В кардиохирургии выбор варианта анестезиологического обеспечения, несмотря на внедрение современных ингаляционных и внутривенных анестетиков с улучшенной фармакодинамикой, по-прежнему остается актуальным. В связи с этим внимание исследователей привлекает использование инертного газа ксенона (Xе), который, судя по ряду исследований [5, 12, 13, 16, 18, 23, 24], оказывает минимальное влияние на центральную гемодинамику, функцию миокарда и головной мозг. Это тем более актуально, что, несмотря на усовершенствование хирургических методик, достижения в технике и технологии искусственного кровообращения (ИК), успехи в анестезиологии за последние годы, осложнения со стороны центральной нервной системы (ЦНС) после кардиохирургических вмешательств в условиях ИК продолжают оставаться серьезной клинической проблемой и существенной составляющей в структуре послеоперационной летальности [9, 15, 25]. К настоящему времени опубликованы сообщения о ксеноновой анестезии у пациентов с тяжелой сердечной недостаточностью, оперированных без ИК [1], о применении анестезии Хе при кардиохирургических операциях [5, 12, 13, 21], ксеноновой седации кардиохирургических больных в отделении интенсивной терапии [8]. Однако опыт применения Xe у кардиохирургических больных остается ограниченным.

Цель исследования — оценка некоторых клинических и патофизиологических аспектов метода низкопоточной непрерывной ксеноновой анестезии как безопасной анестезиологической методики, используемой при кардиохирургических операциях с ИК.

Проведено 30 анестезий с применением метода низкопоточной непрерывной ксеноновой анестезии. Возраст пациентов составил 42—68 лет. Во всех случаях выполняли операцию аортокоронарного шунтирования. Согласно классификации ASA, операционный риск соответствовал II—III классу. После внутривенной вводной анестезии пропофолом в дозе 200 мг и интубации пациента начинали искусственную вентиляцию легких наркозно-дыхательным аппаратом Fabius (Dräger). До подачи ксенон-кислородной смеси проводили денитрогенизацию — искусственную вентиляцию легких чистым кислородом в течение 10 мин. Затем начинали анестезию Xe по известным принципам (в условно закрытом контуре с последующим рециклингом газового анестетика). После начала ИК осуществляли переключение дыхательного контура наркозно-дыхательного аппарата от интубационной трубки к входному газовому порту оксигенатора контура ИК и продолжали анестезию Xe в условно закрытом контуре с последующим рециклингом газового анестетика. После восстановления деятельности сердца и кровотока через легкие дыхательный контур аппарата искусственной вентиляции легких подключали обратно к интубационной трубке и анестезию Xe продолжали до конца операции по стандартной схеме (патент РФ №2339409 «Способ непрерывной анестезии ксеноном во время кардиохирургических операций в условиях искусственного кровообращения», зарегистрирован 27 ноября 2008. Соавторы: Ю.К. Подоксенов, В.М. Шипулин, Е.В. Шишнева, И.В. Пономаренко, Т.В. Емельянова, О.Г. Кийко).

В течение всей операции осуществляли непрерывный мониторный контроль гемодинамических показателей, в том числе с помощью катетера Свана—Ганса. Определение анализируемых показателей осуществляли на этапах: I — за 1 сут до операции; II — перед вводным наркозом; III — после вводного наркоза; IV — насыщение Xe; V — перед началом ИК; VI — 30 мин ИК; VII — 10 мин после остановки ИК; VIII — конец операции, 10 мин после прекращения подачи Xe; IX — через 6 ч после операции; X — через 24 ч после операции.

Частоту сердечных сокращений (ЧСС), центральное венозное давление (ЦВД), среднее артериальное давление (АД_ср.) прямым методом, среднее давление в легочной артерии (ДЛА_ср.), давление заклинивания легочной артерии (ДЗЛА), сердечный индекс (СИ), ударный индекс (УИ), индекс общего периферического сосудистого сопротивления (ИОПСС), индекс легочного сосудистого сопротивления (ИЛСС), индекс ударной работы левого (ИУРЛЖ) и правого (ИУРПЖ) желудочков измеряли на этапах II, IV, V, VII, VIII. Регистрацию этих показателей осуществляли с использованием кардиомониторов Sirecust 7000, 9000 («Siemens», Германия).

Концентрацию Xe и О₂ во вдыхаемой смеси контролировали с помощью газоанализатора бинарной смеси ГКМ-03-ИНСОВТ (Ст-Петербург). Для контроля выраженности гипнотического эффекта и глубины общей анестезии использовали мониторинг биспектрального индекса электроэнцефалограммы (BIS) с помощью модуля BIS монитора Infinity (Dräger). Неинвазивный прямой непрерывный контроль регионального насыщения гемоглобина кислородом (rSО₂) в сосудах мозга во время ИК оценивали с помощью церебрального оксиметра Invo 5100 («Somanetics», США).

Уровень кортизола, показатели кислотно-основного состояния (КОС) артериальной и венозной крови, взятой из луковицы внутренней яремной вены, глюкозы и лактата крови, rSО₂, коэффициент экстракции О₂ (КЭО₂) анализировали на этапах II, IV—VI, VIII.

Параметр КЭО₂ мозгом рассчитывали по формуле: КЭО₂ = [(S_aО₂ – S_j О₂)/ S_aО₂ ] · 100, где S_aО₂ — насыщение гемоглобина кислородом в артерии, S_jО₂ — насыщение в луковице яремной вены. Динамику мозгового кровотока обследуемых пациентов определяли при помощи транскраниального ультразвукового дуплексного сканирования на аппарате Esaote MyLab 30 C(Италия) фазово-электронными датчиками с частотой сканирования 2,5—3,5 МГц. За сутки до операции (I этап) проводили оценку резервов коллатерального кровообращения. Затем мозговой кровоток оценивали на этапах II—IV, VIII. Определяли скорость кровотока по средней мозговой артерии, в том числе систолическую (V_s, см/с), диастолическую (V_d, см/с) и индекс пульсативности (PI). На этапе ИК определяли линейную скорость кровотока сразу после начала ИК, при расчетной скорости перфузии и перед завершением перфузии.

Исследование концентрации нейронспецифичного белка S-100β и нейронспецифической энолазы (NSE) проводили методом иммуноферментного анализа с применением диагностико-лабораторных тестов S-100 фирмы («Can-Ag-Diagnostic», Швеция) на этапах II, VII, IX и X.

Статистическую обработку данных выполняли с применением программы Statistica 5.0. Различия считали статистически значимыми при р<0,05.

Центральная гемодинамика. Начало насыщения Xe после вводной анестезии пропофолом в дозе 4 мг/кг (IV этап) сопровождалось умеренным повышением АД_ср., тенденцией к урежению ЧСС и умеренному приросту УИ (табл. 1).

В нашем исследовании показано, что в условиях анестезии Xe при повышении давления в малом круге кровообращения насосная функция правого желудочка не страдала, а снижение ИУРЛЖ в постперфузионном периоде можно объяснить снижением АДср .вследствие снижения ИОПСС. Однако эти изменения находились в допустимых пределах и соответствующая терапия не требовалась. Сходные данные получены в работе И.А. Козлова и соавт. [5]. Следует подчеркнуть немаловажную деталь, что Xe, не снижая СИ и УИ, обеспечивает гемодинамически стабильное течение анестезии, позволяет поддерживать гемодинамическую составляющую перфузии мозга на оптимально высоком уровне. Ряд источников литературы свидетельствует о благотворном влиянии Xe на сердечно-сосудистую систему [1, 7, 17]. Отмечены стабильное состояние гемодинамики, некоторое повышение артериального давления и тенденция к брадикардии. Ваготонический эффект Xe, проявляющийся уменьшением ЧСС до 50—60 уд/мин, отмечен в работе А.В. Година и соавт. [2]. В экспериментальных исследованиях показано, что Xe как инертный газ не влияет на функцию миокарда и центральную гемодинамику на хирургической стадии наркоза [19, 22].

Метаболизм в условиях ксеноновой анестезии. Весь комплекс анестезиологической защиты должен быть адекватен выполняемому хирургическому вмешательству, т.е. достаточно физиологичным и не вызывать глубокой блокады физиологических реакций организма [3, 4].

Антистрессорный эффект Xe мы исследовали по динамике кортизолемии и гликемии, отражающих функциональное состояние симпатико-адреналовой и гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой систем на этапах операции (табл. 2).

В работе Е. Boomsma и соавт. [17] показано, что в период действия анестезии Xe уровни адреналина и кортизола не изменялись. В обзоре И.А. Хлусова и соавт. [14] показано, что Xe оказывает выраженное влияние на состояние механизмов адаптации, в частности на стресс-реализующие и стресс-лимитирующие системы. Поэтому оценку механизмов действия Xe на организм целесообразно проводить с позиции теории адаптации. В настоящее время в биологии обсуждается существование двух качественно отличающихся друг от друга стратегий адаптации живых организмов — резистентности и толерантности [6]. В отношении метаболизма резистентность — это гиперкатаболическая стратегия, она расточительна и неэкономична. Гормонами стресса являются катехоламины, глюкокортикоиды. Через катехоламины реализуется липолиз, глюкогенолиз, глюконеогенез, увеличение потребления кислорода всеми органами и клетками. Метаболической основой стратегии толерантности является снижение катаболизма, энергозатрат, потребления кислорода.

В нашем исследовании на фоне концентрации Xe=60% в предперфузионном периоде (IV, V этапы) уровень кортизола имел тенденцию к снижению. Во время перфузии и восстановительном периоде (VI, VIII этапы) уровень этого гормона статистически значимо повышался, но оставался в границах значений, типичных для операций с ИК. Стабильный уровень гликемии на этапах анестезии Xe дополнительно подтверждает высокую эффективность антиноцицептивной защиты и отсутствие активации симпатико-адреналовой и гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой систем.

Оценка глубины анестезии. Этап перехода с вводного наркоза пропофолом на анестезию Xe (II—III этапы) сопровождался статистически значимыми изменениями BIS в зависимости от концентрации газа во вдыхаемой смеси. Эти изменения соответствовали стадии анестезии и подтверждали адекватность общей анестезии (табл. 3)

Увеличение оксигенации артериальной крови на III этапе операции вызвано процедурой денитрогенизации перед началом насыщения Xe. Показатели КОС и газового состава крови, оттекающей от головного мозга, на этапах исследования статистически значимо не различались и свидетельствовали об отсутствии гипоксии, включая перфузионный период, когда Xe подавался в оксигенатор. Для количественной оценки потребления кислорода мозгом оценивали КЭО₂, который в пред- и постперфузионном периодах (V—VIII этапы) статистически значимо не изменялся, что свидетельствует о стабильности центральной гемодинамике и об отсутствии влияния анестетика на потребление О₂ головным мозгом. Уровень лактата в крови был статистически значимо выше в перфузионном и постперфузионном периодах (VI—VIII этапы), однако эти значения находились на приемлемом уровне. Н.Е. Буров и соавт. [1] изучали глубину анестезии Xe при помощи BIS-мониторинга и пришли к выводу, что Xe дает хороший гипнотический эффект. Сходные результаты получены в работе М.И. Руденко [10]. В этом исследовании после насыщения и достижения концентрации Xe 65—68% BIS составлял 30% (глубокая анестезия). В ходе операции снижение концентрации Xe во вдыхаемом газе до 40% поддерживало BIS в пределах 40—60% (глубокая седация). Уменьшение концентрации Xe во вдыхаемом газе до 30% и ниже повышало BIS до 70—78%. По данным нашего исследования, Xe дозозависимо изменяет BIS, что открывает возможность получения достоверной информации о глубине анестезии.

Изменения церебральной сатурации и мозгового кровотока. В качестве мониторинга кислородного обеспечения головного мозга при анестезии Xe исследовали возможности церебральной оксиметрии. На рисунке

Изменения rSО₂ во время ИК мы объясняем изменением перфузионного давления и снижением мозгового кровотока во время перфузии, однако этот показатель не превышал критического значения, что подтверждает безопасность использования Xe в период перфузии. После восстановления деятельности сердца и адекватного сердечного выброса (VIII) rSО₂ снова повышалась до уровня, соответствующего IV этапу операции, что свидетельствовало о достаточном насыщении кислородом венозной крови мозга.

Н.Е. Буров и П.С. Сальников [11] изучали rSО₂ при различных видах анестезии. Так, во время индукции Xe показатель rSО₂ в их исследовании повысился на 6,4%. Затем показано, что на этапе пробуждения после прекращения поступления Xe в контур наркозного аппарата оксиметрические показатели очень быстро возвращались к норме, несколько превосходя исходные данные в результате влияния искусственной оксигенации.

Интерес к Xe в первую очередь был обусловлен его хорошей диффузионной способностью и возможностью его использовать для измерения мозгового кровотока. При выборе того или иного варианта анестезии важно учитывать влияние анестетика на внутричерепное давление, на церебральный кровоток и метаболизм мозга. Динамика параметров мозгового кровотока отражена в табл. 4.

Из приведенных данных следует, что после вводной анестезии (III этап) происходило статистически значимое снижение систолической и диастолической скорости кровотока по средней мозговой артерии и увеличение индекса пульсативности по сравнению с исходными данными. После достижения наркотической концентрации Xe во вдыхаемой смеси 60—65% (IV этап) систолическая и диастолическая скорость кровотока статистически значимо увеличилась по сравнению с этапом вводного наркоза, а индекс пульсативности снизился. Через 10 мин после прекращения подачи Xe (VIII этап) снизились систолическая и диастолическая скорости, а индекс пульсативности статистически значимо повысился по сравнению с этапом III.

Во время ИК линейная скорость кровотока в средней мозговой артерии оставалась стабильной на протяжении всего этапа перфузии (табл. 5).

Обращает внимание, что подача Xe в оксигенатор не сопровождалась увеличением числа случаев газовой эмболии, поэтому клиническая значимость ксенондетерминированных воздушных эмболов маловероятна. В своей работе G. Lokwood и соавт. [21] также не выявили клинически значимого увеличения размера пузырьков с помощью транскраниальной допплерографии. Сообщения о влиянии Xe на мозговой кровоток весьма ограничены и отражают результаты экспериментальных исследований или немногочисленных клинических наблюдений. Согласно данным W. Lewelt и соавт. [20], в наркотической концентрации Xe вызывал увеличение мозгового кровотока; при содержании инертного газа более 60% кровоток в мозге повышался на 18%. Результаты нашего исследования, в частности увеличение систолической и диастолической скорости кровотока и снижение индекса пульсативности в средней мозговой артерии свидетельствуют о снижении периферического сосудистого сопротивления пиальных артерий мозга под воздействием ксенона. Наряду со стабильным уровнем артериального давления эти данные позволяют нам косвенно судить о состоянии нормальной перфузии в головном мозге во время ИК при подаче Xe в оксигенатор ИК.

Динамика маркеров повреждения головного мозга. В отличие от других анестетиков с аналогичным действием (закись азота и кетамин), Xe не обладает нейротоксичностью, что может быть связано с их различным влиянием на высвобождение дофамина. D. Мa и соавт. [23] в эксперименте на модели ИК продемонстрировали, что Xe в концентрации 60% значимо снижает частоту и выраженность неврологической и нейрокогнитивной дисфункций в послеоперационном периоде.

В связи с этим нам показалось интересным исследовать динамику маркеров нейронального повреждения нейронспецифических белков S-100β и неспецифической энолазы (NSE), которые проходят через гематоэнцефалический барьер и являются достаточным доказательством нарушения его функции или даже морфологии. Содержание белка S-100 в сыворотке крови в норме менее 0,2 мкг/л. У пациентов с церебральными осложнениями выход этого белка продолжается и в послеоперационном периоде. Уровень S-100 более 0,5 мкг/л через 2 дня после хирургического вмешательства свидетельствует о развитии у пациента неврологических осложнений. Содержание NSE в сыворотке крови в норме менее 15 мкг/л. Быстрое увеличение концентрации NSE отмечалось при всех патологических состояниях, сопровождающихся структурно-функциональными изменениями ЦНС (табл. 6).

На этапе II (перед вводным наркозом) содержание S-100β и NSE в плазме находилось в пределах нормы. Через 10 мин после окончания ИК (VII этап) концентрация обоих белков была статистически значимо выше, чем на II этапе. Это повышение концентрации соответствует максимуму подъема данного белка, который отмечается через 10 мин после прекращения ИК. Через 6 ч после операции (IX этап) уровни S-100β и NSE снизились и к концу первых суток (X этап) возвратились к исходным. Обратимые изменениями гематоэнцефалического барьера происходят во время и после перфузии. Тот факт, что к исходу первых суток белки нейронального повреждения вернулись к дооперационному уровню, свидетельствует об отсутствии гипоксии в период, когда Xe подавался в оксигенатор аппарата ИК. Динамика концентрации этих маркеров, приведенная в исследовании G. Lokwood и соавт. [21], также подтверждает безопасность применения Xe в контуре ИК.

Таким образом, методика непрерывной низкопоточной анестезии Xe благодаря отсутствию серьезных отрицательных влияний на центральную гемодинамику, метаболизм и мозговой кровоток может с успехом использоваться в кардиохирургии. Непрерывная анестезия Xe сокращает расход этого газа, безопасна, не вызывает побочных реакций ЦНС. Вместе с тем применение Xe в кардиохирургии имеет большие перспективы в плане дальнейшего изучения влияния этого благородного газа на органы и системы организма человека.