Автореферат и диссертация по медицине (14.01.20) на тему:Фармакологическое прекондиционирование миокарда при операциях с искусственным кровообращением

На правах рукописи

БОРИСОВ Кирилл Юрьевич

ФАРМАКОЛОГИЧЕСКОЕ ПРЕКОНДИЦИОНИРОВАНИЕ МИОКАРДА ПРИ ОПЕРАЦИЯХ С ИСКУССТВЕННЫМ КРОВООБРАЩЕНИЕМ

14.01.20 - анестезиология и реаниматология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

г 4 ДПР 2014

Москва-2014

005547542

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении «Научно-исследовательский институт общей реаниматологии имени В.А.Неговского» Российской Академии Медицинских наук

Научный руководитель

Мороз Виктор Васильевич доктор медицинских наук, профессор, член-корреспондент РАМН, заслуженный деятель науки России

Официальные оппоненты:

Замятин Михаил Николаевич доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой анестезиологии и реаниматологии ИУВ, Федеральное государственное учреждение «Национальный медико-хирургический центр имени Н.И.Пирогова»

Еременко Александр Анатольевич доктор медицинских наук, профессор, заведующий отделением реанимации и интенсивной терапии II Федерального государственного бюджетного учреждения «Российский научный центр хирургии имени академика Б.В.Петровского» Российской академии медицинских наук.

Ведущее учреждение: Государственное бюджетное учреждение здравоохранения Московской области Московский областной научно-исследовательский клинический институт им. М.Ф.Владимирского

Защита состоится 2014 г. в -/û часов на

заседании диссертационного совета Д 001.051.01, созданного при Федеральном государственном бюджетном учреждении «Научно-исследовательский институт общей реаниматологии имени В.А.Неговского» Российской академии медицинских наук по адресу: 107031, г. Москва, ул. Петровка, д.25, стр.2

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБУ «НИИОР» РАМН по адресу: г. Москва, ул. Петровка, д.25, стр.2 и на сайте http://niiorramn.ru

Автореферат разослан

АЛЛ^^С^ 2014 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор медицинских наук, профессор Решетняк В.И.

Актуальность исследования

Различные виды кардиоплегии, используемые при кардиохирургических операциях с искусственным кровообращением (ИК), весьма эффективно предотвращают развитие некроза сердечной мышцы и нарушения сократительной способности миокарда. Тем не менее, последнее осложнение встречается нередко [Gray R., 1979; Mentzer R.M. Jr., 2011] и может носить жизнеугрожающий характер [Breisblatt W.M., 1990].

С этой точки зрения, в дополнение к традиционным методам защиты миокарда при операциях с ИК, целесообразно активировать генетически детерминированные механизмы защиты клеток, например, путем прекондиционирования — феномена повышения толерантности клетки к воздействию повреждающего фактора в результате предварительного влияния на нее стрессорных стимулов [Лихванцев В.В., Мороз В.В. и соавт., 2011].

В его основе лежит прямое или опосредованное подавление активности ключевого фермента - гликогенсинтетазы киназы типа 3ß (ГСК-ЗР), что, в свою очередь, предотвращает открытие комплекса неспецифической митохондриальной поры (в оригинале - mitochondrial permeability transition pore, mPTP) и высвобождение проапоптотических агентов [Green D.R., 1998].

Ингаляционные анестетики способны защищать миокард от ишемии [Takahata О., 1995; Warltier D.C., 2000] по сходным механизмам [De'Hert S.G., 2005], что позволило определить этот феномен как анестетическое прекондиционирование (АПК) [Cason В.А., 1997]. Но литературные данные относительно его клинической значимости в настоящее время противоречивы [Tomai F., 1999; De'Hert S.G., 2003; Bein В., 2008] и причины кроются в отсутствии универсальной общепринятой методики моделирования АПК, а так же использование препаратов, способных блокировать протекторный сигнал [Лихванцев В.В., 2013]. К их числу следует отнести и часто используемый анестетик пропофол.

Эффективность прекондиционирования значительно снижается с возрастом и при гипертрофии миокарда [Tani М., 1997; Jiménez-Navarro М., 2001; Ghosh S., 2001]. В этих условиях более предпочтительным представляется использование веществ напрямую угнетающих активность rCK-3ß, например, ионы лития (Li+) [Nonaka S., 1998; Chakraborty G., 2008; Васильева A.K., 2010]. К сожалению, карбонат лития (доступный для медицинского применения в России) противопоказан при «тяжелых» оперативных вмешательствах, несмотря на то, что экспериментально доказана способность при значительно меньших концентрациях, чем традиционные «противоманические», формировать значимую цитопротекцию [Chuang D.-M., 2007; Liu Y., 2009; Ren M., 2003] даже при однократном введении.

На основании описанного, было решено экспериментально подтвердить эффективность АПК миокарда севофлураном на модели тотальной ишемии и реперфузии у крыс и, в то же время, опытным путем выявить влияние пропофола на этот феномен. Опираясь на экспериментальные данные, требуется разработать методику анестезии на основе севофлурана при операциях в условиях ИК, предусматривающую реализацию феномена АПК и максимально исключающую риск его блокирования. Наряду с этим, одной из задач исследования стала экспериментальная оценка эффективности фармакологического прекондиционирования миокарда хлоридом лития и сравнение степени ее выраженности с таковой у АПК севофлураном.

Цель исследования Улучшить результаты лечения больных, перенесших операцию аортокоронарного шунтирования в условиях искусственного кровообращения, путем сохранения функционального резерва миокарда за счет реализации вскрытых в процессе исследования механизмов анестетического прекондиционирования, а также экспериментально проверить и сравнить эффективность прямых (ионы лития) и непрямых (севофлуран) ингибиторов ключевого фермента в этом феномене - ГСК-Зр.

4

Задачи исследования

1. На модели тотальной ишемии в эксперименте изучить эффективность защиты сердца препаратами-ингибиторами гликогенсинтетазы киназы — Зр прямого и непрямого действия путем оценки содержания ее общей и фосфорилированной форм в гомогенатах сердец методом вестерн-блоттинга;

2. Изучить целесообразность комбинированного назначения внутривенного (пропофол) и ингаляционного (севофлуран) анестетиков в аспекте эффективности прекондиционирования;

3. Провести сравнительный анализ эффективности прекондиционирующих эффектов хлорида лития и ингаляционного анестетика севофлурана в эксперименте;

4. Изучить эффективность защиты сердца при ингаляционной индукции и поддержании анестезии на основе севофлурана или тотальной внутривенной анестезии на основе пропофола и фентанила при операциях аортокоронарного шунтирования в условиях искусственного кровообращения путем сравнительной оценки функционального состояния миокарда по динамике ЫТ-ргоВЫР и потребности в применении кардиотонических средств в послеоперационном периоде;

5. Изучить эффективность защиты сердца при ингаляционной индукции и поддержании анестезии на основе севофлурана или тотальной внутривенной анестезии на основе пропофола и фентанила при операциях аортокоронарного шунтирования в условиях искусственного кровообращения путем сравнительной оценки структурных повреждений миокарда по динамике уровней тропонина Т;

6. Разработать оптимальный метод защиты миокарда и проведения ингаляционной индукции и поддержания анестезии на основе севофлурана при операциях аортокоронарного шунтирования в условиях искусственного кровообращения, предусматривающего реализацию феномена анестетического прекондиционирования.

Научная новизна

Впервые на модели тотальной ишемии у крыс продемонстрирована разница в содержании фосфорилированной формы гликоген синтетазы киназы - ЗР в гомогенатах сердец, зависящем от применения препаратов-ингибиторов этого фермента прямого и непрямого действия. Так же, на основании сравнения содержания фосфорилированной формы гликоген синтетазы киназы — ЗР, показано блокирующее влияние пропофола на анестетическое прекондиционирование севофлураном.

На основании полученных данных модифицирована методика ингаляционной индукции и поддержания анестезии (ИИПА), позволяющая защитить структурную целостность и сохранить функциональные резервы миокарда при операциях аортокоронарного шунтирования в условиях искусственного кровообращения, предусматривающая применение анестетического прекондиционирования и максимально снижающая риск блокирования реализации этого феномена.

Полученные результаты, так же позволяют экспериментально обосновать целесообразность дальнейшего проведения исследований эффективности цитопротекторных влияний препаратов лития в условиях тотальной ишемии с целью определения максимально эффективных и безопасных, с точки зрения клинического использования, доз и способов их введения, что, вероятно, после накопления достаточных экспериментальных данных, даст возможность применять эти препараты при операциях аортокоронарного шунтирования в условиях искусственного кровообращения.

Практическая значимость

Разработана методика ингаляционной индукции и поддержания анестезии на основе севофлурана, предусматривающая применение анестетического прекондиционирования и максимально снижающая риск блокирования реализации этого феномена при операциях аортокоронарного шунтирования в условиях искусственного кровообращения, позволяющая снизить частоту развития сердечной недостаточности в послеоперационном периоде, ее

б

выраженность и длительность существования. В свою очередь это дает возможность снизить летальность, риск развития тяжелых осложнений, сократить сроки пребывания больных в отделении реанимации, улучшить результаты лечения и уменьшить его стоимость.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Прекондиционирование миокарда крыс севофлураном in vivo значительно увеличивает содержание фосфорилированной ГСК-ЗР, но в меньшей степени, чем хлорид лития. При совместном применении пропофола и севофлурана, повышения содержания фосфорилированной ГСК-Зр не наблюдается.

2. Ингаляционная индукция и поддержание анестезии севофлураном с анестетическим прекондиционированием в большей степени сохраняет функциональные резервы и структурную целостность миокарда больных, перенесших аортокоронарное шунтирование в условиях ИК, чем тотальная внутривенная анестезия на основе пропофола и фентанила, что выражается в меньших концентрациях NTpro-BNP, тропонина Т и потребности в кардиотонической поддержке.

Апробация работы Работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ клинического отдела Федерального государственного бюджетного учреждения «Научно-исследовательский институт общей реаниматологии имени В.А.Неговского» Российской Академии Медицинских наук.

Результаты собственных исследований представлены на секционном заседании «Проблемы вентиляции и кровообращения» в рамках XIII (выездной) сессии МНОАР, 16 марта 2012г., г. Голицыно; на заседании «Фармакологическое и анестетическое прекондиционирование» в рамках XIII съезда Федерации анестезиологов и реаниматологов, 22-25 сентября 2012г., г. Санкт-Петербург; на XIX Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство», 23-27 апреля 2013г., г. Москва; стендовым докладом в рамках конгресса Euroanaesthesia 2013, 1-4 июля, г. Барселона, Испания; на

7

секции молодых исследователей в рамках первой конференции Российского национального общества по изучению шока, 3 октября 2013г., г. Москва; на 15-й Всероссийской конференции с международным участием «Жизнеобеспечение при критических состояниях», 18-19 ноября 2013г., г. Москва.

Структура работы

Диссертация представляет собой том машинописного текста объемом 119 страниц. Состоит из введения, обзора литературы, характеристики клинических наблюдения и методов исследования, результатов собственных наблюдений и их обсуждения, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы, содержащего 240 литературных источников, из которых 17 отечественных и 223 зарубежных авторов. Работа иллюстрирована 2 таблицами и 10 рисунками.

Материалы и методы исследования В экспериментальном разделе работы использованы 60 самцов белой беспородной крысы весом 200,8±11,1 г (М±о) и методика полной остановки кровообращения в организме [Корпачев В.Г., 1982].

В контрольной группе («К», п=5) животным вводили внутрибрюшинно хлоралгидрат (Гомеопатическая фармация ООО) и осуществляли ИВЛ в течение 15 минут. В группе «ИИПА» (п=8) осуществляли ингаляционную индукцию севораном (севофлуран, Abbot Laboratories) и моделировали АПК в течение 15 минут. Животным группы «ишемия/реперфузия» («И/Р», п=5) после анестезии хлоралгидратом, моделировали клиническую смерть в течение 10 минут с последующей реанимацией и 5 минутной реперфузией. В группе «Li» (п=8), через 40 минут после внутрибрюшинного введения хлорида лития (Sigma), осуществляли анестезию хлоралгидратом, а в группе «Li+И/Р» (п=9), после этого моделировали клиническую смерть в течение 10 минут, реанимацию и реперфузию. Крысам группы «ИИПА+И/Р» (п=8) после индукции и прекондиционирования севораном, моделировали ишемию и реперфузию. В группе «ТВА+И/Р» (п=8) после анестезии хлоралгидратом,

8

в правую внутреннюю яремную вену вводили пропофола-липуро (пропофол, B.Braun Melsungen AG) и моделировали клиническую смерть с последующей реанимацией и реперфузией. Животным группы «ТВА+ИИПА» (п=9), после внутривенного введения пропофола-липуро, моделировали АПК севораном.

В гомогенатах сердец крыс методом вестерн-блоттинга было определено общее содержание ГСК-ЗР и содержание ее фосфорилированной формы (фосфо-ГСК-ЗР).

В клинический раздел исследования были включены 90 больных в возрасте 63,5±8,5 лет (М±а), которым выполнялось аортокоронарное шунтирование (АКШ) в условиях ИК. Критерия включения в исследование:

1. Согласие на участие в исследовании;

2. Возраст от 45 до 80 лет;

3. Фракция изгнания левого желудочка более 40%;

4. Плановый характер вмешательства;

5. Необходимость реваскуляризации миокарда в условиях ИК;

6. Изолированное аортокоронарное шунтирование;

7. Количество шунтов не менее 2.

В исследование не включались больные:

1. Несогласные на участие в исследовании;

2. Перенесшие острый инфаркт миокарда за 6 и менее месяцев до операции;

3. Не требовавшие применения ИК в процессе реваскуляризации миокарда (off-pump операции).

Критерии исключения из исследования:

1. Длительность ИК более 120 минут;

2. Кровотечение в раннем послеоперационном периоде, потребовавшее экстренного повторного оперативного вмешательства.

Общая характеристика групп представлена в таблице 1.

Таблица 1. Общая характеристика больных в группах (М±а).

9

Показатели Значения показателей Достовер-

Группы ность

ИИПА (п=45) ТВА (п=45) различии

Возраст, лет 63,46±7,68 64,42±8,02 р>0,05

Пол, п Мужчины - 40 Мужчины —41 р>0,05

Женщины — 5 Женщины - 4

Функциональный класс

стенокардии, п: 2 3 р>0,05

II 37 35

III 3 3

IV 3 4

нестабильная

Постинфарктный 31 32 р>0,05

кардиосклероз, п

Фракия выброса, п: 40-45% 7 5 р>0,05

>45% 38 40

Сахарный диабет, п 10 13 р>0,05

Аритмии, п 5 4 р>0,05

Заболевания почек, п 2 1 р>0,05

EuroScore II,% (М±о) 1,79±0,73 1,75±0,79 р>0,05

Длительность операции, мин 298,60±58,13 310,86±50,80 р>0,05

Количество наложенных 2,74±0,63 2,71±0,56 р>0,05

шунтов

Длительность искусственного 70,53±15,66 69,71±17,86 р>0,05

кровообращения, мин

Длительность пережатия 43,38±11,47 42,97± 11,12 р>0,05

аорты, Mira

Примечание: ИИПА - группа ингаляционной индукции и поддержания анестезии на основе севорана с моделированием анестетического прекондиционирования; ТВА - группа тотальной внутривенной анестезии на основе пропофола-липуро и фентанила.

В зависимости от распределения в ту или иную группу, выполнялись следующие методики индукции и анестезии. I. Группа исследования. А. Ингаляционная индукция.

1) Плотно приложив маску к лицу больного, устанавливали поток газовой смеси 8 л/мин, концентрацию севорана на испарителе 8 об% и Fi02 100%;

2) Просили больного глубоко дышать;

3) После снижения показателя BIS до 60 вводили веро-пипекуроний (пипекурония бромид, ООО «Верофарм») 0,06 мг/кг, поток газовой смеси уменьшали до 4 л/минуту, а концентрацию севорана на испарителе до 4 об%;

ю

4) При снижении среднего АД ниже 70 мм рт.ст. вводили микроболюсы норадреналина 16 мкг дробно до стабилизации гемодинамики;

5) По достижении BIS равного 40, вводили фентанил 0,002 мг/кг и через 1 минуту интубировали трахею;

6) После замыкания дыхательного контура, поток газовой смеси снижали до 0,5 л/минуту, FiCb до 60%, а концентрацию севорана на испарителе изменяли в зависимости от показателей гемодинамики, в целом стараясь поддерживать не менее 1 МАК анестетика на выдохе.

Б. Индукция по методике атаралгезии.

1)В процессе преоксигенации вводили дормикум (мидазолам, F.Hoffmann-La Roche Ltd.) 0,2 мг/кг в/в;

2) После снижения показателя BIS до 60 вводили веро-пипекуроний 0,08 мг/кг и фентанил 0,006 мг/кг;

3)При снижении среднего АД ниже 70 мм рт.ст. вводили микроболюсы 16 мкг дробно до стабилизации гемодинамики;

4) По достижении BIS равного 40 и адекватного расслабления скелетной мускулатуры, интубировали трахею;

5) После замыкания дыхательного контура, начинали ингаляцию севорана в дозе 4 об% потоком газовой смеси 4 л/минуту и Fi02 50% до достижения 1 МАК анестетика;

6) После достижения 1 МАК севорана, устанавливали поток газовой смеси 0,5 л/минуту и Fi02 60%. Дозу анестетика на испарителе изменяли в зависимости от показателей гемодинамики, в целом стараясь поддерживать концентрацию севорана на выдохе не менее 1 МАК.

На этапе поддержания анестезии в обеих подгруппах с целью адекватного обезболивания дополнительно вводили фентанил 0,1-0,2 мг каждые 60 минут или при необходимости. На протяжении всего оперативного вмешательства BIS удерживали в пределах 40-55. За 10 минут до наложения зажима на аорту, дозу севорана увеличивали до 2 МАК на потоке свежих газов 2 л/минуту — моделирование АПК. На этом этапе старались удерживать

11

среднее АД выше 70 мм рт.ст. посредством увеличения темпа инфузии кристаллоидных растворов или степени кардиотонической и/или вазопрессорной поддержки, снижение BIS ниже 20 было принято допустимым. Перед началом искусственного кровообращения вводили фентанил 0,003 мг/кг, веро-пипекуроний 0,01 мг/кг, дормикум 0,1 мг/кг. После пережатия аорты ИВЛ прекращали. На этапе искусственного кровообращения при повышении BIS более 55, анестезию поддерживали введением фентанила 0,1 мг и дормикума 0,1 мг/кг. После снятия зажима с аорты возобновляли ингаляцию севорана на потоке свежих газов 0,5 л/минуту и Fi02 60%, дозу анестетика регулировали в зависимости от показателей гемодинамики, в целом стараясь поддерживать концентрацию на выдохе не менее 1 МАК. II. Группа сравнения.

А. Индукция на основе пропофола и фентанила.

1) В процессе преоксигенации вводили пропофол-липуро 2,5 мг/кг;

2) После достижения BIS равного 70, вводили веро-пипекуроний 0,08 мг/кг и фентанил 0,004 мг/кг;

3)При снижении среднего АД ниже 70 мм рт.ст. вводили микроболюсы норадреналина 16 мкг дробно до стабилизации гемодинамики;

4) По достижении BIS равного 40 и адекватного расслабления скелетной мускулатуры, интубировали трахею;

5) После замыкания дыхательного контура, устанавливали поток газовой смеси 2 л/минуту и Fi02 50%, начинали постоянную инфузию пропофола-липуро в дозе 50-80 мкг/кг/минуту.

Б. Индукция по методике атаралгезии. Осуществлялась так же как в группе исследования, но после замыкания дыхательного контура устанавливали поток газовой смеси 2 л/минуту и FiO^ 50%, начинали постоянную инфузию пропофола-липуро в дозе 50-80 мкг/кг/минуту.

В группе сравнения ингаляционные анестетики не применялись, инфузия пропофола-липуро продолжалась на протяжении всего оперативного

12

вмешательства, а дозу корригировали в соответствии с показателями BIS, стараясь удерживать этот параметр в пределах 40-55. Для поддержания адекватной анальгезии каждые 30-40 минут вводили фентанил 0,1 мг. Перед началом искусственного кровообращения вводили фентанил 0,003 мг/кг и веро-пипекуроний 0,01 мг/кг.

Искусственное кровообращение во всех случаях осуществлялось в режиме умеренной гипотермии (32°С) с объемной скоростью перфузии, рассчитанной на площадь поверхности тела и перфузионный индекс 2,4-2,6 л/мин. С целью фармако-холодовой кардиоплегии во всех случаях использовался раствор Консол (ООО «Самсон-Мед») в начальной дозе 800,0 мл и, при необходимости, по 400,0 мл через каждые 30-35 минут ишемии миокарда. Среднее артериальное давление на протяжении перфузии поддерживалось в пределах 70-90 мм рт.ст. за счет постоянной инфузии норадреналина, доза которого значимо между группами не различалась.

Пробу крови для определения концентрации NTpro-BNP забирали из центрального венозного катетера после интубации трахеи, через 24 и 48 часов после интубации. Пробу крови для определения концентрации тропонина Т забирали перед операцией и через 24 после ее окончания.

О межгрупповых различиях по частоте развития сердечной недостаточности судили по количеству больных, требовавших инфузии дофамина в раннем послеоперационном периоде.

Результаты исследования проанализированы и обработаны методами вариационной статистики с помощью программы StatSoft Statistica 6.0. Результаты представлены как среднее и стандартное отклонение (М±о). Для оценки характера распределения в совокупности использовали тест Колмогорова-Смирнова. Межгрупповое сравнение признаков с симметричным распределением производили с помощью ¿-критерия Стьюдента, при несимметричном распределении использовали [/-критерий Манна-Уитни. Для определения значимости межгрупповых различий по

частоте встречаемости признака, использовали точный критерий Фишера. Статистически значимыми считали различия при р<0,05.

Результаты исследования Результаты экспериментального раздела исследования С учетом специфики методики определения содержания ГСК-ЗР, а именно этапа подсчета размера флуоресцентного пятна и интенсивности окрашивания, для удобства межгруппового сравнения и представления, результаты контрольной (К) группы всегда принимались за одну относительную единицу (отн.ед.).

Общее содержание ГСК-ЗР в группах существенно не различалась (рис. 1).

■ ■ ■ ■ в 1 $ шц ■ 1

II

^ <!? •» л? ¿г ¿г

^ о .«»• .«у ^

Рисунок 1. Общее содержание ГСК-ЗР в группах.

Примечание: К - контрольная группа; ИИПА - группа ингаляционной индукции и поддержания анестезии па основе севорана с моделированием анестетического прекондиционирования; И/Р группа с моделированием клинической смерти в течение 10-и минут с последующей реанимацией и реперфузией; 1л - группа с введением хлорида лития, последующей анестезией хлоралгидратом и ИВЛ; [л г И/Р - группа с введением хлорида лития, последующей анестезией хлоралгидратом, ИВЛ и моделированием клинической смерти в течение 10-и минут с последующей реанимацией и реперфузией; ИИПА+И/Р - группа ингаляционной индукции и поддержания анестезии на основе севорана с моделированием анестетического прекондиционирования и клинической смерти в течение 10-и минут с последующей реанимацией и реперфузией; ТВА+И/Р - группа с в/в введением пропофола-липуро и моделированием клинической смерти в течение 10-и минут с последующей реанимацией и реперфузией; ТВА+ИИПА - группа с в/в введением пропофола-липуро, моделированием анестетического прекондиционирования и клинической смерти в течение 10-и минут с последующей реанимацией и реперфузией; ГСК-ЗР - гликогенсинтетаза киназа - 3[5

Моделирование АПК в группе ИИПА привело к повышению концентрации фосфо-ГСК-ЗР на 160% (р<0,05) по сравнению с группой контроля, что может свидетельствовать об активации протекторного каскада и повышения устойчивости клетки к ишемии вне зависимости от того, последовала ишемия/реперфузия или нет.

Под воздействием ишемии и реперфузии в группе И/Р, содержание фосфо-ГСК-ЗР повышалось на 183% (р<0,05) по сравнению с группой контроля. Результат не вполне ожидаемый, поскольку мы пытались моделировать ишемию, которая по своей длительности носила бы характер повреждающей и приводила к снижению фосфо-ГСК-Зр. Тем не менее, в связи со спецификой использованной методики моделирования ишемии/реперфузии, увеличение продолжительности клинической смерти более 10 минут резко увеличивало частоту неудачных реанимаций и смертность животных. К примеру, 20 минутная ишемия в 100% случаев приводила к неудачной реанимации. В тоже время, в гомогенатах ткани сердца этих крыс, содержание фосфо-ГСК-Зр равнялось нулю, несмотря на то, что общий пул ГСК-Зр не отличался от такового у животных других групп (рис. 2). Это подтверждает гипотезу о ведущей роли ГСК-ЗР в повреждении клетки при ишемии и реперфузии. Таким образом, несмотря на то, что ишемия длительностью 10 минут, вполне могла носить тренирующий характер, достаточный для повышения содержания фосфо-ГСК-Зр, который и наблюдался в группе И/Р, в наших условиях доступной оказалась именно эта методика моделирования ишемии/реперфузии.

Рисунок 2. Содержание общей и фосфо-ГСК-Зр в группах.

Примечание: К - контрольная группа; И/Р - группа с моделированием клинической смерти в течение 10-и минут с последующей реанимацией и реперфузией; 20 мин. - дополнительная группа животных (п-5) с протоколом исследования аналогичным группе И/Р, но длительность ишемии составляла 20 минут.

Еще большее содержание концентрация фосфо-ГСК-Зр определено при сочетании АПК с клинической смертью в группе ИИПА+И/Р. В этой группе

уровень фермента превосходил таковой группы К на 220% (р<0,05). Объяснить это можно суммированием благоприятных воздействий АПК севофлураном с 10 минутной ишемией, которая вполне могла носить характер тренирующей.

Введение пропофола перед моделированием клинической смерти в группе ТВА+И/Р не привело к значительным изменениям содержания фосфо-ГСК-3(3. В то же время уровень этого фермента оказался в 1,6 раза меньше, чем в группе И/Р. Это наталкивает на мысль, что доза пропофола, равная применяемой в клинической практике, оказалась достаточной для нейтрализации большей части активных форм кислорода (АФК), образовавшихся во время ишемии. Логично заключить, что снижение концентрации кислородных радикалов во время реперфузии позволит снизить риск или значительно уменьшить повреждение клетки и в этом случае пропофол, так же как и севофлуран, выступает в роли цитопротектора. Но если учесть, что предположение относительно тренирующего характера 10 минутной ишемии верно, то можно сделать вывод, что в данном случае блокирован благоприятный эффект ишемического прекондиционирования (ИПК).

Совместное применение двух исследуемых анестетиков в группе ТВА+ИИПА привело к значительному снижению содержания этого фермента на 266% по сравнению с группой ИИПА (р<0,05) (рис. 3). Эти данные позволяют сделать однозначный вывод, что АФК, выделившиеся под воздействием ингаляционного анестетика, были в значительной мере нейтрализованы антиоксидантными свойствами пропофола, что блокировало благоприятный эффект АПК.

2.5

I 2 аа

* - — Ц мфосфо-гск-зр

1 I I I I I ■

К ИИПА И/Р ИИПА+И/Р ТВА.И/Р ТВА.ИИПА

Рисунок 3. Межгрупповые различия по содержанию фосфо-ГСК-Зр.

Примечание: К - контрольная группа; ИИПА - группа ингаляционной индукции и поддержания анестезии на основе севорана с моделированием анестетического прекондиционирования; И/Р - группа с моделированием клинической смерти в течение 10-и минут с последующей реанимацией и реперфузией; ИИПА+И/Р - группа ингаляционной индукции и поддержания анестезии на основе севорана с моделированием анестетического прекондиционирования и клинической смерти в течение 10-и минут с последующей реанимацией и реперфузией; ТВА1 И/Р - группа с в/в введением пропофола-липуро и моделированием клинической смерти в течение 10-и минут с последующей реанимацией и реперфузией; ТВА+ИИПА - группа с в/в введением пропофола-липуро, моделированием анестетического прекондиционирования и клинической смерти в течение 10-и минут с последующей реанимацией и реперфузией; фосфо-ГСК-ЗР - фосфорилированная форма гликогенсинтегазы киназы - 3|3; звездочкой обозначены значимые различия в сравнении с группой К (р<0,05); крестом обозначены значимые различия в сравнении с группой ИИПА; кружком обозначены значимые отличия группы ТВА+И/Р от группы И/Р.

Хлорид лития способствовал выраженному фосфорилированию ГСК-3(3 как при изолированном применении в группе 1л, так и в сочетании с моделированием ишемии/реперфузии в группе 1Л+И/Р, увеличив содержание фосфо-ГСК-3(3 на 384% и 343% по сравнению с группой К, соответственно (р<0,05). По сравнению с изолированной ишемией/реперфузией в группе И/Р, на фоне введение хлорида лития так же наблюдалось значительное повышения содержания этого фермента на 209% в группе Ы и на 187% в группе Ьл+И/Р (р<0,05) (рис. 4). На основании этих данных можно предположить, что 1л+ обеспечивают выраженную защиту миокарда от ишемии и реперфузии.

4 «Ф | а5

^ ■ | I I

к и/р и и+и/р

Рисунок 4. Межгрупповые различия по содержанию фосфо-ГСК-Зр.

Примечание: К - контрольная группа; И/Р - группа с моделированием клинической смерти в течение 10-и минут с последующей реанимацией и реперфузией; 1л - группа с введением хлорида лития, последующей анестезией хлоралгидратом и ИВЛ; и+И/Р - группа с введением хлорида лития, последующей анестезией хлоралгидратом, ИВЛ и моделированием клинической смерти в течение 10-и минут с последующей реанимацией и реперфузией; фосфо-ГСК-ЗР - фосфорилированная форма гликогенсинтетазы киназы - Зр; звездочкой обозначены значимые различия в сравнении с группой К (р<0,05); крестом обозначены значимые различия в сравнении с группой И/Р.

Значительная разница отмечалась при сравнении содержания фосфо-ГСК-Зр на фоне АПК и фармакологического прекондиционирования хлоридом лития (рис. 5). Содержание фермента в группе 1л на 240% превосходило таковое группы ИИПА (р<0,05). Похожее соотношение концентраций фосфо-ГСК-ЗР выявлено и при сравнении групп, где моделировалась клиническая смерть: содержание фосфорилированной ГСК-ЗР в группе ЬН И/Р на 155% превышало таковую в группе ИИПА+И/Р (р<0,05). Эти данные дают основание предположить, что 1л+ в большей степени, чем севофлуран, способны защитить сердце от повреждения вследствие ишемии и реперфузии.

т

I I ■

; 11111

К ИИПА И/Р и и+И/Р ИИПА+И/Р

Ш фосфо-ГСК-Зр

Рисунок 5. Сравнение содержания фосфо-ГСК-ЗР вследствие АПК севораном и фармакологического прекондиционирования хлоридом лития.

Примечание: К - контрольная группа; ИИПА - группа ингаляционной индукции и поддержания анестезии на основе севорана с моделированием анестетического прекондиционирования; И/Р - группа с моделированием клинической смерти в течение 10-и минут с последующей реанимацией и реперфузией; 1л - группа с введением хлорида лития, последующей анестезией хлоралгидратом и ИВЛ; 1Л+И/Р - группа с введением хлорида лития, последующей анестезией хлоралгидратом, ИВЛ и моделированием клинической смерти в течение 10-и минут с последующей реанимацией и реперфузией; ИИПА+И/Р - группа ингаляционной индукции и поддержания анестезии на основе севорана с моделированием анестетического прекондиционирования и клинической смерти в течение 10-и минут с последующей реанимацией и реперфузией; фосфо-ГСК-Зр - фосфорилированная форма гликогенсинтетазы киназы - 3(3; звездочкой обозначены значимые различия в сравнении с группой К (р<0,05); крестом обозначены значимые различия в сравнении с группой ИИПА.

Результаты клинического раздела исследования

В обеих исследуемых группах использовали одинаковую тактику проведения анестезии, перфузии и инфузионной терапии. Также не отличалась и тактика ведения больных в отделении реанимации.

Темп диуреза и концентрации креатинина и мочевины в плазме крови у всех больных в послеоперационном периоде были сопоставимы. Ни одному больному введение диуретиков после операции не потребовалось.

Исходные уровни NTpro-BNP в группах ИИПА и ТВА достоверно не отличались и находились выше допустимых границ (353,11±335,93 пг/мл и 287,27±222,12 пг/мл соответственно).

Через 24 часа после операции в обеих группах отмечался прирост уровня этого пептидного фрагмента, но значимым он был лишь в группе ТВА (1106,12±661,71 пг/мл, р<0,05). Концентрация NTpro-BNP в этой же группе была в 1,9 раза больше, чем в группе ИИПА (567,67±500,96 пг/мл, р<0,05) на этом этапе (рис. 5). Через 48 часов после операции уровень NTpro-BNP в группе ИИПА незначительно снижался (до 484,81±391,20 пг/мл, р>0,05), а в группе ТВА наблюдался прогрессивный, но незначимый, рост его концентрации еще до 1402,58±1139,78 пг/мл, что превосходило показатели группы ИИПА на этом этапе в 2,9 раза (р<0,05) (рис. 7). Эти результаты указывают на тенденцию к восстановлению исходной сократимости миокарда у больных в группе ИИПА и прогрессивное нарастание тяжести сердечной недостаточности в группе ТВА.

Рисунок 6. Концентрации №Грго-ВЫР в группах больных через 24 часа после операции.

Примечание: ИИПА - группа ингаляционной индукции и поддержания анестезии на основе севорана с моделированием анестетического прекондиционирования; ТВА группа тотальной внутривенной анестезии на основе пропофола-липуро и фентанила; ■ среднее (М); п - ошибка среднего (ш); -р - стандартное отклонение (о); звездочкой обозначены значимые различия в сравнении с группой ИИПА (р<0,05).

Рисунок 7. Концентрации МТрго-ВКР в группах больных через 48 часов после операции.

Примечание: ИИПА - группа ингаляционной индукции и поддержания анестезии на основе севорана с моделированием анестетического прекондиционирования; ТВА - группа тотальной внутривенной анестезии на основе пропофола-липуро и фентанила; ■ - среднее (М); □ - ошибка среднего (ш); -р - стандартное отклонение (а); звездочкой обозначены значимые различия в сравнении с группой ИИПА (р<0,05).

Таблица 2. Характеристика послеоперационного периода в группах (М±а).

Показатели Значения показателей Достоверность различий

Группы

ИИПА (п=45) ТВА (п=45)

Количество больных, нуждавшихся в инфузии дофамина в первые 24 часа после операции 13 (32,5%) 23 (57,5%)* р<0,05

Длительность ИВЛ, мин 630,48±222,05 634,65±238,51 р>0,05

Длительность пребывания в ОРИТ, ч 19±3 20±2 р>0,05

Суммарная кровопотеря, мл 490±50 520±75 р>0,05

Креатинин после операции, мкмоль/л: через 24 часа через 48 часов 126,44±51,28 135,06±74,52 115,34±42,00 121,89±48,98 р>0,05

Госпитальная летальность 2 1 р>0,05

Примечание: ИИПА - группа ингаляционной индукции и поддержания анестезии на основе севорана с моделированием анестетического прекондиционирования; ТВА - группа тотальной внутривенной анестезии на основе пропофола-липуро и фентанила; * - значимые различия в сравнении с группой ИИПА.

Предоперационные уровни тропонина Т в группах были сопоставимы и находились в пределах нормы (<0,1 нг/мл). Через 24 часа после операции отмечалось повышение уровня этого белка в обеих группах. В группе ИИПА уровень тропонина Т в среднем равнялся 0,29±0,22 нг/мл, а в группе ТВА -

0,61±0,31 нг/мл, что в 2,1 раза больше показателя группы ИИПА на данном этапе (р<0,01) (рис. 8). Эти результаты позволяют сделать вывод, что анестезия на основе севофлурана в большей степени препятствует повреждению кардиомиоцитов во время операций с искусственным кровообращением.

о е

............г *

я " •

° 5 I

о.з г - □

0.2

ИII11А ТВА

Рисунок 8. Межгрупповые различия по концентрации тропонина Т в группах через 24 часа после операции.

Примечание: ИИПА - группа ингаляционной индукции и поддержания анестезии на основе севорана с моделированием анестетического прекондиционирования; ТВА - группа тотальной внутривенной анестезии на основе пропофола-липуро и фентанила; ■ - среднее (М); □ - ошибка среднего (ш); 7- стандартное отклонение (а); звездочкой обозначены значимые различия в сравнении с группой ИИПА (р<0,05).

Потребность в кардиотонической поддержке в послеоперационном периоде отмечалась у больных обеих групп. Тем не менее, необходимость в инфузии дофамина в первые 24 часа после оперативного вмешательства в группе ИИПА, возникла у 13 больных (32,5%), что значительно меньше, чем в группе ТВА - 23 (57,5%) больных (р<0,05) (табл. 2). Описанное еще раз подтверждает, что методика анестезии оказывает существенное влияние на исход лечения, а именно, ИИПА и АПК севофлураном в большей степени предотвращают развитие сердечной недостаточности после операций с искусственным кровообращением, чем ТВА на основе пропофола и фентанила.

ВЫВОДЫ

1. Содержание фосфо-ГСК-3(3 в ткани сердца крыс увеличивается в 1,6 раз (р<0,05) после анестетического прекондиционирования севофлураном, в

3,8 раз (р<0,05) после введения хлорида лития и не изменяется после введения пропофола (р>0,05) по сравнению с контрольными значениями;

2. В остром эксперименте предварительное введение пропофола препятствует реализации эффекта анестетического прекондиционирования севофлураном, что выражается в отсутствии значимых изменений содержания фосфо-ГСК-Зр в ткани сердца по сравнению с интактными животными (р>0,05);

3. В остром эксперименте введение хлорида лития, по сравнению с анестетическим прекондиционированием севофлураном, приводит к повышению содержания фосфо-ГСК-ЗР в 2,4 раза (р<0,05) у интактных животных и в 1,5 раза (р<0,05) на фоне моделирования ишемии/реперфузии;

4. У больных при аортокоронарном шунтировании в условиях искусственного кровообращения, тотальная внутривенная анестезия на основе пропофола и фентанила в меньшей степени сохраняет функциональные резервы миокарда, чем ингаляционная индукция и поддержание анестезии на основе севофлурана, с присущим ему эффектом анестетического прекондиционирования, что проявляется в более высоких концентрациях КПГрго-ВКГР (в 1,9 раза (р<0,05) и 2,8 раза (р<0,05) через 24 часа и 48 часов, соответственно), а так же большем (в 1,7 раз (р<0,05)) количестве больных, нуждающихся во введении дофамина в раннем послеоперационном периоде;

5. Концентрация тропонина Т через 24 часа после оперативного вмешательства в 2 раза (р<0,05) больше у больных после тотальной внутривенной анестезии на основе пропофола и фентанила, чем ингаляционной индукции и поддержания анестезии на основе севофлурана, с присущим ему эффектом анестетического прекондиционирования;

6. Разработан оптимальный метод защиты миокарда и проведения ингаляционной индукции и поддержания анестезии на основе севофлурана

22

при операциях аортокороиарного шунтирования в условиях искусственного кровообращения, предусматривающий реализацию феномена анестетического прекондиционирования, что позволило улучшить результаты лечения данной категории больных за счет снижения частоты развития сердечной недостаточности в послеоперационном периоде, ее выраженности и длительности существования.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. С целью уменьшения структурного повреждения миокарда и повышения его функциональной активности в послеоперационном периоде после аортокороиарного шунтирования, выполненного в условиях искусственного кровообращения, в дополнение к фармако-холодовой кардиоплегии и общей умеренной гипотермии, в доперфузионном периоде следует применять анестетическое прекондиционирование;

2. С целью реализации благоприятных эффектов анестетического прекондиционирования севофлураном, дозу анестетика следует увеличить до 2 МАК и поддерживать в течение 15 минут, предшествующих пережатию аорты;

3. Для предотвращения блокирования кардиопротекторных свойств анестетического прекондиционирования севофлураном, следует отказаться от применения пропофола для индукции или поддержания анестезии. На этапе искусственного кровообращения в этом случае для поддержания достаточной глубины анестезии, рекомендуется воспользоваться методикой атаралгезии.

Публикации:

1. Механизмы фармакологического прекондиционирования мозга и сравнительная эффективность препаратов - ингибиторов гликоген-синтетазы 3-бета прямого и непрямого действия (экспериментальное исследование) / В.В. Лихванцев, O.A. Гребенчиков, К.Ю. Борисов и др. // Общая реаниматология. — 2012. — Т.8. — №6. — С.37-43.

2. Биомаркеры повреждения мозговой ткани при кардиохирургических операциях / Д.И. Левиков, В.Л. Шайбакова, К.Ю. Борисов и др. // Вестник анестезиологии и реаниматологии. — 2013. — Т.10. — №1. — С.38-47.

3. Анестетическое прекондиционирование миокарда и некоторые биохимические маркеры сердечной и коронарной недостаточности после операций аортокоронарного шунтирования / В.В. Мороз, К.Ю. Борисов, O.A. Гребенчиков и др. // Общая реаниматология. — 2013. — Т.9. — №5.

— С.29-35.

4. Влияние севофлурана на функциональное восстановление животных, перенесших системную остановку кровообращения / Ю.В. Заржецкий, К.Ю. Борисов, O.A. Гребенчиков и др. // Общая реаниматология. — 2012.

— Т.8. —№2, —С.15-19.

5. Фармакологическое прекондиционирование: роль опиоидных пептидов /

B.В. Лихванцев, O.A. Гребенчиков, A.A. Шапошников и др. // Общая реаниматология. —2012. — Т.8. — №3. — С.51-55.

6. Анестетическое прекондиционирование миокарда в некардиальной хирургии / В.В. Лихванцев, С.С. Тимошин, O.A. Гребенчиков и др. // Вестник анестезиологии и реаниматологии. — 2011. — Т.8. — №6. —

C.4-10.

7. Клиническая значимость анестетического прекондиционирования у пациентов высокого риска в некардиальной хирургии / В.В. Лихванцев, С.С. Тимошин, O.A. Гребенчиков и др. // Вестник анестезиологии и реаниматологии. — 2012. — Т.9. — №3. — С.3-7.

8. Влияние пропофола на анестетическое прекондиционирование миокарда севофлураном в эксперименте / К.Ю. Борисов, В.В. Мороз, O.A. Гребенчиков и др. // Общая реаниматология. — 2013. — Т.9. — №4. — С.30-33.

9. Опиоидное прекондиционирование в эксперименте и клинике / В.В. Лихванцев, A.A. Шапошников, O.A. Гребенчиков и др. // Вестник анестезиологии и реаниматологии. — 2013. — Т.10. — №3. — С.3-9.

24

10. Послеоперационный делирий и маркёр повреждения ЦНС как показатели эффективности анестетической защиты мозга при церебральной десатурации / B.JI. Шайбакова, Д.И. Левиков, К.Ю. Борисов и др. // Вестник анестезиологии и реаниматологии. — 2013. — Т.10. — №2. — С.9-15.

11. Ингаляционная индукция в анестезию: специальные показания или рутинная процедура? / В.В. Лихванцев, A.B. Мироненко, O.A. Гребенчиков и др. // Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. — 2013. — №9. — С.54-59.

12. Минимальная альвеолярная концентрация ингаляционных анестетиков / O.A. Гребенчиков, Е.М. Козлова, A.B. Мироненко и др. // Вестник анестезиологии и реаниматологии. — 2012. — Т.9. — №1. — С.48-53.

ТЕРМИНЫ И СОКРАЩЕНИЯ В РАБОТЕ

АД - артериальное давление

АКШ - аортокоронарное шунтирование

АПК - анестетическое прекондиционирование

rCK-3ß - гликогенсинтетаза киназа типа 3ß

ИУР - ишемия/реперфузия

ИВЛ — искусственная вентиляция легких

ИИПА - ингаляционная индукция и поддержание анестезии

ИК — искусственное кровообращение

МАК - минимальная альвеолярная концентрация

ОРИТ - отделение реанимации и интенсивной терапии

ТВА - тотальная внутривенная анестезия

фосфо-ГСК-ЗР - фосфорилированная форма гликогенсинтетаза киназа типа

3ß

FiÜ2 - фракция кислорода во вдыхаемой смеси Li+ - ионы лития

тРТР — неспецифическая митохондриальная пора NT-proBNP - N-терминальный фрагмент предшественника мозгового натрийуретического пептида В-типа

Подписано в печать: 08.04.14 Тираж: 100 экз. Заказ № 1093 Отпечатано в типографии «Реглет» г. Москва, Ленинградский проспект, д. 74 (495)790-47-77; wmv.reglet.ru