1. daļa: Mūsdienu neiroaizsardzības stratēģijas sirds ķirurģijas laikā: jaunākā pārskats

ali.ma@wecistanche.com

Palesa Motshabi-Chakane 1, Palesa Mogane 1, Jacob Moutlana 1, Gontse Leballo-Mothibi 1, Sithandiwe Dingezweni 1, Dineo Mpanya 2 un Nqoba Tsabedze2,*

Klīniskās medicīnas skolas Veselības zinātņu fakultātes Anestezioloģijas katedra,

Witwatersrand University, Johannesburg 2193, Dienvidāfrika; Palesa.Motshabi@wits.ac.za (PM-C.); moganep@gmail.com (PM); drhlamatsi@gmail.com (JM); gleballomothibi@gmail.com (GL-M.); sdingezweni@ymail.com (SD)

Iekšķīgo slimību katedra, Kardioloģijas nodaļa, Veselības zinātņu fakultāte,

Klīniskās medicīnas skola, Witwatersrand University, Johannesburg 2193, Dienvidāfrika;

Dineo.Mpanya@wits.ac.za

Sarakste: Nqoba.Tsabedze@wits.ac.za

Citāts: Motshabi-Chakane, P.; Mogane, P.; Moutlana, J.;

Leballo-Motibi, G.; Dingezveni, S.; Mpanja, D.; Tsabedze, N. MūsdienuNeiroaizsardzībaStratēģijas sirds ķirurģijas laikā: jaunākais pārskats. Int. J. Vide. Res. Sabiedrības veselība, 2021, 18, 12747. https://doi.org/10.3390/ ijerph182312747

Akadēmiskais redaktors: Paul B. Tchounwou

Cistanche tubulosa pulverim ir ļoti laba neiroprotektīva iedarbība

Abstrakts: Atvērtas sirds ķirurģija ir galvenais neironu bojājumu cēlonis perioperatīvā stāvoklī, dažiem pacientiem komplikējoties ar cerebrovaskulāriem traucējumiem un delīriju. Neiroloģiskie nokrišņi rada milzīgu slogu skartās personas, viņu ģimenes un veselības aprūpes sistēmas psiholoģiskajai labklājībai. Vairāki randomizēti kontroles pētījumi (RCT) ir mēģinājuši noteikt terapeitiskās un intervences stratēģijas, kas samazina saslimstību un mirstību pacientiem, kuriem ir perioperatīvas neiroloģiskas komplikācijas. Tomēr joprojām nav vienprātības par labāko stratēģiju, kas nodrošina uzlabotus pacientu rezultātus, piemēram, standartizētusneiroaizsardzībaProtokoli nepastāv ievērojamā skaitā anestēzijas nodaļu. Šī pārskata mērķis ir apspriest mūsdienu pierādījumus, lai novērstu un pārvaldītu neironu bojājumu riska faktorus, ievainojumu mehānismus unneiroaizsardzībaiejaukšanās, kas uzlabo pacienta rezultātus. Turklāt tiek pārbaudīts esošo RCT un lielu novērojumu pētījumu kopsavilkums, lai noteiktu, kuras stratēģijas atbalsta zinātne un kurām trūkst galīgu pierādījumu. Mēs esam noskaidrojuši, ka vispārējie pierādījumi par farmakoloģiskoneiroaizsardzībair vāja. Lielākā daļa neiroprotektīvo stratēģiju ir balstītas uz pētījumiem ar dzīvniekiem, kurus nevar pilnībā ekstrapolēt uz cilvēku populāciju, un joprojām nav vienprātības par optimālo.neiroprotektīvsstratēģijas pacientiem, kuriem tiek veikta sirds operācija. Joprojām ir nepieciešami lieli daudzcentru pētījumi, izmantojot universālas standartizētas neiroloģisko nokrišņu definīcijas, lai novērtētu esošo labvēlīgo ietekmi.neiroprotektīvsmetodes.

Atslēgvārdi: neiroaizsardzība; cerebrovaskulāri; delīrijs; sirds ķirurģija; sirds anestēzija

1. Ievads

Neiroaizsardzībaietver stratēģijas, kas saglabā neironu struktūru un funkcijas. Visiem pacientiem, kuriem tiek veikta jebkāda veida operācija, jo īpaši tiem, kas nosūtīti uz sirds ķirurģiju, ir jānovērš neiroloģiskie nokrišņi. Piemēram, pētījumā, kurā piedalījās 10250 pacienti, kuriem tika veikta sirds operācija, 221 (2 procenti) piedzīvoja pēcoperācijas insultu, un hospitalizācijas ilgums šiem pacientiem bija ievērojami ilgāks, salīdzinot ar tiem, kuriem nebija pēcoperācijas insulta (10). pret 16 dienām, p < 0,001)="" [1].="" daudzos="" randomizētos="" kontrolētos="" pētījumos="" (rct)="" ir="" pētīta="" tādu="" farmakoloģisko="" un="" nefarmakoloģisko="" iejaukšanos="" efektivitāte,="" kas="" samazina="" neiroloģiskus="" bojājumus="" sirds="" operācijas="" laikā="" un="" pēc="" tās="" [2–4].="" tomēr="" joprojām="" pastāv="" strīdi="" par="">neiroaizsardzībastratēģija, kas nodrošina labākus pacientu rezultātus.

Šī pārskata mērķis ir apspriest mūsdienu pierādījumus, lai novērstu un pārvaldītu neironu bojājumu riska faktorus, ievainojumu mehānismus unneiroaizsardzībaiejaukšanās, kas uzlabo pacienta rezultātus.

2. Materiāli un metodes

Dati par RCT, izmantojot dažādusneiroprotektīvsaģenti tika iegūti pēc sistemātiskas literatūras meklēšanas PUBMED, Scopus un Google scholar. Tika izmantota šāda meklēšanas virkne: (neiroaizsardzībastratēģijas VAIneiroaizsardzībaVAI farmakoloģiskā terapija VAI nefarmakoloģiskā terapija) UN (sirds ķirurģija VAI kardiopulmonālā šuntēšanas operācija) UN (pēcoperācijas kognitīvā disfunkcija VAI insults VAI delīrijs VAI krampji) UN pieauguši pacienti. Mēs iekļāvām randomizētus kontroles pētījumus, sistemātiskus pārskatus un metaanalīzes, kas publicētas pēdējo 15 gadu laikā. Literatūras meklējumos galvenā uzmanība tika pievērsta farmakoloģiskām un nefarmakoloģiskāmneiroprotektīvsstratēģijas (1. tabula). Ja bija pieejami sistemātiski pārskati vai metaanalīzes par intervences RCT, labāk tika ziņots par tiem, nevis par atsevišķiem RCT.

1. tabula. Randomizētu kontroles pētījumu kopsavilkums, kurā salīdzina intervences ar standarta terapijuneiroaizsardzībasirds ķirurģijā.

Saīsinājumi: RCT, randomizēts kontroles pētījums; CPB, kardiopulmonālais apvedceļš; POCD, pēcoperācijas kognitīvā disfunkcija; MM-RR, Mantela–Haenszela riska attiecība; CI, ticamības intervāli; VAI, izredžu attiecība; TIVA, kopējā intravenoza anestēzija; MII, vidējā svērtā atšķirība; POD, pēcoperācijas delīrijs; CABG, koronāro artēriju šuntēšana; MAP, vidējais arteriālais spiediens; SD, standarta novirze. Lidokaīna* bolus 1–1,5 mg/kg. Infūzija 2–4 ​​mg/kg/stundā: atkarībā no centra protokola. Lidokaīna koncentrācija plazmā bija no 7 līdz 30 µmol/L. Magnija* devas vismaz 2 g 24 stundu laikā pēc sirds apstāšanās vai sirds operācijas. Rivastigmīns*, 1,5 mg deva ik pēc 8 stundām, no vakara pirmsoperācijas periodā; kopā 22 devas (līdz 6. dienai pēcoperācijas periodā). Dziļa hipotermiska asinsrites apstāšanās (DHCA) ar retrogrādu cerebrālo perfūziju (RCP)*, atdzesēta līdz nazofaringālajai temperatūrai no 14,1 o C līdz 20 o C. Attālā išēmiskā sagatavošana (RIPC)*, izmantojot BP aproci augšējā ekstremitātē ar trīs mainīgiem cikliem inflācija (200 mmHg 5 minūtes) un deflācija 5 minūtes (reperfūzija). Smadzeņu skābekļa pārraudzība*: smadzeņu deoksigenācijas epizodes < 60="" procenti=""> 60 s.

3. Neiroloģiskā deficīta biežums un izplatība pēc sirds ķirurģijas

Starptautiskais nomenklatūras kodekss iesaka terminu "perioperatīvi neirokognitīvie traucējumi", lai aprakstītu gan pēcoperācijas delīriju (POD), gan pēcoperācijas kognitīvo disfunkciju/pagrimumu (POCD), turklāt pēdējam nav psihisko traucējumu diagnostikas un statistikas rokasgrāmatas 5 (DSM5). diagnozes kritērijs [14,15]. Vēl viena plaša lietotā terminoloģija ir "neiroloģiski ievainojumi pēc sirds ķirurģijas". Perioperatīvs insults, delīrijs un encefalopātija ir dažas no sirds ķirurģijas neiroloģiskām sekām [16]. Insulta risks atšķiras atkarībā no veiktās operācijas veida [17]. Piemēram, divkāršā vai trīskāršā vārstuļa operācija ir saistīta ar 10 procentu insulta risku, savukārt risks ir mazāks pacientiem, kuri tiek nosūtīti uz “sirdspukstīšanas” operāciju, kas pazīstama arī kā “izsūkņa”, koronāro artēriju šuntēšanas (CABG) operācija. [17].

Metaanalīzē, kurā piedalījās 174 969 pacienti, kuri tika nosūtīti uz sirds ķirurģiju, kopējais notikumu biežums agrīnu un aizkavētu insultu gadījumā bija mazāks par 1 procentu [18]. Turklāt delīrijs ir izplatīts gados vecākiem cilvēkiem, un tas ir lielāks par 12 procentiem [19]. Ir maz pētījumu, kuros ziņots par neiroloģiskām komplikācijām pēc sirds operācijas pacientiem, kas dzīvo valstīs ar zemiem un vidējiem ienākumiem (LMIC). Retrospektīvā diagrammas analīzē par 1218 secīgiem pacientiem, kuri tika nosūtīti uz KAŠ operāciju Johannesburgā, perioperatīvā insulta biežums bija 1,2 procenti [20]. Turklāt vienu gadu pēc insulta sākuma gada izmaksas Lielbritānijas mārciņās uz vienu cilvēku tiek lēstas GBP 18 081 apmērā, pieaugot līdz GBP 22 961 pacientiem, kas vecāki par 84 gadiem [21]. Šīs augstās veselības aprūpes izmaksas rada nepieciešamību steidzami izstrādāt stratēģijas, kas samazina insulta radīto slogu pēc sirds operācijas.

4. Riska faktori, kas saistīti ar neiroloģisko lejupslīdi

Papildus operācijas veidam insulta risks ir palielināts pacientiem ar esošu cerebrovaskulāru slimību, perifēro asinsvadu slimību, cukura diabētu, hipertensiju, iepriekšēju sirds operāciju, pirmsoperācijas infekciju, steidzamu operāciju, sirds un plaušu šuntēšanas (CPB) laiku. vairāk nekā 2 stundas, nepieciešamība pēc intraoperatīvas hemofiltrācijas un augstas transfūzijas prasības [18]. Kognitīvās pasliktināšanās riska faktori pēc sirds operācijas ir daudzfaktoriāli (1. attēls). Neiroloģiskie iznākumi ir dažādi, un iepriekš tie tika klasificēti kā I tips (ietver letālu vai neletālu insultu, stuporu vai komu izrakstīšanās brīdī) un II tipu, kas ietver kognitīvo funkciju pasliktināšanos, atmiņas deficītu vai krampjus [22].

1. attēls. Neironu traumu riska faktori pirms sirds operācijas, tās laikā un pēc tās.

Kognitīvās funkcijas novērtējums jāveic pirmsoperācijas un pēcoperācijas periodā, izmantojot apstiprinātu kognitīvā testa novērtēšanas rīku. Turklāt testēšanas laiks ietekmē neiroloģisko traumu diagnosticēšanas ātrumu pēc sirds operācijas [23]. Diagnostikas testi, kas veikti 30 dienu laikā pēc operācijas, rada neskaidrības, piemēram, pēcoperācijas sāpes, un medikamentu lietošana var ietekmēt novērtējuma rezultātu [15]. Delīrija parādīšanās notiek pirms, tās laikā vai pēc pamošanās no anestēzijas, savukārt pēcoperācijas delīrijs notiek 24–72 stundas pēc tam, un pēcoperācijas kognitīvā pasliktināšanās notiek nedēļām līdz mēnešiem pēc operācijas [15,24]. Lielākā daļa POCD riska faktoru ir saistīti ar to potenciālu traucēt orgānu aizsardzības pamatprincipus, piemēram, skābekļa piegādi, orgānu perfūziju, orgānu uztura prasības, esošās orgānu rezerves un jebkādu toksisku iedarbību operācijas laikā [25]. POCD pēcsirds ķirurģijas profilakse ir vērsta uz šo riska faktoru izpratni un pārvaldību.

5. Smadzeņu traumas mehānisms

Ar sirds ķirurģiju saistītu smadzeņu traumu mehānisms ir sarežģīts un daudzfaktorāls. Visizplatītākais mehānisms rodas išēmisku iemeslu dēļ, kas izraisa smadzeņu hipoperfūziju un emboliju [26,27]. Papildus išēmiskiem cēloņiem ir iesaistīta arī iekaisuma reakcija, smadzeņu hipertermija, hiperglikēmija, perioperatīva anēmija un priekškambaru fibrilācija (2. attēls) [27].

2. attēls. Smadzeņu traumas mehānismi.

5.1. Izmainīta smadzeņu perfūzija

Sirds ķirurģijas un CPB ietekmi uz smadzeņu perfūziju var klasificēt smadzeņu hipoperfūzijā un reperfūzijā. Smadzeņu hipoperfūzija, ko izraisa samazināta smadzeņu asins plūsma (CBF) CPB laikā, ir galvenais išēmiska smadzeņu traumas cēlonis. Šo ievainojumu veidu var vēl vairāk saasināt mikroemboliju klīrenss pavājināta CBF periodos. Augsts vecums, plaša cerebrovaskulāra slimība un insults anamnēzē palielina smadzeņu hipoperfūzijas risku [26]. Agrīnais CPB periods parasti ir saistīts ar zema vidējā arteriālā spiediena (MAP) epizodēm kanulu ievietošanas un manipulāciju laikā ar lielajiem sirds asinsvadiem. Tā rezultātā var rasties smadzeņu hipoperfūzija, un asins plūsma smadzeņu baseina reģionos var ievērojami samazināties. Tuvojoties CPB beigām, notiek smadzeņu reperfūzija, kā rezultātā veidojas brīvie skābekļa radikāļi [28]. Išēmijas/reperfūzijas traumas laikā tiek iedarbināti dažādi sekundāri mehānismi, kas galu galā noved pie neironu nāves.

5.2. Ar hipoksiju saistīti smadzeņu bojājumi

Hipoksiskie apstākļi, kas rodas smadzeņu hipoperfūzijas periodos, izraisa dažādu molekulu, piemēram, hipoksijas izraisītā faktora (HIF) un sulfonilurīnvielas receptoru 2A (SUR2A) proteīna, regulēšanu, kas pēc tam izraisa notikumus, kas var izraisīt neironu bojājumus [28]. Skābekļa līmeņa pazemināšanās izraisa HIF pārvietošanos neironu šūnu kodolā. HIF sastāv no un apakšvienības. Apakšvienība ir konstitutīvi izteikta. Tomēr normālā skābekļa koncentrācijā tas ātri sadalās. Turklāt hipoksija ir saistīta ar adenozīna trifosfāta (ATP) līmeņa pazemināšanos, kas izraisa no ATP atkarīgo jonu sūkņu atteici, intracelulārā nātrija un kalcija līmeņa paaugstināšanos un galu galā citoplazmas un mitohondriju pietūkumu, kas var izraisīt šūnu nāvi. [28].

5.3. Ar reperfūziju saistīti smadzeņu bojājumi

Reperfūzijas fāze ir saistīta ar reaktīvo skābekļa sugu (ROS) ražošanu, galvenokārt mitohondrijās. ROS reaģē ar slāpekļa oksīdu (NO), veidojot peroksinitrītu. Šī molekula ir ļoti reaktīva un nitrosilē proteīnus, izraisot neironu funkcionālos traucējumus un smadzeņu bojājumus [28].

5.4. Smadzeņu makro- un mikroembolija

Sirds ķirurģijas rezultātā bieži tiek ražoti dažādi embolijas materiāli. Pēc izmēra embolijus var diferencēt makroembolos, kas bloķē plūsmu artērijās, kuru diametrs ir 200 µm vai vairāk, un mikroembolos, kas aizsprosto mazākas artērijas, arteriolas un kapilārus. Aterosklerotiskās plāksnes, kas rodas galvenokārt no aortas, veido makroembolus [26], savukārt mikroemboli sastāv no gāzveida emboliem un bioloģiskiem agregātiem, piemēram, trombiem, trombocītu agregātiem un taukiem [26, 28, 29]. Iepriekš ziņots par embolijām, kas rodas no neorganiskām atkritumiem, piemēram, polivinilhlorīda cauruļu fragmentiem un silikona pretputu materiāliem [29].

Lai gan CPB iekārtai ir aizsargmehānismi, piemēram, burbuļu slazdi [28], gāzveida emboli joprojām var tikt ievadīti CPB ķēdē, izmantojot venozo kanulāciju, ievadot zāles un no kreisās sirds atvērtajām sirds kambarām [26]. Turklāt manipulācijas ar aortu operācijas laikā palielina embolizācijas risku, neskatoties uz arteriālo filtru ievietošanu [28, 30]. Smadzeņu mikroemboliju kā kognitīvās disfunkcijas mehānismu atbalsta saikne starp smadzeņu makro/mikroemboliju slodzi CPB laikā un kognitīvo disfunkciju dažādos pētījumos [26,31–34]. Turklāt makro/mikroembolijas var rasties arī aortas dekanulācijas laikā, īpaši, ja pacients nav saņēmis pietiekamu antikoagulantu terapiju.

5.5. Iekaisuma reakcija

Ar CPB saistītie iekaisuma procesi vēl vairāk saasina neironu bojājumus [27]. Pacienta asiņu mijiedarbība ar CPB komponentiem, piemēram, caurulēm, rezervuāriem, oksigenatoru un savienojumiem, aktivizē komplementa sistēmu, izraisot pro-iekaisuma citokīnu, piemēram, interleikīna (IL) -6, IL, izdalīšanos. -8, IL-10 un audzēja nekrozes faktors-alfa (TNF ) [28,35]. Šī sistēmiskā iekaisuma reakcija izraisa asins-smadzeņu barjeras noplūdi, smadzeņu tūsku un galu galā smadzeņu darbības traucējumus [28].

5.6. Smadzeņu hipertermija

Ir ziņots, ka hipertermija izraisa smadzeņu bojājumus dažādos klīniskos apstākļos un ir pierādīts, ka tā pastiprina neironu nāvi pēc išēmijas. Hipertermijas kaitīgā ietekme smadzenēs ir saistīta ar hipertermijas izraisītu šūnu pietūkumu un nekrotisku nāvi ļoti augstas temperatūras gadījumā [36]. Sirds ķirurģijas laikā ar CPB var rasties smadzeņu hipertermija, jo aortas kanula ir tuvu smadzeņu asinsvadiem vai nepietiekami novērtēta smadzeņu temperatūra ar standarta uzraudzību [27].

5.7. Hiperglikēmija

Stresa reakcija, ko izraisa CPB un hipotermija sirds ķirurģijas laikā, izraisa paaugstinātu glikozes līmeni serumā pat pacientiem bez cukura diabēta [27]. Hiperglikēmijas izraisītu smadzeņu bojājumu patofizioloģija ir daudzfaktorāla. Hiperglikēmija palielina reaktīvo skābekļa sugu veidošanos, izmantojot proteīnkināzes C mediētu ceļu un palielinātu nikotīnamīda adenīna dinukleotīda fosfāta (NADPH) veidošanos [37]. Reaktīvās skābekļa sugas var izraisīt neironu nāvi, kā aprakstīts iepriekš. Pastāv arī labi aprakstīta saistība starp hiperglikēmiju un palielinātu kodolfaktora-kappa B ekspresiju [38]. Hiperglikēmijas metaboliskā ietekme, piemēram, palielināta pienskābes ražošana ar sekojošu acidozi un mitohondriju disfunkciju, ir vēl viens ierosinātais ar hiperglikēmiju saistītu smadzeņu bojājumu mehānisms [39].