Стресс-ответ на кардиохирургические вмешательства у новорожденных и детей первого года жизни

Стресс-ответ на операционную травму и искусственное кровообращение (ИК) - многокомпонентная реакция, включающая в себя активацию всех видов гормонального обмена, изменение баланса в системе оксидантной/антиоксидантной защиты, глюкокортикоидный и воспалительный ответ.

Перестройка углеводного обмена является непременной составляющей адекватного ответа организма на экстремальное воздействие. Гипергликемическая реакция рассматривается как результат гормонально-опосредованной мобилизации глюкозы и развития транзиторного «стрессорного» диабета. Главную роль в мобилизации резерва углеводов играют катехоламины за счет прямого влияния на гликогенолиз. Источником глюкозы в условиях хирургического стресса может быть также активация глюкокортикоидами гидролиза белков и увеличение фонда свободных аминокислот, в условиях которого стимуляция глюкокортикоидами ферментов глюконеогенеза приводит к трансаминированию свободных аминокислот и образованию из них глюкозы [6, 7].

В реакциях организма на различные экстремальные воздействия существенную роль играет активация перекисного окисления липидов (ПОЛ), что позволяет рассматривать ее как неспецифический компонент стресс-реакции. Известно, что в реализацию адаптивного или повреждающего действия комплекса факторов операционного периода вносит вклад модификация молекулярной структуры мембран под влиянием процессов пероксидации [8]. Активация гликолитических процессов может приводить к увеличению свободнорадикального окисления и усилению пероксидации липидов, способствующей структурной модификации клеточных мембран и тем самым снижению эффективности использования кислорода и субстратов для продукции энергии [9].

Успех послеоперационной реабилитации оперированных больных первого года жизни будет зависеть от того, насколько сбалансированно действуют системы стресс-лимитирующей, анти-гипоксической и антиоксидантной защиты.

До настоящего времени в анестезиологии и реаниматологии остается актуальным исследова ние и оценка стрессорной и воспалительной реактивности на хирургическую травму и ИК у новорожденных и детей первого года жизни с врожденными пороками сердца с целью оптимизации ведения послеоперационного периода.

Цель работы - оценить выраженность стресс-ответа на основе исследования динамики содержания кортизола, острофазовых белков, а также некоторых показателей углеводного обмена и ПОЛ у новорожденных и детей первого года жизни после коррекции ВПС в условиях ИК.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

За период с 2004 по 2007 год нами обследовано 98 больных ВПС, оперированных в условиях ИК и НТ; возраст от 3 дней до 12 мес. (8,3±3,5 мес.), 49 мужского пола и 46 - женского. Биохимические показатели метаболизма и процессов ПОЛ исследованы в динамике 48 операций. Минимальная ректальная температура во время операции составила 31,1±0,6 °С, средняя длительность операции 232,8 ± 23,2 мин. Продолжительность ИК 82,0±33,45 мин. Длительность окклюзии аорты составила: менее 30 мин (17,68±10 мин) у 29 больных, от 30 до 60 мин (39,4±7,5 мин) у 48 больных и более 60 мин (79,6±17,47 мин) у 18 больных. Все больные оперировались впервые. Критерии включения: возраст пациента до 1 года, неосложненное течение раннего послеоперационного периода.

Оценка состояния гемодинамики проводилась при помощи мониторного наблюдения за показателями ЧСС, АД (инвазивное и неинвазивное). Исследовался газовый состав крови, кислотноосновное состояние (уровень pH, HCO3-act, BE (vt, vv)) и пульсоксиметрии. Из биохимических маркеров стресс-ответа и системной воспалительной реакции определялись: концентрации кортизола, лактата, малонового диальдегида (МДА), церулоплазмина (ЦП), альфа1-антитрипсина (a1-AT), активность каталазы (КТ), содержание С-реактивного белка (СРБ) в сыворотке крови и уровня гликемии. Также изучалось содержание лейкоцитов в крови на этапах исследования. Проводился компьютерный анализ и обработка полученных резуль- татов с применением релевантных статистических методов.

Обследование пациентов проводили на следующих этапах: исходный (при установке центрального венозного катетера), через 15 мин после окончания операции, в 1-е сутки послеоперационного периода, 3-и-5-е сутки после оперативного вмешательства.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Исследование смешанной венозной крови выявило, что к моменту окончания операции происходило увеличение содержания в крови кортизола (табл. 1), которое сопровождалось достоверным возрастанием уровня глюкозы в 1,7 раза и лактата в 3 раза (p<0,001) (табл. 2), что могло свидетельствовать об активации гликолитических процессов.

Параллельно изменениям глюкокортикоидного и углеводного обмена отмечена активация ПОЛ и антиокислительной защиты. Увеличение в 2 раза по сравнению с исходным уровнем МДА и активности антиперекисного фермента каталазы (p<0,001), на фоне тенденции к снижению концентрации ЦП, отражало усиление процессов пероксидации к моменту окончания операции (табл. 3).

В 1-е сутки после операции увеличение количества лейкоцитов и содержания острофазовых белков - СРВ и a1-AT (p<0,001) свидетельствовало о воспалительной реакции организма на хирургическое вмешательство и ИК, в то время как концентрация кортизола резко снижалась (p<0,001). В это время уровень глюкозы и лактата оставался достоверно выше исходного. Активность каталазы и содержание МДА снижались, но не достигали исходных значений. В первые сутки после операции отмечено возрастание уровня СРВ -

Таблица 1

Динамика содержания кортизола в крови на этапах коррекции ВПС (в условиях ИК) и послеоперационного периода у новорожденных и детей первого года жизни (n=48)

Этапы исследования	Кортизол, нмоль/л
Катетеризация центральных сосудов	1082,3±433,8
Конец операции	1260,5±269,2
1-е сут.	658,9±425,4**,#
3-и сут.	1375,6± 805,4
5-е сут.	451,7±269,4
7-е сут.	379,0±42,0

** р<0,01 различия достоверны по сравнению с исходными показателями; # р<0,05 различия достоверны по сравнению с показателями в конце операции

Таблица 2

Динамика некоторых показателей углеводного обмена на этапах коррекции ВПС (в условиях ИК) и послеоперационного ведения у новорожденных и детей первого года жизни

(n=98)
Этапы	Глюкоза, моль/л	Лактат, моль/л
Исходно	5,68±0,36	1,52±0,15
Конец операции	9,81±0,67***	4,65±0,72***
1-е сут. п/о	8,21±0,46**	3,102±0,55**
3-и-5-е сут. п/о	6,31±0,39	2,43±0,51**

** р<0,01; *** p<0,001 различия достоверны по сравнению с исходными показателями

Таблица 3

Динамика содержания перекисных метаболитов и активности антиокислительной защиты на этапах коррекции ВПС (в условиях ИК) и послеоперационного ведения у новорожденных и детей первого года жизни (n=46)

Этапы	МДА, мкмоль/л	ЦП, г/л	КТ, мкат/л
Исходно	5,95±0,54	0,39±0,05	89,7±8,39
Конец операции	11,22±0,97***	0,29±0,03	172,3±18,73***
1-е сут. п/о	8,22±0,40**	0,31±0,02	127,0±9,81
3-и-5-е сут. п/о	8,72±0,82*	0,29±0,04	91,4±9,55

* p<0,05; ** р<0,01; *** p<0,001 различия достоверны по сравнению с исходными показателями

Таблица 4

Динамика показателей острофазового ответа на этапах коррекции ВПС (в условиях ИК) и послеоперационного ведения у новорожденных и детей первого года жизни (n=46)

Этапы	α1-AT, мг/дл	СРБ, мг/дл	Лейкоциты X 109/л
Исходно	114,4±7,97	0,20±0,05	10,55±0,97
Конец операции	90,7±4,36*	0,50±0,28
1-е сут. п/о	145,1±5,74**	9,11±1,81 **#	15,30±0,78***
3-и-5-е сут. п/о	208,2±13,23*	14,47±4,19 **#

* p<0,05; ** р<0,01; *** p<0,001 различия достоверны по сравнению с исходными показателями; # р<0,05 различия достоверны по сравнению с показателями в конце операции маркера воспалительного ответа, максимальные значения которого были зарегистрированы на 3-и сут. после операции (p<0,001), отражая развитие острофазовой реакции. Уровень a1-AT к концу операции достоверно снижался (p<0,05), однако уже в 1-е сутки его содержание значительно увеличивалось (p<0,01), а к 3-м суткам достигало максимальных значений, свидетельствуя об усилении антипротеолитической активности (табл. 4).

ОБСУЖДЕНИЕ

Одной из составляющих стресс-реализующих систем является гипофизарно-надпочечниковая система. Глюкокортикоиды представляют собой важные адаптивные гормоны, действие которых направлено на противодействие факторам периоперационной агрессии.

В динамике кортизола в послеоперационном периоде у больных с ВПС, оперированных в условиях ИК, имеются значимые отличия в зависимости от возраста. Исходное содержание кортизола в смешанной венозной крови у новорожденных детей и детей первого года жизни с ВПС, зарегистрированное нами, было значительно выше его исходных значений у взрослых пациентов с ВПС, составляя 1082,3 (648,5; 1126,1) против 407,0 (366,0;473,0) нмоль/л соответственно [1]. Проведенные нами исследования содержания кортизола на этапах коррекции ВПС (в условиях ИК) и послеоперационного ведения у новорожденных и детей 1-го года жизни показали, что после окончания операции отмечается тенденция к еще большему содержанию гормона у детей этой возрастной группы. Обнаруженное в 1-е сутки послеоперационного периода снижение его уровня по сравнению со взрослыми пациентами и детьми более старших возрастных групп может свидетельствовать о низком функциональном резерве коры надпочечников у детей периода новорожденности и первого года жизни. Глюкокортикоиды мобилизуют функцию органов и тканей и обеспечивают активное снабжение их субстратами для получения энергии, и, при благоприятном исходе стрес-сорного ответа, вслед за фазой активированного катаболизма формируется более длительная фаза - анаболическая, которая и обеспечивает в итоге адаптацию к действию стрессорных факторов.

Выявленное нами накопление в крови недо-окисленных продуктов превращения глюкозы свидетельствует, вероятно, с одной стороны, о снижении эффективности использования кислорода, вследствие чего происходит интенсификация анаэробного пути окисления, о чем можно судить по накоплению лактата в сыворотке крови (p<0,001), сохраняющемуся до 3-х суток (p<0,01) послеоперационного периода. С другой стороны, в накопление продуктов гликолиза может также вносить вклад снижение чувствительности тканей к инсулину в условиях ИК и хирургического стресса на фоне высокого уровня кортизола. По литературным данным, между содержанием кортизола и инсулина существует умеренно выраженная корреляция, что связано с увеличением уровня инсулина в ответ на гипергликемический эффект кортизола, как контринсулярного гормона [1]. Кроме того, усиление процессов свободнорадикального окисления может быть одним из факторов модификации и повреждения инсулиновых рецепторов [2]. На этом фоне стимулирующее влияние инсулина на ферменты пируватдегидрогеназного комплекса ослабляется, и поэтому может накапливаться лактат. Нельзя исключить также и непосредственного повреждающего влияния продуктов пероксидации на ферменты цикла Кребса. В этих условиях активация ПОЛ и гипоксия являются взаимоподдержива-ющими процессами в период окончания операции.

Известно, что кардиохирургическое вмешательство в условиях ИК сопровождается выраженной активацией воспалительного ответа, проявляющегося активацией каскада про- и противовоспалительных цитокинов, клеточного и гуморального звеньев иммунитета, сопровождающегося секрецией в кровь белков острой фазы [4].

Значительное увеличение концентрации СРВ к исходу первых суток после операции позволяет считать, что усиление продукции этого реактанта острой фазы отражает воспалительную реакцию на хирургическое вмешательство и ИК, о чем также свидетельствует подъем количества лейкоцитов (p<0,001). Нарастание данного показателя к 3-5-м суткам после операции свидетельствует о развитии синдрома системной воспалительной реакции и сопровождается увеличением уровня антипротеазного белка a1-AT

ВЫВОДЫ

• 1.    Напряженное функционирование коры надпочечников у детей первого года жизни в начале операции, сменяющееся к исходу первых суток после операции достоверным снижением уровня кортизола, свидетельствует о низком функциональном резерве коры надпочечников данной возрастной группы.

• 2.    Метаболический стресс-ответ на операционную травму и ИК у новорожденных и детей первого года жизни с ВПС характеризуется увеличением уровня глюкозы в крови, интенсификацией анаэробного пути окисления, а также усилением перекисного окисления липидов.

• 3.    К 3-м суткам послеоперационного периода сохраняющееся усиление перекисных процессов на фоне развития острофазовой реакции свидетельствует о недостаточной активности системы антиоксидантной защиты.