Среди различных заболеваний населения болезни сердца и сосудов имеют наибольшее социально-экономическое значение. За последние 3 года в России количество операций на сердце увеличилось на 90%, операций с применением искусственного кровообращения (ИК) — на 50% [1, 3]. В связи с этим необходимость применения аппарата ИК в кардиохирургии делает особо актуальным вопрос диагностики и профилактики нарушений гомеостаза, интраоперационного повреждения миокарда и органной дисфункции в раннем послеоперационном периоде [2, 7, 10].

Факторами, провоцирующими нарушения гомеостаза и дисфункции миокарда с повышением уровня биомаркеров некроза, являются исходные нарушения кровообращения, интраоперационная сердечная недостаточность, нарушение кислородтранспортной функции крови, трансфузия донорских компонентов крови, использование аппарата ИК [4, 5, 9]. Все эти факторы могут вызывать развитие ацидоза со всеми отрицательными воздействиями на системы гомеостаза и приводить к снижению сократимости миокарда, повышению давления в легочной артерии и легочного сосудистого сопротивления, нарушению функции почек [2, 8]. Особую роль в развитии нарушений кислотно-основного состояния (КОС) и дисфункции миокарда играет ИК, во время которого нарушаются перфузия тканей и доставка кислорода [3, 6, 8].

Биохимическое повреждение клеток сердца тесно связано с двумя патологическими процессами: ишемией и реперфузией. Ишемия — реперфузия миокарда запускает каскад биохимических реакций, приводящих к сосудистой дистонии, повреждению эндотелия, активации апоптоза и свободнорадикального перекисного окисления липидов. В итоге формируется некроз кардиомиоцитов и ухудшается сократимость миокарда [3, 6, 10]. Увеличение количества шунтируемых артерий способствует удлинению периода гипоксии, увеличению интраоперационной травмы и большему воздействию всех механизмов повреждения миокарда [4].

Таким образом, множество механизмов повреждения миокарда обусловливают необходимость тщательного анализа клинической картины, данных лабораторных и инструментальных исследований. Профилактика пери- и послеоперационных осложнений должна быть направлена на правильный отбор пациентов и рациональный выбор объема реваскуляризации [1, 3].

Цель настоящего исследования — изучение влияния длительности ИК на динамику концентрации тропонина Т после операции реваскуляризации миокарда, а также анализ нарушений гомеостаза после операций.

В исследование включен 61 пациент (35 мужчин и 26 женщин; средний возраст 49,4±2,9 года), оперированных по поводу ишемической болезни сердца в ФГБУ «Федеральный центр сердечно-сосудистой хирургии» Министерства здравоохранения России (Пенза). По длительности ИК включенных в исследование пациентов разделили на две группы: 1-я группа (n=22) — длительность ИК составила менее 120 мин, 2-я группа (n=20) — ИК более 120 мин. В контрольную группу вошли 19 пациентов, которым была проведена реваскуляризация миокарда без применения ИК. Критериями включения пациентов в исследование было наличие ишемической болезни сердца II—IV функционального класса стенокардии по классификации Канадской ассоциации кардиологов (CSS), II или III функционального класса сердечной недостаточности по классификации Нью-Йоркской ассоциации кардиологов (NYHA) и подтвержденный стеноз 2 коронарных артерий и более по данным коронарографии. Критериями исключения пациентов из исследования являлись наличие I функционального класса стенокардии и/или сердечной недостаточности, а также поражения клапанов сердца, при которых требуется хирургическая коррекция, и наличие тяжелой сопутствующей патологии. Клиническая характеристика пациентов представлена в табл. 1.

КОС исследовали на анализаторе Cobas b 221 omni S6 («Roche», Швейцария), где оценивали респираторные и метаболические нарушения по данным рH крови, рСО₂, рО₂, концентрации ионов К^.+, Na⁺, Cl^-, Са²⁺, концентрации глюкозы, лактата, гемоглобина, гематокрита, буферных оснований (ВЕ) до момента начала ИК и после операции. Степень тяжести повреждения миокарда оценивали по концентрации тропонина Т в сыворотке крови высокочувствительным иммунотурбидиметрическим методом (HSTNT) на электроиммунохемилюминесцентном анализаторе Elecsys 2010 («Roche», Швейцария) троекратно: через 6, 12 и 24 ч после операции.

Полученные данные обработаны с помощью программы Statistica 6.0. Использовали критерии χ² и Стьюдента. Различия считали статистически значимыми при р<0,05.

Показатели КОС, электролитного состава и метаболитов артериальной крови у пациентов основных и контрольной групп непосредственно перед началом ИК существенно не различались и соответствовали норме (табл. 2).

Анализ нарушений КОС и газового состава крови выявил различия pH и ВЕ у пациентов 2-й группы по сравнению с аналогичными данными до операции и показателями пациентов контрольной группы (p=0,038). Кроме того, различались послеоперационные показатели pO₂ у пациентов 2-й группы по сравнению с аналогичными показателями пациентов контрольной группы (p=0,041). Таким образом, данные нарушения КОС после операции с ИК свидетельствуют о наличии компенсированных за счет избытка буферных оснований и гипервентиляции метаболических ацидотических нарушений [3].

Анализ изменения концентрации метаболитов крови показал различия концентрации лактата до и после операции как внутри каждой из основных групп, так и с показателями группы контроля. Применение ИК даже в тех случаях, когда объемная скорость перфузии превышает сердечный индекс больного до операции, сопровождается нарушением метаболизма в результате повреждающего действия на ткани. Это сопровождается накоплением недоокисленных продуктов метаболизма в крови, в том числе лактата, и сопровождается ацидотическим сдвигом. Корреляционный анализ показал положительную прямую зависимость концентрации лактата от длительности ИК во всех группах наблюдения: у пациентов 1-й группы r=0,42 и p=0,0083, во 2-й группе r=0,59 и р=0,0024, в группе контроля r=0,39 и р=0,0113. Важно отметить, что в основных и контрольной группах корреляция длительности ИК и концентрации лактата слабая. В связи с этим необходимы дальнейшее исследование и оценка показателей гомеостаза, более подверженных изменению при применении ИК.

Выявлены также изменения концентрации глюкозы крови до и после операции как внутри каждой из основных групп, так и с показателями контрольной группы. Повышение концентрации глюкозы связано с замедлением ее распада в тканях вследствие гипотермии, нарушений микроциркуляции и перфузии. Наиболее значительными оказались различия у пациентов 2-й группы по сравнению с аналогичными показателями до операции и с данными пациентов контрольной группы (p=0,0062).

Анализ изменений электролитного состава крови выявил увеличение концентрации калия на момент окончания операции у пациентов 1-й и 2-й групп по сравнению с аналогичными показателями как до операции, так и с данными контрольной группы (р=0,021).

Снижение концентрации натрия (p=0,033) в конце операции наблюдали только у пациентов 2-й группы.

У пациентов 1-й и контрольной группы различия оказались незначительными (р>0,05).

К концу операции у пациентов основных групп отмечалось снижение концентрации кальция, наиболее выраженное у пациентов 2-й группы (p=0,0069). Концентрация кальция у пациентов контрольной группы к концу операции изменилась незначительно (p>0,05).

Средняя концентрация тропонина Т через 6 ч после операции у пациентов 1-й группы по сравнению с показателями контрольной группы существенно не различалась (р>0,05). Однако средняя концентрация тропонина Т в аналогичный период наблюдения у пациентов 2-й группы оказалась выше, чем у пациентов 1-й группы (р=0,0098) и группы контроля (р=0,0079) (см. рисунок).

Через 12 ч после операции у пациентов контрольной группы наблюдали незначительное снижение средней концентрации тропонина Т по сравнению с предыдущими значениями, которая составила 499±99 нг/л. В остальных двух группах наблюдали повышение средней концентрации тропонина Т как по сравнению с предыдущими значениями (р=0,038 и р=0,011 для 1-й и 2-й групп соответственно), так и с показателями группы контроля: р=0,0064 по сравнению с 1-й группой и р=0,0021 по сравнению со 2-й группой.

Через 24 ч после операции у пациентов контрольной группы наблюдали снижение концентрации тропонина Т по сравнению с предыдущими показателями (р=0,029). Аналогичные показатели пациентов 1-й группы оказались выше, чем у пациентов группы контроля (р=0,0031), однако повышение средней концентрации тропонина Т по сравнению с предыдущими показателями внутри группы оказались незначительными (р>0,05). Средняя концентрация тропонина Т через 24 ч после операции у пациентов 2-й группы оказалась выше, чем в предыдущих измерениях (р=0,0019), и по сравнению с данными контрольной группы (р<0,0009). Важно отметить, что наибольший рост концентрации тропонина Т в серии исследований наблюдали у пациентов 2-й группы.

У пациентов 2-й группы выявлена связь концентрации тропонина Т с длительностью ИВЛ в раннем послеоперационном периоде (p=0,012; r=0,54). У пациентов 1-й группы и группы контроля такая зависимость не прослеживалась (табл. 3).

Корреляционный анализ между средней концентрацией тропонина Т и длительностью ИК выявил положительную связь: для 1-й группы r=0,44 и р=0,019; для 2-й группы r=0,58 и р=0,0049. Таким образом, признаки интраоперационного повреждения и ишемии миокарда сохраняются длительное время после операции, так как в указанные сроки наблюдения максимальную концентрацию тропонина Т с последующим снижением наблюдали только у пациентов группы контроля.

Важно также отметить, что средняя продолжительность ИВЛ, как и длительность пребывания в стационаре, у пациентов 2-й группы существенно превышала таковые у пациентов 1-й и контрольной групп. Корреляционный анализ длительности ИВЛ и концентрации тропонина Т у пациентов 2-й группы показал статистически значимую зависимость (r=0,49; p=0,024). Средняя продолжительность ИВЛ после операции у пациентов 1-й группы и группы контроля также статистически значимо различались, однако по продолжительности пребывания в стационаре различия оказались несущественными (р>0,05).

Результаты настоящего исследования отражают зависимость выраженности нарушений гомеостаза от длительности ИК. Данные других исследований свидетельствуют о высокой прогностической значимости уровня лактата в послеоперационном периоде. Так, исследование J.M. Malliet и соавт., включающее 325 пациентов после операций с ИК, показало, что наличие и продолжительность гиперлактатемии существенно влияли на смертность в отделении интенсивной терапии. У лиц с нормальными уровнями лактата она достигала 1,5%, при острой и отсроченной гиперлактатемии была значительно выше: 4,9 и 3,6% соответственно (р<0,0001).

Основными причинами развития метаболического ацидоза и повышения уровня лактата в постперфузионном периоде являются дисфункция миокарда в связи с ишемическими и реперфузионными повреждениями миокарда при пережатии аорты, вымывание кислых продуктов метаболизма из периферических тканей при согревании пациента и восстановлении собственного кровообращения, переливание компонентов донорской крови [7, 9].

У пациентов 2-й группы после операции мы наблюдали увеличение pH и ВЕ после операции с ИК. У отдельных пациентов при проведении длительных операций с ИК возникает необходимость использования буферных растворов для повышения рH крови и мочи выше физиологической нормы в связи с развитием внутрисосудистого гемолиза. Ощелачивание мочи позволяет уменьшить повреждающее действие свободного гемоглобина на почечные канальцы и тем самым предотвратить или снизить риск развития почечной недостаточности в раннем послеоперационном периоде вследствие гемоглобинурии [3, 5].

При сравнении основных и контрольной групп наблюдали изменение электролитного состава по сравнению с дооперационными показателями. Вероятной причиной увеличения концентрации калия в крови после применения ИК является попадание в аппарат ИК определенного объема кардиоплегического раствора, содержащего калий в высокой концентрации. Основной причиной некоторого снижения концентрации натрия к концу ИК является разведение крови. По полученным данным, изменения средней концентрации гематокрита, наиболее выраженную гемодилюцию наблюдали у пациентов 2-й группы (p<0,001). Причинами гипокальциемии наряду с гемодилюцией является снижение в плазме крови уровня альбуминов, связывающих кальций, что приводит к увеличению его экскреции с мочой, а также к образованию комплексов кальция с лигандами [3].

Динамика концентрации тропонина Т зависит от длительности ИК, о чем свидетельствуют данные, полученные в настоящем исследовании и в работах ряда авторов [5, 6, 9, 10]. Важно также отметить, что исследования ряда авторов отражают зависимость между концентрацией тропонина Т и смертностью кардиохирургических больных [5, 7, 8]. Таким образом, для всех пациентов, перенесших операцию с ИК, необходимы длительное наблюдение динамики концентрации маркеров повреждения миокарда, а также оптимизация схем лабораторного и инструментального контроля осложнений.

Данные ряда исследований [5, 8, 9] показывают статистически значимое повышение уровней тропонинов у пациентов после кардиохирургических операций, проведенных в условиях ИК, по сравнению с таковыми после операций без ИК. A. Peivandi и соавт. [9] выявили, что у больных после кардиохирургических операций, независимо от условий ее проведения (с ИК или без него), в послеоперационном периоде определялся повышенный уровень тропонина Т. При этом авторы показали, что при операциях без ИК пик повышения концентрации тропонина Т отмечался через 12 ч после операции, а при операции в условиях ИК — через 48 ч после хирургического вмешательства. A. Storrow и соавт. высказано предположение, что при короткой перфузии существует пролонгированное ишемическое повреждение клеточных структур сердца, а при длительном ИК происходит более быстрое и массивное повреждение клеточной массы, поэтому повышение концентрации тропонина Т после операций с длительным ИК намного более значительно.

1. Выраженность нарушений КОС и метаболических сдвигов после операции с ИК тесно коррелирует с длительностью ИК. Наиболее подвержены изменениям такие показатели КОС и метаболитов крови, как гематокрит, уровни глюкозы и лактата, отражающие многофакторные нарушения гомеостаза, вызванные ИК.

2. Концентрация тропонина Т также зависит от длительности ИК (для 1-й группы r=0,44 и р=0,019; для 2-й группы r=0,58 и р=0,0049).

3. У пациентов 2-й группы выявлена корреляция между длительностью ИВЛ и концентрацией тропонина Т (r=0,49; p=0,024).