Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Патофизиология ишемии головного мозга и противоишемическая защита в реконструктивной хирургии дуги аорты 34.
1.1. Мозговой кровоток и метаболизм головного мозга в норме 13.
1.2. Ишемический каскад повреждения головного мозга 17.
1.3. Защита мозга в реконструктивной хирургии дуги аорты 34.
Глава II. Материалы и методы исследования 51.
2.1 Клиническая характеристика обследованных больных 39.
2.2. Методы исследования 48.
2.2.1. Методика обеспечения и виды реконструктивных операций на дуге аорты 48.
2.2.2. Клинико-лабораторные методы исследования 51.
2.2.3. Статистические методы обработки данных 51.
Глава III. Течение периоперационного периода при реконструктивных операциях на дуге аорты в условиях глубокой гипотермическои остановки кровообращения и на фоне применения глубокой гипотермическои остановки кровообращения с ретроградной перфузией головного мозга 70.
3.1. Особенности клинического течения периоперационного периода в исследованных группах 54.
3.2. Исходы оперативного лечения 70.
Глава IV. Электроэнцефалографический мониторинг при реконструктивных операциях на дуге аорты в условиях глубокой гипотермическои остановки кровообращения с ретроградной перфузией головного мозга 79.
Глава V. Кислородное обеспечение и метаболизм головного мозга в условиях глубокой гипотермической остановки кровообращения с ретроградной перфузией головного мозга 109.
5.1. Кислородный статус головного мозга в условиях глубокой гипотермической остановки кровообращения с ретроградной перфузией головного мозга 82.
5.2. Кислотно-основное состояние в условиях глубокой гипотермической остановки кровообращения с ретроградной перфузией головного мозга 82.
5.3. Углеводный обмен головного мозга при реконструктивных операциях на дуге аорты в условиях глубокой гипотермической остановки кровообращения с ретроградной перфузией головного мозга 93.
5.4. Особенности липидного обмена головного мозга при реконструктивных операциях на дуге аорты в условиях глубокой гипотермической остановки кровообращения с ретроградной перфузией головного мозга 100.
5.5. Особенности перекисного окисления липидов и состояния антиоксидантной системы при реконструктивных операциях на дуге аорты в условиях глубокой гипотермической остановки кровообращения с ретроградной перфузией головного мозга 106.
5.6. Динамика маркеров нейронального повреждения при реконструктивных операциях на дуге аорты в условиях глубокой гипотермической остановки кровообращения с ретроградной перфузией головного мозга 109.
Глава VI. Обсуждение полученных результатов 132.
Выводы 134.
Практические рекомендации 134.
Список литературы 160.
- Ишемический каскад повреждения головного мозга
- Методика обеспечения и виды реконструктивных операций на дуге аорты
- Электроэнцефалографический мониторинг при реконструктивных операциях на дуге аорты в условиях глубокой гипотермическои остановки кровообращения с ретроградной перфузией головного мозга
- Кислотно-основное состояние в условиях глубокой гипотермической остановки кровообращения с ретроградной перфузией головного мозга
Введение к работе
Актуальность темы исследования
По мнению D. Cooley (1981) «операции на дуге аорты представляют собой своеобразный «вызов» специалистам в области сердечно-сосудистой хирургии». Причины этого - трудность своевременной диагностики аневризм аорты, большой объем и сложность вмешательства, неизбежность длительной искусственной перфузии и гипотермии, следствием чего является развитие коа-гулопатий. Усложняет ситуацию необходимость защиты центральной нервной системы и других органов от гипоксии во время полной остановки кровообращения при работе на дуге аорты.
Частота возникновения аневризм грудного отдела аорты составляет от 6 до 10 случаев на 100000 человек в год (Bickerstaff L.K. et al., 1982; Svensson L.G., Crawford E.S., 1997). P. Ponrai и J. Pepper (1992) в трехлетнем исследовании определили, что разрывы аневризм данной локализации оказались причиной смерти в 1,4% всех аутопсий, а среди причин летальности в США смерть от аневризм аорты стоит на 13-ом месте (Majumber P.P. et al., 1991). В настоящее время, на фоне улучшения диагностики этих заболеваний отмечается рост числа оперативных вмешательств по поводу аневризм.
Полная остановка кровообращения во время выполнения основного этапа операции на дуге аорты неизбежно ведет к ишемии головного мозга (ГМ). Поэтому методики защиты центральной нервной системы (ЦНС) в огромной степени влияют на исход оперативного лечения. Частота послеоперационных неврологических осложнений составляет от 2 до 20% (Griepp R.B. et al., 1992; Coselli J.S. et al, 1993; Filguerias C.L. et al, 1995; Juvonen T. et al, 1998; Tasdemir O. et al, 2002). Хирургия дуги аорты развивается более 50 лет (De Ва-key М. Е., 1957), но проблема защиты мозга остается чрезвычайно актуальной. Основные направления защиты мозга во время остановки кровообращения -глубокая гипотермия, анте - и ретроградная перфузия ГМ. Однако, до сих пор нет четких данных о преимуществах того или иного метода (Константинов Б.А., 2006).
Ретроградная перфузия головного мозга - достаточно новый и малоизученный метод защиты мозга при операциях на дуге аорты. Эффективность и безопасность его окончательно не определены. Существуют работы, как поддерживающие применение этого метода, так и отрицающие его пользу, но
сравнение результатов затруднено из-за разных условий проведения ретроградной перфузии (Белов Ю.В. и соавт., 2004). Остается открытым вопрос длительности безопасной остановки кровообращения при использовании этого вида защиты. Ретроградная перфузия, однако, имеет одно неоспоримое преимущество перед другими методами защиты ГМ - вымывание материальных и газовых микроэмболов из мелких артерий по окончании остановки кровообращения. Кроме того, отсутствует необходимость канюляции брахиоцефальных артерий, что выгодно отличает ее от антеградной перфузии головного мозга.
Принимая во внимание эти факты и опыт проведения безперфузионной гипотермии у кардиохирургических больных, в ННИИПК им. акад. Е. Н. Ме-шалкина была разработана методика, сочетающая в себе глубокую гипотермию, ретроградную перфузию головного мозга, краниоцеребральное охлаждение и фармакологическую защиту ЦНС.
Для того чтобы оценить клиническую эффективность данной методики, а также с целью изучения метаболизма головного мозга при реконструктивных операциях на дуге аорты в условиях применения комплексного анестезиологического обеспечения с ретроградной перфузией головного мозга и было предпринято это исследование.
Цель исследования
Повышение эффективности защиты головного мозга при реконструктивных операциях на дуге аорты в условиях полной гипотермической остановки кровообращения.
Задачи исследования:
Изучить эффективность ретроградной перфузии головного мозга в комплексном обеспечении реконструктивных операций на дуге аорты.
Дать сравнительную оценку клинического течения периоперационного периода при реконструктивных операциях на дуге аорты в условиях глубокой гипотермической остановки кровообращения и в условиях сочетания глубокой гипотермической остановки кровообращения с ретроградной перфузией головного мозга.
Исследовать показатели кислородного и субстратного обеспечения головного мозга, процессы перекисного окисления при использовании сочетания глубокой гипотермической остановки кровообращения с ретроградной перфузией головного мозга.
4. Оценить динамику маркеров нейронального повреждения при использовании сочетания глубокой гипотермической остановки кровообращения с ретроградной перфузией головного мозга.
Научная новизна
Впервые дана оценка эффективности комплексного обеспечения реконструктивных операций на дуге аорты с использованием глубокой перфузионной гипотермии, ретроградной перфузии головного мозга, краниоцеребрального охлаждения и фармакологической защиты мозга.
Установлено, что увеличение длительности гипотермической остановки кровообращения до 80 минут при использовании данного вида защиты мозга не приводит к росту частоты неврологических осложнений и увеличению летальности.
Дан анализ особенностям клинического течения послеоперационного периода у больных, оперированных в условиях полного перерыва кровотока. Выявлены характер и частота осложнений после реконструктивных операций на дуге аорты.
Впервые исследованы особенности метаболизма мозга у пациентов, оперированных на дуге аорты в условиях сочетания глубокой гипотермии, ретроградной перфузии головного мозга, краниоцеребрального охлаждения и фармакологической защиты мозга.
Установлен временный и обратимый характер, а также компенсаторная направленность изменений метаболизма мозга при гипотермической остановке кровообращения длительностью до 80 минут.
Дана оценка активности перекисного окисления липидов и антиокси-дантной системы, что позволило определить периоды наибольших сдвигов го-меостаза при реконструктивных операциях на дуге аорты.
Прослежена динамика маркеров нейронального повреждения (протеин S-100 и нейронспецифическая енолаза) в периоперационном периоде, которая свидетельствует о транзиторном характере изменений в головном мозге.
Исследованы особенности биоэлектрической активности мозга в периоперационном периоде, раннее восстановление биоэлектрической активности мозга, подтверждает отсутствие структурных и грубых функциональных изменений в головном мозге.
Отличие полученных новых научных результатов от результатов,
полученных другими авторами
В отличие от данных других авторов, касающихся эффективности применения ретроградной перфузии мозга при операциях на дуге аорты, (Ergin М.А. et al, 1994; Boeckxstans C.J., Flameng W.J., 1995; Ye J. et al, 1997; Ueda Y. et al, 1999; Wong C.H. et al, 1999; Spielvogel D. et al, 2003; Estrera A.L et al, 2008), no результатам проведенного исследования, предложенное нами комплексное обеспечение реконструктивных операций на дуге аорты позволяет добиться надежной противоишемической защиты мозга. В результате этого существенно снижается частота неврологических осложнений и послеоперационная летальность.
Практическая значимость полученных новых научных знаний
Увеличение безопасного времени глубокой гипотермической остановки кровообращения до 80 минут при использовании ретроградной перфузии головного мозга, краниоцеребрального охлаждения и фармакологической защиты позволяет выполнять сложные реконструктивные вмешательства на дуге аорты. Низкая частота неврологических осложнений и летальность позволяет широко использовать данную методику в реконструктивной хирургии дуги аорты.
Выявленные особенности исходного состояния пациентов и течения пе-риоперационного периода (неврологические нарушения в анамнезе, гипергликемия во время основного этапа операции, увеличение назофарингеальной температуры выше 36С в периоде перфузионного согревания) дают возможность оценить и учесть факторы риска развития послеоперационных осложнений.
Применение мониторинга кислородного обеспечения мозга и его биоэлектрической активности позволяет уточнить оптимальный температурный уровень для прекращения введения анестетиков и начала остановки кровообращения с целью протезирования дуги аорты.
При исследовании метаболизма головного мозга выявлены периоды его наибольшей уязвимости во время хирургической реконструкции дуги аорты -это глубокая гипотермическая остановки кровообращения и этап реперфузии, когда необходимо оптимальное обеспечение мозга кислородом и субстратами окисления.
Достоверность выводов и рекомендаций
Большой клинический материал (113 обследованных пациентов с поражениями дуги аорты, которым выполнены реконструктивные операции на дуге аорты в условиях гипотермической перфузии и глубокой гипотермической остановки кровообращения с ретроградной перфузией головного мозга (89 пациентов), и без использования перфузии мозга (24 пациента)) и высокий методический уровень выполненных исследований позволяет говорить о достоверности полученных результатов.
Краткая характеристика клинического материала (объекта исследования)
и научных методов исследования
Нами изучено течение периоперационного периода у 113 пациентов, которым в плановом порядке выполнены реконструктивные вмешательства на дуге аорты с декабря 1999 по март 2009 года. В зависимости от вида защиты ГМ больные были разделены на 2 группы: группа ГГОК и группа РПГМ. В группе ГГОК (24 пациента) для защиты головного мозга использовали глубокую гипо-термическую остановку кровообращения, КЦГ и фармакологическую протекцию; в группе РПГМ (89 больных) защиту мозга проводили сочетанием глубокой гипотермической остановки кровообращения, ретроградной перфузии головного мозга, КЦГ и фармакологической защиты.
Для оценки влияния длительности гипотермической остановки кровообращения (ОК) на частоту неврологических осложнений и летальность в группе РПГМ выделено 2 подгруппы: с длительностью полного перерыва кровотока до 45 минут (подгруппа 1) и свыше 45 минут (подгруппа 2).
Группы были сравнимы по возрасту, характеру основной и сопутствующей патологии. Структура основной патологии представлена в табл. 1.
Вводную анестезию проводили фентанилом (4-5 мкг/кг) и препаратами бензодиазепинового ряда (диазепам или мидазолам 0,1 мг/кг). После индукции вводили метилпреднизолон 10 мг/кг, начинали КЦГ, используя матерчатый шлем с мелкоколотым льдом, перед этим внутривенно вводили гепарин 0,5 мг/кг и инсулин 0,1 ЕД/кг. Уровень гликемии оценивали не реже одного раза в час.
Таблица 1 Структура основной патологии
Коррекцию гипергликемии начинали с 10 ммоль/л с помощью болюсного введения или постоянной инфузии инсулинов короткого типа действия. Анестезию поддерживали ингаляцией изофлюрана 1,5-3,5 Об %, и инфузией пропофола 1-2 мг/кг/ч. Для миорелаксации использовали ардуан в дозе 0,05-0,1 мг/кг/ч.
Аппарат искусственного кровообращения (АИК) подключали по схеме: восходящая аорта - правое предсердие. Для проведения ретроградной перфузии головного мозга в группе РПГМ, дополнительно устанавливали специальную канюлю в верхнюю полую вену. Управление кислотно-основным состоянием осуществляли по методике а-стат. Во время перфузионного охлаждения градиент между носителем в теплообменнике и назофарингеальной температурой не превышал 7С. При достижении температуры 25-27С, учитывая замедление метаболизма, введение анестетиков временно прекращали. Охлаждение продолжали до 16-18С в носоглотке, к этому моменту наступало «электрическое молчание» ГМ, развивался максимальный мидриаз, уровень SJO2 возрастал до 95-99%. После достижения «электрического молчания» пациента охлаждали еще на 1С, для снижения температуры глубоких структур ГМ. Для защиты мозга за несколько минут до ОК в АИК вводили тиопентал Na - 10 мг/кг, 10 мл 25% MgS04 и 2 мл/кг 4% гидрокарбоната натрия для создания резервного алкалоза. После этого ПК прекращали, в группе РПГМ начинали ретроградную перфузию мозга охлажденной до 8-12С оксигенированной кровью со скоростью 150-300 мл/мин (223,5+17,4 мл/мин). Во внутренней яремной вене поддерживали давление 12-15 мм рт. ст., отслеживали поступление крови из устьев брахиоцефальных артерий.
После окончания этапа на дуге аорты и профилактики воздушной эмболии возобновляли ПК, с головы убирали шлем со льдом, начинали перфузион-
ное согревание пациента. Градиент между температурой носителя и назофа-рингеальной температурой не превышал 7С. Введение анестетиков возобновляли при 27С. Согревание прекращали при температуре 36С. Характеристики операционного периода представлены в табл. 2.
Таблица 2
Характеристики операционного периода
Достоверность различий: *- р<0,05 по сравнению с группой РПГМ
Хирургическая техника протезирования восходящей аорты и ее дуги в исследованных группах не отличалась. Для доступа к сердцу использовали серединную торакотомию. В случае несостоятельности аортального клапана выполняли протезирование восходящего отдела аорты и аортального клапана кла-пансодержащим кондуитом с реимплантациеи устьев коронарных артерий в протез (операция Бенталла). В случае полной состоятельности аортального клапана применяли методику супракоронарного протезирования. Если корень аорты был деформирован за счет аневризматически расширенного некоронарного синуса, выполняли операцию Вольфа. При дилатации синусов Вальсаль-вы, синотубулярного соединения и удовлетворительном диаметре фиброзного кольца аортального клапана, применяли операцию экстравальвулярного протезирования восходящей аорты с реимплантациеи устьев коронарных артерий в протез (операция Дэвида).
Этап на дуге аорты осуществляли в условиях гипотермической ОК. При наличии расслоения или аневризмы дуги аорты выполняли наложение косого агрессивного анастомоза по типу полудуги (he my arch repair). В случае вовлеченности в патологический процесс брахиоцефальных артерий для протезирования использовали многобраншевый протез. При распространении патологического процесса на нисходящий грудной отдел, когда вторым этапом планирова-
ли вмешательство на грудной или торакоабдоминальной аорте, применяли методику «хобота слона», разработанную Н. Borst.
Для решения поставленных задач применяли клинические, биохимические и инструментальные методы исследования. В обеих группах оценивали время восстановления сознания, длительность ИВЛ, частоту возникновения очагового и диффузного неврологического дефицита. Исследовали структуру осложнений и летальность.
В группе РИТМ пробы крови для исследования забирали из лучевой артерии и луковицы внутренней яремной вены (ЛВЯВ) на следующих этапах:
После вводной анестезии;
На глубине охлаждения, при назофарингеальной температуре 18С;
Через 30 минут после прекращения искусственного кровообращения;
Через 120 минут после прекращения искусственного кровообращения;
В 1-е сутки после операции;
На 3-й сутки после операции (в связи с удалением канюль из лучевой артерии и ЛВЯВ, кровь на этом этапе набрали из центральной вены).
В пробах крови определяли концентрацию нейронспецифической енолазы (НСЕ) и протеина S-100(3 (в ЛВЯВ) иммуноферментным методом; показатели газового состава крови, включая РаОг, PJO2 (парциальное напряжение кислорода в артерии и яремной луковице), БаОг, SJO2 (насыщение кислородом гемоглобина в артерии и яремной луковице), используя микрометод Аструпа без температурной коррекции; уровень глюкозы - глюкозооксидазным методом по Колбу В.Т. и Ка-мышникову В.С; содержание лактата - методом Лу в модификации Мешковой Н.П., Северина СЕ. (1950); уровень пировиноградной кислоты (ПВК) - методом Умбрайта в модификации Колба В.Т. и Камышникова B.C. (1982); концентрацию свободных жирных кислот (СЖК) - методом Noma в модификации Прохорова М.Ю. и др. (1977); содержание триацилглицеридов (ТАГ); уровень малонового диальдегида (МДА) в плазме - методом Стальной И.А. и Гаришвили Т.Г. (1977); активность каталазы в плазме крови - методом Королюка М.А. и др. (1988), уровень церулоплазмина - методом Равина в модификации Колба В.Т. и Камышникова B.C. (1982). Рассчитывали коэффициент экстракции кислорода мозгом (КЭОг) по формуле: K302=(Sa02-Sj02)/Sa02 и соотношение лактат/пируват. В группе РПГМ на этапах периоперационного периода проводили электроэнцефалографию с последующим изучением паттернов ЭЭГ.
Статистические методы обработки данных
Статистический анализ полученных результатов проведен с помощью программ EXCEL, БИОСТАТ и STATISTICA 6. Сравнение групп из совокупностей с нормальным распределением проводили с помощью t критерия Стью-дента для двух зависимых или независимых выборок. Качественные признаки оценивались с использованием критерия % . Для анализа зависимости количественных признаков выборочных данных в отсутствие нормального распределения применяли ранговый коэффициент корреляции Спирмена, при наличии нормального распределения применяли коэффициент корреляции Пирсона. Результаты представлены как среднее и стандартная ошибка среднего (М±т). Статистически значимыми считались различия данных и корреляции при р<0,05.
Использованное оснащение, оборудование и аппаратура
Иммуноферментный анализатор Evolis, BioRad, (США) № госрегистрации 97/842; газоанализатор «Chiron/Diagnostics-865» и «Ciba Corning-288 Blood Gas Sistem» per. № 87/62 (США, Великобритания); биохимический анализатор "Konelab - 20" (Финляндия) № госрегистрации 97/435; компьютерный электроэнцефалограф «НЕЙРОН-СПЕКТР» (Россия).
Личный вклад автора в получении новых научных результатов
данного исследования
При выполнении работы автор лично:
осуществлял обследование, анестезиологическое обеспечение на этапе операции и ведение в послеоперационном периоде пациентов с расслоениями и аневризмами грудного отдела и дуги аорты, которым выполнялись реконструктивные вмешательства на дуге аорты.
провел анализ исследуемых параметров 113 историй болезни пациентов с поражениями дуги аорты, оперированных в условиях гипотермической перфузии и глубокой гипотермической остановки кровообращения с ретроградной перфузией головного мозга и без перфузии мозга. Создал базу данных в системе Microsoft Excel. При построении таблиц и графиков использовал программы Microsoft Word и Microsoft Power Point. Статистическая обработка данных про-
изведена на персональном компьютере IBM PC с применением пакета программ Statistica 6.0 и Биостат;
провел научную интерпретацию полученных результатов;
разработал и внедрил «Способ комплексного обеспечения реконструктивных операций на дуге аорты»;
опубликовал основные положения, выводы диссертации и практические рекомендации;
Апробация работы и публикации по теме диссертации
Основные положения, выводы и практические рекомендации доложены на X съезде сердечно-сосудистых хирургов НЦССХ им. А.Н. Бакулева РАМН (Москва, 2006); на заседании ученого совета ФГУ «НИИПК Росмедтехноло-гий» (Новосибирск, 2010).
По теме диссертации опубликовано 7 научных работ, из них в журналах, рекомендуемых в перечне ВАК - 3 статьи.
Структура и объем диссертации
Ишемический каскад повреждения головного мозга
Центральным событием, вызывающим повреждение нейрона при гипоксии, является снижение выработки энергии из-за блокады окислительного фосфорилирования. Уровень АТФ и ФК падает, нарушаются энергозависимые гомеостатические механизмы. На поддержание ионного градиента между клеткой и внеклеточной средой в норме уходит до 75% АТФ (Astup J., 1982; Hansen A.J., 1985; Erecinska M., Silver I.A., 1989). При дефиците АТФ развивается недостаточность АТФ-зависимого Na/K- насоса, страдает функция кальциевой помпы, происходит «утечка» К+ из клетки, внутриклеточное накопление Na+, СГ, Са2+ и воды, возникает цитотоксический отек. Накопле-ние внутри клетки Na и Са" приводит к стойкой деполяризации нейрональ-ной мембраны (Warlow СР. et al., 1996). Из-за активации анаэробного гликолиза, в клетке возрастает концентрация лактата и пирувата, причем в большей степени увеличивается уровень лактата (Huckabee W., Judson W., 1958). Гипоксия ГМ сопровождается компенсаторным ростом потребления глюкозы из крови, возникает положительная артериовенозная разнице по глюкозе и отрицательная по лактату и пирувату. Нарастающий внутриклеточный ацидоз приводит к вторичной блокаде многих ферментативных систем, что в наибольшей степени выражено в условиях гипергликемии.
При деполяризации нейронов выделяется большое количество возбуждающих аминокислот - глутамата и аспартата (Benveniste Н. et al.,1981; Hagberg J. et al., 1987), которые активируют NMDA и АМРА-рецепторы; изменяется конфигурация структурно связанных с ними ионных каналов, в результате чего нарастает входящий ток Na+ и Са2+. До 95% внеклеточного кальция переходит во внутриклеточное пространство. Рост внутриклеточного Са" считается триггером ряда событий, ведущих к гипоксическому повреж-дению. Са" активирует ферменты: протеинкиназу С, фосфолипазы А2 и С, Са2+ кальмодулин-зависимую протеинкиназу, NO-синтетазу, ряд других про-теинкиназ, а так же эндонуклеаз (Dawson Т.М. et al., 1992). Активация протеаз ведет к катаболизму белков. Фосфолипазы разрушают фосфолипиды мембран, образуются свободные жирные кислоты, вызывающие разобщение окислительного фосфорилирования, активацию перекисного окисления ли-пидов (ПОЛ), нарушение функции мембран. Под действием фосфолипазы А2 образуется арахидоновая кислота, которая, при участии циклооксигеназы, дает начало образованию лейкотриенов, простагландинов, (Gaudet R.J. et al., 1980; Adesuyi S.A. et al., 1985) и тромбоксана. Последний усиливает агрега цию тромбоцитов, что ведет к тромбозу мелких сосудов. В ГМ в норме лей-котриены не определяются (Adesuyi S.A. et al., 1985), но они появляются в нем при ишемии и реперфузии. (Moskowitz М.А. et al., 1975). Как и некоторые простагландины, лейкотриены являются мощными вазоконстрикторами, а также медиаторами "вторичного ишемического повреждения" из-за способности повышать проницаемость капилляров с выходом лейкоцитов в ткань головного мозга. В постишемическом периоде это приводит к тромбозу мелких сосудов и отеку ГМ. Из-за высокой концентрации свободного Са в ядре активируются Са , Mg" - зависимые эндонуклеазы и фрагментируется ДНК, начинается апоптоз или «программированная» гибель клеток (Новикова B.C., 1996). Разрывы в одной цепи ДНК легко репарируются (Ward J.F. et al., 1985), но конверсия одно-цепочечных разрывов в двух-цепочечные в присутствии активных радикалов 02 летальна для клетки (Bryant Р.Е., 1985; Radford I.R., 1985). Существует мнение, что программированная гибель клеток происходит из-за активации генов немедленного реагирования (immediate-early genes - IEGs), быстрое увеличение в ядре уровня Са2+ ведет к их транскрипции. Экспрессия IEGs наблюдается при активации ПОЛ, эксай-токсичности, тепловом шоке (Chopp М., 1992). Некоторые из генов запускают апоптоз, другие увеличивают сопротивляемость клетки (Sonnenberg J.L. et al., 1989; Benveniste H., 1991; Smeyne R.J. et al., 1993).
Промежуточным звеном синтеза молекулярного оксида азота (NO) является монооксид азота (NO-). Для синтеза NO необходимо наличие в клетках фермента супероксиддисмутаза и SH-групп. При их дефиците -NO реагирует с супероксид-радикалом, образуя пероксинитрит, из которого образуется радикал гидроксила - чрезвычайно активный и токсичный вторичный радикал, повреждающий мембраны клеток. Такое направление принимает метаболизм NO- при нехватке 02. Эта форма метаболизма N0- характерна для нейронов. Образующийся пероксинитрит активирует NMDA-рецепторы и нарушает энергетический метаболизм (Garthwaite J. et al., 1989).
Методика обеспечения и виды реконструктивных операций на дуге аорты
Для решения поставленных задач применяли биохимические, инструментальные, клинические методы исследования. Для определения динамики нейронспецифических протеинов, изучения метаболических сдвигов и оценки кислородного статуса ГМ набирали пробы крови из лучевой артерии и луковицы внутренней яремной вены на следующих этапах: 1. после вводной анестезии; 2. на глубине охлаждения, при назофарингеальной температуре 18С; 3. через 30 минут после прекращения искусственного кровообращения; 4. через 120 минут после прекращения искусственного кровообращения; 5. первые сутки после операции; 6. третьи сутки после операции (в связи с удалением канюль из лучевой артерии и луковицы внутренней яремной вены, кровь на этом этапе набрали из центральной вены (подключичная, внутренняя яремная или бедренная вена)); Для мониторинга, состояния ЦНС в крови, оттекающей от ГМ оценивали динамику маркеров нейронального повреждения: Концентрацию нейронспецифической енолазы и протеина S-100(3 определяли иммуноферментным методом, с помощью наборов шведской фирмы CanAg на автоматическом иммуноферментном анализаторе Evolis, BioRad, (США) № госрегистрации 97/842. Для оценки кислородного статуса головного мозга определяли газовый состав крови в пробах из артерии и из луковицы внутренней яремной вены. Использовали микрометод Аструпа в модификации Siggard-Andersen без температурной коррекции на газоанализаторах «Chiron/Diagnostics-865» и «Ciba Corning-288 Blood Gas Sistem» per.№ 87/62 (США, Великобритания). Анализировались следующие показатели: Исследовали Ра02, Pj02 (парциальное напряжение кислорода), Sa02, Sj02 (насыщение кислородом гемоглобина крови). Рассчитывали коэффициент экстракции кислорода мозгом КЭ02 по формуле 1: K302=(SaO2-SjO2)/SaO2 где SaOz - сатурация 02 в артерии и SjOz - сатурация в луковице яремной вены. Исследовали показатели углеводного обмена головного мозга: уровень глюкозы - глюкозооксидазным методом по Колбу В.Т. и Камышникову B.C.; содержания лактата - методом Лу в модификации Мешковой Н.П., Северина С.Е.(1950); уровень пировиноградной кислоты (ПВК) - в цельной крови по методу Умбрайта в модификации Колба В.Т. и Камышникова B.C. (1982). Анализировали соотношение лактат/пируват. Определяли показатели липидного обмена головного мозга: концентрацию свободных жирных кислот (СЖК) - методом Noma в модификации М.Ю.
Прохорова и др. (1977); содержание холестерина, триглицеридов - с помощью стандартных наборов реагентов фирмы «Вектор-Бест» (Россия), на биохимических анализаторах "Konelab - 20" (Финляндия) № госрегистрации 97/435. Для оценки перекисного окисления липидов (ПОЛ) изучали содержание первичных и вторичных продуктов ПОЛ и состояние антиоксидантной системы: уровень сопряженных триенов в плазме крови - методом И.А. Волчегорского и др. (1989); уровень малонового диальдегида в плазме - методом И.А. Стальной и Т.Г. Гаришвили (1977); активность антиперекисного фермента каталазы в плазме крови оценивали методом М.А. Королюка и др. (1988), уровень церулоплазмина -методом Равина в модификации В.Т. Колба и B.C. Камышникова (1982). Для оценки электрической активности ГМ в периоперативном периоде, определения температуры формирования «электрического молчания», момента появления первичной электрической активности на этапе перфузионного согревания, а также времени, в течении которого электрическая активность становилась регулярной проводили электроэнцефалографию с последующим изучением паттернов ЭЭГ. Применен непрерывный режим мониторинга с периодической записью нативных ЭЭГ в базу данных компьютера. Выделяли следующие этапы: после вводной анестезии; доступа к сердцу и изолированного охлаждения головы; перфузионное охлаждение, с выделением уровня умеренного и глубокого охлаждения до достижения целевой температуры и остановки ИК; период перфузионного согревания; Отмечали время исчезновения, а затем восстановления электрической активности. На всех этапах on line оценивали типы ЭЭГ - паттернов и их динамические изменения. При изучении результатов мониторинга анализ выполнялся комплексным методом, который позволил оценить паттерны в целом, дополняя его объективными количественными показателями. Оценка неврологического статуса Регистрировали скорость появления сознания (фиксация взора, возможность речевого контакта с пациентом, появление произвольных движений и выполнение элементарных команд) как показатель восстановления интегративной функции центральной нервной системы.
Электроэнцефалографический мониторинг при реконструктивных операциях на дуге аорты в условиях глубокой гипотермическои остановки кровообращения с ретроградной перфузией головного мозга
До начала перфузионного охлаждения, на фоне краниоцеребральной гипотермии ЭЭГ претерпевала умеренно выраженные динамические изменения. У всех больных на протяжении этого периода паттерн ЭЭГ характеризовался умеренным полиморфизмом с преобладающей низкоамплитудной, не более 30-40мкВ, низкочастотной бета-активностью (частоты от 14 до 18/с) на фоне редуцированной диффузной альфа-активности. В целом паттерн соответствовал начальному уровню хирургической стадии общей анестезии.
На фоне изолированного охлаждения головы до начала РЖ при назо-фарингеальной температуре от 34 до 33С изменения ЭЭГ были минимальны. Перед торакотомией незначительная перестройка паттернов была обу словлена углублением анестезии и влиянием анестетиков на ЦНС, за счет разобщения взаимодействия коры и подкорковых образований, а именно, угнетения таламических центров. Постепенное углубление анестезии в сочетании с краниоцеребральной гипотермией делало паттерн моноритмичным с формированием фармакологического феномена «вспышка-подавление», и далее -с периодическим урежением частот и полиритмией (рис. 5).
С началом перфузионного охлаждения начались максимально быстрые динамические изменения на ЭЭГ. Скорость перестройки паттернов напрямую зависела от скорости охлаждения, которая составляла в среднем 4 мин/1 С.
Общим для всех наблюдений было выраженное снижение амплитудного уровня (до 25% ниже исходной амплитуды) с нарастанием индекса медленных частот. При снижении температуры в диапазоне от 31 до 28С, фор мировался весьма специфический и общий для всех паттерн ЭЭГ, так называемый «холодовой паттерн 1» (рис. 6).
Такой тип кривой ЭЭГ характеризуется следующими признаками: амплитуда снижается до 20-10 мкВ, начинается обеднение кривой, альфа-активность практически не регистрируется, доминируют медленные частоты диапазонов тэта и дельта.
При дальнейшем охлаждении в температурном диапазоне от 27 до 22-21С отмечалось постепенное снижение амплитуды до 5-10 мкВ, резкое обеднение кривой, альфа-активность не регистрировалась, в отведениях от теменных и центральных отделов - наблюдались единичные медленные волны, возникающие асинхронно диффузно. На этом этапе углубление гипотермии привело к появлению новых, не регистрируемых при умеренной и углубленной гипотермии ЭЭГ-феноменов - периодических синхронных и асинхронных комплексов. Эта фаза глубокой общей гипотермии завершалась резким угнетением электрической активности через стадию всплеска торможения (периодические комплексы, далее - прогредиентное удлинение периодов электрического молчания и, в финале - полное исчезновение электрической активности). Такой тип угасания электрической активности можно назвать «холодовой паттерн 2» (рис. 7).
Посла возобновления ИК, в период перфузионного согревания, первичная электрическая активность регистрировалась при температуре от 21 до 24С. Последовательность ЭЭГ-феноменов в период согревания не была тождественна феноменам периода охлаждения. Начальные формы восстановления ритмики представляли собой преимущественно однотипные паттерны согревания, которые имели следующие амплитудно-частотные и временные характеристики: вначале - единичные и групповые электронегативные низ-коашштудные (не более ЮмкВ) медленные волны, с длительными периодами (от 30 до 120с) изоэлектрического молчания на ЭЭГ (рис. 9).
Кислотно-основное состояние в условиях глубокой гипотермической остановки кровообращения с ретроградной перфузией головного мозга
При исследовании кислородного обеспечения мозга мы выявили достоверный прирост Ра02 на этапе глубокой гипотермии (18С), когда значение этого показателя увеличилось на 38,6%. В остальных точках Ра02 не отличалось от исходного уровня. Парциальное напряжение кислорода на этапах исследования в артерии и ЛВЯВ приведено в табл. 8. Важным показателем, отражающим обеспечение тканей кислородом, является сатурация - насыщение кислородом гемоглобина крови. Динамика показателей насыщения гемоглобина кислородом крови притекающей к головному мозгу, оттекающей от него и коэффициент экстракции кислорода (формула 1) приведены в табл. 9. Изменения сатурации гемоглобина артериальной крови на этапах исследования были достоверны, но незначительны. На II и III этапе этот показатель увеличивался на 0,2%, а на IV и V - снижался на 0,6% по сравнению с исходным. SjCb на глубине охлаждения достоверно повышалась на 87,2% (р 0,05). На остальных этапах исследования этот показатель не отличался от исходного значения, но отмечена тенденция к его росту через 120 минут после ИК и в 1-е сутки после операции, то есть параллельно с увеличением PJO2. На этапе глубокой гипотермии отмечено резкое снижение разницы между насыщением гемоглобина кислородом артериальной крови и крови, оттекающей от ГМ. Значения коэффициента экстракции кислорода головным мозгом демонстрировали динамику обратную величинам SjCb.
На этапе глубокой ги потермии (18С) отмечено резкое снижение КЭ02 в 6,4 раза по сравнению с исходным (р 0,001). На III, IV и V этапах КЭ02 достоверно не отличался от исходного, хотя имелась тенденция к его снижению на 1-е сутки после операции. Достоверность различий: - р 0,05 по сравнению с показателями на I этапе Исходное значение рН артериальной крови составляло 7,43±0,02. На глубине охлаждения этот показатель достоверно не отличался от исходного Через 30 и 120 минут после ИК выявлено его достоверное снижение (7,38±0,02 и 7,37±0,02 соответственно), по сравнению с I этапом. В 1-е сутки после операции рН артериальной крови вернулся к исходному уровню. рН в ЛВЯВ на глубине охлаждения достоверно увеличился (7,4±0,02 против 7,35±0,01 на I этапе). Через 30 минут после остановки ИК отмечена тенденция к его снижению. Через 120 минут после ИК этот показатель был достоверно ниже уровня I этапа, составив 7,31±0,01. В 1-е сутки после операции рН крови оттекающей от ГМ вернулся к исходному значению. Показатели гликемии артериальной крови и крови ЛВЯВ после вводной анестезии были 5,6±0,26 ммоль/л и 4,7±0,23 ммоль/л соответственно, на этапе перфузионного охлаждения при 18С, отмечалось достоверное увеличение концентрации глюкозы в артериальной крови и крови ЛВЯВ, уровень гликемии составил 8,13±0,7 ммоль/л и 7,8±0,66 ммоль/л в артерии и ЛВЯВ соответственно. Своего максимума гликемия достигала через 30 минут после завершения ИК, когда в артерии исходное значение было превышено в 2 раза (р 0,001), а в вене более чем в 2,5 раза (р 0,001), составляя 11,39±0,8 и 11,39±1,0 ммоль/л соответственно. На последующих этапах уровень глюкозы крови оставался высоким как в артерии, так и вене (р 0,001). Через 120 минут после прекращения ИК сахар крови был почти в 2 раза выше исходного (в артерии 10,9±0,95 ммоль/л, в ЛВЯВ - 9,7±0,9 ммоль/л). Уровень гликемии постепенно снижался и на V этапе составил 8,35±0,49 ммоль/л в артериальной крови и 7,86±0,49 ммоль/л в ЛВЯВ. К 3-м суткам после операции сахар венозной крови оставался достоверно выше исходного (6,2±0,3 ммоль/л). Для оценки метаболизма глюкозы в ГМ оценивали артериовенозную разницу по глюкозе (АВРГЛЮ), ее изменения на этапах исследования представлены в табл. 11.
Обнаружено достоверное снижение АВРГЛЮ на глубине охлаждения (18С) в 2,8 раза и через 30 минут после окончания ИК - в 1,86 раза по сравнению с исходным уровнем. На IV этапе (2 часа после ИК) АВРГЛЮ возросла на 25,8% по сравнению с исходным значением, однако, в связи с вариабельностью реакции клеток мозга, изменения были недостоверными. В 1-е сутки после операции АВРГЛЮ была почти в 2 раза ниже исходной, но изменения не были достоверными также в связи со значительной индивидуальной вариабельностью.
![Варианты анестезиологического обеспечения операций на абдоминальном отделе аорты у больных с сопутствующей ишемической болезнью [Электронный ресурс]](/i/i/4296/183818.png "Варианты анестезиологического обеспечения операций на абдоминальном отделе аорты у больных с сопутствующей ишемической болезнью [Электронный ресурс] Лукьянов Олег Борисович")
