Кардиохирургические операции с искусственным кровообращением (ИК) всегда связаны с кровопотерей, поэтому трансфузионная терапия остается важным компонентом хирургического лечения. Исследования показали, что переливание аллогенных эритроцитов сопряжено с риском развития различных посттрансфузионных реакций и осложнений иммунного и неиммунного характера, является важным фактором, приводящим к осложнениям и повышению летальности [1—6]. Существует опасность заражения вирусными заболеваниями, количество которых постоянно растет. C. Jakobsen и соавт. (2012) показали, что переливание аллогенных продуктов во время и после кардиохирургической операции связано с более высокой отсроченной летальностью у пациентов с низким риском (EuroSCORE 0—4) [3]. Предоперационная заготовка аутокрови является одним из наиболее распространенных методов сбережения крови [6—9]. Этот метод в сочетании с адекватным возмещением объема циркулирующей крови (ОЦК) способствует стимуляции гемопоэза и улучшению реологических свойств без уменьшения кислородной емкости крови и оксигенации тканей, что важно для сохранения компенсаторных возможностей в условиях ограниченного коронарного кровообращения. Аутокровь не депонируется, сразу включается в процесс кислородного транспорта, не вызывает нарушений в иммунной системе организма [10].

Эти факторы особенно важны при операциях на открытом сердце с ИК, которое приводит к нарушениям гомеостаза, вызывая системный воспалительный ответ. Процесс заготовки крови, являющийся для пациента на момент ее эксфузии кровопотерей, стимулирует включение компенсаторных реакций со стороны различных систем организма пациента. Происходящие при этом изменения у конкретного пациента могут носить как физиологический, приспособительный, так и патологический характер и могут оказаться клинически значимыми не только в ближайшее время после заготовки аутокрови, но и в периоперационном периоде [11]. Важнейшую роль играют резистентность организма пациента, уровень его компенсаторных возможностей, которые в условиях операционного стресса либо позволяют обеспечить поддержание гомеостаза на адекватном уровне, либо могут оказаться несостоятельными [11, 12].

Исследование основано на определении адаптационных резервов пациента к гипоксии и кровопотере, индивидуального подбора безопасного допустимого уровня гипоксемии с помощью определения уровня анаэробного порога (АП) перед заготовкой аутокрови [13, 14].

При повышении потребления кислорода или снижении его доставки до определенного уровня продукцию высокоэнергетических фосфатов дополняет анаэробный синтез АТФ с последующим снижением окислительно-восстановительного состояния цитоплазмы, увеличением продукции лактата (Lac) и отношения Lac/пируват клетками, находящимися в состоянии анаэробиоза. Определение А.П. является важным тестом для оценки индивидуальных особенностей функционирования кардиореспираторной системы, метаболизма (в первую очередь энергетического) [15—17].

Цель исследования — проверить гипотезу о том, что индивидуальный объем заготовки аутокрови и трансфузионный триггерный уровень гемоглобина (Hb), определенные согласно измеренному уровню АП, ассоциированы с уменьшением количества осложнений предоперационной заготовки аутокрови, числа аллогенных гемотрансфузий, а также с улучшением исходов кардиохирургических операций.

Исследование одобрено этическим комитетом Научно-исследовательского института кардиологии ФГБНУ «Томский национальный исследовательский медицинский центр» Российской академии наук. С сентября 2017 г. по март 2019 г. обследованы 550 (320 мужчин, 230 женщин) пациентов кардиохирургического профиля с ишемической болезнью сердца (ИБС), которым выполнена плановая первичная операция аортокоронарного шунтирования (АКШ) в условиях ИК в клинике Научно-исследовательского института кардиологии ФГБНУ «Томский национальный исследовательский медицинский центр» Российской академии наук. Все пациенты дали письменное информированное согласие на участие в исследовании и публикацию результатов лечения.

Критериями включения являлись неосложненная форма ИБС, плановая первичная операция АКШ в условиях ИК.

Критериями исключения являлись предшествующая кардиохирургическая операция, анемия с уровнем Hb менее 110 г/л, лейкоцитопения с содержанием лейкоцитов менее 4,0·10⁹/л, тромбоцитопения с содержанием тромбоцитов менее 170·10⁹/л, истощение (снижение массы тела более 10% от идеальной), гипопротеинемия с уровнем белка ниже 60 г/л, нарушения гемостаза, цереброваскулярные расстройства, сердечная недостаточность (фракция выброса ниже 40%), почечная и печеночная недостаточность [18, 19].

Пациенты методом рандомизации разделены на основную и контрольную группы (см. рисунок).

У пациентов основной группы (n=250) определяли АП за 2 дня до операции для установления оптимального объема заготовки аутокрови и трансфузионных триггеров. Эта группа пациентов разделена на 3 подгруппы с высокой, средней и низкой степенью адаптации к гипоксии. Заготовку аутокрови и определение трансфузионных триггеров у пациентов подгрупп выполняли в соответствии c данными литературы и на основании собственного опыта [11, 13].

У пациентов контрольной группы (n=250) предоперационная заготовка аутокрови выполнялась в количестве 10% от ОЦК за день до операции. Трансфузионный триггерный уровень Hb составлял 80 г/л.

Первичной конечной точкой служило количество осложнений заготовки аутокрови: снижение уровня Hb (более 10% от исходного уровня), изменения показателей кислородного баланса (снижение венозной сатурации менее 65%, увеличение индекса экстракции кислорода более 30%), снижение уровня артериального давления (более 10% от исходного уровня), тахикардия, ухудшение самочувствия. Вторичной конечной точкой определено количество гемотрансфузий.

Оценивали осложнения операции, а также исходы операций на основании длительности ИВЛ, длительности пребывания в отделении анестезиологии и реанимации (ОАР), степени инотропной и вазопрессорной поддержки (Vasoactive-inotropicscore — VIS), летальности.

Индекс VIS определяли по формуле:

VIS=(dobutamine μ g/kg/min·1+dopamine μ g/kg/min·1+milrinone μ g/kg/min·10)+100·(adrenalin μ g/kg/min+noradrenaline μ g/kg/min+vasopressin μ g/kg/min).

С целью установления оптимального объема заготовки аутокрови у всех пациентов основной группы за 2 дня до операции определяли уровень АП [14].

Процедура для пациента была нетрудной и проводилась в течение 10 мин. После выполнения калибровки спиродатчик быстродействующего автоматизированного эргоспирометрического комплекса Cardiovit CS-200 Ergo-Spiro («SCHILLER AG», Швейцария) подсоединяли к пациенту посредством загубника и проводили процедуру газоанализа на фоне самостоятельной вентиляции атмосферным воздухом (21% кислорода во вдыхаемом чистом атмосферном воздухе). После этого понижали на 2% содержание кислорода во вдыхаемой газовой смеси (т.е. до 19%) и повторяли процедуру газоанализа на фоне дыхания уже гипоксической газовой смесью до момента стабилизации новых показателей потребления кислорода и выделения углекислого газа. Далее ступенчато понижали на 2% на каждой ступени содержание кислорода во вдыхаемой гипоксической газовой смеси до достижения на каждой ступени стабилизации показателей потребления кислорода и выделения углекислого газа. АП определяли в момент достижения равенства потребления кислорода и выделения углекислого газа. После достижения АП регистрировали процент содержания кислорода во вдыхаемой гипоксической газовой смеси, соответствующий моменту достижения АП, и обозначали этот параметр как уровень А.П. При значении показателя больше 14% считали уровень АП низким, при значении показателя меньше 10% — высоким, при значении показателя 10—14% считали уровень АП средним.

На основании предыдущих собственных исследований [11, 13] при высоком уровне АП считали степень адаптации пациентов к гипоксии высокой, при этом заготовку аутокрови выполняли в объеме 10% ОЦК, а трансфузионным триггерным уровнем считали значение Hb 70 г/л. При среднем уровне АП степень адаптации пациентов к гипоксии считали средней, объем заготовленной аутокрови снижали до 8% ОЦК, а трансфузионный триггерный уровень Hb повышали до 80 г/л. При низком уровне АП степень адаптации пациентов к гипоксии считали низкой, объем заготовки аутокрови снижали до 6% ОЦК, а трансфузионный триггерный уровень Hb повышали до 90 г/л.

У каждого пациента для исследования брали 1,5—2 мл крови через центральный венозный катетер на следующих этапах: до и после предоперационной заготовки аутокрови, через 6 ч и 1 сут после операции.

Исследование уровня Hb, величины гематокрита (Ht), концентрации в крови Lac, дефицит/избыток оснований (ВЕ), насыщение Hb артериальной (SaО₂) и венозной (SvO₂) крови кислородом проводили с помощью анализатора газового состава крови и электролитов Stat Profile ССХ («Nova Biomedical», США). Уровень SрО₂ измеряли также методом пульсоксиметрии (Siemens SC 7000 Series, «Siemens», США). Рассчитывали индекс экстракции кислорода: (O₂EI)=(SaО₂–SvO₂)/SaО₂·100.

За 1 сут до операции проводили заготовку и консервирование аутокрови в условиях гемодинамического мониторинга и клинического наблюдения за пациентом [11].

При заготовке аутокрови соблюдали следующие требования: тщательный осмотр пациента перед забором крови, оценка показателей гемодинамики и дыхания, психологическая подготовка пациента с объяснением необходимости предоперационного резервирования его собственной крови и получение его согласия на эксфузию, наблюдение за пациентом после процедуры заготовки аутокрови. Аутокровь забирали в стерильные мешки для взятия крови, содержащие цитрат натрия в качестве консерванта (ОАО «Синтез», Россия). Процедура сопровождалась адекватным объемным замещением кристаллоидными и коллоидными растворами. Выполнение этих условий позволило существенно уменьшить риск возникновения неблагоприятных реакций во время и после заготовки аутокрови. Заготовленную накануне кровь возвращали пациентам по мере необходимости во время или после операции.

Статистическая обработка данных выполнена с помощью STATISTICA 10 («StatSoftInc», Tulsa, Okla). Тест Колмогорова—Смирнова использовали для проверки нормальности распределения переменных. Количественные значения выражали в виде среднего и стандартного отклонения (M±SD) в случае нормального распределения или медианы и 25-го и 75-го квартилей Me (25; 75), если распределение не было нормальным. Количественные характеристики сравнивали с помощью t-теста для двух независимых выборок (для нормального распределения) и U-критерия Манна—Уитни для двух независимых выборок (если распределение не было нормальным). Для подтверждения статистической значимости полученных результатов между независимыми качественными признаками применяли критерий хи-квадрат (χ²) или точный критерий Фишера при n<30. Значения считались статистически значимыми при р<0,05. Размер выборки определяли по формуле M. Bland [17]:

n=(1,96+0,84)·2·[p₁·(1–p₁)+(p₂·(1–p₂)]/(p₁–p₂)·2.

На основе эргоспирометрического исследования с ингаляцией гипоксической газовой смесью определены различные степени адаптации пациентов к гипоксии. У 69 (27,6%) пациентов уровень АП составлял менее 10%. Эти пациенты отнесены к подгруппе с высокой степенью адаптации к гипоксии. У 116 (46,4%) пациентов уровень анаэробного порога составлял 10—14%. Эти пациенты отнесены к подгруппе со средней степенью адаптации. Уровень А.П. у 85 (26%) пациентов превышал 14%, что давало основания включать этих пациентов в подгруппу с низкой степенью адаптации к гипоксии.

У пациентов с высокой степенью адаптации заготовку аутокрови проводили в объеме 10% от ОЦК. Во время процедуры заготовки мы не наблюдали неблагоприятных изменений в кардиореспираторном статусе пациентов (табл. 3).

В послеоперационном периоде 5 пациентам этой подгруппы потребовалась трансфузия аллогенной эритроцитарной массы (р=0,0033 по сравнению с показателями у пациентов контрольной группы, табл. 5). Трансфузионные триггеры для аутологичных и аллогенных продуктов крови идентичны.

У 116 пациентов подгруппы со средней степенью адаптации аутокровь забирали в объеме 8% ОЦК. Количество осложнений после заготовки было значительно ниже, чем у пациентов контрольной группы (р=0,012, см. табл. 4). В табл. 6 представлены показатели 22 пациентов этой подгруппы, у которых в периоперационном периоде уровень Hb снижался до 78—82 г/л, Ht — до 21—23%. Трансфузионный триггерный уровень гемоглобина, подтвержденный стабильностью кислородных и гемодинамических показателей, у пациентов со средней степенью адаптации составил 80 г/л (см. табл. 6).

Оптимальное количество заготавливаемой перед операцией аутокрови для 65 пациентов с низкой степенью адаптации составило 6% ОЦК. Изучение параметров баланса кислорода в этой подгруппе пациентов в периоперационном периоде показало, что снижение уровня Hb менее 90 г/л и Ht менее 26% приводило к снижению уровня SvO₂ менее 65%, подъему уровня Lac выше 2,5 ммоль/л и O₂EI более 30%.

У 45 пациентов этой подгруппы уровень Hb стал ниже триггерного во время операции. Аутологичная кровь перелита 31 пациенту, 12 пациентов получили аллогенное переливание эритроцитов (табл. 7).

У пациентов основной группы было значительно меньше трансфузий, чем у пациентов контрольной группы (40,4 и 65,6% соответственно, р=0,001), в том числе как аллогенных, так и аутологичных (см. табл. 5).

После операции продолжительность ИВЛ (p=0,032), пребывание пациентов в ОАР (p=0,04), уровень вазопрессорной и инотропной поддержки (р=0,042) были статистически значимо меньше, а уровень Hb на 4-е сутки после операции (р=0,048) выше у пациентов основной группы, чем у пациентов контрольной группы (табл. 8).

Одной из известных, но мало используемых альтернатив переливанию препаратов аллокрови на сегодняшний день является предоперационное аутологичное донорство [6, 21—23]. Продолжаются дискуссии на эту тему, и осуществляется поиск методов, позволяющих ограничить применение препаратов аллокрови в кардиохирургии [24—26]. В настоящем исследовании проведено определение индивидуального объема предоперационной заготовки аутокрови у пациентов посредством установления степени адаптации к гипоксии с помощью уровня АП за 2 дня до операции.

Результаты нашего исследования показали, что предоперационная заготовка аутокрови, основанная на использовании рассчитанных и определенных с помощью АП индивидуальных объемов, ассоциирована со снижением количества осложнений заготовки аутокрови, количества аллотрансфузий у пациентов кардиохирургического профиля с ИБС. Основные выводы нашего исследования подтверждены статистически значимым уменьшением длительности пребывания пациентов основной группы на ИВЛ, снижением времени пребывания пациентов в ОАР, уменьшением доз вазоактивных и инотропных препаратов, а также более высоким уровнем Hb у пациентов основной группы.

Измерение уровня АП у пациента до операции характеризует состояние адаптационных резервов организма [16], что позволяет индивидуально выбрать безопасное количество заготавливаемой аутокрови. В качестве воздействия мы применяли не физическую нагрузку, далеко не всегда возможную у пациентов кардиохирургического профиля, а вдыхание гипоксической газовой смеси. По мере снижения содержания кислорода в газовой смеси запускаются процессы, аналогичные воздействию физической нагрузки. Возможно, это своего рода тренирующий фактор, позволяющий выявить особенности толерантности пациента к гипоксическому воздействию, в том числе периоперационной анемии. Различная степень адаптации к гипоксии, вероятно, связана с различной скоростью формирования у каждого пациента с ИБС адаптационных и компенсаторных изменений кровообращения, внешнего дыхания, системы крови и клеточного метаболизма [27].

Наше исследование согласуется с работами B. Vallet и соавт. (2010), C. Madjdpour и соавт. (2006), L. Pappachan и соавт. (2019), D. Orlov и соавт. (2009), в которых авторы предлагают в показаниях к гемотрансфузии опираться, помимо гемоглобинового, на физиологические триггеры [30—33]. Эти необходимые триггеры трансфузии должны учитывать признаки недостаточной оксигенации тканей, которые могут возникать при различных концентрациях Hb в зависимости от основного заболевания [29]. Авторы предлагают использовать уровни SvO₂, Lac, O₂EI, показатели гемодинамики и опираться на индивидуальную способность пациента компенсировать снижение гемоглобина [28—31]. Используя подобные параметры, мы предложили заготовку аутокрови в безопасных объемах и трансфузионные триггеры для подгрупп с различной степенью адаптации к гипоксии. Отсутствие эффекта от заготовки аутокрови у пациентов с низкой степенью адаптации к гипоксии в нашем исследовании может быть связано с исчерпанием резервных возможностей компенсаторных факторов в силу разных причин. Возникающее снижение уровня SvO₂, возможно, связано с увеличением потребления кислорода без сопутствующего увеличения доставки после заготовки аутокрови у пациентов этой подгруппы. Соответственно происходило увеличение O₂EI и Lac, в связи с этим по количеству осложнений заготовки аутокрови и потребности в гемотрансфузии подгруппа с низкой степенью адаптации сравнима с контрольной группой.

Предложенная методика заготовки аутокрови позволяет предупреждать осложнения, которые могут развиться у пациентов в ответ на заготовку за счет более точной оценки адаптационного резерва систем обеспечения кислородного баланса. В случае заготовки одинакового количества аутокрови у всех пациентов без учета индивидуальных особенностей организма эти осложнения могут иметь для пациента тяжелые последствия [32].

На основании определения АП нами выделены группы пациентов с различной степенью адаптации к гипоксии: высокой, средней и низкой. У пациентов с высокой степенью адаптации к гипоксии мы предлагаем заготавливать 10% от ОЦК для аутодонации и установить трансфузионный триггерный уровень Hb 70 г/л. У пациентов со средней степенью адаптации уровень заготовки аутокрови и трансфузионный триггерный уровень Hb составляют 8% от ОЦК и 80 г/л соответственно. Ограничения при заготовке аутокрови у пациентов с низкой степенью адаптации обусловливают 6% ОЦК. Выявленное количество осложнений и количество гемотрансфузий в послеоперационном периоде, соответствующее таковым у пациентов контрольной группы, делают саму заготовку нежелательной у этой подгруппы пациентов. Поэтому мы не рекомендуем заготавливать аутокровь у пациентов с низкой степенью адаптации к гипоксии перед кардиохирургической операцией (см. рисунок).

Одним из преимуществ предложенной методики заготовки аутокрови мы считаем заготовку цельной аутокрови за 1—2 дня перед оперативным вмешательством. Помимо этого, результаты исследований показали эффективность и безопасность метода определения анаэробного порога и степени адаптации пациента для установления объема заготовки аутокрови перед операцией, в том числе у тяжелых пациентов с предполагаемой большой кровопотерей, а также определения значений трансфузионных триггеров. Немаловажным является индивидуальный подход к пациенту, не требующий значительных материальных затрат. Полученные результаты позволяют оптимизировать и расширить программу дооперационного сбережения крови пациентов, подвергающихся кардиохирургической операции с искусственным кровообращением, а также снизить вероятность развития осложнений, связанных с заготовкой и переливанием аллогенной крови в периоперационном периоде.

Участие авторов:

Концепция и дизайн — Подоксенов Ю.К., Шипулин В.М..

Сбор и обработка материала — Свирко Ю.С., Михеев С.Л., Мандель И.А..

Статистическая обработка — Подоксенов Ю.К., Каменщиков Н.О..

Написание текста — Свирко Ю.С., Михеев С.Л., Мандель И.А., Каменщиков Н.О..

Редактирование, перевод резюме — Ненахова А.А., Анфиногенова Я.Д..

Финансирование. Исследование не имело финансовой поддержки.

Acknowledgments. The study had no sponsorship.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

The author states the absence of any conflict of interests.

Сведения об авторах

Подоксенов Ю.К. — https://orcid.org/0000-0002-8939-2340

Свирко Ю.С. — https://orcid.org/0000-0002-2258-3564

Шипулин В.М. — https://orcid.org/0000-0003-1956-0692

Михеев С.Л. — https://orcid.org/0000-0003-2405-8680

Мандель И.А. — https://orcid.org/0000-0001-9437-6591

Каменщиков Н.О. — https://orcid.org/0000-0003-4289-4439

Ненахова А.А. — https://orcid.org/0000-0002-8996-5241

Анфиногенова Я.Д. — https://orcid.org/0000-0003-1106-0730

КАК ЦИТИРОВАТЬ:

Подоксенов Ю.К., Свирко Ю.С., Шипулин В.М., Михеев С.Л., Мандель И.А., Каменщиков Н.О., Ненахова А.А., Анфиногенова Я.Д. Оптимизация программы сохранения крови в коронарной хирургии: прогностическая ценность анаэробного порога. Анестезиология и реаниматология. 2019;5:-60. https://doi.org/10.17116/anaesthesiology2019051

Автор, ответственный за переписку: Подоксенов Ю.К. —
e-mail: uk@cardio-tomsk.ru