Оптимизация методов защиты миокарда от тотальной ишемии-реперфузии (экспериментальное исследование)

Минасян, Саркис Минасович

Диссертации по медицине → Патологическая физиология

Автореферат и диссертация по медицине (14.03.03) на тему:Оптимизация методов защиты миокарда от тотальной ишемии-реперфузии (экспериментальное исследование)

ДИССЕРТАЦИЯ

АВТОРЕФЕРАТ

Минасян, Саркис Минасович Санкт-Петербург 2010 г.

Ученая степень: кандидата медицинских наук

ВАК РФ: 14.03.03

Автореферат диссертации по медицине на тему Оптимизация методов защиты миокарда от тотальной ишемии-реперфузии (экспериментальное исследование)

МИНАСЯН Саркис Минасович

ОПТИМИЗАЦИЯ МЕТОДОВ ЗАЩИТЫ МИОКАРДА ОТ ТОТАЛЬНОЙ ИШЕМИИ-РЕПЕРФУЗИИ (ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ)

14.03.03 - патологическая физиология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата медицинских наук

1 1 НОЯ 2010

Санкт-Петербург - 2010

004612235

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И. П. Павлова Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию».

Научный руководитель:

доктор медицинских наук Галагудза Михаил Михайлович

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук,

профессор Николаев Валентин Иванович

доктор медицинских наук,

профессор Дергунов Анатолий Владимирович

Ведущая организация: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Санкт-Петербургская государственная педиатрическая медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию».

Защита состоится «_»_2010 года в_часов на заседании

диссертационного совета Д 208.089.02 при ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский медицинский университет имени академика И. П. Павлова Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» (197022, г. Санкт-Петербург, ул. Льва Толстого, д. 6/8).

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский медицинский университет имени академика И. П. Павлова Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» (197022, г. Санкт-Петербург, ул. Льва Толстого, д. 6/8).

Автореферат разослан «_» октября 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор медицинских наук, профессор

В. Ф. Митрейкин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В настоящее время в мире ежегодно выполняется большое количество операций на сердце с применением искусственного кровообращения, причем число подобных вмешательств непрерывно увеличивается. Это связано, с одной стороны, с прогрессом кардиохирургических методик, и, с другой стороны, с увеличением распространенности сердечнососудистых заболеваний, прежде всего, ишемической болезни сердца. Развитие кардиохирургии требует совершенствования анестезиологического, реанимационного и перфузиологического пособия, без которых проведение операции на сердце, в том числе «сухом», является невозможным (Бунатян А. А. и соавт., 2005). Исключительно важной составляющей анестезиологического и перфузиологического пособия при операциях на остановленном сердце является ин-траоперационная защита миокарда во время обратимой ятрогенной ишемии, вызванной наложением зажима на восходящий отдел аорты (Островский Ю. П., 2007, Buckberg G. D., 1995,1987).

К настоящему времени комплекс мероприятий для интраоперационной защиты сердца от ишемического/реперфузионного повреждения достаточно хорошо разработан. Центральное место среди методов защиты миокарда занимает кардиоплегия (КП) (Жидков И. JI. и соавт., 2006). КП представляет собой процедуру прерывисто-повторной перфузии сосудов сердца специальным кар-диоплегическим раствором (КПР) определенного химического состава и температуры, в результате чего происходит остановка сердца с сопутствующим уменьшением потребности миокарда в кислороде, что создает оптимальные условия для перенесения сердцем ишемии. Однако, несмотря на относительный успех в решении проблемы интраоперационной защиты миокарда, определенные вопросы еще требуют дополнительного изучения. До сих пор в клинике нередко встречаются осложнения, связанные с ишемическим повреждением сердца во время операции, а именно, синдром малого выброса и интраопера-ционый инфаркт миокарда (Masse L., Antonacci М., 2005). Это связано как с неадекватной защитой миокарда, так и с исходным его повреждением вследствие основного заболевания (Susumu I. et al., 2006). Причинами, способствующими развитию ишемических повреждений во время операции, являются гипертрофия миокарда, атеросклеротический и постинфарктный кардиосклероз, низкая исходная фракция выброса, суммарное время наложения зажима на аорту и др. (Гордеев М. Л., 2001; Локшин Л. С. и соавт., 1998, Tan Т. Е. et al., 2003).

сердца при проведении КП, однако данный вопрос нельзя признать окончательно решенным (Yamamoto F., 2000). Противоречивые данные получены при анализе кардиопротективной эффективности деполяризационных и гиперполяризационных КПР (Chambers D. J., 2003). При этом системные целенаправленные экспериментальные исследования, посвященные данной проблеме, практически отсутствуют.

В настоящей работе проведено изучение различных аспектов кристалло-идной КП на модели перфузии изолированного сердца крысы по Лангендорфу, являющейся общепринятым методическим подходом к исследованию кардио-протективных воздействий (Yamamoto Н. et al., 2009). Несмотря на активное успешное использование в клинике кровяной КП, интерес к кристаллоидной КП не уменьшается, что связано, прежде всего, с невозможностью использовать прогрессивную методику кровяной КП в детской, и, особенно, в неона-тальной кардиохирургии. Между тем, именно эта группа больных зачастую требует для проведения коррекции сложных врожденных пороков сердца длительной аноксии и, как следствие, тщательной интраоперационной защиты миокарда (Бураковский В. И. и соавт., 1996). Таким образом, дальнейшее совершенствование методик кристаллоидной КП представляет большой практический интерес, а исследование механизмов защиты миокарда с помощью различных вариантов КП представляет собой актуальную научную проблему.

Цель работы: исследовать эффективность различных методик кардиоп-легии и различных вариантов кардиоплегических растворов для защиты миокарда от тотальной ишемии в эксперименте на модели перфузии изолированного сердца крысы по Лангендорфу.

Задачи исследований

1. Сравнить эффективность различных способов защиты сердца от тотальной ишемии с использованием известных кардиоплегических растворов.

2. Разработать ряд кардиоплегических растворов на основе буферного раствора Кребса-Хенселейта и испытать их в эксперименте.

3. Изучить особенности защиты миокарда кардиоплегическими растворами с различным ионным составом, с различным содержанием глюкозы, маннито-ла, компонентов буферных систем, а также провести сравнение эффективности внеклеточных и внутриклеточных кардиоплегических растворов.

4. Исследовать изолированное влияние температурного фактора как способа защиты миокарда от тотальной ишемии, а также его влияние в сочетании с кардиоплегическими растворами.

5. Исследовать гиперполяризационные кардиоплегические растворы, содержащие эсмолол, ацетилхолин и аденозин в сочетании с нормальным уровнем калия.

Научная новизна

В настоящем исследовании впервые разработан унифицированый ряд кристаллоидных кардиоплегических растворов на основе буферного раствора Кребса-Хенселейта с учетом особенностей патогенеза ишемического повреж-

дения миокарда. Получены новые данные, свидетельствующие о значительном ухудшении кардиопротективных свойств кардиоплегических растворов при включении в их состав маннита, глюкозы и бикарбоната в высоких концентрациях.

Впервые установлена низкая эффективность гиперполяризационной кар-диоплегии с использованием эсмолола, ацетилхолина и аденозина в качестве альтернативных калию препаратов, вызывающих асистолию. В работе получены данные о повышении защитного потенциала кристаллоидного кардиоплеги-ческого раствора при включении в его состав коллоидного компонента - гидро-ксиэтил крахмала.

В работе наглядно продемонстрирован выраженный кардиопротективный эффект изолированной глубокой гипотермии. Проведенные эксперименты впервые показали, что защитный эффект изолированной гипотермии при снижении температуры миокарда ниже +22°С продолжает увеличивается. Впервые показано, что кардиопротективная эффективность кардиоплегического раствора госп. Св. Томаса №2 одинакова при различных степенях гипотермии в диапазоне от +5° до +22°С.

Теоретическая и практическая значимость

Полученные результаты важны для дальнейших исследований в направлении совершенствования методик кардиоплегии, используемых в кардиохи-рургической практике. Полученные данные дают теоретическое обоснование оптимальных режимов проведения кристаллоидной кардиоплегии. Результаты проведенных экспериментов позволяют ответить на многие вопросы кардиоа-нестезиологов, кардиохирургов и перфузиологов, касающиеся интраопераци-онной защиты миокарда и дают конкретные рекомендации относительно химического состава кардиоплегического раствора и температуры сердца в течение периода пережатия аорты. Разработанные и прошедшие доклиническое тестирование кардиоплегические растворы на основе буферного раствора Кребса-Хенселейта могут быть рекомендованы к клиническим испытаниям. Кроме того, результаты экспериментов по изучению кристаллоидных кардиоплегических растворов в некоторых случаях могут быть экстраполированы и на методику кровяной кардиоплегии, которая в настоящее время широко применяется в клинике.

Личный вклад автора в проведенное исследование

Автор лично выполнил экспериментальную часть исследования, провёл анализ литературных данных, обобщил опыт выполнения кардиоплегии в различных кардиохирургических клиниках Санкт-Петербурга, а также осуществил статистическую обработку результатов экспериментов и сформулировал практические рекомендации.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Кардиоплегические растворы на основе буферного раствора Кребса-Хенселейта, сходные по своему составу с плазмой крови, обеспечивают оптимальную защиту миокарда от тотальной ишемии-реперфузии.

2. Выраженность защиты миокарда при изолированной гипотермии нарастает по мере снижения его температуры в диапазоне от 37°С до 5°С.

3. Внеклеточные кардиоплегические растворы более эффективны для защиты миокарда, чем внутриклеточные.

Апробация работы

Основные положения работы доложены на заседаниях кафедры патофизиологии с курсом клинической патофизиологии ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И. П. Павлова Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию», на межвузовских конференциях молодых ученых «Актуальные проблемы патофизиологии» (Санкт-Петербург, 2007-2010), на 14-й ежегодной сессии Научного центра сердечно-сосудистой хирургии им. А. Н. Бакулева РАМН с Всероссийской конференцией молодых ученых (Москва, 2010).

Материалы диссертации были доложены на заседаниях проблемной комиссии Института экспериментальной медицины ФГУ «Федеральный центр сердца, крови и эндокринологии им. В. А. Алмазова» и на клиническом заседании Клиники сердечно-сосудистой хирургии НИИ скорой помощи им. Ю. Ю. Джанелидзе.

Внедрение результатов работы

Результаты и выводы диссертационной работы внедрены в учебный процесс на кафедре патофизиологии с курсом клинической патофизиологии ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И. П. Павлова Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию».

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 научных работ, в том числе 3 статьи в центральных журналах, и получена 1 приоритетная справка об изобретении.

Структура и объем диссертации

Диссертация изложена на 150 страницах машинописного текста, содержит 33 таблицы и 5 рисунков.

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, характеристики материалов и методов исследования, результатов собственных исследований и их обсуждения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы, включающего 50 отечественных и 120 зарубежных источников.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Материалы и методы исследования

Эксперименты были проведены на 250 крысах-самцах массой 200-300 г линии \Vistar. Все эксперименты были одобрены этическим комитетом ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени акад. И. П. Павлова Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию».

Перфузия изолированного сердца по Лангендорфу. Все эксперименты проводились на модели перфузии изолированного сердца крысы по Лангендорфу. Эта методика широко используется для изучения эффективности КПР и признана адекватной для этих целей (ВеБвЬо К. е1 а1., 2001). Животных наркотизировали тиопенталом-натрия из расчёта 50 мг/кг массы крысы внутрибрю-шинно, после чего выполняли забор сердца. Осуществляли широкий хирургический доступ, удаляли сердце, подключали его к модифицированному аппарату Лангендорфа и начинали ретроградную (через аорту) перфузию модифицированным буферным раствором Кребса-Хенселейта под постоянным давлением 80 мм рт. ст. Состав буферного раствора Кребса-Хенселейта: 143 ммоль/л, К+5,9 ммоль/л, Са2+1,5 ммоль/л, М£2+ 1,2 ммоль/л, СГ 125,1 ммоль/л, НСОз"25 ммоль/л, БО/" 1,2 ммоль/л, Н2Р04" 1,2 ммоль/л, глюкоза 11 ммоль/л. Насыщение буферного раствора карбогеном (5% СОг и 95% О2) производилось с целью его оксигенации и доведения рН до уровня рН 7,4. Напряжение кислорода при этом составляло 100-120 мм рт. ст. Температура перфузата и сердца составляла 37,0±0,1°С.

Для регистрации величины давления в левом желудочке в его полость вводили баллон из полиэтилена через разрез в левом предсердии и митральный клапан. Баллон заполнялся дистиллированной водой и подключался к датчику давления посредством трубок, заполненных водой. Во время функционирования препарата изолированного сердца регистрировали следующие параметры: систолическое, диастолическое (ДВЛЖД) и пульсовое давление (ПВЛЖД) в левом желудочке, частоту сердечных сокращений (определялась по кривой внутрилевожелудочкового давления), объёмную скорость коронарной перфузии. В ходе глобальной ишемии регистрировали среднее давление в левом желудочке (ВЛЖД). Для отображения и анализа функциональных показателей в эксперименте на изолированном сердце использовался программно-аппаратный комплекс для регистрации и анализа параметров гемодинамики в эксперименте, который включает набор датчиков с линейными характеристиками, блоки усиления и регулировки, аналого-цифровой преобразователь и оригинальное программное обеспечение, позволяющее моииторировать, обрабатывать и хранить массивы цифровых данных.

Методика оценки необратимого повреждения миокарда. После завершения периода реперфузии производилось гистохимическое исследование размеров необратимо поврежденной зоны миокарда с помощью окрашивания срезов сердца трифенилтетразолия хлоридом (ТТХ). После отключения сердца от аппарата Лангендорфа изготавливались поперечные срезы сердца толщиной 2 мм и инкубировались в 1% растворе ТТХ в течение 15 мин при температуре

+37"С. Основой этого метода является химическое взаимодействие ТТХ с НАД-зависимыми дегидрогеназами цепи переноса электронов внутренней мембраны митохондрий (Fishbein М. С. et al., 1981). При взаимодействии происходит окрашивание ткани в ярко-красный цвет.

Базальные и апикальные поверхности всех срезов фотографировали цифровой камерой Olympus С-4000, сопряженной с помощью микрофотографического устройства с микроскопом МБС-10 (JIOMO, Санкт-Петербург). Изображения срезов обрабатывали компьютерным методом, который позволяет рассчитать площадь этих двух зон. Затем, суммируя результат по всем срезам, вычисляли объём зоны необратимого повреждения по отношению к общему объёму ткани.

Компьютерная обработка данных и статистический анализ. Статистическая достоверность различий функциональных данных в каждой временной точке, а также размеры зоны инфаркта оценивалась с помощью программного пакета STATISTICA и непараметрического критерия Манна-Уитни. Все функциональные данные, а также размер инфаркта выражались в виде «среднее ± стандартное отклонение». Значения р менее чем 0,05 рассматривались как достоверные.

РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Описание разработанных на основе буферного раствора Кребса-Хенселейта кардиоплегических растворов и протокол экспериментов

Перфузия изолированного сердца теплокровных животных и антеградная КП имеют одинаковую методику исполнения, т. е. КП - это перфузия изолированного сердца человека. Для перфузии изолированного сердца теплокровных животных наиболее удачен буферный раствор Кребса-Хенселейта (БРКХ), который был предложен в 1932 году и с тех пор не имеет себе альтернативы. Поэтому в настоящей работе производилась разработка КПР на его основе с добавлением различных компонентов, вызывающих мгновенную асистолию.

В работе была исследована эффективность целого ряда КПР оригинального состава на основе БРКХ (табл. 1, 2), имевших следующие важнейшие отличительные особенности:

1). КПР№1: для достижения асистолии в растворе была повышена концентрация ионов калия и магния (до 25 и 16 ммоль/л, соответственно) с одновременным снижением концентрации кальция до 0,3 ммоль/л.

2). КПР№1П. Данный раствор отличался от КПР№1 концентрацией ионов калия (10 ммоль/л), магния (10 ммоль/л), кальция (1 ммоль/л). Эти изменения были сделаны по следующим причинам: 1) после наступлении асистолии для её поддержания требуются меньшие концентрации калия и магния; 2) в результате снижения осмолярности этого КПР появляется возможность добавить в него дополнительные кардиопротективные субстанции без превышения допустимой осмолярности; 3) в случае использования КПР для высокообъёмной КП или для постоянной коронарной перфузии концентрация ионов кальция должна быть нормальной или немного сниженной.

3). КПР№1реф: представляет собой модификацию КПР№1, отличающуюся наличием коллоидного компонента - гидроксиэтилкрахмала (ГЭК) с молекулярной массой около 130 кДа и концентрацией 5%. В остальном состав КПР№1реф аналогичен КПР№1.

4). КПР№1М-Гл и КПР№1-Гл: внеклеточные КПР, являющиеся модификацией КПР№1 с увеличенным содержанием глюкозы (до 100 и 240 ммоль/л, соответственно) и повышенной осмолярностью.

5). КПР№3: внутриклеточный КПР с содержанием ионов натрия 25 ммоль/л. При его создании преследовали цель выявить кардиопротективные свойства КПР с высоким содержанием глюкозы (247 ммоль/л). Для сохранения осмолярности на уровне 380 мосмоль/л концентрацию натрия снизили до 25 ммоль/л.

6). КПР№4, КПР№7, КПР№9 представляют собой семейство КПР для гиперполяризационной КП, созданных на основе БРКХ. Для индукции асистолии в БРКХ с нормальным уровнем калия и магния включили ацетилхолин-хлорид (КПР№4), эсмолол (КПР№7), аденозин (КПР№9).

7). КПР№5: модификация КПР№1 с увеличенной концентрацией бикарбонат-аниона до 75 ммоль/л для усиления буферной ёмкости.

8). КПР№6: гипермагниевый КПР, в котором концентрация ионов калия составляла 5,9 ммоль/л (как в БРКХ), а концентрация ионов магния - 16 ммоль/л.

9). КПР№8: разновидность КПР№1П с добавлением 106 ммоль/л маннита для уменьшения внутриклеточного и интерстициального отёка миокарда.

Таблица 1.

Состав разработанных на основе буферного раствора Кребса-Хенселейта _кардиоплегических растворов (КПР) (в ммоль/л) (часть 1)._

КПР№1 КПР№1П КПР№1реф КПР№3 КПР№1Гл КПР№1Гл-М

Ыа+ 143 110 143 25 143 143

К+ 25 10 25 25 25 25

Са1+ 0,3 1 0,3 0,3 0,3 0,3

16 10 16 16 16 16

СГ 141,8 95,8 141,8 26,6 141,8 141,8

Н2Р04" 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2

нсо,- 25 25 25 25 25 25

16 16 16 16 16 16

Глюкоза 11 11 11 247 240 100

ГЭК - - 5% - - -

Таблица 2.

Состав разработанных на основе буферного раствора Кребса-Хенселейта _кардиоплегических растворов (КПР) (в ммоль/л) (часть 2)._

КПР№5 КПР№6 КПР№8 КПР№4 КПР№7 КПР№9

Na+ 143 143 110 143 143 143

Г 25 5,9 10 5,9 5,9 5,9

Caz+ 0,3 0,3 1 1,5 1,5 1,5

16 16 10 1,2 1,2 1,2

cr 93 123,3 95,8 125,7 125,7 125,7

H2P04" 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2

НСОз" 75 25 25 25 25 25

so4¿- 16 16 10 1,2 1,2 . 1,2

Глюкоза 11 11 11 11 11 11

Ацетилхолин - - - 500 мг/л - -

Эсмолол - - - - 1 -

Аденозин - - - - - 200 мкг/л

Маннит - - 106 - - -

Разработанные на основе БРКХ КПР сравнивали с официнальными КПР Кустодиол и КПР госп. Св. Томаса №2. Также исследовалась эффективность указанных официнальных КПР в различных температурных режимах.

Протокол экспериментов:

1. Контроль. После периода стабилизации осуществляли 60-минутную нормотермическую (+37°С) тотальную ишемию путём выключения перфузии. Затем осуществляли 120-минутную реперфузию и оценку размера некроза.

2. Опытные группы с КП. Протокол эксперимента аналогичен контролю, но на 1-й, 21-й и 41-й минутах 60-минутной ишемии в аорту вводили КПР под давлением 80 мм рт. ст. в течение 4-х, 2-х и 2-х минут, соответственно.

Эксперименты с КПР выполняли в тепловом режиме (температура КПР и сердца в период ишемии +37°С), в холодовом режиме (+5°С), а также в тепловатом режиме (+22°С) для КПР госп. Св. Томаса №2, так как именно эта температурная точка представляет наибольший интерес в плане совершенствования тепловатой КП.

Согласно имеющимся стандартам, кристаллоидные КПР используются только в холодовом режиме в сочетании с наружным охлаждением сердца, причем целевая температура сердца не должна превышать +1ГС. В данном исследовании во многих экспериментах температура сердца и КПР составляла 37°С, что противоречит вышеописанному правилу. Такой температурный режим был выбран для оценки влияния именно химического состава КПР на его эффективность и исключения возможного кардиопротективного действия низкотемпературного фактора.

Во время экспериментов параметры гемодинамики изолированного сердца регистрировали в следующих временных точках: после окончания стабили-

зационного периода (ДВЛЖД, ПВЛЖД, ЧСС, КП), ВЛЖД на 5, 15, 25, 35, 45, 55 минутах ишемии в контроле и в группах с гипотермией без КП (в группах с КП - на 5 и 15 минутах 20-минугных периодов ишемии), ПВЛЖД и ДВЛЖД на 5 и 30 минутах реперфузии. Исходно функциональные параметры сердец во всех экспериментальных группах были одинаковыми и статистически не различались между собой.

Исследование внеклеточных кардиоплегических растворов на основе буферного раствора Кребса-Хенселейта в различных температурных режимах в сравнении с офмцинальными кардиоплегическими растворами

Исследование КПР№1 в тепловом (+37°С) режиме продемонстрировало значительный кардиопротективный потенциал этого КПР. Размер некроза при этом был достоверно выше, чем в холодовом режиме, но значительно ниже, чем при использовании КПР госп. Св. Томаса №2 и КПР Кустодиол в тепловом режиме (табл. 3). Положительные результаты от применения КПР№1 были ожидаемы, так как его основа, а именно БРКХ, как отмечалось выше, хорошо себя зарекомендовал для перфузии изолированного сердца теплокровных животных и близок по своему химическому составу к плазме крови.

Таблица 3.

Размер некроза сердца в экспериментальных группах

Группа Температурный режим Размер некроза, %

Контроль +37°С 77,9±7,0

КПР№1 +37°С 14+5*

КПР№1 +5°С 7,6+3,1*

КПР№1П +37°С 19,2+8,2*

КПР№1реф +37°С 8,8+3,8*

КПР госп. св. Томаса №2 +37°С 49+9,8#

ИГР госп. св. Томаса №2 +5°С 6,7+4,7*

КПР госп. св. Томаса №2 +22°С 6,4+3,1*

КПР Кустодиол +37°С 83,9±8,6

КПР Кустодиол +5°С 7,9+2,1*

Примечание: *р<0,01 в сравнении с контролем и с КПР госп. св. Томаса №2 в тепловом режиме (+37°С), #р<0,05 в сравнении с контролем.

Испытание КПР№1 в холодовом режиме при температуре +5°С не выявило никаких преимуществ и недостатков перед КПР госп. Св. Томаса №2 и КПР Кустодиол при их использовании также в холодовом режиме - разница по размеру некроза между указанными группами отсутствовала (табл. 3), а динамика восстановления сократимости в период реперфузии была одинаковой в группах КПР№1 и КПР госп. Св. Томаса №2, значительно превосходя таковую для КПР Кустодиол (табл. 4). Этот факт является доказательством преимущества вне-

клеточных КПР над внутриклеточными в плане восстановления насосной функции сердца.

При исследовании КПР№1П в тепловом режиме результаты оказались почти такими же, как и в случае КПР№1. Однако асистолия при введении первой дозы КПР№1П наступала медленнее - в конце 2-й или на 3-ей минуте ин-фузии, в то время как при инфузии КПР№1 - мгновенно (через 5-10 секунд). Этот факт позволяет рекомендовать КПР№1П только для повторных эпизодов КП, либо в конце 1-го эпизода, когда асистолия уже наступила под действием другого КПР. КПР№1реф показал несколько лучшие, чем КПР№1П, результаты по размеру некроза, но не отличался от КПР№1П в плане сократимости в период реперфузии.

Таблица 4.

Пульсовое (ПВЛЖД) и диастолическое (ДВЛЖД) давление в левом желудочке '__в период реперфузии___

Т,°С ПВЛЖД, мм рт. ст. ДВЛЖД, мм рт. ст.

5 мин. 30 мин 5 мин 30 мин

Контроль +37°С Асистолия 17,5+6,5 99,2±5,3 91,4+7,6

КПР №1 +37°С 97,2+10,2* 104,1+13,9* 24,1+7,7* 11,0±6,0*

КПР №1 +5°С 114,8+12,0** 85,8+5,1** 3,0+1,8** 5,4±3,4**

КПР №1П +37°С 83,2+3,2* 91,2±19,3* 29,8+6,2* 9,4±3,2*

КПР №1реф +37°С 96,5+11,1* 83,8±6,5* 32,3+8,4* 17,5+3,7*

КПР госп. Св. Том. №2 +37°С 6,4+2,5 24,1 ±8,8 82,8±7,9 53,8+17,2

КПР госп. Св. Том. №2 +5°С 114,7±11,5** 94,1 ±24,6** 3,6±1,7** 3,9+3,2**

КПР госп. Св. Том. №2 +22°С 113,8±9,5** 78,9±9,0** 8,2+3,9** 9,9+4,0**

КПР Кустодиол +ЗТС Асистолия Асистолия 52,0+8,1 44,0+7,0

КПР Кустодиол +5°С 87,6±38,0* 55,4±8,5* 14,3+8,3* 9,2±4,0*

Примечание-. *р<0,05 в сравнении с контролем, **р<0,01 в сравнении с контролем.

Исследование КПР госп. Св. Томаса №2 в различных температурных режимах показало его высокую эффективность в холодовом режиме и крайне низкий кардиопротективный эффект в тепловом режиме (табл. 3,4). Как указывалось ранее, тепловой режим в данных экспериментах использовался специально для того, чтобы исключить протективное действие гипотермии и оценить эффективность самого КПР. Результат по КПР госп. Св. Томаса №2 в тепловом режиме убедительно показал, что сам по себе этот КПР обеспечивает явно недостаточную кардиопротекцию. Интересные результаты были получены при исследовании КПР госп. Св. Томаса №2 при температуре +22СС: размер некроза и восстановление сократимости достоверно не отличались от значений, полученных при +5°С. Таким образом, фармакохолодовая КП с использованием этого КПР одинаково эффективна при уровнях гипотермии +5°С и +22°С и, вероятно, при любой другой температуре в интервале от +5°С до +22°С.

При анализе результатов эффективности КПР Кустодиол обращает на себя внимание тот факт, что при его использовании в холодовом режиме величи-

на некроза достоверно не отличалась от таковой для КПР госп. св. Томаса №2 в аналогичном режиме (табл. 3). Однако, при использовании КПР Кустодиол как в тепловом, так и в холодовом режимах отмечалась худшая динамика восстановления сократимости сердца (табл. 4), что в целом характерно для внутриклеточных КПР и является их недостатком. Более того, при исследовании КПР Кустодиол в тепловом режиме имелась недостоверная тенденция к увеличению размера некроза по сравнению с контролем (табл. 3). Таким образом, КПР Кустодиол в отсутствии гипотермии вообще не оказывает кардиопротективного действия. Это может быть связано со значительными нарушениями трансмембранного градиента ионов натрия (в условиях нормотермии), что может приводить к повреждению кардиомиоцитов и отсутствию кардиопротекции.

Влияние изолированной гипотермии на эффективность защиты миокарда

В ряде экспериментов было исследовано влияние на эффективность защиты миокарда изолированной гипотермии в двух режимах - глубокой (+5°С) и промежуточной (+22°С) гипотермии. В этих группах протокол эксперимента соответствовал контрольной группе, но в течение всего периода тотальной 60-минутной ишемии осуществлялось наружное охлаждение сердца.

90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

Контроль +22°С ## +5°С #

Рис. 1. Влияние изолированной гипотермии на размер некроза.

## - р<0,01 в сравнении с контролем, # - р<0,05 в сравнении с +22°С.

При ишемии и изолированной гипотермии +5°С асистолия возникала немедленно после помещения сердца в охлаждающий раствор. При ишемии миокарда и изолированной гипотермии +22°С немедленной асистолии не наступало. Поэтому сразу после ишемизации сердца в коронарные артерии в течение 10 секунд инфузировали раствор, содержащий 25 ммоль/л КС1 и 133 ммоль/л NaCl. Затем наступала тотальная ишемия. Кратковременность инфузии и химический состав раствора исключают возможность наличия кардиопротективного эффекта данной процедуры.

□ Размер некроза,%

77,9

Í т

29,5 т

11,7

При глубоком наружном охлаждении сердца до температуры +5°С наблюдалась выраженная кардиопротекция (рис. 1). Выраженность кардиопро-текции при +22°С была значительно ниже, чем при глубокой гипотермии. Размер некроза при этом более чем в 2 раза превышал значение, полученное при глубокой гипотермии, но был достоверно ниже, чем в контрольной группе. С другой стороны, восстановление сократительной функции левого желудочка в постишемическом периоде и динамика ишемической контрактуры в ходе 60-минутной глобальной ишемии при +5°С и +22°С не различались (табл. 5,6).

Таблица 5.

Пульсовое (ПВЛЖД) и диастолическое (ДВЛЖД) давление в левом желудочке в период реперфузии в экспериментах с изолированной гипотермией

Группа ПВЛЖД, мм рт. ст. ДВЛЖД, мм рт. ст.

5 мин. 30 мин. 5 мин. . 30 мин.

Контроль Асистолия 17,5 ±6,5 99,2+5,3 91,4+7,6

ГТ +5°С 103,1+15,0** 91 ¿±7,0** 9,7+4,4** 7,5+4,6**

ГТ +22°С 105,4+12,9** 93,5+14,8** 8,2+4,6** 6,2+2,8**

Примечание: ГТ — гипотермия, **р<0,01 в сравнении с контролем.

Таблица 6.

Динамика давления в левом желудочке в течение 60-минутной ишемии

Группа 5 мин. 15 мин. 25 мин. 35 мин. 45 мин. 55 мин.

Контроль 5,7+4,0 19,1+11 58,8±23,3 51,6+15,4 47,5+13,3 46,6±9,4

ГТ +5°С 5,4+2,7 4,2+3,0* 4,3+3,3** 4,4+2,1** 4,1 ±2,8** 4,0+2,7**

ГТ +22°С 4,1±3,5 6,4+5,0* 8,5±6,0** 10,1±7,5* 10,5+5,2*;* 11,5±6,2**

Примечание: ГТ - гипотермия, *р<0,05 в сравнении с контролем; **р<0,01 в сравнении с контролем.

В литературе имеются данные о том, что при снижении температуры ниже +22°С усиление протективного эффекта гипотермии прекращается, а повреждающее действие возрастает (ВискЬе^ в. Б., 1991). Однако проведенные эксперименты показали, что защитное действие гипотермии, проявляющееся ограничением размера некроза, усиливаются при снижении температуры миокарда в диапазоне от +22 "С до +5 "С.

Сравнение эффективности внеклеточных и внутриклеточных кардиоплегических растворов

Важное практическое значение для клинической практики, а также для понимания механизма кардиопротективного действия КПР имеет сравнение эффективности КПР вне- и внутриклеточного типа. Термин «внеклеточный КПР» означает, что концентрация ионов натрия в составе КПР такая же, как в интерстициальной жидкости и плазме крови или немного ниже, в диапазоне примерно от 100 до 145 ммоль/л; во внутриклеточном КПР концентрация ионов натрия низкая, около 10-30 ммоль/л, что примерно соответствует концентрации

ионов натрия в цитоплазме клеток (Неш1еу Б. е1 а1., 2008). К КПР внеклеточного типа относятся, в частности, КПР№1 и КПР№1реф, а к растворам внутриклеточного типа-КПР Кустодиол и КПР№3. В результате проведенных экспериментов было обнаружено, что КПР№1 и КПР№1реф в тепловом режиме обеспечивают мощный кардиопротективный эффект в виде уменьшения размера некроза, тогда как при использовании КПР внутриклеточного типа (Кустодиол и КПР№3) в тепловом режиме размер некроза не отличался от контрольной группы (рис. 2). Аналогичные данные были получены и в отношении по-стишемического восстановления систолической и диастолической функции левого желудочка.

Таблица 7.

Влияние кардиоплегических растворов вне- и внутриклеточного типа на размер

Группа Размер некроза, %

Контроль 77,9±7,0

КПР№1 14±5,0**

КПР№1реф 8,8+3,8**

КПР№3 83,4+2,8

КПР Кустодиол 83,9±8,6

Примечание: ** - р<0,01 в сравнении с контролем.

Вероятно, преимущество КПР внеклеточного типа перед внутриклеточными КПР состоит в том, что в первом случае не нарушается ионный баланс натрия по обе стороны плазмалеммы кардиомиоцита.

Исследование кардиопротективных свойств пшермагниевых, гипербикар-бонатных и маннитол-содержащих кардиоплегических растворов

Отдельные теоретические предпосылки позволяют предполагать, что повышенная концентрация ионов магния в КПР при нормальном уровне ионов калия способно обеспечить асистолию и защитный эффект, сравнимый со стандартной гиперкалиевой КП. В настоящей работе использование КПР№6 с концентрацией М§2+ 16 ммоль/л и нормальной концентрацией калия сопровождалось тенденцией к увеличению размера некроза по сравнению с КПР№1 (табл. 7), однако скорость наступления асистолии была такой же быстрой, как и в группе КПР №1.

Использование КПР с повышенной концентрацией бикарбонат-аниона показало неудовлетворительные результаты (табл. 7). Ожидалось, что повышенная буферная ёмкость КПР должна оказать положительное влияние на состояние кардиомиоцитов благодаря уменьшению внутриклеточного ацидоза. Возможным объяснением отрицательного результата может являться исходно высокое значение рН этого КПР.

Таблица 8.

Размер некроза в экспериментальных группах с использованием гипермагниевого, гипербикарбонатного и маннитол-содержащего КПР __(при температуре +37°С). _

Группа Особенность состава КПР Размер некроза, %

Контроль - 77,9±7

КПР№1 Внеклеточный гиперкалиевый КПР на основе БРКХ 14+5,0*

КПР№5 Гипербикарбонатный КПР (ГС] НС03 - 75 ммоль/л) 56,3±7,4*#

КПР№6 Гипермагниевый ([С] -16 ммоль/л) КПР с нормальной концентрацией ионов калия 24,3±8,5*

КПР№8 КПР с добавление маннитола (106 ммоль/л) . 58,9±8,6*#

Примечание: *-р<0,05 в сравнении с контролем; -р<0,05 в сравнении с КПР№1.

Испытание КПР с добавлением маннитола также показало отрицательные результаты, поскольку размер некроза оказался достоверно выше, чем при использовании КПР№1 (табл. 7). Можно предполагать, что в условиях ишемии, когда проницаемость микрососудов и клеточных мембран повышена, маннитол выходит из внутрисосудистого во внесосудистое пространство и способствует переходу воды в интерстиций и/или в клетку, усиливая её отек и провоцируя лизис.

Таким образом, результаты проведенных исследований показали, что использование повышенной концентрации ионов магния в сочетании с нормальным уровнем калия не имеет преимуществ по сравнению с гиперкалиевой КП, а увеличение содержания в КПР бикарбоната выше физиологической концентрации и добавление маннитола ухудшают защитные свойства КПР.

Кардиопротсктивная эффективность кардиоплегических растворов с повышенным уровнем глюкозы

Согласно некоторым данным, повышение концентрации глюкозы в КПР приводит к возрастанию их кардиопротективного потенциала за счет улучшения энергетического метаболизма кардиомиоцитов в условиях ишемии.

Различие в размере некроза между группами КПР№ 1 и КПР№1-Гл было недостоверным (табл. 8) при наличии отчетливой тенденции к увеличению размера некроза в группе с повышенной концентрацией глюкозы. При использовании КПР№1М-Гл величина некроза была достоверно (р<0,05) выше, чем в группе с КПР№1. Между контрольной группой и группой КПР№3 достоверной разницы по величине размера некроза не обнаружено (табл. 8).

Вероятно, отрицательный результат использования КПР№3 с концентрацией глюкозы 247 ммоль/л можно объяснить поступлением глюкозы в кардио-миоциты с последующей ее анаэробной утилизацией и накоплением лактата. Возникающий осмотический градиент способствует транспорту внеклеточной воды внутрь клетки и наступлению ее осмотического лизиса. Альтернативным

объяснением неэффективности КПР№3 является его внутриклеточный характер. Очевидно, что максимальное увеличение осмолярности КПР может способствовать сохранению изо- или гиперосмолярности внеклеточного компар-тмента после поступления глюкозы в клетку. С учетом этого были разработаны КПР№1-Гл и КПР№1М-Гл. Результаты их испытаний оказались значительно лучше, чем КПР№3, но, тем не менее, размер некроза при их применении был выше, чем в группе КПР№1. Полученные результаты свидетельствуют о том, что для обеспечения максимального защитного эффекта КПР концентрация глюкозы в нем не должна превышать 11 ммоль/л.

Таблица 9.

Размер некроза в экспериментальных группах с использованием кардиоплегических растворов (КПР) с повышенным уровнем глюкозы

Группа Концентрация глюкозы в КПР, ммоль/л Размер некроза, %

Контроль - 77,9±7,0

КПР№1 11 14±5,0**

КПР№3 247 83,4±2,8

КПР№1-Гл 240 25,6±9,8**

КПР№1М-Гл 100 23,3+3,3***

**-р<0,01 в сравнении с контролем; -р<0,05 в сравнении с КПР№1

Исследование эффективности гиперполяризационной кардиоплегии

Концепция гиперполяризационной КП основана на более физиологичном способе достижения остановки сердца за счет гиперполяризации мембраны кардиомиоцитов под действием различных фармакологических агентов.

Таблица 10.

Размер некроза в экспериментальных группах с использованием

контроль 77,9±7

КПР №1 14+5 **

КПР №4 56,7+22,5 #

КПР №7 34,9±+11,1 **#

КПР №9

** _

р<0.01 в сравнении с контролем, #- р<0.05 в сравнении с КПР№1

В настоящем исследовании КПР№7, содержащий эсмолол в концентрации 1 ммоль/л, вызывал надёжную асистолию, наступавшую несколько медленнее, чем при использовании КПР№1 или КПР госп. Св. Томаса №2. При этом результат по размеру некроза не может быть признан удовлетворительным (рис. 3). Гиперполяризационная КП с помощью ацетилхолина (КПР№4) сопровождалась асистолией, но при этом в течение периода ишемии наблюдались спонтан-

ные систолы, по-видимому, связанные с феноменом ускользания. Размер некроза в данной группе достоверно не отличался от контроля (рис. 3). КПР№9, содержащий аденозин, не вызывал надежной асистолии вне зависимости от его концентрации в КПР, в связи с чем размер некроза не измерялся.

ВЫВОДЫ

1. Разработанные на основе буферного раствора Кребса-Хенселейта кардиоп-легические растворы обеспечивают высокую степень защиты миокарда от тотальной ишемии и превосходят по своей эффективности известные кри-сталлоидные растворы, а именно, раствор госпиталя Св. Томаса №2 и раствор «Кустодиол» в отсутствие сопутствующей глубокой гипотермии.

2. Включение в состав кардиоплегического раствора маннита, а также наличие повышенной концентрации бикарбонат-аниона или глюкозы ухудшает кар-диопротективные свойства кардиоплегического раствора.

3. Эффективность внеклеточных кардиоплегических растворов (имеющих физиологическую или слегка пониженную концентрацию ионов натрия) превосходит эффективность внутриклеточных растворов.

4. Гиперполяризующие кардиоплегические растворы, содержащие эсмолол или ацетилхолин в сочетании с физиологической концентрацией ионов калия и магния, не обеспечивают должного уровня защиты миокарда от тотальной ишемии; гиперполяризующий раствор, содержащий аденозин, даже не обеспечивает достижения устойчивой асистолии.

5. Изолированная гипотермия, не сочетающаяся с кардиоплегией, является эффективным и безопасным методом кардиопротекции при тотальной ишемии. При воздействии изолированной гипотермии понижение температуры миокарда с 22°С до 5°С сопровождается прогрессивным возрастанием эффективности кардиопротекции, однако в случае сочетания гипотермии с кардиоплегией значение температуры в указанном диапазоне не влияет на степень защиты миокарда.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Разработанные в результате работы кардиоплегические растворы, показавшие высокую кардиопротективную эффективность, могут быть рекомендованы для тестирования в клинических испытаниях.

2. Полученные результаты свидетельствуют о необходимости пересмотра возможности использования в клинических условиях кардиоплегических растворов, содержащих маннит, а также с высокой концентрацией глюкозы (100 и более ммоль/л).

3. Среди различных вариантов кристаллоидных кардиоплегических растворов преимущество следует отдавать растворам внеклеточного типа, оказывающим более выраженный кардиопротективный эффект.

4. При выполнении холодовой кристаллоидной кардиоплегии во избежание потенциального повреждающего действия гипотермии возможно поддержание температуры миокарда на более высоком уровне, чем общепринятые +10-11°С, но не превышающем +22°С.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. С. М. Минасян, А. А. Шмонин, К. А. Мищенко, М. М. Галагудза. Использование методики перфузии изолированного сердца по Лангендорфу для исследования эффективности кардиоплегаческих растворов // Актуальные проблемы патофизиологии: Материалы межвузовской конференции молодых учёных. - СПб., 2006. - С. 70-71.

2. С. М. Минасян, И. А. Шмонина, А. А. Кузьмина, Л. Р. Бадриханова. Сравнение гипотермии и тепловой кардиоплегии как способов защиты миокарда от ишемического повреждения в эксперименте // Актуальные проблемы патофизиологии: Материалы межвузовской конференции молодых учёных. -СПб.,2007.-С. 89-91.

3. С. М. Минасян, Л. Р. Бадриханова, Д. И. Курапеев, Ю. В. Дмитриев, К. И. Ершова, Е. В. Сафрошина, М. С. Васильева. Сравнительная оценка эффективности кардиоплегаческих растворов с различным содержанием глюкозы в эксперименте // Актуальные проблемы патофизиологии: Материалы межвузовской конференции молодых учёных. - СПб., 2008. - С. 61-62.

4. С. М. Минасян, М. С. Васильева, И. С. Усков, Д. И. Курапеев, Д. А. Зверев, Е. А. Боброва, Ю. В. Дмитриев. Сравнительное исследование кардиопротек-тивной эффективности глубокой и умеренной гипотермии при глобальной ишемии-реперфузии сердца крысы // Актуальные проблемы патофизиологии: Материалы межвузовской конференции молодых учёных. - СПб., 2009. - С. 76-77.

5. С. М. Минасян, М. М. Галагудза, М. С. Васильева, Д. А. Зверев, А. Е. Павлов, Е. А. Боброва. Кардиопротекция за счёт управляемой гипотермии миокарда в эксперименте //'Актуальные вопросы кардиологии: Материалы XVI ежегодной научно-практической конференции. - Тюмень, 2009. - С. 160— 161.

6. Л. В. Губадова, С. М. Минасян, М. С. Васильева, Ю. В. Дмитриев, И. С. Усков. Исследование кардиоплегического раствора на основе раствора Кребса-Хенселейта в эксперименте // Сб. тез. докл. II международного молодежного медицинского конгресса «Санкт-Петербургские научные чтения - 2009». -СПб., 2009.-С. 204.

7. Л. В. Губадова, Ю. П. Викторова, С. М. Минасян, Ю. Н. Григорова, Ю. В. Дмитриев, Е. А. Боброва, И. С. Усков. Экспериментальное исследование кардиоплегического раствора на основе буфера Кребса-Хенселейта, содержащего коллоидный компонент // Актуальные проблемы патофизиологии: Материалы межвузовской конференции молодых учёных. - СПб., 2010. - С. 53-55.

8. С. М. Минасян, М. М. Галагудза, Д. И. Курапеев, Ю. В. Дмитриев, Л. В. Губадова, Е. А. Боброва. Экспериментальное исследование кардиоплегаческих растворов на основе буферного раствора Кребса-Хенселейта // Бюллетень НЦССХ им. А. Н. Бакулева РАМН: Материалы 14 ежегодной сессии научного центра сердечно-сосудистой хирургии им. А. Н. Бакулева РАМН. - М., 2010.-С. 222.

9. С. М. Минасян, Л. Р. Бадриханова, М. М. Галагудза, Д. И. Курапеев. Сравнительное исследование защитного эффекта гипотермии, ишемического пре-кондиционирования и модифицированных кардиоплегических растворов при ишемии-реперфузии изолированного сердца крысы // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. - 2008. - Т. 7, № 2(26). - С. 72-78.

10.С. М. Минасян, М. М. Галагудза, Д. Л. Сонин, Е. А. Боброва, Д. А. Зверев, Д.

B. Королёв, Ю. В. Дмитриев, М. С. Васильева, Ю. Н. Григорова, Т. Д. Власов. Методика перфузии изолированного сердца крысы // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. - 2010. - Т. 8, № 4(32). - С. 54-59.

11 .С. М. Минасян, М. М. Галагудза, М. С. Васильева, Д. И. Курапеев, Д. А. Зверев. Защита миокарда от глобальной ишемии/реперфузии с использованием кардиоплегического раствора на основе буфера Кребса-Хензелайта // Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова. - 2010. - Т. 96, № 4. -

C. 353-361.

12.С. М. Минасян, М. М. Галагудза, Д. И. Курапеев, Ю. В. Дмитриев, Ю. П. Викторова, А. Г. Павлов, Е. А, Боброва, Т. Д. Власов. Разработка кристалло-идных кардиоплегических растворов на основе буфера Кребса-Хенселейта // Сб. научных трудов «Трансляционная медицина» (под ред. член-корр. РАМН, проф. Е. В. Шляхто). - СПб., 2010. - С. 333-344.

Подписано в печать 11.10.2010 г. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,1. Тираж 100 экз. Заказ № 1755.

Отпечатано в ООО «Издательство "JIEMA"» 199004, Россия, Санкт-Петербург, В.О., Средний пр., д. 24 тел.: 323-30-50, тел./факс: 323-67-74 e-mail: izd_lema@mail.ru http://www.lemaprint.ru

Оглавление диссертации Минасян, Саркис Минасович :: 2010 :: Санкт-Петербург

Список сокращений

Введение

Глава 1 Обзор литературы

1.1.1 Введение

1.2.1 Определение кардиоплегии и её классификация

1.2.2 Механизмы принудительной асистолии под действием различных 15 веществ и вещества, вызывающие асистолию

1.2.3 Электролитный состав кардиоплегических растворов

1.2.4 Роль энергетических субстратов как компонентов 28 кардиоплегических растворов

1.2.5 Эффективность использования различных буферных систем в 30 составе кардиоплегического раствора

1.2.6 Коллоидные высокомолекулярные вещества в составе 33 кардиоплегического раствора

1.2.7 Антигипоксанты и цитопротекторы в составе кардиоплегического 37 раствора

1.3.1 Кровяная кардиоплегия, преимущества, недостатки, сравнительная 38 характеристика кровяной и кристаллоидной кардиоплегии

1.4.1 Влияние температурного режима кардиоплегии на её 45 эффективность

1.4.2 Сравнение холодовой и тепловой кровяной кардиоплегии

1.4.3 Tepid кардиоплегия 50 1.5.1 Режим введения кардиоплегического раствора

1.6 Официнальные кристаллоидные кардиоплегические растворы

1.7 Другие методы интраоперационной защиты миокарда

1.7.1 Электрофибрилляция

1.7.2 Наружное охлаждение сердца

1.7.3 Управляемая реперфузия миокарда

1.7.4 Ишемическое прекондиционирование и посткондиционирование

Глава 2. Материалы и методы

2.1 Перфузия изолированного сердца по Лангендорфу 65 2.1.1. Адекватность экспериментальной модели 66 2.1.2 Методика ретроградной перфузии изолированного сердца по 67 Лангендорфу

2.2 Технические особенности использования методики ретроградной 75 перфузии изолированного сердца по Лангендорфу применительно к исследованию кардиоплегических растворов

2.3 Методика оценки необратимого повреждения миокарда

2.4 Статистический анализ результатов

Глава 3 Результаты собственных исследований

3.1 Описание химического состава разработанных кардиоплегических 83 растворов

3.1.1 Обоснование выбора буферного раствора Кребса-Хенселейта в качестве основы для создания кристаллоидного кардиоплегического раствора

3.2 Протокол экспериментов

3.3 Результаты экспериментов в контрольной группе и в группе контроля 97 с разгруженным в течение ишемии сердцем

3.4 Результаты экспериментов с использованием официнальных 99 кардиоплегических растворов Кустодиол и госпиталя св. Томаса №

3.5 Результаты исследования изолированной гипотермии на 101 эффективность защиты миокарда

3.6 Результаты исследования кардиоплегических растворов на основе 104 буферного раствора Кребса-Хенселейта

3.6.1 Результаты исследования внеклеточных кардиоплегических растворов на основе буферного раствора Кребса-Хенселейта (КПР№1, КПР№1П, КПР№1реф) в сравнении с официнальными Кустодиол и госп. св. Томаса №

3.7 Результаты исследования влияние температурного режима 106 кристаллоидных кардиоплегических растворов на выраженность кардиопротекции

3.8 Результаты исследования сравнительной эффективности 108 внеклеточных и внутриклеточных кардиоплегических растворов

3.9 Результаты исследования кардиопротективных свойств 108 гипермагниевых, гипербикарбонатных и маннитол-содержащих кардиоплегических растворов

3.10 Результаты исследования кардиоплегических растворов с 109 повышенным уровнем глюкозы

3.11 Результаты исследования гиперполяризационной кардиоплегии

Глава 4 Обсуждение результатов

4.1 Обсуждение результатов экспериментов контрольных групп

4.2 Обсуждение результатов исследования изолированной 115 гипотермии

4.3 Обсуждение результатов исследования кардиоплегических растворов 117 госп. св. Томаса №2 и Кустодиол

4.4 Обсуждение результатов исследования кардиоплегических 121 растворов на основе буфера Кребса-Хенселейта

4.5 Обсуждение результатов исследования гиперполяризационной 127 кардиоплегии

Выводы

Введение диссертации по теме "Патологическая физиология", Минасян, Саркис Минасович, автореферат

Актуальность проблемы. В настоящее время в мире ежегодно выполняется большое количество операций на сердце с применением искусственного кровообращения, причем число подобных вмешательств непрерывно увеличивается. Это связано, с одной стороны, с прогрессом кардиохирургических методик, и, с другой стороны, с увеличением распространенности сердечно-сосудистых заболеваний, прежде всего, ишемической болезни сердца. Развитие кардиохирургии требует совершенствования анестезиологического, реанимационного и перфузиологического пособия, без которых проведение операции на «сухом» сердце является невозможным (Бунатян А. А. и соавт., 2005). Исключительно важной составляющей анестезиологического и' перфузиологического пособия при операциях на остановленном сердце является интраоперационная защита миокарда во время обратимой ятрогенной ишемии, вызванной наложением зажима на восходящий отдел аорты (Островский Ю. П., 2007, Buckberg G. D., 1995).

К настоящему времени комплекс мероприятий для интраоперационной защиты сердца от ишемического/реперфузионного повреждения достаточно хорошо разработан. Центральное место среди методов защиты миокарда занимает кардиоплегия (КП) (Трекова Н. А. и др., 1995, Zhidkov IL. et al., 2006). КП представляет собой процедуру прерывисто-повторной перфузии сосудов сердца специальным кардиоплегическим раствором (КПР) определенного химического состава и температуры, в результате чего происходит остановка сердца с сопутствующим уменьшением потребности миокарда в кислороде, что создает оптимальные условия для перенесения сердцем ишемии. Однако, несмотря на успехи в решении проблемы интраоперационной защиты миокарда, определенные вопросы еще требуют дополнительного изучения. До сих пор в клинике встречаются осложнения, связанные с ишемическим повреждением сердца во время операции, а именно, синдром малого выброса и интраоперационый инфаркт миокарда (Masse L., Antonacci М., 2005). Это связано как с неадекватной защитой миокарда, так и с исходным его повреждением вследствие основного заболевания (Susumu I. et al., 2006). Развитию ишемических повреждений во время операции способствуют гипертрофия миокарда, атеросклеротический и постинфарктный кардиосклероз, низкая исходная фракция выброса, суммарное время наложения зажима на аорту и др. (Гордеев М. JL, 2001, Mickleborough L. L. et al., 2000, Tan Т. E. et al., 2003).

В связи с этим проблема интраоперационной защиты миокарда остается актуальной и требует проведения комплексных экспериментально-клинических исследований. К настоящему времени проведено значительное количество исследований, посвященных сравнению кристаллоидной и кровяной КП (Шестакова Л. Г., 1999; Guru V. et al., 2006, Petrucci О. et al., 2008). В отдельных работах исследовалась эффективность включения в КПР антигипоксантов (Ozean V. et al., 2004), ß-адреноблокаторов (Scorsin M. et al., 2003), блокаторов кальциевых каналов (Yaliniz Н. et al., 2004), комбинации аденозина и лидокаина (Dobson G. Р., Jones М. W., 2004; Corvera J. S. et al., 2005). В литературе на протяжении нескольких десятилетий ведется дискуссия об оптимальной температуре сердца при проведении КП, однако данный вопрос нельзя признать окончательно решенным (Yamamoto F., 2000). Противоречивые данные получены при анализе кардиопротективной эффективности деполяризационных и гиперполяризационных КПР (Chambers D. J., 2003). При этом системные целенаправленные экспериментальные исследования, посвященные данной проблеме, практически отсутствуют.

В настоящей работе проведено изучение различных аспектов кристаллоидной КП на модели перфузии изолированного сердца крысы по

Лангендорфу, являющейся общепринятым методическим подходом к исследованию кардиопротективных воздействий (Уатато1:о Н. е1 а1., 2009). Несмотря на активное успешное использование в клинике кровяной КП, интерес к кристаллоидной КП не уменьшается, что связано, прежде всего, с невозможностью использовать прогрессивную методику кровяной КП в детской, и, особенно, в неонатальной кардиохирургии. Между тем, именно эта группа больных зачастую требует для проведения коррекции сложных врожденных пороков сердца длительной аноксии и, как следствие, тщательной защиты миокарда (Бураковский В. И. и соавт., 1996). Таким образом, дальнейшее совершенствование кристаллоидной КП представляет большой практический интерес, а исследование механизмов защиты миокарда с помощью различных вариантов КП представляет собой актуальную научную проблему.

Цель работы: исследовать эффективность различных методик кардиоплегии и различных вариантов кардиоплегических растворов для защиты миокарда от тотальной ишемии в эксперименте на модели перфузии изолированного сердца крысы по Лангендорфу.

Задачи исследования:

3. Изучить особенности защиты миокарда кардиоплегическими растворами с различным ионным составом, с различным содержанием глюкозы, маннитола, компонентов буферных систем, а также провести сравнение эффективности внеклеточных и внутриклеточных кардиоплегических растворов.

Научная новизна. В настоящем исследовании впервые разработан унифицированый ряд кристаллоидных кардиоплегических растворов на основе буферного раствора Кребса-Хенселейта с учетом особенностей патогенеза ишемического повреждения миокарда. Получены новые данные, свидетельствующие о значительном ухудшении кардиопротективных свойств кардиоплегических растворов при включении в их состав маннита, глюкозы и бикарбоната в высоких концентрациях.

Впервые установлена низкая эффективность гиперполяризационной кардиоплегии с использованием эсмолола, ацетилхолина и аденозина в качестве альтернативных калию препаратов, вызывающих асистолию. В работе получены данные о повышении защитного потенциала кристаллоидного кардиоплегического раствора при включении в его состав коллоидного компонента - гидроксиэтилкрахмала.

В работе наглядно продемонстрирован выраженный кардиопротективный эффект изолированной глубокой гипотермии. Проведенные эксперименты показали, что защитный эффект изолированной гипотермии при снижении температуры миокарда ниже +22°С продолжает увеличивается. Показано, что кардиопротективная эффективность кардиоплегического раствора госп. Св. Томаса №2 одинакова при различных степенях гипотермии в диапазоне от +5° до +22°С.

Научно-практическая значимость. Полученные результаты важны для дальнейших исследований в направлении совершенствования методик кардиоплегии, используемых в кардиохирургической практике. Полученные данные дают теоретическое обоснование оптимальных режимов проведения кристаллоидной кардиоплегии. Результаты проведенных экспериментов позволяют ответить на многие вопросы кардиоанестезиологов, кардиохирургов и перфузиологов, касающиеся интраоперационной защиты миокарда и дают конкретные рекомендации относительно химического состава кардиоплегического раствора и температуры сердца в течение периода пережатия аорты. Разработанные и прошедшие доклиническое тестирование кардиоплегические растворы на основе буферного раствора Кребса-Хенселейта могут быть рекомендованы к клиническим испытаниям. Кроме того, результаты экспериментов по изучению кристаллоидных кардиоплегических растворов в некоторых случаях могут быть экстраполированы и на методику кровяной кардиоплегии, которая в настоящее время широко применяется в клинике.

Основные положения, выносимые на защиту:

3. Внеклеточные кардиоплегические растворы более эффективны для защиты миокарда, чем внутриклеточные.

Апробация работы. Основные положения работы доложены на заседаниях кафедры патофизиологии с курсом клинической патофизиологии ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И. П. Павлова Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию», на межвузовских конференциях молодых ученых «Актуальные проблемы патофизиологии» (Санкт-Петербург, 2007-2010), на 14-й ежегодной сессии Научного центра сердечно-сосудистой хирургии им. А. Н. Бакулева РАМН с Всероссийской конференцией молодых ученых (Москва, 2010).

Внедрение результатов работы. Результаты и выводы диссертационной работы внедрены в учебный процесс на кафедре патофизиологии с курсом клинической патофизиологии ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И. П. Павлова Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию».

Публикации по материалам работы. По материалам диссертации опубликовано 12 научных работ, в том числе 3 статьи в центральных журналах, и получена 1 приоритетная справка на изобретение «Кристаллоидный кардиоплегический раствор».

Заключение диссертационного исследования на тему "Оптимизация методов защиты миокарда от тотальной ишемии-реперфузии (экспериментальное исследование)"

Выводы:

1. Разработанные на основе буферного раствора Кребса-Хенселейта кардиоплегические растворы обеспечивают высокую степень защиты миокарда от тотальной ишемии и превосходят по своей эффективности известные кристаллоидные растворы, а именно, раствор госпиталя Св. Томаса №2 и раствор «Кустодиол» в отсутствие сопутствующей глубокой гипотермии.

2. Включение в состав кардиоплегического раствора маннита, а также наличие повышенной концентрации бикарбонат-аниона или глюкозы ухудшает кардиопротективные свойства кардиоплегического раствора.

5. Изолированная гипотермия, не сочетающаяся с кардиоплегией, является эффективным и безопасным методом кардиопротекции при тотальной ишемии. При воздействии изолированной гипотермии понижение температуры миокарда с +22°С до +5°С сопровождается прогрессивным возрастанием эффективности кардиопротекции, однако в случае сочетания гипотермии с кардиоплегией значение температуры в указанном диапазоне не влияет на степень защиты миокарда.

Практические рекомендации:

Список использованной литературы по медицине, диссертация 2010 года, Минасян, Саркис Минасович

1. Алабовский В. В., Хамбуров В. В., Винокуров А. А. Некоторые механизмы защитного действия аденозина при «кальциевом» парадоксе // Росс, физиол. журн. им. И. М. Сеченова. 2004. - Т. 90. - № 7. - С. 889901

2. Бакберг Дж. Д. Антеградная и ретроградная кровяная кардиоплегия // Грудная и серд.-сосуд. хир. 1991. -№ 1.-С. 3-11.

3. Барабанов С. В., Евлахов В. И., Пуговкин А. П„ Рудакова Т. Л., Шалковская Л. Н. Физиология сердца. // Под ред Ткаченко Б. И. СПб, 1998.

4. Барышев В. И. Кровезаменители. СПб, 2000.

5. Бодашков М. В. Постоянная ретроградная коронарная перфузия как метод защиты миокарда при операциях на работающем сердце. Автореф. дис. . канд. мед. наук СПб, 2007.

6. Бокерия Л.А., Мовсесян P.P., Мусина P.A. Актуальные вопросы интраоперационной защиты миокарда (кардиоплегия) // Грудная и сердечно-сосудистая хирургия. 1998. - № 5. - С.63.

7. Бокерия Л.А., Нисневич Э.Д., Лушкин A.B. и др. Защита миокарда при операциях аортокоронарного шунтирования // Грудная и сердечнососудистая хирургия. 2000. - № 4. - С.29 -31.

8. Бретшнайдер Х.Ю., Гебхард М.М., Прюссе К.Ю. Кардиоплегия // Физиология и патофизиология сердца: Пер. с англ. / Под ред. Сперелакиса: В 2-х т. М.: Медицина, 1988. - Т. 2, С. 291 - 306.

9. Бунатян А. А., Трекова Н. А., Мещеряков А. В. и др. Руководство по кардиоанестезиологии. // Под ред. А. А. Бунатяна, Н. А. Трековой. М. 2005.-688 с.

10. Бураковский В. И., Бокерия Л. А., Бухарин В. А. и др. Сердечнососудистая хирургия: руководство // Под ред. В. И. Бураковского и Л. А. Бокерии. 2-е изд., доп. - М. Медицина, 1996 г. — 768 с.

11. Быков В. Л. Цитология и общая гистология. СПб, 1999.

12. Вишневский А. А., Дарбинян Т. А. Искусственное кровообращение и гипотермия в хирургии открытого сердца М 1968.

13. Гордеев М. JI. Пути оптимизации операций прямой реваскуляризации миокарда у больных высокой степени риска: Автореф. дис. . докт. мед. наук СПб, 2001.

14. Дземешкевич С. JL, Дементьева И. И., Шереметьева Г. Ф. и др. Эффективность защиты миокарда новым консервирующим раствором «Консол» // Трансплантология и искусственные органы. — 1995. № 3. — С. 22-26.

15. Елисеев О. М., Киселева Н. В., Новикова JI. С. Методы определения размеров инфаркта миокарда и способы их ограничения. // Москва. -Медицина. 1979. - 87 с.

16. Киртаев Андрей Геннадьевич. Анестезиологическое обеспечение сочетанных кардиохирургических операций. // Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук, Москва 2006

17. Королев Д.В., Александров И.В., Галагудза М.М., Сыренский A.B., Сонин Д.Л., Егорова Е.И. Автоматизация получения и обработки данных физиологического эксперимента // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. 2008. - Т. 7. - № 2(26). - С. 79-84

18. Литвицкий П. Ф., Демуров Е. А. Реперфузия, реоксигенация, гипероксия миокарда. М.: ВИНИТИ, 1993. - 147 с

19. Локшин Л.С., Лурье Г.О., Дементьева И.И. Искусственное и вспомогательное кровообращение в сердечно-сосудистой хирургии. — М:, Пресса, 1998.

20. Лурье Г.О., Волгушев В.Е., Локшин Л.С. Нормотермическое искусственное кровообращение. Тепловая кровяная кардиоплегия // Анест. и реаниматол. 1995. - № 2 .- С. 25 - 27.

21. Лыткин М.И., Журавлев В.П., Шевченко Ю.Л. Защита миокарда охлажденным оксигенированным фармакологическим раствором с аутокровью // Вестн. хир. им. Грекова. 1982. - № 12. - С. 19 - 21.

22. Малашенков А.И. Сравнительная оценка методов защиты миокарда при операциях с искусственным кровообращением: Автореф. дис. докт. -М., 1982

23. Малышев М.Ю. Непрерывная кровяная перфузионно-коронарная кардиоплегия в хирургии сердца: Автореф. дисс. .канд. мед. наук. — Свердловск, 1987.

24. Марино П. Интенсивная терапия. // Под ред. Марнынова А. Н. М 1998.

25. Меерсон Ф. 3. Патогенез и предупреждение стрессорных и ишемических повреждений сердца. -М.: Медицина, 1984. 272 с

26. Мищенко Е.Б., Лурье Г.О., Осипов В.П. Защита миокарда при операциях с искусственным кровообращением // Грудная и сердечнососудистая хирургия. 1991. -№ 12. - С.52 - 55.

27. Оганов Р. Г., Сысоева Н. А. Влияние глкжозо-инсулино-калиевой смеси на размеры и клиническое течение инфаркта миокарда // Кардиология, 1983. - Т. 23. - № 1. - С. 31-35

28. Трекова Н. А., Яворовский А. Г., Белоус А. Е. И др. Защита миокарда от ишемических и реперфузионных повреждений при реконструктивных операциях на сердце. // Анестезиология и реаниматологич. — 1995. №2. С. 8-14.

29. Островский Ю. П. Хирургия сердца .М., 2007

30. Писаренко О. И., Шульженко В. С., Студнева И. М. Улучшение восстановления функции изолированного сердца модифицированным реперфузионным раствором // Кардиология. 2005. - Т. 45. - № 7. - С. 3843.

31. Писаренко О.И., Соломатина Е.С., Студнева И.М. Защитное действие глутаминовой кислоты на функцию и метаболизм сердца при кардиоплегии и реперфузии // Грудная хирургия. — 1982. № 5. — С 10 — 16.

32. Руководство по физиологии. Физиология сердца. / Под ред. Е. Б. Бабского и Г. П. Конради. JL: Наука, 1980. - 598 с.

33. Семагин А.П. Ретроградная защита миокарда в кардиохирургии. Обзор//Хирургия. 1989.-№ 1. - С. 114 - 118.

34. Семеновский М.Л., Могилевский Г.М., Шаров В.Г. и др. Кровяная кардиоплегия с фосфоркреатином при длительном выключении сердца из кровообращения // Грудная хир. 1987. - № 2. - С.33 - 39.

35. Семеновский М.Л., Ковалева Е.В., Соколов В.В. и др. Ретроградная кардиоплегия через правое предсердие // Грудная и серд.-сосуд. хир. — 1990.-№4.-С. 12-17.

36. Сенчик К. Ю. Фармако-холодовая кристаллоидная кардиоплегия в системе комплексной антиишемической защиты миокарда при операцияхна «сухом сердце». Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук. Санкт-Петербург 2000. 20 с

37. Трекова Н. А., Яворовский А. Г., Белоус А. Е. И соавт. Защита миокарда от ишемических и реперфузионных повреждений при реконструктивных операциях на сердце. // Анестезиология и реаниматология 1995 №2, С. 8-14.

38. Удельнов М. Г. Физиология сердца. М., 1975.

39. Хенсли Ф. А. мл., Мартин Д. Е., Шрэвли Г. П. И др. Практическая кардиоанестезиология: пер с англ., 3-е изд. - М.: 2008. - 1104 с.

40. Харкевич Д. А. Фармакология. М., 2001.

41. Цукерман Г.И., Семеновский M.JL, Арутюнян Н.В. и др. Холодовая кардиоплегия при протезировании клапанов сердца // Грудная хир. 1978. - № 1.-С. 33-39.

42. Шаталов А. Е., Шнейдер Ю. А. Кардиоплегия на основе крови. Современное состояние и перспективы развития. //Вестник хирургии им. И. И. Грекова, Т 163, №5. 2004. С. 128-131.

43. Шереметьева Г.Ф., Лебедева Р.Н., Иванова А.Г. и др. Периоперационный инфаркт миокарда при хирургическом лечении ИБС // Анест. и реаниматол. 1999. - № 5. - С. 34 - 37.

44. Шестаков В. Н. Диагностика и лечение аритмий сердца. СПб, 1999 280с.

45. Шестакова Л. Г. Комплексная защита миокарда на основе крови при операциях в условиях искусственного кровообращения. Авторефератдиссертации на соискание учёной степени доктора медицинских наук. Минск, 1999. 48 с.

46. Acikel U, Hazan Е, Sariosmanoglu N, Qatalyiirek &Huml;, Silistreli E, Guner G, Say dam N, Tun9ok Y, Giiven H, Karabay O, Oto O. Nisoldipine Cardioplegia in the Isolated Rabbit Heart. J Cardiovasc Pharmacol Ther. 1997 Oct; 2(4): 285-290.

47. Amark K, Berggren H, Bjork K, Ekroth A, Ekroth R, Nilsson K, Sunnegardh J. Myocardial metabolism is better preserved after blood cardioplegia in infants. Ann Thorac Surg. 2006 Jul;82(l):172-8.

48. Aoki M, Kawata H, Mayer JE Jr. Coronary endothelial injury by cold crystalloid cardioplegic solution in neonatal lambs. Circulation. 1992 Nov;86(5 Suppl):II346-51.

49. Bessho R, Chambers DJ. Myocardial protection: the efficacy of an ultra-short-acting beta-blocker, esmolol, as a cardioplegic agent. : J Thorac Cardiovasc Surg. 2001 Nov; 122(5):993-1003.

50. Bessho R, Chambers DJ Myocardial protection with oxygenated esmolol cardioplegia during prolonged normothermic ischemia in the rat. J Thorac Cardiovasc Surg. 2002 Aug; 124(2):219-20.

51. Bjerrum JT, Perko MJ, Beck B. Myocardial oxygen tension during surgical revascularization. A clinical comparison between blood cardioplegia and crystalloid cardioplegia. Eur J Cardiothorac Surg. 2006 Feb;29(2):181-5. Epub 2006 Jan 4.

52. Bjorn Braathen, Oystein A. Vengen & Theis Tonnessen. Myocardial cooling with ice-slush provides no cardioprotective effects in aortic valve replacement. // Scandinavian Cardiovascular Journal. 2006; 40: 368373.

53. Bomfim V., Kaijser L., Bendz R. et al. Myocardial protection during aortic valve replacement. Cardiac metabolism and enzyme release following hypothermic cardioplegia // Scand. J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 1980. -Vol. 14, № l.-P. 43 - 49.

54. Brat R, Tosovsky J, Januska J. Myocardial function in early hours after coronary artery bypass grafting in patients with left ventricular dysfunction: comparison of blood and crystalloid cardioplegia. J Cardiovasc Surg (Torino). 2004 Jun;45(3):265-9.

55. Brat R., Tosovsky J., Januska J. et al. Comparison between blood and crystalloid cardioplegia in patients with left ventricular dysfunction undergoing coronary surgery // Acta medica (Hradec Kralove). 2000. - Vol. 43, № 3. -P.107- 110.

56. Buckberg G. D. Update on Current Techniques of Myocardial Protection // Ann. Thorac. Surg. 1995. - Vol/ 60/ - №3. - P. 805-814.

57. Calafiore A.M., Di Giammarco G., Bosco G. et al. Intermittent antegrade, warm blood cardioplegia. Technique and results // Arch. Chir. Thorac. Cardiovasc. 1992. - Vol. 14. - P. 396 - 404.

58. Calafiore A.M., Teodori G., Mezzetti A. et al. Intermittent antegrade warm blood cardioplegia // Ann. Thorac. Surg. 1995. - Vol. 59, № 2. - P. 398 -402.

59. Calafiore A.M., Teodori G., Di Giammarco G. et al. Intermittent antegrade cardioplegia: warm blood vs. cold crystalloid. A clinical study // J. Cardiovasc. Surg. (Torino). 1994. - Vol. 35, № 6. - Suppl. l.-P. 179 -184.

60. Caputo M, Ascione R, Gianni D. Angelini, M-Saadeh Suleiman, Alan J. Bryan. The end of the cold era: from intermittent cold to intermittent warm blood cardioplegia. European Journal of Cardio-thoracic Surgery 14 (1998) 467-475

61. Chambers DJ, Hearse DJ Developments in cardioprotection: "polarized" arrest as an alternative to "depolarized" arrest. Ann Thorac Surg. 1999 Nov;68(5): 1960-6.

62. Chang CH, Lin PJ, Chu Y, Lee YS. Impaired endothelium-dependent relaxation after cardiac global ischemia and reperfusion: role of warm blood cardioplegia.

63. Cremer J., Karck M., Ahnsel T. et al. Ischemic preconditioning as an adjunct to crystalloid or blood cardioplegia for myocardial protection in routine coronary surgery // Thorac. Cardiovasc. Surg. 1998. - Vol. 46. - Suppl. 2. -P. 298-301.

64. Dobson GP, Jones MW. Adenosine and lidocaine: a new concept in nondepolarizing surgical myocardial arrest, protection, and preservation. J Thorac Cardiovasc Surg. 2004 Mar;127(3):794-805.

65. Donato M., Gelpi R. J. Adenosine and cardioprotection during reperfusion an overview // Mol. Cell Biochem. - 2003. - Vol. 251. - № 1-2. -P. 153-159.

66. Durandy Y, Hulin S. Intermittent warm blood cardioplegia in the surgical treatment of congenital heart disease: clinical experience with 1400 cases. J Thorac Cardiovasc Surg. 2007 Jan;133(l):241-6.

67. Elvenes OP, Korvald C, Myklebust R, S0rlie D. Warm retrograde blood cardioplegia saves more ischemic myocardium but may cause a functional impairment compared to cold crystalloid. Eur J Cardiothorac Surg. 2002 Sep;22(3):402-9.

68. Fath-Ordoubadi F., Beatt K. J. Glucose-insulin-potassium therapy for treatment of acute myocardial infarction: an overview of randomized placebo-controlled trials // Circulation. 1997. - Vol. 96. - № 4. - P. 1152-1156

69. Feng J, Bianchi C, Sandmeyer JL, Li J, Sellke FW. Molecular indices of apoptosis after intermittent blood and crystalloid cardioplegia. Circulation. 2005 Aug 30;112(9 Suppl):1184-9.

70. Ferreira R, Fraga C, Carrasquedo F, Hourquebie H, Grana D, Milei J. Comparison between warm blood and crystalloid cardioplegia during open heart surgery. Int J Cardiol. 2003 Aug;90(2-3):253-60.

71. Fishbein M.C., Meerbaum S., Rit J. Early phase acute myocardial infarction size quantification: validation of the tripheniltetrazolium chloride tissue enzyme staining technique. // Am. Heart J. 1981. - Vol. 101. - P. 593600.

72. Guru V, Omura J, Alghamdi AA, Weisel R, Fremes SE. Is blood superior to crystalloid cardioplegia? A meta-analysis of randomized clinical trials. Circulation. 2006 Jul 4;114(1 Suppl):I331-8.

73. Hayashida N., Ikonomidis J.S., Weisel R.D. et al. The optimal cardioplegic temperature // Ann. Thorac. Surg. 1994. - Vol. 58. - P. 961 — 971.

74. Hayashida N., Weisel R. D., Shirai T. et all. Tepid antegrade and retrograde cardioplegia // Ann. Thorac. Surg. 1995. - Vol. 59, №3. - P. 723729.

75. Hendry P.J., Masters R.G., Haspect A. Is there a place for cold crystalloid cardioplegia in the 1990s? // Ann. Thorac. Surg. 1994. - Vol. 58, № 6. - P. 1690- 1694.

76. Hearse D. J., Bolli R. Reperfusion induced injury: manifestations, mechanisms, and clinical relevance // Cardiovasc. Res. 1992. - Vol. 26. -№ 2.-P. 101-108.

77. Hearse D. J., Humphrey S. M., Bullock G. R. The oxygen paradox and the calcium paradox: two facets of the same problem? // J. Mol. Cell. Cardiol. — 1978,-Vol. 10.-P. 641-678.

78. Jacob T. Bjerrum, Mario J. Perko *, Bo Beck. Myocardial oxygen tension during surgical revascularization. A clinical comparison between blood cardioplegia and crystalloid cardioplegia. European Journal of Cardio-thoracic Surgery 29 (2006) 181—185

79. Jeroudi M. O., Hartley C. J., Bolli R. Myocardial reperfusion injury: role of oxygen radicals and potential therapy with antioxidants // Am. J. Cardiol. -1994.-Vol. 73.-№6.-P. 2B-7B.

80. Kjellman UW, Bjork K, Dahlin A, Ekroth R, Kirno K, Svensson G, Wernerman J. Insulin(GIK) improves myocardial metabolism in patients during blood cardioplegia. Scand Cardiovasc J. 2000 Jun;34(3):321-30.

81. Kloner R. A., Reimer K. A., Willerson J. T., Jennings R. B. Reduction of experimental myocardial infarct size with hyperosmotic mannitol. // Proc. Soc. Exp. Biol. Med. 1976.-Vol. 151.-P. 677-683

82. Kloner R. A., Rezkalla S. H. Preconditioning, postconditioning and their application to clinical cardiology // Cardiovasc. Res. 2006. - Vol. 70. - № 2. - P. 297-307.

83. Ko W, Zelano J, Isom OW, Krieger KH. The effects of warm versus cold blood cardioplegia on endothelial function, myocardial function, and energetics Circulation. 1993 Nov;88(5 Pt 2):II359-65

84. Knox R, Stammers AH, Ellis T, Gao C, Nutter B, Holcomb H, Schmer R, Hock LM. Effects of albumin supplementation during cardioplegia administration: an in vitro analysis. J Extra Corpor Technol. 2003 Mar;3 5(1): 17-23.

85. Krebs H. A., Henseleit K. Untersuchungen ueber die Harnstoffbildung im Tierkoerper // Hoppe Seylers Z. Physiol. Chem. 1932. - Vol. 210. - P. 33-36.

86. Kuhn-Regnier F, Natour E, Dhein S, Dapunt O, Geissler HJ, LaRose K, Gorg C, Mehlhorn U. Beta-blockade versus Buckberg blood-cardioplegia in coronary bypass operation. Eur J Cardiothorac Surg. 2001 Aug;20(2):424-7.

87. Laks H., Barner H.B., Kaiser G. Cold blood cardioplegia // J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 1979. - Vol. 77, №2.-P. 319-322.

88. Langendorff O. Untersuchungen am uberlebenden Saugetierherzen // Pflugers. Arch. 1895. - Vol. 61. - P. 291-332.

89. Langer G. A., Buckberg G. D., Tillisch J. H. Cardiac ischemia. Part 2 -reperfusion and treatment. // The western journal of medicine, july 1987, 147, 1, p. 54-71.

90. Larsen M., Webb G., Kennington S. et al. Mannitol in cardioplegia as an oxygen free radical scavenger measured by malondialdehyde // Perfusion. — 2002.-Vol. 17, № l.-P. 51-55.

91. Leiris J., Harding D. P., Pestre S. The isolated rat heart: a model for studying myocardial hypoxia or ischemia // Basic Res. Cardiol. 1984. - Vol. 79.-№3.-P. 315-323.

92. Levitsky S., Mullin E. D., Sloane R. E. et al. Effects of a hyperosmotic perfusate on extended preservation of the heart // Circulation. -1971. Vol. 43, № 5.-Suppl.-P. 1124- 129.

93. Lichtenstein S. V. Warm heart surgery: concept, concerns, and future course // J. Cardiac Surg. 1993. - Vol. 8, № 2. - P. 161 - 166.

94. Lochner A. S. Genade J. A. Moolman. Ischemic preconditioning: Infarct size is a more reliable endpoint than functional recovery. // Basic Res Cardiol 98:337-346 (2003)

95. Mantovani V, Mariscalco G, Borsani P, Tenconi S, Bruno VD, Leva C, Ferrarese S, Sala A Effects of adenosine and defibrotide adjunct to a standard crystalloid cardioplegic solution. J Cardiovasc Surg (Torino). 2005 Jun; 46(3):291-6.

96. Maruyama Y, David J. Chambers* Experimental Myocardial protection: efficacy of a novel magnesium-based cardioplegia (RS-C) compared to St Thomas' Hospital cardioplegic solution Interactive Cardio Vascular and Thoracic Surgery 7 (2008) 745-749

97. Mehlhorn U, Sudkamp M. Beta-blockade as an alternative to cardioplegia. Thorac Cardiovasc Surg. 1998 Sep;46 Suppl 2:302-7.

98. Mei Y, Liu H, Long C, Cheng B, Gao S, Hu D. Effect of four crystalloid cardioplegias on immature rabbit hearts during global ischaemia. Asian J Surg. 2006 Apr;29(2):79-85.

99. Mehlhorn U Improved myocardial protection using continuous coronary perfusion with normothermic blood and beta-blockade with esmolol. Thorac Cardiovasc Surg. 1997 Oct;45(5):224-31.

100. Melrose D., Dreyer B., Bentall H. et al. Elective cardiac arrest // Lancet. -1955. Vol. 2, № 4. - P. 21 - 22.

101. Mickleborough L.L., Carson S., Tamariz M. et al. Results of revascularization in patients with severe left ventricular dysfunction // J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 2000. - Vol. 119, № 3. - P. 550 - 557.

102. Minatoya K., Hitoshi Okabayashi, Ichiro Shimada, Atsushi Tanabe, Takeshi Nishina, Koichiro Nandate, and Mitsuru Kunihiro. Intermittent antegrade warm blood cardioplegia fjr CABG: extended interval of cardioplegia. // Ann. Thorac. Surg. 2000; 69:74-6

103. Murphy CO, Pan-Chih, Gott JP, Guyton RA. Microvascular reactivity after crystalloid, cold blood, and warm blood cardioplegic arrest. Ann Thorac Surg. 1995 0ct;60(4): 1021-7.

104. Murry C. E., Jennings R. B., Reimer K. A. Preconditioning with ischemia: a delay of lethal cell injury in ischemic myocardium // Circulation. -1986. Vol. 74. - № 5. - P. 1124-1136.

105. Nakamura Y, Naoaki Takemoto, Hiroaki Kuroda and Shigetsugu Ohgi. The advantages of normocalciemic continious warm cardioplegia over low calciemic cardiopltgia in meocardial protection. Surg. Today Jpn J Surg (1999) 29:884-889

106. Nicolinia F,*, Cesare Beghia, Claudio Muscarib, Andrea Agostinellia, Alessandro Maria Budillona, Igino Spaggiaria, Tiziano Gherlia. European Journal of Cardio-thoracic Surgery 24 (2003) 986-993

107. Obadia J.F., Ben Baouali A., Maupoil V. et al. Crystalloid versus cold blood cardioplegia in patients operated on for myocardial revascularisation // J. Cardiovasc. Surg. (Torino). 1996. - Vol. 37, № 1. - P. 45 - 51.

108. Opie L. H. Reperfusion injury and its pharmacologic modification // Circulation. 1989. - Vol. 80. -№ 4. - P. 1049-1061.

109. Oppell UO, Du Toit EF, King LM, Owen P, Dunne T, Reichart B, Opie LH St. Thomas' Hospital cardioplegic solution. Beneficial effect of glucose and multidose reinfiisions of cardioplegic solution. J Thorac Cardiovasc Surg. 1991 Sep;102(3):405-12.

110. Ouriel K, Ginsburg ME, Patti CS. Preservation of myocardial function with mannitol reperfusate. Circulation 1985; 72 (suppl. II): 254-8.

111. Ozcan V, Be§ogul Y, Tiinerir B, Dernek S, Erden T, Ozdemir C, Unal O, Asian R, Kural T. The effect of glutamate and aspartate on myocardial protection at cardiopulmonary bypass. Anadolu Kardiyol Derg. 2004 Jun;4(2): 114-9.

112. Page R.D., Sharpe D.A., Bellamy C.M. et al. Normothermic arrest with continuous hyperkalaemic blood: initial experience // Eur. J. Cardio-thorac. Surg. 1992. - Vol. 6, №. 9. - P. 461 - 468.

113. Patricia C. Seifert. J. Cardiovasc. Nurs. 1998; 12(3): c. 29-38

114. Pichon H., Chocron S., Alwan K. et al. Crystalloid versus cold blood cardioplegia and cardiac troponin I release // Circulation. 1997. - Vol. 96, № 1. -P. 316 — 320.

115. Piper H. M., Preusse C. J. Ishemia-reperfiision in cardiac surgery. -Dordrecht: The Netherlands Kluwer Academic Publishers, 1993, P. 142.

116. Pirk J, Kolär F, Ost'ädal B, Sedivy J, Stambergovä A, Kellovsky P. The effect of the ultrashort beta-blocker esmolol on cardiac function recovery: an experimental study. Eur J Cardiothorac Surg. 1999 Feb; 15(2): 199-203.

117. Puri GD, Krishna P, Chari P, Singh GJ. Oxygenation of crystalloid cardioplegia. Ann Card Anaesth. 1998 Jul;l(2):56-8.

118. Rinne T, Harmoinen A, Kaukinen S Esmolol cardioplegia in unstable coronary revascularisation patients. A randomised clinical trial. Acta Anaesthesin Scand. 2000 Jul;44(6):727-32

119. Rudd DM, Dobson GP. Toward a new cold and warm nondepolarizing, normokalemic arrest paradigm for orthotopic heart transplantation. J Thorac Cardiovasc Surg. 2009 Jan; 137(1): 198-207. Epub 2008 Aug 29.

120. Sandhu A.A., Spotnitz H.M., Dickstein M.L. et al. Retrograde cardioplegia preserves myocardial function after induced coronary air embolism // J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 1997. - Vol. 113, № 5. - P. 917 - 922.

121. Shiroishi M.S. Myocardial protection: the rebirth of potassium-based cardioplegia // Tex. Heart Inst. J. 1999. - Vol. 26, № 1. - P. 71 - 86

122. Shumway N., Lower L., Stofer R. Selective hypothermia of the heart in anoxic cardiac arrest // Surg. Gynec. Obstet. 1959. - Vol. 1096, №.10. - P. 750-754.

123. Sirlak M, Eryilmaz S, Yazicioglu L, Kiziltepe U, Inan MB, Ta§oz R, Aral A, Akalin H. Conduction disturbances in coronary artery bypass surgery. Int J Cardiol. 2003 Nov;92(l):43-8.

124. Sloots KL, Vinten-Johansen J, Dobson GP. Warm nondepolarizing adenosine and lidocaine cardioplegia: continuous versus intermittent delivery. J Thorac Cardiovasc Surg. 2007 May;133(5):l 171-8.

125. Staat P., Rioufol G., Piot C. et al. Postconditioning the human heart // Circulation. 2005. - Vol. 112. - № 14. - P. 2143-2148.

126. Stambaugh K., Jacobson K. A., Jiang J.-L., Liang B. T. A novel cardioprotective function of adenosine Ai and A3 receptors during prolonged simulated ischemia // Am. J. Physiol. 1997. - Vol. 273. - P. H501-H505.

127. Steensrud T, Nordhaug D, Elvenes OP, Korvald C, S0rlie DG. Superior myocardial protection with nicorandil cardioplegia. Eur J Cardiothorac Surg. 2003 May;23(5):670-7.

128. Steensrud T, Nordhaug D, Husnes KV, Aghajani E, S0rlie DG. Replacing potassium with nicorandil in cold St. Thomas' Hospital cardioplegia improvespreservation of energetics and function in pig hearts. Ann Thorac Surg. 2004 Apr;77(4): 1391-7.

129. Sutherland F. J., Hearse D. J. The isolated blood and perfusion fluid perfused heart // Pharmacol. Res. 2000. - Vol. 41. - № 6. - P. 613-627.

130. Sutherland F. J., Shattock M. J., Baker K. E., Hearse D. J. Mouse isolated perfused heart: characteristics and cautions // Clin. Exp. Pharmacol. Physiol. — 2003.-Vol. 30.-№ 11.-P. 867-878.

131. Tan TE, Ahmed S, Paterson HS Intermittent tepid blood cardioplegia improves clinical outcome. Asian Cardiovasc Thorac Ann. 2003 Jun;ll(2):116-21.

132. Toller W. G., Kersten J. R., Pagel P. S. et al. Sevoflurane reduces myocardial infarct size and decreases the time threshold for ischemic preconditioning in dogs // Anesthesiology. 1999. - Vol. 91. - P. 1437-1446.

133. Tonz M., van Segesser L. K., Mihaljevic T. et al. Coronary artery resistance and oxygen uptake during reperfusion: is there any difference between warm and cold cardioplegia? // I. Thorac. Cardiovasc. Surg. 1993. -Vol. 41, №5.-P. 270.

134. Tsang A., Hausenloy D. J., Mocanu M. M., Yellon D. M. Postconditioning: a form of «modified reperfusion» protects the myocardium by activating the phosphatidylinositol 3-kinase-Akt pathway // Circ. Res. 2004. - Vol. 95. - № 3. - P. 230-232

135. Teoh L. K., Grant R., Hulf J. A. et al. The effect of preconditioning (ischemic and pharmacological) on myocardial necrosis following coronaryartery bypass graft surgery 11 Cardiovasc. Res. 2002. - Vol. 53. - № 1. — P. 175-180.

136. Tofukuji M, Stamler A, Li J, Franklin A, Wang SY, Hariawala MD, Sellke FW. Effects of magnesium cardioplegia on regulation of the porcine coronary circulation. J Surg Res. 1997 May;69(2):233-9.

137. Vaage J., Guro V., MD, PhD Preconditioning and Cardiac Surgery Ann Thorac Surg 2003;75:S709-14

138. Vinten-Johansen J., Zhao Z. Q., Zatta A. J. et al. Postconditioning a new link in nature's armor against myocardial ischemia-reperfusion injury // Basic Res. Cardiol. - 2005. - Vol. 100. - № 4. - P. 295-310.

139. Verma S., Fedak P. W., Weisel R. D. et al. Fundamentals of reperfusion injury for the clinical cardiologist // Circulation. 2002. - Vol. 105. - № 20. -P. 2332-2336

140. Yaliniz H, Tokcan A, Zeren H, Ulus T, Kisacikoglu B, Salih OK, Topcuoglu MS, Poyrazoglu H, Alhan C Effects on reperfusion injury of adding diltiazem to tepid blood cardioplegia. Heart Surg Forum. 2004;7(5):E434-9.

141. Yamaguchi S, Watanabe G, Tomita S, Tabata S. Lidocaine-magnesium blood cardioplegia was equivalent to potassium blood cardioplegia in left ventricular function of canine heart. Interact Cardiovasc Thorac Surg. 2007 Apr;6(2): 172-6. Epub 2006 Dec 4.

142. Yeh CH, Wang YC, Wu YC, Chu JJ, Lin PJ. Continuous tepid blood cardioplegia can preserve coronary endothelium and ameliorate the occurrence of cardiomyocyte apoptosis. Chest. 2003 May;123(5):1647-54.

143. Ytrehus K. The ischemic heart—experimental models . Pharmacological Research, Vol. 42, No. 3, 2000

144. Zhao Z. Q., Corvera J. S., Halkos M. E. et al. Inhibition of myocardial injury by ischemic postconditioning during reperfusion: comparison with ischemic preconditioning // Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 2003. - Vol. 285.-№2.-P. H579-H588

145. Zhu SS, Zhang ZM, Zhang YC, Xu PC, Dong HY, Fan JW, Zeng YM. Myocardioprotective effects of the combination of ischemic preconditioning with hypothermia and crystalloid cardioplegia in immature rabbits. Sheng Li Xue Bao. 2004 Jun 25;56(3):389-96.

146. Zweier J. L., Flaherty J. T., Weisfeldt M. L. Direct measurement of free radical generation following reperfusion of ischemic myocardium // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1987. - Vol. 84. -№ 5. - P. 1404-1407