CC BY
227
УДК 616.12-089.583.29-008.313.315:616.831-00508:612.82
A.М. Караськов, В.Н. Ломиворотов,
B.Л. Зельман*, В.Г. Постнов
ЗАЩИТА МОЗГА ПРИ КАРДИОХИРУРГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЯХ В УСЛОВИЯХ ГЛУБОКОЙ ГИПОТЕРМИЧЕСКОЙ ОСТАНОВКИ КРОВООБРАЩЕНИЯ
Новосибирский НИИ патологии кровообращения ФГУ «Росмедтехнологий»;
* Университет Южной Калифорнии, Лос-Анджелес, США
Анестезиологическое обеспечение операций в условиях глубокой (16-18°С) гипотермической остановки кровообращения традиционно считается одним из наиболее проблематичных разделов кардиоанестезиологии (Морган, Михаэль, 2000; Бунятян и соавт., 2005). Сложность эта обусловлена большим объемом операции, массивной кровопотерей, выраженностью иммунологических и метаболических сдвигов в организме, связанных с длительным искусственным кровообращением. Необходимость остановки кровообращения ставит дополнительные задачи защиты внутренних органов и, в первую очередь, центральной нервной системы (Stoleing, 1987, Hensley e.a., 2003), поскольку центральная нервная система обладает высокой метаболической активностью, низкими запасами энергии и чрезвычайно уязвима при ишемии.
В клинике НИИ патологии кровообращения им. акад. Е.Н. Мешалкина в Центре хирургии аорты, коронарных и периферических артерий (руководитель - проф. А.М. Чернявский) за последние 5 лет у 35 больных с подострым и хроническим расслоением аорты и аневризмой аорты выполнены реконструктивные операции на дуге аорты в условиях глубокой (16-18°С) гипотермической остановки кровообращения, где для защиты головного мозга использовалась ретроградная перфузионная церебро-плегия.
Таблица 1
Параметры операционного периода
Параметры операционного периода Ретроградная цереброплегия
ИК, мин 222,5±6,3
Окклюзия аорты, мин 168,7±6,1
Остановка кровообращения, мин 45,7±1,7
Минимальная назофарингеальная температура, °С 16,4±0,14
Для осуществления ретроградной перфузии головного мозга использовалась дополнительно оксигенированная охлажденная кровь, которая подавалась в изолированную верхнюю полую вену со скоростью до 150-200 мл/мин. При этом проводится строгий контроль за давлением в ВПВ, которое не должно превышать 20 мм рт. ст. Эффективность ретроградной цереброплегии контролировалась визуально по истечении темной крови из устьев брахиоцефальных артерий, что является необходимым и принципиальным условием использования этого метода. Параметры операционного периода приведены в таблице 1.
Особенности этого обеспечения заключались в следующих методологических подходах.
Индукцию осуществляли введением в основном фентанила 4-5 мкг/кг и бензадиазепинов. Для мышечной релаксации применяли ардуан в дозе 0,080,1 мг/кг.
В качестве основного анестетика до перфузии и после нее использовался изофлюран или севофлю-ран 1-2,5об%. Поддержание анестезии во время перфузии осуществлялось введением фентанила 5 мкг/(кгХчас), пропофола 2-4 мг/(кгХчас) и ар-дуана 0,01-0,02 мг/(кгХчас).
Для антигипоксической защиты миокарда применяли антеградную кровяную кардиоплегию в устья коронарных артерий, которую повторяли через 2025 мин, исключая период остановки кровообращения.
Стратегия поддержания кислотно-основного состояния крови предполагала достижение состояния альфа-стат, при котором в условиях гипотермиче-ской перфузии снижается уровень рСОз и на глубине охлаждения он составляет 20-25 мм рт. ст., а рН достигает 7,55-7,65. Снижение уровня углекислого газа достигалось за счет снижения метаболической активности тканей и увеличения его растворимости в плазме крови при снижении температуры. Наряду с этим производились мероприятия, направленные на создание резервного алкалоза на период окклюзии (за 3-5 мин) с помощью введения 2 мл/кг 4% раствора гидрокарбоната натрия (соды). Для чего это необходимо: создание резервного дыхательного и метаболического алкалоза на период предстоящей остановки кровообращения. Как было показано нами ранее при операциях под гипотермией после часовой окклюзии в крови, оттекающей от мозга, рН составлял около 7,3, а содержание уровня рСОа увеличивалось почти в 2 раза до 28 мм рт. ст. Эти данные указывали на положительную роль резервного алкалоза и об отсутствии выраженного ацидоза к исходу окклюзии, который является главным блокато-ром метаболической активности клеток, несмотря на еще достаточные резервы кислорода.
Гипотермическая перфузия
Охлаждение начиналось с первых мин ИК, при этом градиент температуры «теплоноситель-тело»
А.М. Караськов, В.Н. Ломиворотов и др.
ЗАЩИТА МОЗГА ПРИ КАРДИОХИРУРГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЯХ.
не должен был превышать 5-8 С°. Объемная скорость перфузии во время ИК поддерживается на расчетном уровне. Снижение объемной скорости перфузии в зависимости от температуры тела допускается в известных пределах. Во время полного искусственного кровообращения необходимо контролировать диурез. Если после 20-минутной перфузии диурез менее 3 мл/кг, то подключается ультрафильтрация.
Особенностью гипотермии во время операции является дополнительное охлаждение головы матерчатым шлемом со льдом, который накладывается сразу после вводной анестезии, введения гепарина в дозе 0,1 мл/кг и инсулина 0,5 ЕД/кг. Снятие шлема со льдом осуществляется сразу после прекращения циркуляторной остановки и возобновления ИК. По нашему мнению, изолированное охлаждение является дополнительной и эффективной мерой защиты головного мозга от гипоксии, особенно ее поверхностных отделов, то есть коры головного мозга.
Как показано нами ранее, тимпаническая температура, а стало быть, и температура коры головного мозга наиболее значительно снижается к моменту длительной окклюзии, что увеличивает протектив-ные свойства кранио-церебральной гипотермии.
После достижения желаемого уровня глубокой (16-18°С) гипотермии (что порой трудно достичь у тучных пациентов) охлаждение прекращается при появлении зон молчания ЭЭГ или полного электрического молчания. К моменту гипотермической остановки производится фармакологическая защита головного мозга, хотя следует признать, что на сегодня у нас в арсенале нет препаратов - истинных нейропротекторов.
Первое, что хотелось отметить, - это применение галогенсодержащих анестетиков 2-го и 3-го поколений - изофлюрана и севофлюрана. С одной стороны, эти препараты способствуют снижению метаболической активности мозга, что способствует устранению несоответствия между доставкой кислорода и потребностью в нем мозговой ткани. С другой - изо-флюран и в особенности севофлюран обладают пре-кондиционирущим влиянием как на весь организм, так и на головной мозг. Фармакологический прекон-диционирующий эффект севофлюрана подтвержден многими исследователями, и его действие проявляется в большей степени, когда он используется на всех этапах операционного периода, включая и период перфузии. Основным механизмом любого пре-кондиционирующего влияния является открытие ионных каналов в митохондриях. Другим благоприятным эффектом севорановой анестезии, что может быть также следствием прекондиционирующего эффекта, является увеличение уровня белков теплового шока, которые относят к самым мощным и древним механизмам защиты организма при воздействии любых факторов агрессии на организм.
Как показано нами, операции на сердце под ИК в условиях анестезии севофлюраном сопровождают-
ся значимым увеличением уровня белков теплового шока в ткани миокарда по сравнению с тотальной внутривенной анестезией.
Далее с целью фармакологической защиты головного мозга от гипоксии используется введение 1000 мг преднизолона или лучше метилпреднизоло-на, поскольку наличие метильной группировки усиливает его активность. Среди исследователей давно идет спор, когда лучше применять преднизолон: перед гипотермической остановкой или после. Мы считаем, что лучше его использовать до, чем после, и вводим за несколько минут до окклюзии.
Следующими факторами фармакологической защиты являются введение тиопентала натрия в дозе 10 мг/кг для снижения метаболической активности мозга и введение кетамина в дозе 100 мг, поскольку в указанной дозировке кетамину присущи свойства блокаторов NMDA-рецепторов.
Для дополнительной защиты мозга за 3-5 мин до остановки вводится сернокислая магнезия в дозе 5 мл 20% раствора. По нашему мнению, магний (а лучше всего бы хлорид магния, где в его составе одновалентный хлор) более всего подходит под понятие нейропротектор. Это стало известным благодаря расшифровке NMDA - нейротрансмиттерных рецепторов, где оказалось, что именно магний блокирует вход натрия и кальция во внутриклеточное пространство нейрона.
Для дополнительной защиты мозга мы используем ингибиторы протеаз - трасилол или гордокс. При применении апротининов защита мозга от гипоксии представляется опосредованной - через ингибирование эстеразных ферментов, активация которых имеет большой удельный вес в развитии системного воспалительного ответа. Тем самым в какой-то мере предотвращается проникновение и активация нейтрофилов в тканях мозга. Однако противовоспалительный эффект зависит от применяемой дозы трасилола, что требует введения больших доз этого препарата 5-7 млн ЕД (high dose), и только в таком количестве трасилол способен ингибировать действие тканевого калликреина. Малые дозы тра-силола (2-3 млн ЕД) не влияют на воспалительную реакцию и могут оказывать свое влияние только на восстановление коагуляционного потенциала крови, уменьшая тем самым послеоперационную кровопо-терю. Однако применение трасилола в настоящее время подвергается сомнению. Накапливается достаточно данных о том, что применение трасилола способствует усугублению дисфункции почек и возникновению почечной недостаточности.
После протезирования дистального отдела аорты и брахиоцефальных артерий удаляется воздух из протеза восходящей аорты, снимается с головы шлем со льдом и возобновляется ИК с постепенным согреванием больного. Во время согревания на начальном этапе температурная разница между теплоносителем и телом не должна превышать 5°С. Быст-
рое согревание опасно из-за гипобарического «закипания» крови, резкой активации комплемента и увеличения метаболизма головного мозга, который к этому времени не готов еще к максимальной метаболической активности. В период дальнейшего согревания температурный градиент не должен превышать 8°С, а температура теплоносителя - не более 39-39,5°С. Согревание больного осуществляется до 36°С, и он при транспортировке в палату интенсивной терапии не должен иметь температуру более 35°С. Почему? Потому что при более высокой температуре резко возрастает нейротрансмиттерная активность.
После выполнения основного этапа операции и в постперфузионном периоде особое внимание уделяется контролю за содержанием глюкозы в крови. Значительная гипергликемия у больных, оперированных в условиях глубокой гипотермической остановки, таит в себе много опасностей. Причин для высокой гипергликемии при операциях в условиях глубокой гипотермической остановки более чем достаточно. Это длительное ИК, гипотермия, массивный выброс контринсулярных гормонов, и здесь всегда необходимо помнить о гипергликемическом эффекте массивных доз преднизолона. К коррекции гипергликемии необходимо приступать в том случае, когда уровень глюкозы достигает более 8 ммоль/л. Коррекцию гипергликемии целесообразно начинать согласно Портландскому протоколу.
Из 35 больных, оперированных в условиях глубокой гипотермической остановки сердца с использованием ретроградной цереброплегии, умер один больной (2,9%). Неврологические осложнения регистрировались у 5 из 35 оперированных больных, что составило 14,3%. Неврологические осложнения, приведшие к летальному исходу, отмечались у 1 больного, у которого имело место массивное внутричерепное кровоизлияние. У остальных 4 больных отмечалась постгипоксическая энцефалопатия разной степени выраженности. Эти неврологические нарушения носили транзиторный характер и исчезли к моменту выписки из стационара.
Как показали результаты хирургического лечения при операциях на открытом сердце в условиях глубокой гипотермической остановки кровообращения, ретроградная церебральная перфузия является эффективным методом антигипоксической защиты мозга.
К настоящему времени к методу защиты мозга с помощью ретроградной цереброплегии нет однозначного отношения. Это объясняется тем, что при использовании этого метода нельзя точно определить тот объем крови, который через ВПВ ретроградным путем попадает в ткани головного мозга.
Да, это действительно так. Но при этом следует принять во внимание, что в условиях глубокой гипотермии с дополнительным изолированным охлаждением головы в связи с низкой температурой (а при
длительной окклюзии тимпаническая температура в пределах 13-14°С) тот поток крови, который попадает в мозг, является для него вполне достаточным. На это указывают наши исследования, проведенные в исследуемой группе больных.
Так, оказалось, что через 30 мин после согревания и прекращения ИК уровень р01 в крови, оттекающей из внутренней яремной вены (30,5±1,6 мм рт. ст.), фактически не отличался от аналогичного показателя после вводной анестезии - 28,2±1,4 мм рт. ст. Уровень лактата в крови яремной вены после отключения от аппарата ИК в течение всего постперфу-зионного периода не превышал исходные значения этого показателя после вводной анестезии. Более того, через 30 мин и 2 часа после остановки ИК отмечалась тенденция к увеличению потребления пиру-вата по сравнению с исходными данными, что свидетельствовало об отсутствии нарушений в процессах метаболизма головного мозга. О дополнительных данных сохранности метаболизма мозга свидетельствует динамика артериовенозной разницы по малоновому диальдегиду, являющемуся наиболее токсичным продуктом ПОЛ. Уровень артериовеноз-ной разницы по этому показателю на реперфузион-ных этапах не отличался от исходных значений.
Следует отметить, что вмешательства в условиях глубокой гипотермической остановки с использованием ретроградной цереброплегии относятся к категории самого высокого риска в кардиохируругии. Помимо остановки кровообращения операции подобного типа сопровождаются самыми длительными сроками ИК (в среднем 3-4 часа) и большой крово-потерей. Поэтому мы сравнили динамику нейроспе-цифических маркеров повреждения мозговой ткани (белок Б-100 и нейронспецифичная енолаза) в этой группе с аналогичными показателями у 34 больных с аортокоронарным шунтированием, оперированных в условиях не длительного ИК (в среднем 81,1 ±3,6 мин).
Как оказалось, у больных с гипотермической остановкой кровообращения уровень нейронспеци-фичной енолазы через 30 мин и 120 после прекращения ИК увеличивался почти в 2 раза по сравнению с группой больных АКШ, оперированных в условиях коротких сроков перфузии, а уровень белка Б-100 возрастал фактически тоже в 2 раза, но несколько позднее - на 1-е и 3-и сутки послеоперационного периода.
Мы полагаем, что в повышении уровня нейрон-специфичных белков на этапах операции и послеоперационного периода немаловажную роль играла тяжесть и большой объем операционной травмы у больных, оперированных в условиях гипотермиче-ской остановки кровообращения, поскольку отдельным фактором риска возникновения неврологических осложнений (помимо многих других) является длительность перфузии свыше 90 мин (Хенсли и соавт, 2008).
