Научная статья на тему 'Биохимическая оценка повреждения миокарда и воспалительной реакции после трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации с использованием полупроводникового лазера в сочетании с аортокоронарным шунтированием'

Биохимическая оценка повреждения миокарда и воспалительной реакции после трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации с использованием полупроводникового лазера в сочетании с аортокоронарным шунтированием Текст научной статьи по специальности «Клиническая медицина»

CC BY
88
27
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по клинической медицине, автор научной работы — Чернявский М. А., Князькова Л. Г., Могутнова Т. А., Караськов А. М., Чернявский А. М.

Исследование динамики биохимических маркеров повреждения миокарда и воспалительного ответа после трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации с применением полупроводникового лазера «ИРЭ-Полюс-1, 56 мкм» в сочетании с АКШ проведено перед операцией, через 20-24 ч, на 3-и и 7-е сутки после операции. Было выявлено, что уровень кардиоспецифических маркеров и степень их прироста в первые сутки после операции отражают влияние хирургических вмешательств на сердце. Показатели острофазового ответа свидетельствуют о развитии физиологической воспалительной реакции на хирургическую травму, сопровождающейся компенсаторной активацией антиперекисных и антипротеолитических механизмов биологической защиты.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по клинической медицине , автор научной работы — Чернявский М. А., Князькова Л. Г., Могутнова Т. А., Караськов А. М., Чернявский А. М.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Биохимическая оценка повреждения миокарда и воспалительной реакции после трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации с использованием полупроводникового лазера в сочетании с аортокоронарным шунтированием»

БИОХИМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПОВРЕЖДЕНИЯ МИОКАРДА И ВОСПАЛИТЕЛЬНОЙ РЕАКЦИИ ПОСЛЕ ТРАНСМИОКАРДИАЛЬНОЙ ЛАЗЕРНОЙ РЕВАСКУЛЯРИЗАЦИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ЛАЗЕРА В СОЧЕТАНИИ С АОРТОКОРОНАРНЫМ ШУНТИРОВАНИЕМ

М.А. Чернявский, Л.Г. Князькова, Т.А. Могутнова, A.M. Караськов, A.M. Чернявский

ФГУ «Новосибирский НИИ патологии кровообращения им. акад. E.H. Мешалкина Росмедтехнологий»

Исследование динамики биохимических маркеров повреждения миокарда и воспалительного ответа после трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации с применением полупроводникового лазера «ИРЭ-Полюс-1,56 мкм» в сочетании с АКШ проведено перед операцией, через 20-24 ч, на 3-и и 7-е сутки после операции. Было выявлено, что уровень кардиоспецифических маркеров и степень их прироста в первые сутки после операции отражают влияние хирургических вмешательств на сердце. Показатели острофазового ответа свидетельствуют о развитии физиологической воспалительной реакции на хирургическую травму, сопровождающейся компенсаторной активацией антиперекисных и антипротеолитических механизмов биологической защиты.

По данным Всемирной организации здравоохранения, сердечно-сосудистая патология занимает лидирующее место в структуре летальности и заболеваемости практически во всех странах мира. Ведущее место в группе нозологических форм, определяющих эту группу заболеваний, безусловно занимает ИБС.

Общепризнанным методом лечения тяжелых форм ИБС является аортокоронарное шунтирование (АКШ), однако с накоплением хирургического опыта оказалось, что приблизительно в 25-30% случаев калибр одного или нескольких коронарных сосудов недостаточен для эффективного шунтирования и/или коронарные артерии имеют диффузное поражение на всем протяжении, что не позволяет шунтировать их адекватно [3].

Таким образом, с увеличением количества хирургических вмешательств выявляется группа больных ИБС, для которых выбор традиционных методов прямой реваскуляризации ограничен [1]. Именно это становится предпосылкой к разработке альтернативных методов реваскуляризации миокарда.

Начиная с 1986 года, с первого успешного использования трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации (ТМЛР), во многих клиниках началось применение этого метода как изолированно, так и в сочетании с АКШ [14, 15]. При этом использовались различные типы лазерных установок. О. Frazier с соавторами сообщает о применении СО2-лазера, в результате кото-

рого, по данным позитронной эмиссионной томографии, отмечалось улучшение перфузии миокарда на 14% через 6 и подтверждалось через 12 мес. после операции [10].

Более эффективное снижение функционального класса (ФК) стенокардии и улучшение показателей качества жизни получено при использовании СО2-лазера в сочетанных операциях АКШ+ТМЛР [9, 20]. Через 1 год после выполнения ТМЛР с применением гольмиевого лазера (Ho:YAG лазер) существенного улучшения перфузии миокарда не было выявлено, однако ФК стенокардии стал значительно ниже, а толерантность к физической нагрузке выше [13].

Опыт клинического использования ТМЛР свидетельствует о несомненной эффективности этого метода и в первую очередь характеризуется отчетливым уменьшением ФК стенокардии и улучшением качества жизни пациентов, а также низкими показателями осложнений и летальности [16]. В настоящее время не существует единой точки зрения на преимущественное использование того или иного типа лазерного излучения, поэтому поиск новых возможностей и других спектров лазерного излучения остается актуальной задачей.

Наш интерес к исследованию эффективности полупроводникового лазера ЛС-1,56 мкм «ИРЭ-Полюс» обусловлен тем, что он способен работать как в импульсном, так и непрерывном режиме и позволяет даже при большой частоте следования импульсов ограничивать зону тепловой деструкции ткани.

Поскольку лазерное воздействие может приводить к повреждению миокарда и стать причиной развития острофазового ответа, важной характеристикой лазерного эффекта считается степень повреждающего влияния на миокард. Поэтому представлялось целесообразным исследовать динамику биохимических маркеров повреждения миокарда и оценить воспалительную реакцию после ТМЛР с применением полупроводникового лазера в сочетании с АКШ.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

После выполнения серии экспериментальных исследований и получения объективных данных о безопасности и эффективности ТМЛР с использованием полупроводникового лазера «ИРЭ-Полюс-1,56 мкм» в нашей клинике выполнена 81 сочетанная операция: АКШ+ТМЛР у больных с диффузным поражением коронарного русла.

Из всех прооперированных пациентов 81% больных был с постинфарктным кардиосклерозом. Все пациенты были отнесены к II-III ФК стенокардии по CCS.

Всем пациентам выполнялось стандартное предоперационное обследование, включающее в себя: электро-, эхокардиографию с анализом сегментарной сократимости миокарда, селективную коронарографию.

Основным критерием отбора пациентов на операции ТМЛР была невозможность выполнения АКШ в связи с диффузным поражением коронарных артерий (34%), поражением ди-стального русла (28%) или наличием мелких, нешунтабельных артерий (38%).

По данным коронарографии, выявлено трех-сосудистое поражение коронарного русла у 81% больных, двухсосудистое поражение у 19% больных, при этом диффузное и/или дис-тальное поражение распределялось таким образом: огибающая артерия - 75,8%, правая коронарная артерия - 62%, передняя нисходящая артерия - 6,9%.

После выявления степени анатомического поражения коронарных артерий по данным селективной коронарографии и определения хирургической тактики, пациентам, планируемым на ТМЛР, также выполнялась перфузионная томосцинтиграфия миокарда, синхронизированная с ЭКГ, с целью определения в области планируемой лазерной реваскуляризации жизнеспособного (гибернированного) миокарда. Двухдневный протокол исследования перфузи-онной томосцинтиграфии миокарда включал ис-

следование перфузии миокарда в покое и при нагрузке. Нагрузка выполнялась с помощью аденозинового теста: 140 мкг/кг массы в 1 минуту. При исследовании применялся индикатор 99mTc-Myoview (Тетрофосмин пр-ва Amersham Health). Анализ перфузии и функции миокарда осуществляли визуально на томографических миокардиальных срезах и полуколичественно на сегментарных полярных диаграммах 25 больных.

Все сочетанные операции выполнялись в условиях искусственного кровообращения. Первым этапом шунтировали все артерии, анатомия русла которых позволяла осуществить прямую реваскуляризацию, затем выполнялась прицельная дозированная ТМЛР из расчета 1 канал на 1 см2, с мощностью излучения 8 Вт световодом 0,4 мм. Трансмиокардиальные каналы создавались лазером в направлении от эпикарда к эндокарду. Число отверстий в миокарде определялось размером зоны, требующей реваскуляризации.

Концентрацию тропонина I (Тн I), церуло-плазмина (ЦП), С-реактивного белка (СРБ), аль-фа1-антитрипсина (а1-АТ), альфа2-макроглобу-лина, активность каталазы и специфического миокардиального изофермента МВ-креатинки-назы (КК-МВ) в периферической крови определяли перед операцией, через 20-24 ч и на 3-и и 7-е сутки после операции.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Среди биохимических маркеров повреждения миокарда до недавнего времени активность изофермента креатинкиназы КК-МВ рассматривалась как важный кардиоспецифический маркер в постановке диагноза острого инфаркта миокарда, однако она не всегда обладает достаточной диагностической специфичностью. В тех случаях, когда у пациентов снижена де-токсикационная активность гепатоцитов, при развитии почечной недостаточности и эндогенной интоксикации в крови накапливается большое количество неспецифических ингибиторов активности КК-МВ.

В настоящее время широкое распространение получило исследование содержания сердечных тропонинов в крови. Их определение как высокочувствительных и высокоспецифичных маркеров миокардиального происхождения признано «золотым стандартом» в биохимической диагностике инфаркта миокарда согласно кон-сенсусному документу международных кардиологических сообществ [18].

Что касается кардиохирургии, то в ходе оперативного вмешательства неизбежен выход кардиоспецифических белков из кардиомиоци-та и их поступление в кровь. Мы исследовали динамику содержания Тн I, кардиальная изо-форма которого отличается от таковой у Тн I поперечнополосатых мышц весьма существенно, 40% ее аминокислотной последовательности специфичны именно для миокардиальной изоформы. Кроме того, ^концевой участок этой молекулы содержит дополнительный полипептид, что обуславливает высокую молекулярную массу миокардиального Тн I [7]. Уникальность структуры этого белка делает его практически абсолютно специфичным для сердечной мышцы, а участки с определенной аминокислотной последовательностью представляют идеальную возможность для лабораторного тестирования Тн I с помощью моноклональных антител.

Как показали результаты наших исследований, в первые 20-24 часа после операции отмечалось статистически достоверное возрастание активности миокардиального изофер-мента КК-МВ (табл. 1), степень прироста которой характеризовалась двух-трехкратным увеличением предела нормального уровня и не превышала 5% от общей активности креатин-киназы. С позиции клинической биохимии, активность КК-МВ в норме составляет до 6% от общей активности КК [5].

Исходя из патофизиологии гиперферменте-мии, выявленная нами динамика и степень повышения уровня активности КК-МВ в крови, не превышающая 6% от общей активности КК, может свидетельствовать лишь о транзитор-ном, связанном исключительно с хирургическим вмешательством, выходом в кровь карди-

Таблица 1

Содержание тропонина I и активность КК-МВ после ТМЛР с применением полупроводнико-

вого лазера в сочетании с АКШ

Этап Тропонин I, нг/мл КК-МВ, Е/л

До операции 0,696±0,18 13,8±1,9

После операции

20-24 ч 4,42±1,62* 58,0±11,5***

3-и сутки 1,20±0,30 22,7±2,99*

7-е сутки 0,51±0,18 19,7±5,0

* р<0,05; *** р<0,001 - различия достоверны по сравнению с исходным значением

оспецифических белков и ограничивается первыми сутками после операции.

Увеличение концентрации Тн I через 20-24 часа после операции, 6-8-кратное по отношению к исходному уровню, уже к третьим суткам снижалось практически до исходного (табл. 1). Большая степень повышения уровня Тн I по сравнению с КК-МВ обусловлена более высоким содержанием Тн I в ткани миокарда. Мы полагаем, что неизбежное поступление тро-понинов во внеклеточное пространство с последующим накоплением в сосудистом русле при хирургическом вмешательстве не связано с ишемией миокарда. Наша точка зрения совпадает с мнением E. Vermes с соавторами [19], что для биохимической оценки послеоперационного повреждения миокарда диагностическое значение может иметь уровень Тн I в крови выше 10-15 нг/мл.

Необходимо отметить, что после кардиохи-рургических вмешательств, как правило, важную роль играет активация иммунных механизмов биологической защиты. Из тканей, подвергшихся травматическому воздействию, выбрасывается огромное количество медиаторов, дающих толчок развитию системной воспалительной реакции.

Развитие воспаления в послеоперационном периоде - необходимый компонент восстановительного процесса после хирургической травмы. Он служит для удаления поврежденных клеток и эндогенных патогенов с последующей регенерацией и восстановлением структуры поврежденных тканей [4]. От того, насколько сбалансированы различные звенья регуляции воспалительного ответа, зависит, будет ли данная реакция носить компенсаторно-приспособительный характер либо перейдет в реакцию повреждения с развитием дисфункции органов и осложнений воспалительного характера.

Известно, что в начальной, физиологической фазе воспаления посттравматическая клеточная активация приводит к высвобождению цитокинового комплекса первичных медиаторов воспаления, которые стимулируют продукцию гепатоцитами острофазовых белков крови -вторичных медиаторов воспаления. Основные функции реактантов острой фазы связаны с ингибицией активности протеаз, нейтрализацией токсических молекул (бактериальных токсинов, супероксид-анионов), ускорением клиренса мембранных молекул и хроматина погибших клеток [6].

Поскольку изменения количественного соотношения белковых компонентов крови могут

Ишемическая болезнь сердца

быть признаком нарушения регуляции воспалительного ответа, представлялось целесообразным исследовать динамику содержания СРБ, альфа1-АТ, альфа2-макроглобулина и церулоп-лазмина, участвующих в различных звеньях воспалительной реакции.

Как показали результаты наших исследований, у больных ИБС после выполнения ТМЛР с применением полупроводникового лазера в сочетании с АКШ регистрировалось достоверное возрастание в крови уровня острофазовых белков альфа1-антитрипсина и С- реактивного белка, в то же время уровень альфа2-макро-глобулина практически не изменялся (табл. 2).

Роль С-реактивного белка, непосредственно вовлеченного в деструкцию и удаление необратимо поврежденных тканей, состоит не только в связывании микроорганизмов, токсинов и частиц поврежденных тканей, он способен взаимодействовать с Т-лимфоцитами, фагоцитами и тромбоцитами, регулируя их функции в условиях воспаления [12].

Выбор альфа1-антитрипсина был обусловлен тем, что он обладает выраженными анти-протеолитическими свойствами, удерживая активность протеолитических ферментов альвеолярных макрофагов, полиморфноядерных гранулоцитов, в рамках защитной физиологической реакции, препятствуя переходу в аутоаг-рессию и хроническое течение [6].

Альфа2-макроглобулин, наряду с ингибиро-ванием протеаз, обладает модулирующим влиянием на цитокины. С одной стороны, его активированная F-форма (fast) связывает цитокины и образующиеся комплексы быстро удаляются из циркуляции. С другой стороны, нативная S-форма (slow) участвует в связывании цито-кинов, сохраняя их биологическую активность и

Содержание острофазовых белков после ТМЛР с применением полупроводникового лазера в сочетании с АКШ

Этап С-реактивный белок, мг/дл Альфа1-антитрипсин, мг/дл Альфа2-макроглобулин, мг/дл

До операции 1,20±0,29 133,5±5,9 122,9±14,0

После операции

20-24 ч 12,7±0,91*** 173,6±4,96*** 101,5±11,7

3-и сутки 12,8±1,69*** 244,7±9,11*** 108,9±8,21

7-е сутки 3,76±0,89* 240,4±10,7*** 104,8±8,48

* р<0,05; *** р<0,001 - различия достоверны по сравнению с исходным значением

защищая их от действия протеаз и потери при почечной фильтрации [11].

В результате наших исследований не обнаружено подавления синтеза альфа2-макрогло-булина после операции, а воспалительная реакция, маркером которой является возрастание уровня С-реактивного белка, сопровождалась компенсаторным возрастанием антипротеазной активности, о чем свидетельствует увеличение уровня альфа1-антитрипсина, наиболее выраженное к 3-4-м суткам после операции. Аналогичный уровень С-реактивного белка в крови отмечался также к исходу первых суток после ТМЛР с применением С02-лазера в сочетании с АКШ [2].

Необходимо отметить, что при развитии воспалительного ответа активация нейтрофилов сопровождается не только повышением проте-олитической, но и свободнорадикальной активности, обеспечивающей завершенность фагоцитарных реакций.

При подавлении активности механизмов антиоксидантной защиты избыточная продукция перекисных метаболитов способна вызывать дополнительное повреждение тканей. Цитотокси-ческим эффектом обладает образующаяся в избытке перекись водорода, под влиянием которой усиливается переход гемоглобина в мет-гемоглобин, что может приводить к ограничению доставки кислорода и развитию гипоксии.

Как показали наши исследования, подавления активности антиперекисного фермента ката-лазы под влиянием ТМЛР не происходило, напротив, в первые сутки после операции мы регистрировали компенсаторное, статистически достоверное по сравнению с исходным возрастание активности этого фермента, осуществляющего катаболизм перекиси водорода (табл. 3).

После трансмиокарди-альной лазерной ревас-куляризации нами не было зарегистрировано снижения уровня церулоплаз-мина (табл. 3). Для этого острофазового белка характерны антирадикальные свойства, кроме того, он обладает противовоспалительной и иммуномоду-лирующей активностью, выявленной как в модельных системах, так и при клинических исследованиях [8, 17]. Согласно полученным данным, развитие

Таблица 2

Таблица 3

Показатели активности антиоксидантной системы после ТМЛР с применением полупроводникового лазера в сочетании с АКШ

Этап Каталаза, Мкат/л Церулоплазмин, г/л

До операции 90,9±9,23 0,41±0,031

После операции

20-24 ч 119,1±5,9* 0,38±0,036

3-и сутки 103,5±12,2 0,46±0,032

7-е сутки 94,3±6,94 0,49±0,032

* р<0,05 - различия достоверны по сравнению с исходным значением

острофазового ответа после сочетанных операций АКШ и ТМЛР с применением полупроводникового лазера не сопровождалось подавлением механизмов антиоксидантной защиты.

Важно подчеркнуть, что после проведенных хирургическиех вмешательств не были зарегистрированы нарушения ритма сердца, признаки левожелудочковой недостаточности и пери-операционного инфаркта миокарда. Не было также и случаев повторных операций в ближайшем послеоперационном периоде, обусловленных кровотечением из зон лазерных перфораций.

ВЫВОДЫ

1. Применение полупроводникового лазера для ТМЛР миокарда при операциях АКШ сопровождается кратковременным увеличением в крови уровня кардиоспецифических маркеров, степень возрастания и транзиторный характер которого являются следствием хирургических манипуляций на сердце.

2. Воспалительный ответ после сочетанных операций ТМЛР и АКШ, направленный на форсированное восстановление гомеостаза, не выходит за рамки физиологической воспалительной реакции на хирургическую травму и

сопровождается компенсаторной активацией антиперекисных и антипротеолитических механизмов биологической защиты.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бокерия Л.А. Минимально инвазивная хирургия сердца. М.: Медицина, 1998. С. 92.

2. Бокерия Л.А., Егорова М.О., Маликов В.Е. и др. // Бюл. НЦССХ им. А.Н. Бакулева РАМН. 2005. Т 6. № 2. С. 36-41.

3. Бураковский В. И. Первые шаги. Записки кардиохирурга. М.: Медицина, 1988. С. 34.

4. Лысикова М., Вальд М., Масиновски З. // Цито-кины и воспаление. 2004. Т. 3. № 3. С. 48-53.

5. Назаренко Г.И., Кишкун А.А. Клиническая оценка результатов лабораторных исследований. М.: Медицина, 2002. 541 с.

6. Назаров П.Г. Реактанты острой фазы. СПб.: Наука, 2001. 421 с.

7. Сапрыгин Д.Б., Романов М.Ю. //Лаборатория. 1998. № 11. С. 8-10.

8. Эделева Н.В., Осипова Н.А., Немцова Е.Р. и др. //Анестезиол. и реаниматол. 1997. № 3. С. 36-41.

9. Allen K., Delrossi A., Realyvasquez F. et al. // Circulation. 1998. V. 98. Suppl. 1. P. 217.

10. Frazier O., Cooley D., Kadipasaoglu K. et al. // Circulation. 1995. V. 92. Suppl. II. P. 58-65.

11. James K. // Immunol. Today. 1990. V 11. № 5. P. 163-166.

12. Kolb-Bachofen V. //Immunology. 1991. V. 183. № 1-2. P. 133-145.

13. Milano A., Pratali S., Tartarini G. et al. // Ann. Thorac. Surg. 1998. V. 65. P. 700-704.

14. Mirhoseini M., Cayton M., Shelgikar S., Fisher J. // Lasers. Surg. Med. 1986. V. 6. P. 459-461.

15. Okada M., Ikuta H., Shimizu O. et al. // Kobe. J. Med. Sci. 1986. V. 32. P. 151-161.

16. Owen A.R., Stables R.H. // Int. J. Cardiol. 2000. V 72. P. 215-220.

17. Samuel I., Thomas E. // Virologie. 1982. V. 33. № 1. P. 63-72.

18. Thygesen K., Alpert J.S. et al. // JACC. 2000. V 36. P. 59-69.

19. Vermes E., Mesguich M., Houel R. et al. // Ann. Thorac. Surg. 2000. V. 70. P. 2087-2090.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

20. Vincent J., Bardos P., Kruse J., Maass D. // Eur. J. Cardiothorac. Surg. 1997. V. 11. P. 888-894.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.