с предыдущим этапом исследования: Т Уг АР составил 15,16+1,7 часа, а С1 АР - 36,41+3,13 мл/кг ч На 8 - 10-е сутки микросомальная активность печени соответствовала дооперационному уровню, о чём свидетельствуют и фармакокинетические показатели Объём распределения на всех этапах исследования достоверно не изменялся

Таблица 2

Показатели фармакокинетики антипирина после операции коронарного шунтирования в условиях ИК (п=95, М±т)

Этап исследования Т|/2 АР, час С1 АР, мл/кг ч Vd АР, л

Исходный (до операции) 16,8 + 1,38 35,4 + 1,8 0,68±0,02

1-е сутки 21,9±1,77* 26,46+1,16*" 0,б5±0,02

4 - 5-е сутки 15,16+1,72 36,41+3,13 0,58±0,03

8-10-е сутки 17,48±1,58 32,15+1,97 0,б5±0,02

Примечание Достоверность различий по сравнению с исходным уровнем *р<0,05, ***р<0,001

В сравнении с группой пациентов, оперированных с использованием

стабилизатора «Octopus», уровень активности микросомальной системы у

пациентов, оперированных в условиях ИК, остается достоверно ниже на всех

этапах исследования, начиная с первых суток после операции

12

В группе больных, оперированных на работающем сердце ("off-pump"), показатели фармакокинетики АР, как в первые, так и в последующие сутки после операции достоверно не изменялись в сравнении с дооперационными значениями, что может указывать на отсутствие нарушений МФП в послеоперационном периоде

Таблица 3

Показатели фармакокинетики антипирина после операции

коронарного шунтирования в условиях "off-pump" (n=ll, М±т)

Этап исследования Т|д АР, час С1 АР, мл/кг ч Vd АР, л

Исходный (до операции) 14,3±1,5 34,8±3,6 0,64±0,03

1-е сутки 17,8+1,6 29,7±2,0 0,68±0,03

4 - 5-е сутки 14,7+1,4 48,9+3,5 0,75±0,03

8-10-е сутки 14,1+1,4 36,1±3,3 0,71 ±0,05

При анализе фармакокинетических параметров АР у двух групп пациентов, оперированных в условиях различной длительности ИК было выявлено, что восстановление активности микросомальных ферментов, у пациентов, ИК которых не превышало 120 мин (86,9±2,8 мин), происходило уже к 5-м суткам после операции У второй группы пациентов, с длительностью ИК более 120 мин (184,4+7,9 мин), активность печеночных монооксигеназ оставалась сниженной даже на 10-е сутки после операции, хотя и незначительно Это свидетельствует о том, что степень повреждающего действия ИК на микросомальные ферменты печени зависит от его длительности (Рисунок 1 и 2)

Рис 1 Динамика изменения периода полувыведения АР, в зависимости от длительности ИК

40

го -,---

исходно 1есугки 4-5сугки 8 10сутки

*—ИК>120ит —*-И1С^а0мин]

Рис 2 Динамика изменения клиренса АР, в зависимости от длительности Ж

Наличие как положительных корреляций между временем ИК и степенью увеличения периода полувыведения АР на 1-е и 10-е сутки ( г = 0,51, 0,77, р<0,05), так и отрицательной зависимости между длительностью ИК и клиренсом АР на 1-е сутки (г = -0,42, р<0,05) в после операционном периоде указывает на повреждающее действие ИК на микросомальные ферменты печени

Анализируя динамику фармакокинетических параметров АР, при различных температурных режимах перфузии, было выявлено достоверно более выраженное снижение активности монооксигеназной функции печени, по сравнению с дооперационным уровнем, и ее замедленное восстановление в послеоперационном периоде у пациентов с гипотермическим перфузионным режимом по сравнению с группой пациентов оперированных при нормотермическом режиме ИК (Рисунок Зи 4)

Рис 3 Динамика изменения периода полувыведения АР, в зависимости от температурного режима перфузии

Рис 4 Динамика изменения клиренса АР, в зависимости от температурного режима перфузии

Следовательно, снижение температурного режима перфузии оказывает ингибирующее влияние на ферментную систему монооксигеназ печени. Этот факт подтверждается наличием обратных корреляций между периодом полувыведения АР в первые и 5-е сутки после операции, степенью увеличения периода полувыведения АР в 1-е сутки после операции и температурным режимом перфузии (г = -0,42, -0,32, -0,46, р<0,05) и прямой корреляционной зависимостью между перфузионной температурой и значениями клиренса АР на 1-е и 5-е сутки после операции (г = 0,40, 0,50, р<0,05)

При проведении сравнительного анализа уровня процессов пероксидации и антиоксидантной защиты выявлены следующие различия активация процессов ПОЛ была в 1,5 раза выше у пациентов, оперированных в условиях ИК, по сравнению с уровнем активации ПОЛ у пациентов, оперированных на работающем сердце (р<0,05), практически на всех этапах исследования в послеоперационном периоде

Свидетельством влияния продолжительности ИК на активацию процессов ПОЛ у кардиохирургических больных ИБС, является наличие следующих корреляций между длительностью ИК и уровнем МДА на 1-е и 5-е сутки после операции (г = 0,48, 0,42, р<0,05), и уровнем СТ на I -е сутки после операции (г = 0,42, р<0,05) При увеличении продолжительности ИК выявлена корреляция с активностью КТ на 1-е сутки (г = 0,51, р<0,05), и с уровнем ЦП на 4-5-е сутки после операции (г = 0,32, р<0,05)

Данные корреляционного анализа между показателями монооксигеназной функции печени и перекисных процессов свидетельствуют, что имеется прямая зависимость между периодом полувыведения АР и концентрацией СТ и МДА в первые сутки после операции (г = 0,80, г = 0,72; р<0,05), на 5-е сутки после операции между периодом полувыведения АР и МДА (г = 0,68, р<0,05) Концентрация СТ и МДА и клиренс АР на 1-е послеоперационные сутки связаны отрицательной корреляционной зависимостью ( г = -0,51, г = -0,65, р<0,05). Между

16

клиренсом АР и МДА на 5-е сутки после операции выявлена тесная отрицательная корреляция (г = -0,52; р<0,05).

Таким образом, выраженный депрессивный эффект длительной перфузии на печеночный метаболизм связан, вероятно, с избыточным образованием продуктов перекисного окисления липидов, оказывающих, повреждающее действие на микросомальные монооксигеназы печени. Следовательно, активация процессов перекисного окисления липидов в условиях ИК играет ведущую роль в ингибировании монооксигеназной функции печени у больных ИБС кардиохирургического профиля

После кардиохирургических вмешательств с использованием искусственного кровообращения в послеоперационном периоде у части пациентов развиваются функциональные нарушения разной степени выраженности от незначительной дисфункции отдельных органов до тяжёлой полиорганной недостаточности В зависимости от наличия в послеоперационном периоде каких-либо органных или полиорганных нарушений пациенты были подразделены на две группы 1-я группа -основная - больные с осложненным послеоперационным периодом, 11-я группа - контрольная - пациенты, послеоперационный период которых протекал без осложнений

При сравнительном анализе показателей ПОЛ и АОЗ в зависимости от характера течения послеоперационного периода выявлено, что на первые, 45-е и В-10-е сутки после реваскуляризации миокарда интенсивность процессов пероксидации липидов и степень снижения активности антирадикального компонента системы АОЗ были более выраженными у пациентов основной группы по сравнению с контрольной. Напротив, в эти же периоды повышение активности антиперекисного звена системы АОЗ был более значительным у больных контрольной группы по сравнению с основной При аналогичном сравнении показателей МФП установлено, что для пациентов основной группы в первые сутки после операции было характерно более выраженное замедление печеночного метаболизма по

17

сравнению с контрольной. Более того, в дальнейшем динамика печеночного метаболизма в обеих группах носила диаметрально противоположный характер (Рис 5,6) Если в основной группе на 4-5-е и 8-10-е сутки после операции МФП имела тенденцию к замедлению или значительно снижалась, то в контрольной - скорость монооксигеназных реакций в печени существенно увеличивалась и соответствовала исходному уровню Следовательно, полиорганная недостаточность сопровождается с одной стороны, более выраженной активацией процессов ПОЛ и подавлением системы АОЗ, с другой - более значительным снижением МФП по сравнению с неосложненным послеоперационным периодом Полученные данные связаны с влиянием общей гипоперфузии и гипоксии, характерных для полиорганной несостоятельности, а также с увеличением образования свободных радикалов, способных подавлять активность цитохром-Р-450-зависимых монооксигеназ печени

Рис 5 Динамика изменения периода полувыведения АР у больных ИБС, с осложненным и неосложненным послеоперационным периодом

45 40

о 35

а

Ж

| 30 25 20

исходно 1е сутки 4-5сутки 8-Юсутки

—♦— с осложнениями —без осложнений

Рис.6 Динамика изменения клиренса АР у больных ИБС, с осложнённым и неосложненным послеоперационным периодом

Была обследована группа пациентов с ИБС, которые накануне операции получали в премедикации ФБ При анализе динамики изменения активности монооксигеназ выявлено, что по сравнению с пациентами не получавшими накануне операции ФБ - контрольная группа, в основной группе больных в первые сутки после операции не происходит выраженного снижения активности изучаемых ферментов, а на 4-5-е сутки после операции активность МФП резко возрастает в 1,5-2 раза от исходного уровня и значительно превышает активность данных ферментов в контрольной группе

Таблица 4

Динамика показателей фармакокииетики антипирина у пациентов

ИБС, получавших фенобарбитал накануне операции, п=15. (М±т)

Этап исследования с ФБ безФБ

ТШАР час С1АР мл/кг ч Ус! АР, л Т1П АР, час С1 АР мл/кг-ч У(1 АР, л

Исходный (до операции) 15,9±1,5 32,5+1,9 0,67±0,05 16,8 ± 1,3 35,4 ±1,8 0,68±0,02

1-е сутки 19,8±1,4 28,8+1,8 0,62+0,04 21,9+1,7* 26,5±1,1*** 0,65±0,02

4 - 5-е сутки 8,9+0,6*" 49,8±3,2* 0,63±0,01 15,1+1,'1* 36,4±3,1# 0,58+0,03*

8 - 10-е сутки 15,2+0,5 30,2±1,5 0,59±0,03 17,4±1,5# 32,1±1,9 0,65±0,02

Примечание Достоверность различий по сравнению с исходным уровнем * - р<0,05, *** - р<0,001 Достоверность различий между сравниваемыми группами *р<0,05

выводы

1 У больных ишемической болезнью сердца исходно наблюдается сниженная активность монооксигеназной функции печени При этом степень снижения зависит от насосной способности миокарда (г= 0 58, р<0 05)

2 После операций коронарного шунтирования, выполняющихся в условиях искусственного кровообращения, происходит увеличение периода полувыведения антипирина на 30% (р<0,05), с нормализацией этого показателя к 8 - 10-м послеоперационным суткам

3 Выбор гипотермического режима перфузии и увеличение продолжительности искусственного кровообращения вызывают более выраженное снижение активности ферментов микросомальной системы печени

4 Одной из основных причин замедления биотрансформации ксенобиотиков в печени, после реваскуляризации миокарда в условиях иускусственного кровообращения, является активация процессов перекисного окисления липидов Наличие органных и полиорганных дисфункций после реваскуляризации миокарда усиливает интенсивность оксидативного стресса и замедляет восстановление монооксигеназной функции печени в послеоперационном периоде

5 Операции на работающем сердце практически не оказывают влияния на активность ферментов монооксигеназной системы печени в послеоперационном периоде

6. Применение фенобарбитала в дооперационном периоде способствует повышению активности микросомальных ферментов в послеоперационном периоде у больных ишемической болезнью сердца, оперированных в условиях искусственного кровообращения

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

С целью прогнозирования изменения активности лекарственных препаратов необходимо определять активность цитохром-Р-450-зависимых монооксигеназных ферментных систем печени в послеоперационном периоде у пациентов ИБС, оперированных в условиях искусственного кровообращения

Для профилактики чрезмерной активации процессов перекисного окисления липидов и снижения активности монооксигеназной функции печени у больных ИБС рекомендуется проведение нормотермического искусственного кровообращения

Для профилактики снижения активности монооксигеназной функции печени необходимо назначение фенобарбитала за 2 - 3 дня до операции в дозе 100 мг 2 раза в сутки

ПУБЛИКАЦИИ, СОДЕРЖАЩИЕ ОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в научных журналах

Биотрансформация ксенобиотиков в печени у больных с заболеваниями сердца / Непомнящих В А, Ломиворотов В.В , Ефимов А А и др // Патология кровообращения и кардиохирургия 2005 № 1 С 59-62

Влияние операционного стресса на цитохром-Р-450-зависимую микросомальную систему печени у больных ишемической болезнью сердца / Непомнящих В А., Новиков М А, Ломиворотов В В , КнязьковаЛГ, ДерягинМН, Ефимов А А и др // Патология кровообращения и кардиохирургия 2006 № 1 С 26-30

Острофазовый ответ и биотрансформационная активность печени после операций на открытом сердце / Сергеева Г.И, КнязьковаЛГ, Могугнова ТА, Непомнящих В А , Ломиворотов В.В., Дерягин М.Н, Новиков М А, Ефимов А А, Михайлов С С. // Патология кровообращения и кардиохирургия 2006 № 1 С 31-35.

21

4 Активность монооксигеназ печени у больных приобретенными пороками сердца до и после кардиохирургического вмешательства / Непомнящих В.А, Ломиворотов В В , Князькова Л Г, Дерягин М Н, НовиковМА, Ефимов А А и др // Патология кровообращения и кардиохирургия. 2006 № 2. С 60-64

5 Влияние искусственного кровообращения на окислительный стресс и метаболизм ксенобиотеков в печени у больных ишемической болезнью сердца / Непомнящих В А, Ломиворотов В.В , Дерягин М Н, Князькова Л.Г, Ефимов А А и др. // Бюллетень СО РАМН 2008 №1 С 82-86

Тезисы докладов и сборники научных работ

6 Непомнящих В А Монооксигеназная функция печени у кардиохирургических больных / В А Непомнящих, В В Ломиворотов, А А Ефимов и др // Бюллетень Научного центра сердечно-сосудистой хирургии им А Н Бакулева РАМН 2004 Т 5, № 11. С 245.

7 Непомнящих В А Влияние операционного стресса на печеночный метаболизм и перекисное окисление липидов у кардиохирургических больных / В А.Непомнящих, В В Ломиворотов, А А Ефимов и др // Бюллетень Научного центра сердечно-сосудистой хирургии им АН Бакулева РАМН 2005 Т6,№3 С 118

8 Ефимов А А Монооксигеназная функция печени у ишемических больных / А А Ефимов // Бюллетень Научного центра сердечно-сосудистой хирургии им А Н. Бакулева РАМН 2005 Т6,№3 С 222

9 Lomivorotov V Monooxygenase liver function in cardiosurgical patients / V Lomivorotov, A Karaskov, V Lomivorotov, V Nepommashchikh, L Kmazkova, S Mikhailov, A Yefimov // 15th World Congress of the World Society of Cardio-Thoracic Surgeons: Abstracts Lithuania, Vilnius. 2005 V 46, P162

10 Непомнящих В А Цитохром P-450-зависимый метаболизм ксенобиотиков у пациентов с пороками сердца после операции на открытом сердце / В А Непомнящих, В.В Ломиворотов, М Н.Дерягин, М А Новиков, А А Ефимов и др. // Бюллетень Научного центра сердечно-сосудистой хирургии им АН Бакулева РАМН 2005 Т6,№5 С 247

11 Непомнящих В.А. Влияние гаюкокоргикойдов на печёночный метаболизм у кардиохирургических больных / В.А Непомнящих, В ВЛомиворотов, ЛГ.Князькова, М.Н.Дерягин, М.А.Новиков, А.А Ефимов и др. // Бюллетень Научного центра сердечно-сосудистой хирургии им А.Н. Бакулева РАМН 2005. Т6, № 5. С.247.

12 Непомнящих В.А Роль искусственного кровообращения в снижении активности монооксигеназ печени у больных пороками сердца / В А.Непомнящих, Л.ГКнязысова, МН.Дерягин, МА.Новиков, А.А Ефимов и др // Бюллетень Научного центра сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н Бакулева РАМН. 2006. Т.7, № 3 С 141.

13 Непомнящих В А. Функциональное состояние левого желудочка и печеночный метаболизм у больных приобретенными пороками сердца / В А.Непомнящих, МНДерягин, М.А Новиков, А А Ефимов и др. // Бюллетень Научного центра сердечно-сосудистой хирургии им А Н. Бакулева РАМН. 2006 Т.7, № 3 С 177

14 Непомнящих В.А Перекисное окисление липидов и биотрансформация ксенобиотиков у больных приобретенными пороками сердца / В А Непомнящих, М.НДерягин, МА.Новишв, ЛГКнязькова, А А Ефимов и др // Бюллетень Научного центра сердечно-сосудистой хирургии им А.Н Бакулева РАМН. 2006. Т7, №3 С 179

15 Непомнящих В.А. Микросомальное окисление в печени и пероксидация липидов у больных ИБС после операций на работающем сердце / В А.Непомнящих, В В.Ломиворотов, М.НДерягин, М А Новиков, Л Г.Князькова, А.А Ефимов и др // Пятые научные чтения, посвященные памяти акад РАМН ЕН Мешалкина с международным участием и I съезд кардиохирургов Сибирского Федерального Округа, тезисы докладов. 2006. С 231

16. Непомнящих В.А Биотрансформация ксенобиотиков у больных ИБС с различной фракцией выброса левого желудочка / В А Непомнящих, В ВЛомиворотов, МНДерягин, М.А.Новиков, Л Г.Князькова, А А.Ефимов и др. // Пятые научные чтения, посвящённые памяти акад РАМН Е Н Мешалкина с международным участием и I съезд кардиохирургов Сибирского Федерального Округа- тезисы докладов 2006 С.237.

17. Непомнящих В.А. Воспаление и печеночный метаболизм у больных ИБС до и после операций на открытом сердце / В А.Непомнящих, В.В.Ломиворотов, М АНовигов, М.Н.Дерягин, Л.Г.Князькова, А А.Ефимов и др. // Пятые научные чтения, посвященные памяти акад. РАМН Е Н. Мешалкина с международным участием и I съезд кардиохирургов Сибирского Федерального Округа тезисы докладов 2006 С.244.

18. Lomivorotov V Surgical stress and its impact on hepatic metabolism and lipid peroxidaton in cardiac patients / V.Lomivorotov, A Karaskov, V Lomivorotov, V Nepommashchjkh, L Kmazkova, S. Mikhailov, A Yefimov //21st Annual Meeting Europ Assoc of Cardiothoracic Anaesthesiologist. Abstracts Italy, Venice. 2006 P 119

19 Непомнящих В А. Интенсивность микросомального окисления печени у больных, оперированных в условиях глубокой гипотермической остановки кровообращения / В.А.Непомнящих, МНДерягин, М А Новиков, А А Ефимов и др. // Бюллетень Научного центра сердечнососудистой хирургии им А Н. Бакулева РАМН 2006. Т7, № 5 С 208

20 Непомнящих В А. Биотрансформация ксенобиотиков и воспаление у больных ИБС после операции на открытом сердце / В А Непомнящих, В.В Ломиворотов, М А Новиков, М.НДеряшн, ЛГКнязькова, А А Ефимов и др // Бюллетень Научного центра сердечно-сосудистой хирургии им АН Бакулева РАМН 2006 Т7, №5 С 222

21 Новиков М А Острофазовые белки и монооксигеназная функция печени у больных ИБС с низкой фракцией выброса / М А Новиков, В В Ломиворотов, МНДерягин, ЛГКнязькова, А А Ефимов и др // Бюллетень Научного центра сердечно-сосудистой хирургии им АН Бакулева РАМН 2006. Т.7, № 5 С 227

22 Непомнящих В А. Биотрансформация ксенобиотиков и воспаление у больных ППС после операции на открытом сердце / В А.Непомнящих, М А Новиков, В В Ломиворотов, М Н Дерягин, Л Г.Князькова, С С Михайлов, А А Ефимов, В Н Ломиворотов II Бюллетень Научного центра сердечно-сосудистой хирургии им АН.Бакулева РАМН 2007 Т.8, № 3 С.155

23 Lomivorotov V Inflamation and hepatic metabolism m patients with coronary artery disease before and after cardiac surgery / VXomivorotov,

V.Nepomniashchikh, MJDeryagin, M.Novikov, L.Kwazkova, AJEfimov, VXomivorotov, A Karaskov I I Wold society of cardio-Thoracic surgeons 17th Wold Congress & 20th annual Meeting of Japan Chapter Program and Abstracts Japan, Kyoto. 2007. P. 122

24 Ефимов А А. Влияние фенобарбитала на детоксикационную функцию печени у кардиохирургических больных ИБС / А.А.Ефимов, В А-Непомнящих, В.В Ломиворотов и др // Бюллетень Научного центра сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н. Бакулева РАМН. 2007 Т8, №6 С 212.

25 Непомнящих В А Оксидагивный стресс и печёночный метаболизм у больных ИБС с полиорганной недостаточностью / В А Непомнящих, В В.Ломиворотов, М.Н.Дерягин, М.А.Новиков, Л Г.Князькова, А.А Ефимов и др // Бюллетень Научного центра сердечно-сосудистой хирургии им А.Н. Бакулева РАМН 2007. Т.8, № 6. С.245

26 Непомнящих В А. Динамика печёночного метаболизма после реваскуляризации миокарда в зависимости от исходного уровня острофазовых белков у больных ИБС с низкой фракцией выброса / В А Непомнящих, М А Новиков, В В Ломиворотов, М Н.Дерягин, Л ГКнязькова, А А.Ефимов и др II Бюллетень Научного центра сердечнососудистой хирургии им. А.Н Бакулева РАМН. 2007 Т.8, № 6 С 247

Соискатель

Подписано к печати 15 07 2008 г Формат 60x84 1/16 Объем 1,6 п л Зак 26 Тираж 100. Бум офсетная, 80 гр Отпечатано в типографии ОАО «НИИсистем г. Новосибирск, ул Русская, 39, тел 333-37-39

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ

Ишемическая болезнь сердца на сегодняшний день является одной из ведущих причин инвалидизации и смертности взрослого населения. Лечение больных ИБС направлено на улучшение качества жизни, уменьшение риска возникновения инфаркта миокарда, сердечной недостаточности, увеличение продолжительности жизни. Достижение этих целей обеспечивается с помощью как медикаментозного, так и хирургического лечения, в частности аор-токоронарного шунтирования. Операции производятся на открытом сердце с использованием искусственного кровообращения, либо стабилизатора «Octopus». Искусственное кровообращение приводит к различным биохимическим сдвигам и сложным нарушениям гомеостаза в организме (Караськов A.M., Ломиворотов В.В. 2004, Т. Morgan, 1998, F.A. Hensley, 2000), включая активацию-процессов перекисного окисления липидов, что сопровождается повышенным образованием свободных радикалов, обладающих выраженным повреждающим действием на клеточные структуры» (Ю.А. Владимиров, А.И. Арчаков, 1972). В связи с этим, происходит изменение в субклеточных структурах и нарушение проницаемости клеточных мембран, что в свою очередь влияет на процессы биотрансформации ксенобиотиков и эндогенных субстратов в гепатоцитах. (Ф.И. Юлдашева, 1997., D McKindley 1998)

Изменение печёночного микросомального окисления; особенно его замедление, может сопровождаться сложными нарушениями процессов метаболизма и детоксикации, приводить к кумуляции лекарственных препаратов, их метаболитов, с усилением или ослаблением их фармакологического эффекта, увеличением токсического действия. (А.И. Арчаков 1978, Парк Д, 1973, Sherlok S, 1992, Hoen Р, 2001).

В. кардиологии и особенно в кардиоанестезиологии используется огромное количество лекарственных препаратов, включая Р-блокаторы, антагонисты кальция, ингибиторы ангиотензин-превращающего фермента, антикоагулянты, нитраты, барбитураты, транквилизаторы, наркотические анальгетики, газовые анестетики, миорелаксанты и др., биотрансформация которых происходит в печени с участием цитохром Р-450-зависимых монооксигеназ ге-патоцитов. (Д. Парк, 1973, Н. Яетшег, 1970, К. Р1аГзку, 1980)

Поэтому становится актуальным исследование активности цитохром Р-450-зависимых микросомальных монооксигеназ печени, их взаимосвязь с системой перекисного окисления липидов у больных ИБС до и после кардио-хирургического вмешательства, что позволило бы оценить патогенетическое влияние операционного стресса и искусственного кровообращения на моно-оксигеназную функцию печени, а в дальнейшем проводить анестезиологическое обеспечение и фармакотерапию с учетом изменений ее показателей.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

Изучить динамику монооксигеназной функции печени при операциях прямой реваскуляризации миокарда у больных ИБС, а также разработать мероприятия по коррекции её нарушений в послеоперационном периоде.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1. Изучить исходное состояние монооксигеназной функции печени у больных ишемической болезнью сердца.

2. Исследовать динамику фармакокинетических параметров антипирина до и- после операции реваскуляризации миокарда в условиях искусственного кровообращения и при работе на бьющемся сердце.

3. Оценить влияние перекисного окисления липидов на монооксигеназную функцию печени при кардиохирургических вмешательствах.

4. Разработать мероприятия по коррекции биотрансформирующей функции печени в послеоперационном периоде.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ

Впервые проведена комплексная оценка и анализ динамики активности монооксигеназной функции печени у больных ишемической болезнью сердца до и после операций на открытом сердце в условиях искусственного кровообращения.

Выявлено, что операции коронарного шунтирования, выполняемые в условиях искусственного кровообращения, сопровождаются увеличением периода полу выведения антипирина на 30% и снижением клиренса антипирина на 25% в раннем послеоперационном периоде.

Впервые изучено влияние на активность микросомальных ферментов печени гипотермического режима перфузии, которое способствует замедлению периода полувыведения и снижению клиренса антипирина в первые сутки после операции.

Показано, что значимым патогенетическим фактором, приводящим к изменению активности микросомальных ферментов печени, является увеличение концентрации продуктов перекисного окисления липидов в крови во время операции, что приводит к увеличению периода полувыведения в 1,5 раза и снижению клиренса в 1,4 раза, в сравнении с дооперационным уровнем.

Показано, что применение индукторов микросомальных ферментов (фенобарбитала) в общей дозе 300 мг за 2-3 дня до операции у пациентов ишемической болезнью сердца, оперирующихся в условиях искусственного кровообращения, способствует нормализации биотрансформирующей функции печени в послеоперационном периоде, приводя к повышению ферментативной активности монооксигеназ печени в 1,6 раза.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ

В результате проведенных исследований было установлено, что при операциях в условиях искусственного кровообращения происходит уменьшение активности ферментов детоксикации, которое носит умеренно выраженный и обратимый характер.

В связи с тем, что операции в условиях ИК сопровождаются снижением активности монооксигеназной системы печени, важное значение имеет тактика применения лекарственных препаратов. При уменьшении скорости их печеночного метаболизма возможна кумуляция в организме, что может приводить к усилению или ослаблению их фармакологического эффекта. В связи с этим у больных, перенесших аортокоронарное шунтирование в условиях искусственного кровообращения безопасность проводимой лекарственной терапии должна предусматривать дозирование препаратов с учетом индивидуальных показателей фармакокинетики антипирина.

Разработан новый метод по профилактике снижения детоксикационной функции печени у больных ИБС при операциях реваскуляризации миокарда в условиях искусственного кровообращения. Показано, что применение фенобарбитала эффективно предотвращает снижение активности процессов биотрансформации ксенобиотиков в печени. На основании полученных результатов была разработана оптимальная схема назначения фенобарбитала пациентам ИБС с целью индукции микросомальных ферментов печени.

ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

1. Операция реваскуляризации миокарда в условиях искусственного кровообращения оказывает ингибирующее действие на активность цитохром-Р-450-зависимых монооксигеназ, приводя к подавлению биотрансформирую-щей функции печени в послеоперационном периоде. Степень замедления печеночного метаболизма зависит от длительности и температурного режима искусственного кровообращения.

2. Нарушение баланса в системе ПОЛ-АОЗ после операции, являясь одной из причин структурной модификации липидного компонента мембран микросомальной системы, приводит к замедлению биотрансформации ксенобиотиков в печени.

3. Применение фенобарбитала накануне операции, в качестве индуктора монооксигеназной системы печени, предупреждает ингибирование её био-трансформирующей активности после операций реваскуляризации миокарда в условиях искусственного кровообращения

выводы

1. У больных ишемической болезнью сердца исходно наблюдается сниженная активность монооксигеназной функции печени. При этом степень снижения зависит от насосной способности миокарда (г= 0.58, р<0.05).

2. После операций коронарного шунтирования, выполняющихся в условиях искусственного кровообращения, происходит увеличение периода полувыведения антипирина на 30% (р<0,05), с нормализацией этого показателя к 8 - 10-м послеоперационным суткам.

3. Выбор гипотермического режима перфузии и увеличение продолжительности искусственного кровообращения вызывают более выраженное снижение активности ферментов микросомальной системы печени.

4. Одной из основных причин замедления биотрансформации ксенобиотиков в печени, после реваскуляризации миокарда в условиях иускусственного кровообращения, является активация процессов перекисного окисления липидов. Наличие органных и полиорганных дисфункций после реваскуляризации миокарда усиливает интенсивность оксидативного стресса и замедляет восстановление монооксигеназной функции печени в послеоперационном периоде.

5. Операции на работающем сердце практически не оказывают влияния на активность ферментов монооксигеназной системы печени в послеоперационном периоде.

6. Применение фенобарбитала в дооперационном периоде способствует повышению активности микросомальных ферментов в послеоперационном периоде у больных ишемической болезнью сердца, оперированных в условиях искусственного кровообращения.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. С целью прогнозирования изменения активности лекарственных препаратов необходимо определять активность цитохром-Р-450-зависимых монооксигеназных ферментных систем печени в послеоперационном периоде у пациентов ИБС, оперированных в условиях искусственного кровообращения.

2. Для профилактики чрезмерной активации процессов перекисного окисления липидов и снижения активности монооксигеназной функции печени у больных ИБС рекомендуется проведение нормотермического искусственного кровообращения.

3. Для профилактики снижения активности монооксигеназной функции печени необходимо назначение фенобарбитала за 2 — 3 дня до операции в ^ дозе 100 мг 2 раза в сутки.