Комбинированное введение оксида азота и водорода в экстракорпоральный контур искусственного кровообращения как метод органопротекции при операциях на сердце

Цель исследования — изучить влияние комбинированного введения оксида азота и водорода в экстракорпоральный контур при искусственном кровообращении (ИК) на антиоксидантную активность и органные повреждения при кардиохирургических вмешательствах.

Материалы и методы. 91 пациенту были выполнены операции на сердце в условиях ИК. Больные рандомизированы на 3 группы: 1-я (контрольная) — 30 больных; 2-я группа — 33 пациента, которым проводили изолированную подачу оксида азота (40 ppm) в экстракорпоральный контур ИК; 3-я группа — 28 больных, которым выполняли комбинированную подачу оксида азота (40 ppm) и водорода (1,2 ppm) в экстракорпоральный контур ИК. Исследовали интенсивность процессов перекисного окисления липидов по содержанию диеновых конъюгатов (ДК), триеновых конъюгатов (ТК) и оснований Шиффа (ОШ) в плазме крови; а также агрегацию эритроцитов. Исследования включали несколько этапов: 1 — исходный, после индукции в наркоз; 2 — перед ИК; 3 — через 5 мин после начала ИК; 4 — на 30-й минуте ИК; 5 — на 60-й минуте ИК; 6 — на 90-й минуте ИК; 7 — по окончании ИК; 8 — по окончании операции.

Результаты. Статистически значимое возрастание уровня ДК происходило на 90-й минуте ИК и составило у пациентов 1-й группы 1,093±0,573 отн. ед. (среднее арифметическое значение ± стандартное отклонение); 2-й группы — до 0,322±0,047 отн. ед.; 3-й группы — до 0,287±0,003 отн. ед., при этом содержание ДК у пациентов 2-й и 3-й групп было статистически значимо ниже по сравнению с контролем. Статистически значимое увеличение уровня ТК по сравнению с исходным показателем наблюдалось на 90-й минуте ИК в 1-й группе (до 0,334±0,114 отн. ед.), при этом уровень ТК у пациентов 2-й и 3-й групп был статистически значимо ниже. Статистически значимое возрастание уровня ОШ у пациентов 1-й группы отмечалось на 90-й минуте ИК (до 33,324±15,640 отн. ед.). У пациентов 2-й и 3-й групп этот показатель был статистически значимо ниже по сравнению с пациентами 1-й группы. Динамика агрегации эритроцитов следующая: у пациентов 1-й группы наблюдалось возрастание показателя с момента начала ИК до окончания операции (с 44,8±1,4 до 73,1±2,2), при этом статистически значимое отличие от показателя в момент начала операции наблюдалось начиная с 30-й минуты ИК и до конца операции; у пациентов 2-й группы динамика агрегации эритроцитов снижалась в ходе ИК (с 56,5±2,3% перед началом ИК до 47,4±1,2% — по его окончании); у больных 3-й группы динамика агрегации статистически значимо снижалась и была ниже, чем у больных как 1-й, так и 2-й группы, начиная с 30-й минуты ИК и до момента окончания операции. Отмечено отсутствие развития осложнений после операции (острой сердечной недостаточности, острой дыхательной недостаточности и полиорганной недостаточности) у пациентов 2-й и 3-й групп. У пациентов 3-й группы установлено статистически значимое снижение как продолжительности искусственной вентиляции легких, так и пребывания в отделении реанимации и интенсивной терапии по сравнению со 2-й группой.

Заключение. Комбинированное применение газообразного оксида азота и водорода во время ИК позволило статистически значимо снизить уровень активации перекисного окисления липидов и агрегации эритроцитов, что обеспечивало более высокий уровень органопротекции при кардиохирургическом вмешательстве, более быструю активизацию пациентов и снижение продолжительности их пребывания в отделении реанимации и интенсивной терапии.

1. Чарная М.А., Морозов Ю.А., Урюжников В.В., Гонча­рова А.В., Палюлина М.В. Метаболизм миокарда при операциях в условиях параллельного искусственного крово­обращения. Кардиология и сердечно-сосудистая хирургия 2012; 5(3): 68–70.
2. Андрианова М.Ю., Палюлина М.В., Морозов Ю.А., Мильчаков В.И., Чарная М.А., Гладышева В.Г. Перекисное окисление липидов в раннем послеоперационном периоде при реконструктивных операциях на аорте. Вестник интен­сивной терапии 2007; 1: 76–77.
3. Зацепина Н.Е. Влияние искусственного крово­об­ращения на перекисное окисление липидов. Автореф. дис. ... канд. мед. наук. М; 2001.
4. Биленко М.В. Ишемические и реперфузионные по­вреждения органов (молекулярные механизмы, пути пред­упреждения и лечения). М: Медицина; 1989; с. 368.
5. Garden D.L., Granger D.N. Pathophysiology of ischaemia-reperfusion injury. J Pathology 2000; 190(3): 255–266, https://doi.org/10.1002/(sici)1096-9896 (200002)190:3255::aid-path5263.0.co;2-6.
6. Manso C.F. Ischemia, reperfusion and oxygen free radicals. Rev Port Cardiol 1992; 11(11): 997–998.
7. Prasad K., Kalra J., Bharadwaj B., Chaudhary A.K. Increased oxygen free radical activity in patients on cardiopulmonary bypass undergoing aortocoronary bypass surgery. Am Heart J 1992; 123(1): 37–45, https://doi.org/10.1016/0002-8703(92)90744-g.
8. Asimakopoulos G., Smith P.L., Ratnatunga C.P., Taylor K.M. Lung injury and acute respiratory distress syndrome after cardiopulmonary bypass. Ann Thorac Surg 1999; 68(3): 1107–1115, https://doi.org/10.1016/s0003-4975(99)00781-x.
9. Соловьева А.Г., Кузнецова В.Л., Перетягин С.П., Ди­денко Н.В., Дударь А.И. Роль оксида азота в процессах свободнорадикального окисления. Вестник Российской Военно-медицинской академии 2016; 1: 228–233.
10. Danilova D.A., Brichkin Yu.D., Medvedev A.P., Pichugin V.V., Fedorov S.A., Taranov E.V., Nazarov E.I., Ryazanov M.V., Bolshukhin G.V., Deryugina A.V. Application of molecular hydrogen in heart surgery under cardiopulmonary bypass. Sovremennye tehnologii v medicine 2021; 13(1): 71, https://doi.org/10.17691/stm2021.13.1.09.
11. Deryugina A.V., Krylova E.V., Luk’yanova L.D. Effect of ubiquinone-10 and succinic acid on functional characteristics of erythrocytes in rats with epinephrine toxemia. Bull Exp Biol Med 2006; 141: 414–415, https://doi.org/10.1007/s10517-006-0186-0.
12. Olejnik S., Algina J. Generalized eta and omega squared statistics: measures of effect size for some common research designs. Psychological Methods 2003; 8(4): 434–447, https://doi.org/10.1037/1082-989X.8.4.434.
13. Checchia P.A., Bronicki R.A., Muenzer J.T., Dixon D., Raithel S., Gandhi S.K., Huddleston C.B. Nitric oxide delivery during cardiopulmonary bypass reduces postoperative morbidity in children — a randomized trial. J Thorac Cardiovasc Surg 2013; 146(3): 530–536, https://doi.org/10.1016/j.jtcvs.2012.09.100.
14. James C., Millar J., Horton S., Brizard C., Molesworth C., Butt W. Nitric oxide administration during paediatric cardiopulmonary bypass: a randomised controlled trial. Intensive Care Med 2016; 42(11): 1744–1752, https://doi.org/10.1007/s00134-016-4420-6.
15. Kamenshchikov N.O., Mandel I.A., Podoksenov Y.K., Svirko Y.S., Lomivorotov V.V., Mikheev S.L., Kozlov B.N., Shipulin V.M., Nenakhova A.A., Anfinogenova Y.J. Nitric oxide provides myocardial protection when added to the cardiopulmonary bypass circuit during cardiac surgery: randomized trial. J Thorac Cardiovasc Surg 2019; 157(6): 2328–2336.e1, https://doi.org/10.1016/j.jtcvs.2018.08.117.
16. Дерюгина А.В., Данилова Д.А., Бричкин Ю.Д., Наза­ров Е.И., Медведев А.П., Пичугин В.В., Макаров Е.В., Таранов Е.В., Федоров С.А., Иващенко М.Н. Возможности коррекции кислородтранспортной функции эритроцитов у кардиохирургических больных при операциях с ис­кус­ственным кровообращением. Биорадикалы и анти­оксиданты 2020; 7(3): 155–162.

Pichugin V.V., Derugina A.V., Domnin S.E., Shirshin A.S., Fedorov S.A., Buranov S.N., Jourko S.A., Ryazanov M.V., Danilova D.A., Brichkin Yu.D. Combined Administration of Nitric Oxide and Hydrogen into Extracorporeal Circuit of Cardiopulmonary Bypass as a Method of Organ Protection during Cardiac Surgery. Sovremennye tehnologii v medicine 2023; 15(5): 15, https://doi.org/10.17691/stm2023.15.5.02