Автореферат и диссертация по медицине (14.00.37) на тему:Профилактика повреждений миокарда с помощью управляемой реперфузии при операциях на открытом сердце

Н о

2 7 «Я

оссииская академия медицинских наук

НАУЧНЫЙ ЦЕНТР ХИРУРГИИ

На правах рукописи

БЕЛОУС Андрей Евгеньевич

ПРОФИЛАКТИКА ПОВРЕЖДЕНИЙ МИОКАРДА С ПОМОЩЬЮ 1РАВЛЯЕМОЙ РЕПЕРФУЗИИ ПРИ ОПЕРАЦИЯХ НА ОТКРЫТОМ

СЕРДЦЕ

14.00.37 - анестезиология и реаниматология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Москва - 1997

Работа выполнена в отделении кардиоанестезиологии Научного Цент): Хирургии РАМН.

научные руководители:

доктор медицинских наук Н. А. Трекова

доктор медицинских наук, профессор С. Л. Дземешкевич

официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор А. В. Мещеряков доктор медицинских наук М. Г. Лепилин

ведущее учреждение:

Институт хирургии им. А. В. Вишневского РАМН

Защита состоится "_" _ 1997 г. в 15 час.

на заседании специализированного Ученого совета Д.001.29.01.

Научного Центра Хирургии РАМН (119874, Москва, Абрикосовский пер. дом 2).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НЦХ РАМН. Автореферат разослан "¿6" 1997 г.

Ученый секретарь

специализированного Ученого совета доктор медицинских наук

Е. 6. Свирщевский

Общая характеристика работы.

Актуальность проблемы.

Результаты хирургического лечения заболеваний сердца а большой степени обусловлены эффективностью защиты миокарда от повреждений, возникающих в период его ишемии и реперфузии. Реперфузионные повреждения, являясь следствием ишемии и последующего восстановления кровотока в сердце, имеют самостоятельное значение и специфические черты. В основе реперфузионных повреждешш лежат такие еще пе полностью изученные механизмы, как "кальциевый парадокс" - перегрузка миоцитов кальцием (Foiette D. М et al, 1976, 1981); 'кислородный парадокс" - массивное повреждение клеточных структур свободными радикалами кислорода (Bical О. et al, 1991, PearsonP.J. et al, 1991, Radi R. et al, 1991); реперфузионный внутриклеточный отек миоцитов (Okamoto F. et al, 1986) и другие.

Несмотря на то, что в настоящее время разработаны и используются в клинической практике эффективные методы зашиты миокарда от ишемических повреждений, профилактика и лечение реперфузионных изменений в миокарде остаются малоизученными. Исследования показали, что реперфузионные повреждения могут бьпъ более выраженными, чем ишемические СБиленко В.М. 1989. Nayler W.G. et al, 1986, Beyersdorf F. et al, 1989). Защита миокарда от таких повревдений позволяет снизить послеоперационную заболеваемость и смертность (Mangano D.T. 1993, Buckberg G.D. 19S7).

Одним из перспективных методов защиты миокарда от реперфузионных повреждений является использование модифицированной управляемой реперфузии миокарда (УРМ) раствором (реперфузатом) специального состава (Buckberg G.D. 1987, Langer G.А. 1983, Folíete D.M. et al, 1981 и др.).

Необходимость дальнейшей разработки теоретических и практических аспектов предупреждения реперфузионных повреждений миокарда с помощью управляемой реперфузии определяют актуальность настоящей работы.

Цель исследования.

Обоснование, разработка, и внедрение в клиническую практику методов УРМ кровяным тепловым кардиоплегическим реперфузатом.

Задачи исследования.

1. Изучить влияние спонтанной и управляемой реперфузии миокарда на метаболические процессы в сердце в постишемическом периоде.

2. Оценить характер восстановления ритма, производительности сердца и частоту применения инотропной терапии при спонтанной и управляемой реперфузии миокарда в постишемическом периоде

3. Провести сравнительную оценку эффективности защиты сердца при одноступенчатой и двухступенчатой управляемой реперфузии миокарда.

Научная новизна работы.

В представленной работе изучены особенности реперфузионного повреждения миокарда после периода ишемии в клинических условиях при операциях на открытом сердце.

Исследование влияния управляемой и спонтанной реперфузии миокарда на его метаболизм и восстановление функциональных способностей после периода ишемии выявило защитный и лечебный эффект разработанных нами методов УРМ с помощью кровяного теплового реперфузата.

Доказано, что применение методик управляемой реперфузии оптимизирует восстановление аэробногометаболизма миокарда и обеспечивает более полное функциональное восстановление сердца.

Сравнительная оценка динамики обменных процессов в миокарде и состояния производительности сердца в иостперфузионном периоде доказала преимущества двухступенчатой УРМ перед одноступенчатой в предупреждении реперфузиогашх повреждений сердечной мышцы. Практическая ценность работы.

Разработанные методики управляемой реперфузии миокарда позволяют защитить миокард от реперфузионных повреждений после его глобальной ишемии, что способствует повышению безопасности кардиохирургических вмешательств на открытом сердце. Особенную важность этот метод приобретает в случаях большой длительности ишемии, неадекватной защиты миокарда от ишемических повреждений и у больных с исходно скомпроментированиым миокардом.

Выраженная способность УРМ к сохранению функциональных резервов миокарда позволит в будущем расширить показания к операциям на открытом сердце для некоторых групп больных с исходно низкими резервами миокарда.

Внедрение методов УРМ.

Методы управляемой реперфузии миокарда после его ишемии внедрены и широко применяются в практике хирургического лечения ИБС, приобретенных и врожденных пороков сердца в НЦХ РА.МН.

Апробация работы.

Диссертация апробирована на объединённой научной конференции отдела анестезиологии (руководитель - академик РАМН А.А.Бунятш) и отделения экспресс-диагностики (руководитель - профессор И.И. Дементьева) Научного центра хирургии РАМН (директор - академик РАМН Б.А.Константинов) 6 декабря 1996 года.

Данные, полученные в процессе исследования, были доложены на отечественных и международных форумах:

1. The III World Congress of The World Society of Cardiothoracic Surgeons, 1993, Salzburg, Austria.

2. EACTA'93, S-th Annual Meeting Apr. 13-16, 1993, Zurich, Switzerland.

3. Второй Всероссийский Конгресс Сердечно-Сосудистых Хирургов России, 28 сентября -1 октября 1993, С.-Петербург, Россия.

4. I Научная Конференция Ассоциации сердечно-сосудистых хирургов Украины. 3-7 октября 1993, Киев.

5. The International Symposium on Ischaemia-Reperfusion Syndrome - Trends and Concepts. March, 8-11, 1995, Liege, Belgium.

6. Ill Научная Конференция ассоциации сердечно-сосудистых хирургов Украины, 17-19 мая 1995 г. Киев, Украина.

7. Актуальные проблемы сердечно-сосудистой хирургии, 1-2 октября 1996, Архангельск.

8. ЕАСТА'96, Lueven, Belgium, May 22-25, 1996.

9. III Всероссийский съезд сердечно-сосудистых хирургов. 17-20 декабря 1996 года, Москва.

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ.

Объём и структура работы.

Диссертация изложена на 148 страницах машинописного текста и состоит из введения, 3 глав, заключения, выводов, практических рекомендации и списка литературы, включающего 10 i наименование работ отечественных и иностранных авторов.

Работа (Еллюстрирована 24 таблицами и 10 рисунками.

Содержание работы

Материал и методы исследования

Настоящее исследование основано на комплексном анализе метаболического и функционального состояния сердца и гемодинамики у 158 пациентов с приобретенными пороками сердца III-IV

функционального класса по NYHA, оперированных на открытом сердце в условиях пережатой аорты. Среди оперированных пациентов было 97 мужчин и 61 женщина. Их возраст в среднем составил 40,5+9,3 года, масса тела - 68±10 кг. Всем пациентам в соответствии с характером патологии была произведена коррекция порока в условиях искусствеш-гого кровообращения (ИК) и холодовой фармакологической кардиоплегии (ХФКП) раствором госпиталя Св. Томаса. Доставку кардиоцлегического раствора осуществляли антеградным или комбинированным антеградно-ретроградным способом.

В зависимости от вида реперфузии выделены три группы пациентов. В основную (I) группу вошло 96 человек, у которых применяли одноступенчатую упраатяемую реперфузию миокарда (УРМ-1). Во второй группе из 26 человек применяли метод двухступенчатой управляемой реперфузии (УРМ-2). Контрольную группу составили 36 человек, у которых

реперфузия сердца была спонтанной (перфузатом из аппарата ИК) (табл. 1). Между группами не было достоверных различий по демографическим показателям и клиническим характеристикам.

Таблица 1.

Характеристика обследованных пациентов.

Показатели: Группа 1 Группа 2 Группа 3

КОЛИЧЕСТВО ПАЦИЕНТОВ 96 26 36

Из них: мужчин; 58 17 22

женщин: *' 38 9 14

ПО ХАРАКТЕРУ ОПЕРАТИВНОГО ВМЕШАТЕЛЬСТВА < Коррекция * к более клапанов 21 11 16

Коррекдая аортального порока 32 4 15

'Повторные операции и коррекция митрального клапана 43 11 5

Масса тела (кг) 67,9±12,4 68,4±8,5 67,7+12,4

Рост (см) 168,3+9,9 169+9,5 162,8±10,2

Поверхность тела (м1) 1,74±0,19 1,76+0,13 1,78±0,18

Возраст (годы) 42,1±11,5 39,7±10,5 39,0±8,9

Время ИМ(мнн) 69,5+21,7 77,3+22,6 71,7+22,8

Время 11К(мин) 102,56+26,7 117,2+26,86* 104,9±27,0

У всех пациентов использовали стандартную методику анестезии и искусствеяого кровообращения.

Премедикация. Накануне операции на ночь и за два часа до транспортировки з операционную per os назначали бензодиазепины (тазепам, нозегтам) - 0,01-0.02 1. барбитураты (фенобарбитал) - 0,1 г, антигистамияные препараты (пиполъфен - 0,025, супрастин - 0,080). За 30 мин. до поступления пациента в операционную внутримышечно вводили диазепам 10 мг. шшольфен 25 мг, атропин или метацнн 0,25 мг и промедол 20 мг.

Вводный наркоз проводили на фоне ингаляции закиси азота и кислорода (1:1) путам внутривенного медленного болюсного введения диазепама в дозе 10±3,5 мг и кетамина в дозе 1 мг/кг. Для миоплегии использовали ардуан в дозе 6-8 мг. Перед интубацией вводили 0,2-0,3 мг фентанила. Интубацию трахеи производили через рот стерильными одноразовыми трубками с манжеткой типа "Portex". После интубации трахеи, пациента переводили на искусственную вентиляцию легких (ИВЛ) с индивидуально подобранными параметрами.

Поддержание анестезии осуществляли ингаляцией смеси закиси азота и кислорода в соотношении 1:1, постоянным введением фентанила в дозе 0,005-0,001 мг/кг/час, диазепама - 0,04-0,06 мг/кг/час и ардуана - 0,03-0.04 мг/кг/час с помошыо автоматического пптрипа "Perfusor" (Braun Melsungen, ФРГ). По показаниям вводили дополнительные дозы фентанила и дроперидола.

Для управляемой реперфузии миокарда использовали специальный

кровяной тепловой раствор. Состав и назначение ею инградиентов

т

представлены в таблице 2.

Таблица 2.

Состав релерфузата.

компонент количество назначение

глюкоза 8 г/л субстрат аэробного гликолиза и осмотический агент

инсулин 16 ЕД/л транспорт глюкозы в миоциты

фосфокреатитшн 2 г/л энергетический агент

маннитол 8 г/л осмотический агент и удаление свободных радикалов

бикарбонат na 6 г/л обеспечение буферных свойств

цигграт-фосфат*-глкжоза , 55 мл связывание ионизированного кальция

показатель значение цель

калии 6-9 ммоль/л поддержание асистолии

кальций нонизяровашшн 0,2 ммоль/л предупреждение "кальциевого парадокса"

ро2 <с ' ч гсматокрнт нио* 110-120 мм Hg* 15-22% 99%* реоксигенация миокарда

рн 7,3-7,4 устранение ацидоза

Температура 36-37°С * согревание миокарда

О^юлярноеп» 450-500 мосм/л предупреждение отёка миоцитов

* - верно для одноступенчатой УРМ и для II ступени двухступенчатой УРМ.

Приготовление раствора для управляемой реперфузии.

Реперфузат готовили в операционной ex tempore с соблюдением правил асептики. Из стандартной банки (на 400 мл) с препаратом для консервации крови "Глюгицир" (75 мл) удаляли 20 мл. раствора. К оставшемуся раствору (55 мл) добавляли следующие компоненты: КС1 (3%) - 10 мл. NaHC03 (7%) - 40мл. Глюкоза 40% - 10 мл.

Маннитол 20% - 20 мл.

Затем банку заполняли артериальной кровью из АИКа до 450-500 мл. За 20-25 минут до применения банку с раствором погружали в тёплую воду (37-38°С) для согревания до 34-36°С. Непосредственно перед применением в раствор добавлялись инсулин (8 ЕД) и фосфокреатинин (I г).

Проведение управляемой реперфузии сердца.

После окончания основного этапа операции и удаления ледяной крошки из раны на фоне начатого согревания больного, непосредственно перед снятием зажима с аорты проводили управляемую релерфузию выше описанным раствором в течение 5-7 мин. Объёмная скорость проливания реперфузата составляла от 80 до 120 мл/мин, а его объём - 500-800 мл. При антеградном способе доставки реперфузата давление в корне аорты не превышало 50-60 мм Н^, а при ретроградном - 35-40 мм Н§ в коронарном синусе. Оттекающий от сердца реперфузат забирали в АИК с помощью дренажа левого желудочка или коронарного отсоса. Сразу после окончания проливания реперфузата снимали зажим с аорты. Как правило, через 3-4 мин. или сразу после снятия зажима с аорты восстанавливалась ритмичная электромеханическая активность сердца. В тех случаях, когда спонтанная активность не восстанавливалась более (0 мин., применяли механическую, лекарственную или электрическую стимуляцию После окончательного согревания пациента проводили отключение от АИКа по общепринятой методике.

В последнее время метод управляемой реперфузии был усовершенствован. Уделено особое внимание принципу постепенности согревания и реоксигенации миокарда. Для этого была разработана методика "двухступенчатой управляемой реперфузии" сердца. Она включает

в себя: на 1-ой ступени - реперфузию сердца 250 - 500 мл раствора, приготовленного на основе венозной крови и охлажденного до 23-24°С (табл. 3). Вторую ступень проводили более теплым раствором (35-36°С) на основе артериальной крови (табл. 2).

Таблица 3.

Состав реперфузата первой ступени для двухступенчатой управляемой

реперфузии.

КОМПОНЕНТ * КОЛИЧЕСТВО

Цитрат 28 мл

Глюкоза 8 г/л

Инсулин 16 ЕД/л

Маннитол 8 г/л

ИаНСОз 6 г/л

ПОКАЗАТЕЛЬ ЗНАЧЕНИЕ <

К+ 6 ммоль/л

0,15-0,20 ммоль/л

РН 7,3-7,4

Т» 21-22°С

рОг 40-50 мм Щ

Ж 18-20%

Осмолярность 450-550 мосм/л

Объём _ __ 250 мл

Венозную кровь для составления реперфузата первой ступени

забирали из центральной вены сразу после введения расчетной дозы гепарина до начала ИК. Состав раствора второй ступени для двухступенчатой реперфузии полностью соответствовал "раствору для управляемой реперфузии", описанному выше (табл. 2).

Среда клинических показателей эффективности защиты миокарда от реперфузионных повреждений изучали частоту спонтанного восстановления ритма после снятия зажима с аорты, дозы и частоту применения

и

катехоламинов в постперфузионном периоде, состояние гемодинамики и уровни сывороточных ферментов в послеоперационном периоде.

Показатели гемодинамики фиксировали за 30-40 минут до ИК и через 1 час после снятия зажима с аорты с помощью отечественного монитора МХ-04.

Для исследования метаболизма сердца в раннем реперфузионном периоде брали пробы крови из коронарного синуса, артерии, центральной вены и реперфузатов. Исходные пробы брали на этапе "пустого бьющегося сердца" - сразу после выхода на полное ИК (затянуты турникеты на канюлях в полых венах) до начала системного охлаждения. Следующими этапами исследования были: "в конце управляемой реперфузии" - за 1-2 мин. до снятия зажима с аорты, в момент снятия зажима с аорты, через 5, 10, и 20 минут после снятия зажима в условиях нормотермии и полного ИК. В пробах измеряли показатели КОС, содержание ионов, гематокрит, гемоглобин, насыщение гемоглобина кислородом, а также параметры антиоксидантной системы. Рассчитывали артериовенозную разницу по кислороду, глюкозе, лак та ту и некоторым ионам между притекающей и оттекающей от сердца кровью, а также степень экстракции этих веществ миокардом.

Экспресс-диагностику свободно-радикального повреждения миокарда проводили методом индуцированной хемолюминисценции плазмы крови. Метод заключался в индукции хемолюминисценции в пробе крови перекисью водорода, что сопровождалось пиком свечения, интенсивность которого была пропорциональна свободно-радикальной активности в пробе, а скорость гашения зависит от антирадикалькых свойств плазмы

Температурный режим миокарда в период реперфузии изучали путем измерения температуры в межжелудочковой перегородке игольчатым

термодатчиком электронного термометра производства фирмы Yellow Springs Instruments (USA).

Статистическую обработку результатов проводили методами вариационной статистики. Расчитывали достоверность различия средних величин, коэффициенты корреляции (г). Достоверность различий между группами оценивалась по критерию "р" Стьюдента. При значении р<0,05 различия считались достоверными.

Результаты работы и их обсуждение

Сравнительные исследования метаболизма миокарда в постишемическом периоде позволили выявить разную степень его повреждений в зависимости от вида реперфузии.

По нашим данным, через пять минут после включения сердца в кровоток у больных всех групп отмечался метаболический ацидоз и накопление ССЬ в оттекающей от сердца крови на фоне сниженной экстракции кислорода миокардом. Вместе с тем, уже через 20 минут в 1 и 2 группах (у пациентов после одно- и двухступенчатой управляемой реперфузии) показатели газообмена и КОС практически возвращались к исходным, тогда как при спонтанной реперфузии по-прежнему регистрировали их нарушения по сравнению с доишемическими значениями (табл. 4). Преимущества управляемой реперфузии подтверждались также и достоверными различиями этих показателей в 1 и 2 группе при сравнении с 3 группой.

Таблица 4.

Динамика кислотно-основного состояния и газообмена в крови коронарного синуса при различных видах реперфузии (М±а).

ПОКАЗАТЕЛИ ЭТАПЫИССЛЕДОВАН ИЯ ГРУППЫ „ ,

1 г 3

рИ Исходно 5 мин. после снятая зажима 20 мин. после снятия зажима 7,42±0,20 7,22±0,0)*- 7,32±0,02* 7,45±0,01 7,27±0,02** 7,36±0,01* 7,39+0,01 7,18±0,02- 7,28±0,014"

рС(Ъ Оо? рт. спи} Исходно 5 мин. после снятия зажима 20 мин. после снятия зажима 38.0±0,7 52,041.1*' 44,0+0,8* 37,0±08 48,0±0,9* 38,0±0,4* 40,0±0,б 65,0±!,7+ 51,0±1,3+

ВЕ (ммом\гО Исходно 5 мин. после снятия зажима 20 мин. после снятия зажима 1,50±0,03 -5,40±0,1*+ -2,50±0,55*+ 1,40±0,05 -4,50±0,07*+ -1,50±0,30* 0,30+0,02 -8,05±0,08+ -4,50±0,08+

ЩОтГА} Исходно 5 мин. после снятия зажима 20 мин. после снятая зажима 52,0±1,3 б 4,0±1,8*+ 50,0*1,0* 51,0±1,0 58,0±1,2*+ 48,0+1,5* 54,0±1,8 78,0±2,1* 62,0±2,4*

р Ог '(мм рш: ст.), Исходно 5 мин. после снятия зажима 20 мин. после снятия зажима 34,0+0,3 40,0+0,8 *+ 35,0±0,6* 33,0±0,2 38,0+0,5** 32,0±0,4* 35,0+0,4 54,0±1,1 + 44,0±1.2+

+ - р<0,05 при сравнении с исходными данными

* - р<0.05 при сравнении с группой 3.

Важным показателем восстановления нормальной энергоггродукции митохондриями является реактивизапия аэробного гликолиза - наиболее эффективного процесса производства энергии в клетках. Степень потребления кислорода миокардом отражает этот процесс. В нашей работе мы оценивали потребление кислорода миокардом путем определения экстракции кислорода из коронарной крови и расчета разницы содержания кислорода между притекающей (артериальной1) и оттекающей от сердца (из коронарного синуса) кровью. При отсутствии достоверных различий между группами по разнице содержания кислорода и по степени его экстракции в исходном состоянии, в раннем постишемическом периоде наблюдали значительные различия по этим показателям в зависимости от вида

реперфузии. К пятой минуте после снятия зажима с аорты значения экстракции кислорода миокардом у больных с УРМ не отличались от исходных. В отличие от групп с УРМ, экстракция кислорода миокардом у пациентов 3 группы (спонтанная реперфузия) на изучаемом отрезке . постишемического периода была замедлена. В течение 20 минут после снятия зажима с аорты экстракция кислорода миокардом у этих больных не достигала предишемического уровня и была достоверно ниже, чем значения экстракции у больных, получавших УРМ (рис. 1).

Это свидетельствовало о том, что оба вида управляемой реперфузии способ ста уют более быстрому восстановлению аэробного метаболизма миокарда.

Рисунок 1. Динамика экстракции кислорода из коронарной крови в раннем постишемическом периоде в зависимости от вида реперфузии

i. Данные представлены в процентном отношении к исходным ^

120 ..... - ----- — ----- — -- -........ ......'

100 30

3

s 60

3

40

го о

Исход УРМ 1-я стушив УРМ 2-я суг»чк Смят гажим. 5 имиуг 15-20 хян

+ - р<0,05 при сравнении с 3 группой * - Р<Ь,05 при сравнении с исходными данными

Исследование разницы содержания кислорода между притекающей к сердцу и оттекающей от него кровью показало, что динамика их значений была подобна экстракции кислорода миокардом и также свидетельствовала о более раннем восстановлении аэробного метаболизма миокарда при использовании УРМ в постишемическом периоде.

Таким образом, постепенная реоксигенация и согревание миокарда при применении двухступенчатой УРМ обеспечивает более плавнь/й переход от анаэробного к аэробному метаболизму в сравнении с одноступенчатой УРМ.

Динамика потребления основных метаболитов также отличалась у больных с разными видами реперфузии (табл. 5). Наиболее значительный выброс лактата наблюдали через 5 минут после спонтанной реперфузии (группа 3). У пациентов, которым проводили одноступенчатую УРМ (группа 1), на том же этапе наблюдали вдвое меньшее выделение лактата миокардом, что может свидетельствовать о меньшей выраженности анаэробного гликолиза, а больные 2 группы, получавшие двухступенчатую УРМ, восстановили способность к утилизации лактата, что проявилось в потреблении лактата миокардом на этом этапе. Аналогичная динамика выявлена в отношении потребления глюкозы миокардом (табл. 5).

Таблица 5.

Динамика экстракции субстратов миокардом при различных видах

реперфузии (М±а).

I Разница между содержанием а притекающей и опекающей от сердца крови (%) , ■ ' ]

ПОКАЗАТЕЛИ ЭТАПЫ ИССЛЕДОВАНИЯ - группы

1 2 з

Диктат Исходно 46,0±5,0 48,0±4,0 43,0+2,9

•...-. 5 мин. после снятия зажима -20,5±3,1** 10,5±1,7** -41,0+4,0

20 мин. после снятия ->ажима 5.0+1.2** 28.0=0.6** -15,0+2,9

/лигам Исходно 55,0+3.1 57,0± ),7 62,0±1,3

мин. после снятия лажима 15 '1-2 "»** 37,0+0,8**

¿0 мин. после снятия зажима 58,0+1,2** 68.0±1,1** 16,0±2,1

** - р<0,05 при сравнении с группой 3.

Одним из результатов реперфузиснных процессов является нарушение барьерной функции клеточных мембран, что приводит к таким явлениям, как потеря внутриклеточного калия, перегрузка клеток натрием, водой (отёк) и кальцием. Как следствие, возникают нарушения ритма, замедляется восстановление сократительной способности сердца вплоть до контрактуры миокарда. Для оценки влияния различных видов реперфузии на электролитный статус миокарда мы исследовали скорость восстановления нормального баланса ионов между притекающей и оттекающей от сердца кровью.

Изменения концентраций электролитов в крови коронарного синуса в ранний реперфузионный период подтверждают преимущества управляемой реперфузии миокарда. В группах 1 и 2 потребление миокардом калия восстанавливалось к двадцатой минуте после снятия зажима. У больных группы 3 и к двадцатой минуте после снятия зажима отмечали выброс этого иона (-0,07±0,16 ммоль/литр (р<0,05)) (рис. 2).

Рисунок 2. Динамика потребления ионов калия миокардом в раннем реперфузионном периоде

Разность концентраций ионов К+ между притекающем и оттекающей от сердца кровью.

В настоящее время одним из основных триггеров реперфузиошшх повреждений считают активизацию продукции свободных радикалов кислорода и вызываемый ими каскад гибельных процессов перекисного окисления липидов. Это определило важность изучения

свободнорадикального повреждения миокарда во время реперфузии.

Анализ свободно-радикальной активности в плазме оттекающей от сердца крови показал, что после двухступенчатой УРМ (2 группа) в раннем реперфузионном периоде эта активность была достоверно меньше, чем в других группах (рис. 3). После одноступенчатой УРМ и спонтанной реперфузии (1 и 3 группы) свободно-радикальная активность крови коронарного синуса после снятия зажима с аорты увеличивалась до 117-118%. Кроме того, в условиях спонтанной реперфузии отмечали подъём скорости гашения хемолюминисценции. что свидетельствовало о выбросе в кровь содержимого миоцитов вследствие повреждения клеточных мембран.

Рисунск 3. Свобо/жо-радикальмая активность плазмы крови из коронарного синуса

О

Исках

- Группа 1 ' -Группа 2 | -Группа 31

Снят лмм* с аорты 5 мниут поьд* 10-15 иннут

этапы - - р<0,05 при сравнение с 1 и 3 группами

Таким образом, проведенные исследования метаболизма миокарда показали, что именно в условиях управляемой реперфузии (особенно

двухступенчатой) отмечалось быстрое и сбалансированное восстановление нормального миокардиального обмена. Уже к 20-ой минуте реперфузии миокард у этих пациентов активно утилизировал основные энергетические продукты, такие как глюкоза и лактат, на фоне достаточного потребления кислорода. В то же время, при спонтанной реперфузии изменения метаболизма сохранялись практически до конца исследования. После двухступенчатой реперфузии наблюдали самый низкий уровень свободно-радикальной активности в оттекающей от сердца крови в раннем реперфузионном периоде, что, по-видимому, обеспечивалось более плавной реоксигенацией и согреванием сердца перед снятием зажима с аорты.

Наряду с динамикой метаболического восстановления миокарда важную роль в оценке методов защиты миокарда от реперфузионных повреждений играет степень его функционального восстановления в постишемическом периоде. В связи с этим мы провели исследование влияния различных видов реперфузии миокарда на восстановление его функциональных способностей после периода ишемии.

Характер восстановления сердечного ритма после снятия зажима с аорты в условиях спонтанной и управляемой реперфузии представлены в таблице 6. Наибольшее количество пациентов, нуждающихся в дефибрилляции (один или более разрядов) для восстановления самостоятельного ритма сердца было в группе 3 (спонтанная реперфузия). После одноступенчатой УРМ у большинства пациентов отмечали спонтанное восстановление сердечного ритма (67%). И, наконец, у пациентов, получавших двухступенчатую УРМ (группа 2), наблюдали наибольшую частоту спонтанного восстановления ритма сердца (82,6%).

Важным показателем восстановления функциональной способности сердца после периодов ишемии и реперфузии является частота потребности

пациентов в кардиотоничесхой терапии в постперфузионном периоде. 45,7% пациентов контрольной группы требовалась иьфузия допамина или добутамина в дозе 5 мкг/кг/мин и более. У пациентов, получавших одноступенчатую УРМ потребность в инотротшой поддержке теми же катехоламинами была значительно ниже - 9,6%. Наименьшую необходимость в катехоламиновой поддержке отмечали у пациентов группы 2, частота применения инотропных препаратов у них составила 8,7% (табл.6).

Таблица 6.

Восстановление сердечной деятельности после периода ишемии.

| ГрупЛы: Пациенты, у которых испол»зсвали дефибрилляцию для воесгановпения ритма <%) Пзци«>«ы получавшие бояев 5 , нкг/кГ/Мин татедол&мжпж в , постперфузионном периоде (%)

А 33,0* 9,6* |

2 17,4* 8,7*

3 89.0 45,7 : ' 1

* - р<0,05 при сравнении с 3 группой

Нами также выявлены различия состояния гемодинамики в постперфузионном периоде в зависимости от метода реперфузии миокарда. У пациентов 3 группы (после спонтанной реперфузии) наблюдали достоверное увеличение только СВ и СИ и снижение ОПС по сравнению с доперфузионными значениями. После одноступенчатой УРМ (группа 1) достоверно по сравнению с исходными данными возрастали как СВ и СИ, так и УО и ИУРЛЖ и снижались показатели ДЗЛК, ОПС и ОЛС. У пациентов группы 2 (после двухступенчато» УРМ) наблюдал» достоверный рост СВ, СИ, УО, ИУРЛЖ и ИУРПЖ. а также снижение ОПС (табл. 7). Помимо этого, имелись достоверные различия в относительной динамике указанных показателей по сравнению с исходными данными (табл. 8). Наименьший прирост функциональных показателей (на 30-40%) наблюдали в группе 3.

После одноступенчатой УРМ (группа 1) прирост таких показателей, как СВ, СИ, УО и ИУРЛЖ составил 54-88%. После двухступенчатой УРМ (группа 2) регистрировали самый большой прирост показателей, отражающих функцию сердца, по сравнению с другими группами. В частности, СИ увеличилось в ней на ¡01,6% в то время как в контрольной группе только на 38%, а в первой - на 88%. Относительная динамика других показателей также подтверждала лучшую сохранность функциональных резервов миокарда после управляемой реперфузии.

Таблица 7.

Динамика показагелей кровообращения в зависимости от вида управляемой реперфузии. (М±л).

Групп» 1 (до ИК) п^гз . ; -Г -1 ~ > ) Группа 1 (1 час после УРН) П"22 Группа? (Яв ИК) ' ".„ч""'.'!1 - 2 (1 час ? ,, л челе УРМ) п«*1# Группа 3{до И К) »««; ' 'Группа ? (Тчаь,7> - ¿ооелЗ рйя«ии { ч > *»жии4,я»11 ' - '

СВ (Л:«шг') 3,0±0,8 5,7+1,3 # 3,4±1,1 6,811,6 #+* 3,710,3+ 5,ЗЮ,8 #

ЧСС(минП 71,7±16,1 82,9120,4 # 72,75113,2 76,3116,6 85,0+12,6 91,8119,2

АДср (нп Их) , 78,1116,3 76,3±13,7 73,8+11,5 * 79,3115,6 85,513,5 80,3+6,3

ДЛ.4ср (мн//к) : 2б,9±13,1 23,5+9,24 28,5115,1 23,217,1 30+10 24,516,6

ДЗЖ (м ч Пи) 17,3±7,1 13.9+5,1 # 21,6112,9 15,515,4 20,7 ±7,1 1 3,014,3

ЦВДШНК) 7.514.3 9,913,4 # 9,516,2 9,512,6 7,014,5 8,613,2

СИ (Я-ЛЧШ'-М1) Л-: 1,7±0,5 3,2+0,6 # 1,92+0,5 3,8710,8 #+* 2,110,3 + 2,9+0,5 #

УО (мл) 45,3±!4,'> 70,0± 19,9 # 48,9+19,9 93,9135,0 #+» 44,316,1 59,2 + 14,7

НУРЛЖ (г-м.м '} ; 22,9±8,4 38,8+11,1 # 24,516,1 56,2116,6 #+" 27,014,7 35.2+6,4

ИУРПЖ (г-м н •¡■удар '} 0,0+4,4 7,014,7 4,5+1,8 8,2514,6 # 7,2513,4 4,712,6

ОПС (дШ1-сек-с.* >) 1946,3+592,2 1038,5+333,6 # 1691,01596,8 876,01306,0 #* 1589,01226,3 201,2175,0 1094,0+68,4 #

ОЛС (Ш-сек-с**) 2)3,9+132,4 137,8+66,9 # 150,0+110,6 90,0129,6 + ¡36,0151,4

8,5±3,6 9,7±2,9 7,611,46 9,111,7 8,611,8 11,012,2

# - р< 0,05 по сравнению с исходными данными + - р< 0,05 по сравнению с Группой I.

*-р< 0,05 по сравнению с Группой III (контрольной).

Таблица 8.

Прирост значений показателей гемодинамики в постперфузионном периоде по сравнению с исходными данными (%).

отношении * )

СИ св УО * ИУРШ one дзлк

Исход 100 100 100 100 100 100

Граням 4 - ,v - v ' - - V Ч

1 188,0** 187,5** 154,5* 169,0* 53,4* 80,3"

г- 201,6** 200,0** 192,0*" 229,4** 51,8** 71,8

з J 138,0* 141,0" 133.6 130,4 68,8* 62,8

# — р<0,05 при сравнении с исходными данными + — р<0,05 при сравнении со 2 группой.

* — р<0,05 при сравнении с 3 группой

Учитывая характер динамики рассмотренных параметров кровообращения, можно заключить: спонтанная реперфузия миокарда у пациентов контрольной группы приводит к снижению функциональных резервов сердца, что проявляется в нарушении адаптации сердечно-сосудистой системы к нагрузкам постперфузионного периода. Одноступенчатая УРМ позволяет предупредить развитие реперфузионных повреждений и сохранить резервы миокарда. Применение двухступенчатой УРМ позволяет наилучшим образом защитить миокард от реперфузионных повреждений и сохранить функциональные резервы сердца.

Как известно, динамика сывороточных ферментов через 12 часов после операции отражает степень повреждения тканей в процессе операции. Мы исследовали ферменты, выброс которых, преимущественно, отражает повреждение миоцитов. Наиболее высокие значения концентраций АЛТ, ACT, КФК и ЛДГ в сыворотке крови через 12 часов после операции наблюдались у пациентов группы 3 (спонтанная реперфузия), что

свидетельствует о большей степени повреждения сарколеммы кардиомиопитов во время спонтанной реперфузш.

Таблица 9.

Концентрации сывороточных ферментов у пациентов через 12 часов после операции в зависимости от вида релерфузии (М±ст).

Группы . АСТ АЯТ КФК лдг

1 90,0139,5* 23,6±15,8 378,1+190,0* 880,4±213,5*

2' " " 94,7±32,3* 28,5+15,1 355,0±!62,0* 975,0±233,0

3 149,6±99,5 43,2+38,0 579,8±237.0 1067,9±316,5

* — р<0,05 при сравнении с группой 3.

Таким образом, анализ представленных результатов свидетельствует об эффективности методов УРМ в защите миокарда от реперфузионных повреждений после периода тотальной ишемии сердца при операциях на открытом сердце. После применения управляемой реперфузии миокарда, особенно двухступенчатой, восстановление метаболизма миокарда и функциональных характеристик сердечной деятельности выгодно отличается от таковых после обычной спонтанной реперфузии. Это позволяет нам обоснованно рекомендовать методы управляемой реперфузии миокарда для клинического использования в целях зашиты миокарда от реперфузионных повреждений при операциях на открытом сердце, что снижает риск операции.

Выводы.

I. Управляемая реперфузия миокарда кровяным тепловым раствором перед снятием зажима с аорты является эффективным и безопасным методом предупреждения реперфузионных повреждений миокарда после глобальной ишемии при операциях на открытом сердце.

2. Спонтанная реперфузия нарушает метаболические процессы в миокарде, что выражается в замедлении восстановления аэробного метаболизма, активизации образования свободных радикалов кислорода, нарушении ионного и водного балансов, кислотно-основного состояния и обмена микроэлементов в раннем реперфузионвом периоде.

3. Управляемая реперфузия предупреждает развитие реперфузионных нарушений метаболизма миокарда, что подтверждается более быстрым восстановлением аэробного гликолиза, водно-электролитного баланса, кислотно-основного состояния и обмена микроэлементов, а также, снижением интенсивности образования свободных радикалов кислорода в миокарде в раннем реперфузионном периоде.

4. Частота спонтанного восстановления ритма после снятия зажима с аорты увеличивалась с 11% в контрольной группе (спонтанная реперфузия) до 67% и 82,6% после одноступенчатой и двухступенчатой управляемой реперфузии миокарда, соответственно.

5. Частота применения инотропной терапии в раннем постаерфузионном периоде составляла при одноступенчатой и двухступенчатой управляемой реперфузии миокарда 9,6% и 8,7% соответственно, что было значимо реже, чем у пациентов после спонтанной реперфузии миокарда (45,7%).

6. Сравнительный анализ гемодинамики выявил более высокие значения сердечного индекса, ударного объёма и индекса ударной работы левого желудочка в постаерфузионном периоде при использовании управляемой реперфузии миокарда.

7. Двухступенчатая управляемая реперфузия миокарда в сравнении с одноступенчатой более эффективна в защите сердца, что нашло отражение в лучшем восстановлении аэробного метаболизма миокарда, меньшей активности процессов свободнорадикального повреждения, больших

значениях сердечного индекса, индекса ударной работы левого желудочка и ударного объёма сердца через ! час после снятия зажима с аорты.

практические рекомендации.

1. Показания. УРМ показана кардиохнрургическим пациентам и осуществляется после периода глобальной ишемии миокарда. Проведешь одноступенчатой или двухступенчатой УРМ показано у пациентов:

♦ с длительным временем ишемии миокарда.

♦ с дооперационными изменениями миокарда

♦ с нарушениями техники кардиоплегической защиты миокарда

♦ при наличии факторов, затрудняющих такую защиту (массивные перикардиальные спайки, гипертрофия миокарда, распространенные атеросклеротическне повреждения коронарных сосудов при отсутствии возможности проведения ретроградной кардиоплегии и пр.)

Примечание: ¡три сочетании двух и более из вышеперечисленных факторов, при более тяжелом исходном состоянии миокарда, а также при удлинении сроков ишемии предпочтительна двухступенчатая УРМ.

2, Методика проведения УРМ.

Приготовленным заранее раствором (см. "Материалы и методы") перфузируют сердце через кардиоплегическую систему под давлением 50-60 мм.рт.ст. при антеградном пути доставки и 40-45 мм.рт.ст. при ретроградном. ¿Длительность одноступенчатой УРМ составляет 4-5 минут, объём - 450-500 мл и объемная скорость - около 110 мп/мин. Длительность двухступенчатой УРМ должна составлять 6-7 минут, объём 700-800 мл и объёмная скорость 100-110 мл/мин.

Важные условия:

a) Ледяная кашица и холодный раствор должны быть удалены из раны до начала УРМ.

b) Сразу после окончания УРМ зажим с аорты должен быть снят (невыполнение этого условия может привести к повреждениям миокарда).

3. После проведения УРМ:

3.1. Состояние асистолии в течение 2-3 минут (до 5 минут) после снятия зажима с аорты является нормальным.

3.2. Если асистолия длится более 5 минут необходимо начать электрокардиостимуляцию. Длительная асистолия может протеста к развитию отека миокарда.

3.3. После снятия зажима с аорты следует избегать механических воздействий на сердце, особенно приводящих к перерастяжешпо миокарда (вывихивание, перераздувание камер сердца кровью и др.). Это может привесит к возникновению фибрилляции сердца.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Защита миокарда от ишемических и реперфузионных повреждении во время реконструктивных операций на сердце // Анестезиология и реаниматология, - 1995. - № 2. - стр. 8-14. (соавт. - Трекова H.A., Яворовский А.Г., Дементьева И.И., Флеров Е.В., Шгаыло Л.А).

2. Warm blood cardioplegic reperfusiou for protection of the myocardium. // The III World Congress of The World Society of Cardiothoracic Surgeons - 1993 -Salzburg, Austria, (coauth. - Trekova N.A., Ivanov V.A).

3. Myocardial protection with and without warm blood cardioplegic reperfusion after total heart ischaemia. // EACTA'93, 8-th Annual Meeting - (Apr. 13-16,

1993) - Zurich, Switzerland, p. 138, (coauth. - Trekova N.A., Ivanov V.A.. Dzemeshkevich S.L., Mikhailov I.E., Bunatian A.A.)

4. Тепловая кровяная кардиоплегическая реперфузия - эффективный метод предупреждения постишемических и реперфузионных повреждений миокарда. Н Второй Всероссийский Конгресс Сердечно-Сосудистых Хирургов России - (28 сентября - 1 октября ¡993) - С.-Петербург, Россия (соавт. - Трекова H.A., Константинов Б.А., Дземешкевич С.Л., Иванов В.А., Таричко И.В).

5. Защита миокарда от реперфузионных повреждений после глобальной ишемии при операциях на открытом сердце с помощью двухступенчатой управляемой реперфузии. // III Научная Конференция Ассоциации сердечнососудистых хирургов Украины (5-8 октября 1993) - Киев, Украина - стр.17, (соавт. Трекова H.A., Дземешкевич СЛ., Дементьева И.И).

6. The influence of the one- and two-stage controlled reperfusion on the postischaemic functional and metabolic recovery of the myocardium in open heart surgery. // The International Symposium on Ischaemia-Rcperfusion Syndrome - Trends and Concepts (March, 8-11. 1995) - Liege, Belgium - section 2. N5. - (coautli. - Dzemeshkevich S.L.. Ivanov V., Konstantinov B.A., Trekova N.A., Dementieva I.I.).

7. Комплексная защита миокарда от ишемических и реперфузионных повреждений при реконструктивных операциях на сердце // Ш Научная Конференция Ассоциации сердечно-сосудистых хирургов Украины (17-19 мая 1995) стр. 137,- Киев. Украина (соавт. Трекова H.A.. Яворовский А.Г., Дземешкевич СЛ., Дементьева И.И.).

8. Комбинированная зашита миокарда от ишемических и реперфузионных повреждении в хирургии аортального клапана. /7 Актуальные проблемы сердечно-сосудистой хирургии, (1-2 октября 1996) - Архангельск, стр. 69, (соавт. Трекова H.A., Кожевников В.А., Соловова Л.Е.).

9. Влияние различных методов реперфузии миокарда на степень постишемического восстановления миокарда при операциях на открытом сердце. // ЕАСТА'96 (May 22-25, 1996) - Lueven, Belgium - Abstract book, p. 66. (соавт. Трекова H.A., Иванов В., Дементьева И.И., Бунятян A.A.).

10.Сравнительная оценка различных видов реперфузии миокарда у пациентов при операциях на открытом сердце. // III Всероссийский съезд сердечнососудистых хирургов (17-20 декабря 1996) - Москва. - стр.279, (соавт. Дементьева И.И., Мильчаков В.И., Трекова H.A.).

Типография НЦХ РАМН Заказ N 242 Тираж 100 экз.