Автореферат и диссертация по медицине (14.01.20) на тему:Оценка кардиопротекторного эффекта севофлурана при операциях с искусственным кровообращением

На правах рукописи

РИТТУЛЕКВАНТИ

ОЦЕНКА КАРДИОПРОТЕКТОРНОГО ЭФФЕКТА СЕВОФЛУРАНА ПРИ ОПЕРАЦИЯХ С ИСКУССТВЕННЫМ КРОВООБРАЩЕНИЕМ

14.01.20 - анестезиология и реаниматология

автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

1 2 ШР 2012

Санкт-Петербург 2012

005014765

Работа выполнена на кафедре хирургии Факультета обучения иностранных студентов в Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Нижегородская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации.

Научный руководитель:

доктор медицинских наук

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор

доктор медицинских наук, профессор

Ведущая организация:

Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П.Павлова» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации.

Защита состоится «_»_2012 г. в_часов на заседании

совета по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук Д 208.087.02 при Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Санкт-Петербургская государственная педиатрическая медицинская академия» Министерства здравоохранения и социального развития Российской федерации (194100, Санкт-Петербург, Литовская ул., д. 2).

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке академии ГБОУ ВПО СПбГПМА Минздравсоцразвития по адресу: 194100, Санкт-Петербург, Литовская ул., д.2.

Автореферат разослан «_»_2012 г

Пичугин Владимир Викторович

Курапеев Илья Семенович Пастухова Наталья Константиновна

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 208.087.02 доктор медицинских наук, профессор

Мазур В.Г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования

Защита миокарда от ишемических и реперфузионных повреждений является одной из важнейших задач кардиоанестезиолога. Одним из методов такой защиты, помимо кардиоплегии, является фармакологическое прекондиционирование миокарда, которое, как показали экспериментальные исследования, может осуществляться с помощью галогенсодержащих анестетиков. В последние два десятилетия значительно увеличилось количество работ, посвященных кардиопротекторным свойствам ингаляционных анестетиков (Ситников А.В., Лихванцев В.В., 2005; Гороховатский Ю.И. и соавт., 2007; Задорожный М.В., 2006; Kloner R.A., Rezkalla S.H., 2006; De Hert S.G., 2006). Показано, что севофлуран обладает прямым защитным действием через механизмы ишемического (анестетического) прекондиционирования. Кроме этого, севофлуран подавляет системный воспалительный ответ и тем самым, способствует снижению реперфузионных повреждений (посткондиционирование). Есть данные, свидетельствующие о протекторном действии севофлурана и при развитии ишемии миокарда, в частности снижают потребность миокарда в кислороде в период острой ишемии (De Hert S.G., 2004; Eger E.I., 2002; Tanaka К., et al., 2004; Bienengraber M.W. et al., 2005).

Защита миокарда во время анестезии с использованием севофлурана проявляется уменьшением зоны инфаркта и увеличением сократительной функции сердца и сердечного выброса, а также снижением количества свободных радикалов при реперфузии.

Однако, несмотря на огромное количество экспериментальных исследований, посвященных кардиопротективному эффекту севофлурана, работы по оценке его клинической эффективности весьма ограничены (Cozen P. et al, 2003; Julier К. et al., 2003; Cromheecke S., 2006; De Hert et al., 2004; Garsia C. et al., 2005; Husedzinovic I. et al., 2007). В связи с этим, значительный интерес представляет комплексная оценка кардиопротекторного эфффекта севофлурана при операциях в условиях искусственного кровообращения (ИК).

Цель исследования - Совершенствовать анестезиологическое обеспечение при операциях с искусственным кровообращением путем оптимизации методики низкопоточной анестезии на основе севофлурана. Задачи исследования:

1. Провести сравнительный анализ кардиопротективных эффектов севофлурана и пропофола.

2. Провести сравнительную оценку изменений показателей сократительной функции миокарда на этапах анестезии севофлураном и пропофолом.

3. Изучить изменения ультраструктуры миокарда при анестезии севофлураном и пропофолом.

4. Определить клинические, функциональные и морфологические критерии кардиопроекгорного эффекта севофлурана.

Научная новизна исследования Впервые проведена оценка клинической эффективности низкопоточной анестезии с применением севофлурана при кардиохирургических операциях с использованием искусственного кровообращения. Впервые доказано, что севофлуран оказывает выраженное кардиопротективное действие, обеспечивая лучшую защиту миокарда при операциях с искусственным кровообращением. Впервые установлены клинические, функциональные и морфологические маркеры состояния миокарда при кардиохирургических вмешательствах при анестезии севораном в условиях искусственного кровообращения.

Практическая значимость работы

Доказано, что ингаляционная анестезия севофлураном при кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения обеспечивает дополнительную миокардиальную протекцию. Выявленные клинические, функциональные и морфологические критерии миокардиальной защиты при анестезии севофлураном позволили дать практическим анестезиологам-реаниматологам научно-обоснованную информацию о преимуществах применения данного метода анестезиологического пособия в кардиохирургии.

Личное участие автора в проведении исследования

Автором лично проведен ретроспективный анализ анестезий за 20062009 годы, проведено анестезиологическое обеспечение операций у 85% анализируемой группы больных, оперированных в 2009-2010 годы. Проанализированы и обобщены представленные в литературе материалы по рассматриваемой проблеме. Автором лично проведен сбор и статистический анализ полученных в ходе исследования данных, сформулированы основные положения и выводы диссертационного исследования.

Апробация работы

Основные материалы диссертации доложены и обсуждены на XV Всероссийском съезде сердечно-сосудистых хирургов (Москва, 2009 г.); XIV ежегодной сессии НЦССХ им. А. Н. Бакулева РАМН с Всероссийской конференцией молодых ученых (Москва, 2010 г.); Научно-практической конференции анестезиологов-реаниматологов Приволжского 'федерального округа (Нижний Новгород, 2010); XII Международном конгрессе сердечнососудистых анестезиологов (Пекин, Китай, 2010); заседании Проблемной комиссии Нижегородской государственной медицинской академии по сердечно-сосудистым заболеваниям (Нижний Новгород, 2011).

Внедрение результатов исследования

Результаты диссертационного исследования внедрены в клиническую практику ГУ «Специализированная кардиохирургическая клиническая больница» (г. Нижний Новгород), используются в учебном процессе на кафедре хирургии факультета обучения иностранных студентов ГБОУ ВПО

4

«Нижегородская государственная медицинская академия» Минздравсоцразвития РФ.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

1. Применение севофлурана при операциях с искусственным кровообращением оказывает выраженное кардиопротекторное действие на всех этапах хирургического вмешательства, включая и период искусственного кровообращения, обеспечивая лучшую защиту миокарда.

2. Севофлуран способствует благоприятному типу восстановления сердечной деятельности после ишемии, снижению частоты развития острой послеоперационной сердечной недостаточности, обеспечивает высокие показатели сократительной функции миокарда на этапах постперфузионного периода при операциях с искусственным кровообращением.

Публикации результатов исследования По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ, из них 3 в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материала и методов исследования, результатов исследования, их обсуждения, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы. Текст диссертации изложен на 109 страницах компьютерного набора, содержит 9 таблиц и 19 рисунков. Список литературы включает 152 источника, из них 49 отечественных и 103 зарубежных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Материал и методы исследования Работа представляет собой ретро- и проспективное исследование, включающее в себя 815 больных, перенесших операцию на открытом сердце в условиях искусственного кровообращения в Нижегородском кардиохирургическом центре в период с января 2006 по декабрь 2010 г.

Особенности анестезии и операции у 401 пациента, прооперированного с января 2006 по май 2009 г. были подвергнуты ретроспективному анализу, при этом оценивали характер восстановления сердечной деятельности, наличие нарушений ритма в восстановительном периоде, частоту возникновения острой сердечной недостаточности и госпитальную летальность. Четыреста четырнадцать пациентов, прооперированных с мая 2009 по декабрь 2010 г. вошли в проспективное исследование, где проводилось комплексное изучение всех особенностей периоперационного периода и анестезии. В зависимости от используемой методики анестезии все пациенты были разделены на две группы. В первой (контрольной) группе в качестве основного анестетика использовали пропофол (445 пациентов), а во второй (основной) - севофлуран (370 больных).

Операции у пациентов с ишемической болезнью сердца были выполнены в 452 случаев, а по поводу приобретенных пороков сердца - 363 больным. Среди больных было 626 мужчин и 189 женщин. Возраст больных колебался в пределах от 15 до 73 лет, средний возраст составил 52,1±0,34 лет.

Диагноз ИБС был поставлен 452 больным при поступлении в ГУ «Специализированная клиническая кардиохирургическая больница» на основании жалоб, анамнеза, клиники стенокардии напряжения и/или покоя, объективных дополнительных методов обследования. Подавляющее большинство больных (419 человек) имели III функциональный класс стенокардии (92,69%), 33 человека - IV ФК (7,31 %).

Преобладающее большинство пациентов (57,5%) имели постинфарктный кардиосклероз, более половины (51,1%) - трансмуральные повреждения миокарда в анамнезе, а около трети больных (31.4%) перенесли повторные инфаркты миокарда. Это явилось причиной исходного снижения сократительной функции миокарда..

Фракция выброса левого желудочка, по данным ЭХО-КГ, выполненной в предоперационном периоде, колебалась в пределах 34-63% (в среднем 45,61 ±0,75%), число больных с ФВ менее 40% составило 47 человек (10,4%).

Основной причиной пороков сердца, по поводу которых были выполнены операции, был ревматизм (у 193 пациентов), врожденная патология клапанов сердца (у 52 больных) и инфекционный эндокардит (у 118 пациентов). Среди пациентов с приобретенными пороками сердца преобладали пороки митрального клапана - у 176 (48,4%) больных. Пороки аортального клапана имели место у 123 (33,9%) пациентов, пороки трехстворчатого клапана - у 18 (5,0%) больных, сочетанные пороки митрального и аортального клапанов диагностированы у 40 (11,0%) пациентов и сочетанные митрально-аортально-трикуспидальные пороки имели место у 6 (1,7%) больных.

Подавляющее большинство пациентов (327 или 90,08% от общего числа) имели III функциональный класс NYHA, IV функциональный класс был диагностирован у 36 (9,91%) больных. Пациенты, в I и II функциональном классе NYHA, в исследование не вошли.

После проведения общеклинического, функционального, эхокардиографического, инструментального и биохимических исследований и соответствующей предоперационной подготовки всем больным были выполнены различные оперативные вмешательства. Аортокоронарное шунтирование было произведено 452 (55,46%) пациентам, протезирование митрального клапана 176 (21,59%) больным, протезирование аортального клапана - 123 (15,09%) пациентам, протезирование трехстворчатого клапана -18 (2,21%) больным, протезирование митрального и аортального клапанов -40 (4,91%) больным, протезирование митрального и аортального клапанов с пластикой трехстворчатого клапана - 6 (0,74%) пациентам. Среднее время ИК составляло 80,64±1,04 мин у больных ИБС и 72,17±1,22 мин у пациентов с клапанными пороками сердца. Среднее время пережатия аорты 57,25±1,16 мин и 56,50±1,01 мин соответственно. Характер выполненных операций, представлен в табл.1.

Характер оперативных вмешательств

Таблица 1

Оперативное вмешательство Группа I (п=445) Группа II (п=370)

абс. % абс. %

МАКШ (1-3 артерий) 111 24,94 142 38,37

МАКШ (4-6 артерий) 85 19,10 84 22,70

МАКШ+ пластика ПИАС 18 4,04 12 3,24

Протезировапие МК 110 24,71 66 17,83

Протезирование АК 81 18,20 42 11,35

Протезировапие ТК 13 2,92 5 1,35

Протезирование АК + протезирование МК 25 5,61 15 4,05

Протезирование АК + протезирование МК + пластика ТК 2 0,44 4 1,08

Все пациенты получали стандартную премедикацию. диазепамом (0,15мг/кг) внутримышечно за 30 минут до операции. В первой группе вводную анестезию осуществляли введением комбинации диазепама (0,2-0,3 мг/кг) и пропофола (2 мг/кг). Поддержание анестезии на всех этапах операции осуществляли с помощью тотальной внутривенной анестезии (пропофол 2-3 мг/кг/ч и фентанил 3-5 мкг/кг/ч). Во второй группе у ряда больных для введения в анестезию применялась ингаляция севофлурана через лицевую маску. У части больных применяли внутривенную индукцию диазепамом (0,2-0,3 мг/кг) и пропофолом (2 мг/кг). Поддержание анестезии в доперфузионном периоде осуществляли с помощью ингаляции севофлурана в объемной концентрации 1-4%, с началом ИК объемную концентрацию севофлурана увеличивали до 4-5% до периода пережатия аорты. На травматичных этапах операции болюсно вводили фентанил в дозе 1-2 мкг/кг. Миоплегию поддерживали ардуаном в дозе 0,1 мг/кг внутривенно болюсно. Искусственное кровообращение проводили в нормотермическом режиме с использованием аппаратов «Jostra», «Stockert» (Германия), и одноразовых мембранных оксигенаторов. Для защиты миокарда применяли кристаллоидную кардиоплегию Консолом. В постперфузионном периоде анестезию также поддерживали с помощью ингаляции севофлурана в объемной концентрации 2-3%. При необходимости на самых травматичных этапах операции вводили фентанил в дозе 1-2 мкг/кг. Анализируемые группы больных не имели достоверных отличий по исходному клиническому состоянию и основным показателям операционного периода.

Для проведения комплексной сравнительной оценки использовали: клинические критерии (характер восстановления сердечной деятельности после кардиоплегии, частоту развития постишемических нарушений сердечного ритма, частоту развития послеоперационной ОСН, госпитальную летальность в ближайшем послеоперационном периоде), функциональные критерии (показатели центральной гемодинамики и сократительной

функции миокарда на этапах операции), биохимические критерии (показатели кислородотранспортной функции крови (КТФК) на этапах операции), морфологические критерии (ультраструктура миокарда правого предсердия перед пережатием аорты).

Неинвазивная диагностика параметров центральной гемодинамики и сократительной функции миокарда осуществлялась с помощью монитора «Hemosonic 100». Сердечный индекс (СИ), ударный индекс (УИ), ускорение кровотока в аорте (Асс), пиковая скорость кровотока (PV) и общее периферическое сосудистое сопротивление (TSVR) регистрировали на V этапах исследования: в начале операции (I этап), после стернотомии и разведения грудины (II этап), перед началом ИК (III этап), после завершения ИК(1У этап); и в конце операции (V этап).

Показатели КТФК (артерио-венозную разницу по кислороду (AVO2), транспорт кислорода (TRA02), потребление кислорода (VO2) и коэффициент тканевой экстракции кислорода (КТЭОг) оценивали на трех этапах исследования: в начале операции (I этап), перед началом ИК (II этап), и в конце операции (III этап).

Для оценки изменений ультраструктуры миокарда брали биоптаты правого предсердия непосредственно перед началом ИК. Всего был исследован 21 биоптат (10 — в контрольной и 11 - в основной группе). Время от индукции в анестезию до забора биоптата составляло от 96 до 122 мин, составив в среднем 103,5±4,3 мин. Обследовали структуру миоцитов рабочего миокарда, и микрососудистое русло в ушках сердца.

Для электронно-микроскопического исследования материал фиксировали 2,5% раствором глутарового альдегида с последующей дофиксацией 1% раствором осмиевой кислоты, обезвоживанием в спиртах возрастающей концентрации и заливкой в эпоксидные смолы смеси Аралдит и Эпон-812. Ультратонкие срезы готовились на ультрамикротоме Ultracut фирмы Reichert-jung. Полученные препараты просматривались и фотографировались на трансмиссионном электронном микроскопе Morgagni 268D фирмы FEI. Морфометрию проводили с помощью программы AnalySIS.

Статистическую обработку с использованием программ Microsoft Excel 2003, Биостатистика (Vers. 4.03) и «Statistica-6». Результаты исследования обрабатывались в соответствии с правилами вариационной статистики (Гланц С. И соавт., 1999). Характер распределения данных оценивали с помощью тестов Колмогорова-Смирнова и Шапиро-Уилка. Для данных, соответствующих закону о нормальном распределении, вычисляли среднее арифметическое (М) и ошибку средней арифметической (m). Для непараметрических данных вычисляли медиану. Анализ дискретных данных выполняли путем оценки критерия х2 или точного критерия Фишера (при количестве наблюдений менее 5). Сравнения количественных данных между двумя подгруппами проводили с помощью критерия Стьюдента или U-теста Манна-Уитни. Для внутригрупповых сравнений с исходными показателями

использовали тест Вилкоксона. Результаты всех тестов считали достоверными при р<0,05.

Результаты исследования. Спонтанное восстановление сердечной деятельности наблюдалось у 49,2% пациентов контрольной группы и 70,3% пациентов основной группы (рис.1).

Рис. 1. Характер восстановления сердечной деятельности после ишемии у пациентов, включенных в исследование в зависимости от методики анестезии

пропофол севофлуран

в самостоятельное ■ однократная ЭДС □ многократная

У 226 больных (50,8%) контрольной группы восстановление сердечной деятельности проходило через фибрилляцию желудочков, потребовавшей проведения электрической дефибрилляции. Одного разряда дефибриллятора для восстановления ритма было достаточно у 140 больных (31,5%), двух и более разрядов - у 86 больных (19,3%). В группе севофлурана фибрилляция желудочков возникла у 110 больных (29,7%). Один разряд дефибриллятора для восстановления ритма в этой группе проводили у 86 больных (23,2%). Многократные разряды дефибриллятора применили у 24 больных (6,5%).

К благоприятному типу восстановления кровообращения нами были отнесены самостоятельное восстановление сердечных сокращений или после однократной дефибрилляции сердца, поскольку рецидивирующая фибрилляция желудочков считается одним из признаков неадекватной противоишемической защиты и связана с развитием серьезных метаболических нарушений и электрической нестабильности миокарда. Была выявлена достоверная разница в числе случаев благоприятного восстановления у больных исследуемой и контрольной групп, так благоприятный тип восстановления был зарегистрирован у 93,5% пациентов исследуемой группы, и лишь у 80,7% больных контрольной группы.

9

Известно, что клетки проводящей системы сердца наиболее чувствительны к дефициту высокоэргических субстанций в миокарде, и резко снижающийся уровень АТФ и креатинфосфата при кардиоплегии, как правило, имеет следствием развитие полной атриовентрикулярной блокады в результате серьезного энергодефицита. При оценке частоты развития полных атрио-вентрикулярных блокад отмечено их развитие у 5,1% больных контрольной группы и у 3,5% у больных из группы севофлурана.

Острая сердечная недостаточность в послеоперационном периоде развилась у 48 больных (10,78%) в контрольной группе и у 12 пациентов (3,24%), в группе севофлурана.

Госпитальная летальность в контрольной группе была выше, чем в группе севофлурана: 17 больных (3,82%) и 6 (1,62%) соответственно. Летальность от острой сердечной недостаточности составила в контрольной группе - 9 (2,02%) больных, а в группе севофлурана - 3 (0,8%) пациента.

Как следует из приведенных данных, достоверные различия между группами имеются только по частоте развития послеоперационной ОСН, что косвенно подтверждает лучшую сохранность миокарда в исследуемой группе больных. Таким образом, в результате проведенного комплексного сравнительного исследования было выявлено, что севофлуран способствовал благоприятному типу восстановления сердечной деятельности после ишемии и снижению частоты острой послеоперационной сердечной недостаточности.

Период ишемии и последующей реперфузии миокарда вызывают повреждения сердечной мышцы, затрагивающие глубинные метаболические процессы и структурные характеристики, отражающиеся на степени восстановления функциональной способности сердца в постперфузионном периоде. Повреждения, связанные с реперфузией, вызывают истощение энергетических ресурсов миокарда, угнетают клеточное дыхание, нарушают процессы сокращения и расслабления миоцитов, что ухудшает функциональный статус миокарда. Состояние сердечной мышцы, подвергшейся реперфузионным повреждениям, известно как "оглушение" ("stunning") и характеризуется нарушением сократительной функции и способностью нормализовать их в течение часов или дней. Изменения показателей сократительной функции миокарда представлены в табл.2.

Исходные показатели сердечного индекса (контрольная группа -2.51±0.18; исследуемая группа - 2.26+ 0.55) были ниже нормальных значений (на 16,3% и 24,7% соответственно), но не имели достоверных отличий между группами. После выполнения стернотомии статистически значимых изменений данного параметра отмечено не было, как по сравнению с исходным этапом, так и между группами. К моменту начала искусственного кровообращения сердечный индекс в контрольной группе снижался на 13,5% от исходного и был ниже аналогичного показателя в исследуемой группе (на 6,9%); в исследуемой группе не отмечено существенных изменений СИ по сравнению с предыдущим этапом. После восстановления сердечной деятельности и окончания ИК в контрольной группе больных сердечный

индекс был выше исходного (на 11,2%), однако ниже, чем в исследуемой группе (на 23,7%); в исследуемой группе происходила нормализация СИ и он был выше исходного на 52,7%. К концу операции продолжался рост данного показателя в обеих группах пациентов: так в контрольной группе он возрос на 16,7%, но оставался ниже, чем в исследуемой группе (на 18,8%); в исследуемой группе СИ вырос на 59,7% от исходного, и на 4,6% по сравнению с предыдущим этапом.

Исходные показатели ударного индекса (контрольная группа -38.00±2.85; исследуемая группа - 36.41±2.48) были ниже нормальных значений, но не имели достоверных отличий между собой. После выполнения стернотомии не было отмечено изменений данного параметра как по сравнению с исходным этапом, так и на данном этапе между группами. К моменту начала искусственного кровообращения ударный индекс в контрольной группе снижался на 15,5% от исходного и был ниже аналогичного показателя в исследуемой группе (на 8,3%); в исследуемой группе не отмечено существенных изменений УИ по сравнению с предыдущим этапом. После восстановления сердечной деятельности и окончания ИК в контрольной группе больных ударный не отличался от исходного и ниже, чем в исследуемой группе (на 17,7%); в исследуемой группе происходила нормализация УИ и он был выше исходного на 25,2%. К концу операции продолжался рост данного показателя в обеих группах пациентов: так в контрольной группе он возрос на 4,8%, но оставался ниже, чем в исследуемой группе (на 12,3%); в исследуемой группе УИ вырос на 23,1% от исходного, и не изменился по сравнению с предыдущим этапом.

Исходные показатели ускорения кровотока в аорте не имели достоверных отличий между группами (в контрольной группе - 11.58±1.57; в исследуемой группе - 11.03±1.83). После выполнения стернотомии Асс снижалось в обеих группах на 8,5% и 6,1% соответственно. Перед началом искусственного кровообращения отмечался рост данного показателя в обеих группах (на 22,7% и 47,6%), однако в исследуемой группе показатель ускорения был выше аналогичного в контроле на 17,5%. После окончания искусственного кровообращения Асс в контрольной группе не отличался от доперфузионного уровня; в исследуемой группе — Асс возрастало на 29,1% по сравнению с периодом перед ИК и было достоверно выше (на 47,3%) аналогичного показателя в контрольной группе. В конце операции ускорение в обеих группах пациентов не отличалось от предыдущего этапа, и в исследуемой группе этот показатель также был достоверно более высоким (на 47,4%), чем в контрольной.

Исходные показатели пиковой скорости кровотока не имели достоверных различий между группами и составляли в контрольной группе -57.80±9.41, в исследуемой группе - 54.41±6.31. После стернотомии не происходило значимых изменений данного показателя в обеих группах пациентов. Перед началом ИК в контрольной группе отмечено снижение РУ на 6,7% от исходного, тогда как в исследуемой группе отмечен рост - на

16,1% от исходного и данный показатель был на 17,2% выше аналогичного в контрольной группе.

После искусственного кровообращения отмечен рост РУ в обеих группах больных (на 13,2% в контрольной группе, и на 21,7% в исследуемой группе), причем в исследуемой группе данный показатель достоверно выше, чем в контрольной (на 26,0%). К концу операции сохранилась динамика роста РУ в обеих группах пациентов, однако, пиковая скорость кровотока в исследуемой группе была достоверно выше (на 15,5%), чем в контрольной.

Исходные показатели общего периферического . сосудистого сопротивления не имели достоверных отличий у больных обеих групп. После стернотомии отмечено незначительное (на 10,2% от исходного) снижение данного показателя у больных контрольной группы, у пациентов исследуемой группы ТБУЛ не изменилось. Перед началом ИК в контрольной группе отмечено возрастание периферического сопротивления (на 17,2%), в исследуемой - снижение (на 2,0%), причем данный показатель был ниже чем в контроле на 23,0%. После ИК общее периферическое сосудистое сопротивление снижалось в обеих группах (на 36,6% в контрольной группе, и на 33,4% в исследуемой группе). В конце операции данный показатель был сниженным в обеих группах больных (на 24,2% от исходного в контроле, и на 37,1% от исходного в исследуемой группе) и не имел достоверных различий между группами.

Приведенные данные демонстрируют отсутствие достоверных изменений исследуемых показателей на этапах доперфузионного периода в обеих группах пациентов, хотя общая тенденция изменения показателей сократительной функции миокарда в контрольной группе отражает определенную депрессию кардиогемодинамики. Так, было отмечено снижение сердечного индекса на 13,5% от исходных значений (с 2,51±0Д8 до 2,17±0,18 л/мин/м2), ударного индекса - на 15,5% (с 38,00±2,85 до 32,10±2,84), с возрастанием общего периферического сопротивления на 5,3% (с 1953,40±271,51до 2055,60±228,04). Напротив, в исследуемой группе пациентов, изменения показателей сократительной функции миокарда демонстрировали стабильность в доперфузионном периоде. Так, сердечный индекс (исходный 2,2б±0,55, перед ИК 2,33±0,58 л/мин/м2), ударный индекс (исходный 36,41±2,48, перед ИК 35,00±2,50), и общее периферическое сопротивление (1578,16±174,60 в начале операции и 1583,5±222,14 перед ИК) значимо не отличались от исходных параметров. Течение восстановительного и постперфузионного периода отличалось достоверно более высокими показателями ударного индекса (на 21,5%), ускорения (на 47,3%) и пиковой скорости кровотока (на 26,0%) на фоне более низкого общего периферического сопротивления (1303.57±161.41 в контрольной группе, и 1054.83±81.02 - в исследуемой группе). К концу операции были отмечены достоверно более высокие показатели ускорения (на 47,3%) и пиковой скорости кровотока (на 15,5%).

Таблица 2

Этап Группа С1 81 Асс РУ Т8У11

1 Контрольная Исследуемая 2.51±0.18 2.26+ 0.55 38.00±2.85 36.41±2.48 11.5&Ы.57 11.03±1.83 57.80±9.41 54.41±б.31 1953.40±271.51 1578.16±174.60

2 Контрольная Исследуемая 2.48±0.14 2.28±0.43 36.30±2.68 37.6б±1.75 10.60±1.34 10.36±1.27 52.50±6.29 56.91±6.70 1753.30±153.62 1616.50±156.10

3 Контрольная Исследуемая 2.17±0.18 2.33±0.58 32.10±2.84 35.00±2.50 13.01±1.89 15.29±3.17 53.90±6.62 63.16±7.35 2055.60±228.04 1583.5±222.14

4 Контрольная Исследуемая 2.79±0.22 3.45±0.96 37.50±2.98 45.58±2.42* 13.40±1.63 19.74±1.78* 61.00±3.49 76.83±3.61* 1303.57±161.41 1054.83±81.02

5 Контрольная Исследуемая 2.93±0.20 3.61±0.93 39.30±3.42 44.83±3.26 13.47±2.11 19.85±2.39* 69.4Cfcb3.57 80.1б±3.62* 1480.50±176.50 993.9Ш 16.80

* - достоверность отличий (р < 0,05) по сравнению с аналогичным показателем на данном этапе с контрольной группой

Таким образом, при исследовании сократительной функции миокарда было выявлено отсутствие достоверных ее изменений в доперфузионном периоде в обеих группах больных, что отражает отсутствие серьезного кардиодепрессивнош эффекта как у пропофола, так и у севофлурана. В то же время, достоверно более высокие показатели сократительной функции миокарда на этапах постперфузионного периода в исследуемой группе больных, несомненно, отражают большую сохранность кардиомиоцитов, что косвенно свидетельствует об улучшенной кардиопротекции в группе пациентов с севофлураном.

Изменения кислородотранспортной функции крови на этапах операции у больных двух групп представлены в табл. 3.

Таблица 3

Изменения кислородотранспортной функции крови на этапах операции

у больных 2-х групп

Этап Группа АУОг ТЯАО2 У02 ктэо2

1 Контроль 4.43±1.15 877.15±284.91 200.28±52.55 23.79±3.71

Исследуемая 4.19±1.39 866.43±196.80 201.66±48.48 23.33±3.31

Контроль 5,26±1.45 795.13±320.96 215.78±92.24 28.15±3.17

Исследуемая 4.09±0.89 887.57±266.80 185.93±62.40 21.43±2.52*

3 Контроль 3.27±1.14 723.37±227.69 164.20±39.88 2б.75±2.47

Исследуемая 2.63ІІ.17 969.48±375.48 176.19±79.81 19.53±2.55*

* - достоверность различий ф<0,05) на аналогичном этапе по сравнению с контрольной группой

Исходные показатели не имели достоверных отличий между группами. Перед началом ИК отмечено возрастание АУОг (на 18,7%) в контрольной группе при неизменных данных у больных исследуемой группы. В конце операции отмечено снижение данного показателя у больных обеих групп как по сравнению с исходными показателями (на 26,2% в контроле, и на 37,2% в исследуемой группе), так и по сравнению с предыдущим этапом (на 37,8% в контрольной группе, и на 35,7% в исследуемой), причем в исследуемой группе АУС>2 был ниже аналогичного в контроле на 19,6%.

Исходные показатели транспорта кислорода не имели достоверных различий у больных 2-х групп. Перед началом искусственного кровообращения ТИА02 в контрольной группе снижался на 9,3%, в то время как в исследуемой группе оставался на исходном уровне, превышая аналогичный показатель в контрольной группе на 11,6%. В конце операции транспорт кислорода в контрольной группе больных продолжал снижаться (на 17,5% от исходного, и на 10,0% от предыдущего этапа). В исследуемой группе транспорт кислорода возрастал (на 11,9% от исходного, и на 9,3% от предыдущего этапа), и был на 34,1% выше, чем в контрольной группе.

Исходные показатели потребления кислорода не имели достоверных различий. Перед началом искусственного кровообращения У02 в контрольной

группе возрастало на 7,9%, в то время как в исследуемой группе - снижалось (на 7,5%) и было ниже аналогичного показателя в контрольной группе на 13,5%. В конце операции потребление кислорода в контрольной группе больных снижалось (на 17,9% от исходного, и на 23,6% от предыдущего этапа). В исследуемой группе потребление кислорода также снижалось (на 12,3% от исходного, и на 5,3% от предыдущего этапа), и не отличалось от УОг в контрольной группе.

Исходные показатели коэффициента тканевой экстракции кислорода не имели достоверных различий у больных 2-х групп. Перед началом искусственного кровообращения КТЭОг в контрольной группе возрастал на 18,3%, в то время как в исследуемой группе снижался на 8,1%, и был достоверно ниже аналогичного показателя в контрольной группе на 23,9%. В конце операции коэффициент тканевой экстракции кислорода в контрольной группе больных оставался на уровне доперфузионного показателя и был выше исходного на 12,4%. В исследуемой группе КТЭ02 продолжал снижаться (на 16,3% от исходного, и на 8,9% от предыдущего этапа), и был достоверно ниже, чем в контрольной группе (на 27,0%).

Таким образом, не было отмечено достоверных отличий ни по транспорту, ни по потреблению кислорода на всех этапах операции у больных обеих групп. В то же время, коэффициент тканевой экстракции по кислороду к моменту начала ИК в контрольной группе возрастал на 18,3% (с 23.79±3.71 до 28.15±3.17), в исследуемой же группе - снижался на 8,2% (с 23.33±3.31 до 21.43±2.52), и был достоверно ниже аналогичного показателя в контрольной группе больных. Характер данных изменений сохранился и к концу операции, когда КТЭСЬ продолжал снижаться и был ниже исходного показателя на 16,3%, а также достоверно более низким, чем в контрольной груше. Такой характер изменений отражает снижение потребления кислорода периферическими тканями, что возможно отражает общий цитопротекторный эффект севофлурана.

При исследовании ультраструктуры миокарда были выявлены характерные изменения в зависимости от используемой методики анестезии (рис. 2-7). При анестезии пропофолом в большей части капилляров наблюдался осмиофильный аморфный материал, пузыри, часть капилляров имели суженный просвет. Эндотелий капилляров везикулярный, митохондрии эндотелия с нарушением структуры и образованием микровыростов. Базальный слой набухший. Кардиомиоциты в состоянии незначительного сокращения (в среднем до 1,37 мкм), участки неравномерного сокращения, чрезмерного сокращения и расслабленного состояния с лизисом миофибрилл в единичных наблюдениях. Ядра кардиомиоцитов в большинстве случаев содержали эухроматин, отмечались небольшие инвагинации кариолеммы, в отдельных наблюдениях ядра находились на периферии клетки. Митохондрии кардиомиоцитов многочисленные, гетерогенные, мелкие, с плотным матриксом (0,23 мкм2). В саркоплазме отмечалось очаговое нарушение ультраструктуры в зоне

перикариона, присутствовали гранулы липофусцина, много гранул гликогена, отмечена секвестрация гликогена. Сарколемма на большом протяжении сохранена.

При анестезии севофлураном в большей части капилляров отмечено наличие осмиофильного аморфного материала, умеренная агрегация [ эритроцитов. Эндотелий капилляров везикулярный. При исследовании кардиомиоцитов отмечено незначительное сокращение (1,54 мкм), , отсутствие участков лизиса миофибрилл. Ядра кардиомиоцитов содержали эухроматин и имели небольшие инвагинации кариолеммы вследствие сокращения кардиомиоцита. Митохондрии кардиомиоцитов многочисленные, гетерогенные, мелкие (0,16 мкм2), с плотным матриксом. Для саркоплазмы было характерно отсутствие ультраструктурных 1 изменений, наличие множества секреторных'гранул, гранул липофусцина, ( большого количества цитогранул гликогена. Сарколемма на большом протяжении сохранена.

Таким образом, проведенный электронно-микроскопический анализ ; миокарда выявил нарушение микроциркуляции и субклеточной структуры миокарда в группе пропофола. Севофлуран способствовал более адекватной микроциркуляции (широкие просветы капилляров, состояние крови в , сосудах и эндотелия) и состоянию ультраструктуры кардиомиоцитов (равномерное незначительное сокращение саркомеров, активные ядра).

Рис. 2. Ультраструктура секреторного кардиомиоцита при анестезии 1 пропофолом. Неравномерное сокращение кардиомиоцитов: левый кардиомиоцит находится в расслабленном состоянии, правый - в состоянии чрезмерного сокращения.

Рис. 3. Ультраструктура кардиомиоцита при анестезии севофлураном. 1 Активно-секретирующий кардиомиоцит. Ядро содержит эухроматин.

Рис. 4. Капилляр при анестезии пропофолом. В просвете капилляра виден

эритроцит с нечетко контурируемой мембраной, средне-дисперсный

осмиофильный материал, микроклазматоз. Около эритроцита обнаружены

пузыри. Эндотелий капилляра с многочисленными выростами.

Рис. 5. Капилляр при анестезии севофлураном. В просвете капилляра

тонкодисперсный осмиофильный материал, микроагрегаты эритроцитов и

моноцит.

Рис. 7

Рис. 4

Рис. 5

Рис. 6

Рис. 6. Митохондрии кардиомиоцита при анестезии пропофолом. Митохондрии гетерогенные с сохраненным матриксом и частичной фрагментацией крипт.

Рис. 7. Митохондрии кардиомиоцита при анестезии севофлураном. Митохондрии кардиомиоцита гетерогенные, с плотным матриксом и хорошо выраженными криптами.

В результате проведенного комплексного сравнительного исследования было выявлено, что анестезия с использованием севофлурана способствовала благоприятному типу восстановления сердечной деятельности после ишемии, снижению частоты развития острой послеоперационной сердечной недостаточности; обеспечивала более высокие показатели сократительной функции миокарда по сравнению с. пропофолом на этапах постперфузионного периода; снижала потребление кислорода периферическими тканями; способствовала более адекватной микроциркуляции в миокарде и не оказывала негативного влияния на ультраструктуру кардиомиоцитов.

Таким образом, можно заключить, что севофлуран оказывает выраженное кардиопротекторное действие, обеспечивая лучшую сохранность миокарда при операциях с искусственным кровообращением.

ВЫВОДЫ

1. Севофлуран оказывает выраженное кардиопротекторное действие, которое сопровождается улучшением функциональных характеристик сердца, что в совокупности обеспечивает лучшую сохранность миокарда при операциях с искусственным кровообращением.

2. В доперфузионном периоде показатели сократительной функции миокарда значимо не отличались от исходных параметров, в постперфузионном периоде отмечены достоверно более высокие показатели ударного индекса, ускорения и пиковой скорости кровотока у пациентов оперированных под севофлурановой анестезией.

3. Севофлуран способствовал более адекватной микроциркуляции миокарда (широкие просветы капилляров, повышенный пиноцитоз, тонкодисперсный осмиофильный материал, состояние крови в сосудах и эндотелия) и сохранению ультраструктуры кардиомиоцитов (равномерное незначительное сокращение саркомеров, активные ядра).

4. Клинический эффект кардиопротекции севофлурана проявляется в благоприятном типе восстановления сердечной деятельности после ишемии и снижении частоты развития острой послеоперационной сердечной недостаточности. Функциональный эффект кардиопротекции характеризуют более высокие показатели сократительной функции миокарда на этапах постперфузионного периода. Морфологический эффект кардиопротекции заключается в поддержании более адекватной микроциркуляции.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Для обеспечения операций по поводу ИБС и на клапанах сердца в условиях искусственного кровообращения рекомендуется применять методику низкопоточной анестезии севофлюраном.

2. С целью максимального кардиопротективного эффекта препарата следует его применять для индукции в анестезию, поддержания анестезии в доперфузионном периоде, обеспечить ингаляционную подачу анестетика в

оксигенатор, и применять для поддержания анестезии в постперфузиониом периоде.

3. Для индукции в анестезию дыхательный контур наркозно-дыхательного аппарата следует предварительно заполнить смесью кислорода и севофлурана с объемной концентрацией анестетика на вдохе 8% (поток кислорода 2-8 л/мин). После достижения в контуре требуемой «болюсной» концентрации анестетика приступают к индукции, для чего просят пациента сделать глубокий вдох, задержав дыхание на 2-3 секунды, затем глубокий выдох в течение 3-4 дыхательных циклов. Обычно к 3-5-му вдоху сознание пациента утрачивается, после чего вводятся миорелаксанты и проводится интубация трахеи.

4. Поддержание анестезии до искусственного кровообращения следует обеспечивать путем ингаляции севофлурана в концентрации 1,0-1,5 МАК ( в объемной концентрации 2,2-3,4%) при газотоке не более 2 л/мин, при необходимости дополнительного обезболивания рекомендуется вводить фентанил в дозе 1-2 мкг/кг на травматичных этапах операции.

5. Для обеспечения анестезии во время искусственного кровообращения рекомендуется следующее техническое обеспечение: прямоточный испаритель (Sevorane, ABBOT) с ингаляционным анестетиком вставляют в магистраль, несущую кислородо-воздушную смесь к оксигенатору, таким образом, к дыхательной смеси подмешивается ингаляционный анестетик в заданной концентрации. Во входной газовый порт оксигенатора осуществляют непрерывную подачу кислородо-воздушной смеси с севофлураном. В оксигенаторе через полупроницаемую мембрану осуществляется газообмен. Отработанная газо-воздушная смесь, содержащая углекислый газ и остатки севофлурана, аспирируется через выходной газовый порт оксигенатора и удаляется системой вентиляции из операционной.

6. В постперфузиониом периоде ингаляционную анестезию севофлураном в концентрации 0,7-1,0 МАК ( в объемной концентрации 1,5-3,0%) следует прекращать только за 10-15 минут до предполагаемого окончания оперативного вмешательства.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Клиническая оценка миокардиопротекторного эффекта севофлюрана при операциях с ИК/ Пичугин В.В., Лекванти Ритту., Медведев А.П., Бобер В.М., Крылов К.В. // Тезисы докладов XV Всероссийского съезда сердечно -сосудистых хирургов. М., 2009. С. 243.

2. Органопротекторный эффект ингаляционных анестетиков (севофлюран, изофлюран) при операциях с искусственным кровообращением/ Пичугин В.В., Лекванти Ритту., Елдырев А.Ю., Бобер В.М., Крылов К.В. // Вестник интенсивной терапии. Анестезия и интенсивная терапия в специализированных областях. 2010. С.98-99.

3. Неинвазивный мониторинг показателей сократимости миокарда и оценка изменений кислородотранспортной функции крови при низкопоточной анестезии севофлюраном/ Лекванти Ритту., Пичугин В.В., Бобер В.М., Медведев А.П., Елдырев А.Ю., Крылов К.В. // Тезисы докладов XIV ежегодной сессии НЦССХ им. А. Н. Бакулева РАМЦ с Всероссийской конференцией молодых ученых. 2010. №3. С.131.

4. Сравнительная клиническая оценка миокардиопротекторного эффекта севофлюрана и изофлюрана при операциях с искусственным кровообращением/ Пичугин В.В., Елдырев А.Ю., Лекванти Ритту., Бобер В.М., Медведев А.П., Крылов К.В. // Тезисы докладов XIV ежегодной сессии НЦССХ им. А. Н. Бакулева РАМЦ с Всероссийской конференцией молодых ученых. 2010. №3. С.131.

5. Современная ингаляционная анестезия при операциях с искусственным кровообращением/ Пичугин В.В., Лекванти Ритту., Елдырев А.Ю., Бобер В.М., Мельников Н.Ю. //Современные технологии в медицине. 2010. №1(2). С.118 -121.

6. A comparative clinical evaluation of the myocardio- protective effect of sevoflurane and isoflurane during cardiac surgery with cardiopulmonary bypass/ Pichugin V., Rittoo L., Eldyrev A., Bober V., Medvedev F., Krylov К.//12th International Congress of Cardio- thoracic and Vascular Anesthesia. Abstracts Book. Beijing, China. September 21-24,2010. P.112.

7. Ультраструктурные изменения миокарда в условиях анестезии севофлураном и изофлураном при операциях с искусственным кровообращением/ Пичугин В.В., Лекванти Ритту., Елдырев А.Ю., Яковлева Е.И., Рахчеева М.В., Бобер В.М., Медведев А.П. // Тезисы докладов XVI Всероссийского съезда сердечно - сосудистых хирургов. М., 2010. С. 201. Комплексная оценка кардиопротекторного эффекта севофлурана/ Пичугин В.В., Лекванти Ритту., Бобер В.М., Крылов К.В., Яковлева Е.И. // Современные технологии в медицине. 2011. №4. С.56- 61.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

АК - аортальный клапан

АТФ - аденозинтрифосфат

ИБС - ишемическая болезнь сердца

ИК - искусственное кровообращение

КТФК - кислородо-транспортная функция крови

КТЭОг- коэффицент тканевой экстракции кислорода

МАК - минимальная альвеолярная концентрация

МАКШ - маммаро-аорто-коронарное шунтирование

МК - митральный клапан

ОСН- острая сердечная недостаточность

ПИАС - постинфарктная аневризма сердца

СИ - сердечный индекс

ТК - трехстворчатый клапан

У И - ударный индекс

ФВ - фракция выброса левого желудочка

ФК - функциональный класс

ЭДС - электрическая дефибрилляция сердца

ЭХО-КГ - эхокардиография

Асс - ускорение кровотока в аорте

А-УОг - артерио-венозная разность по кислороду

С1 - сердечный индекс

РУ - пиковая скорость кровотока

- ударный индекс

VII - общее периферическое сосудистое сопротивление ТЯА- Ог - транспорт кислорода У02-потребление кислорода

Подписано к печати 16.01.12. Формат 60x84V16 Бумага писчая. Печать офсетная. Гарнитура «Тайме» Усл. печ. л. 1. Тираж 100 экз. Заказ 14.

Полиграфический участок НГМА 603005, Н. Новгород, ул. Алексеевская, 1