Способ подготовки больных ишемической болезнью сердца к операции аортокоронарного шунтирования с использованием аппарата искусственного кровообращения

Изобретение относится к медицине, а именно к кардиохирургии. В течение 7-10 дней непосредственно перед операцией проводят электрическую стимуляции точки акупунктуры «сердце-1» биполярным импульсным током низкой частотой по два сеанса в день. При этом увеличивают продолжительность сеанса от 5 до 30 минут и повышают силу тока, проходящего через голову пациента, с 0,05 до 1,5 мА. Способ обеспечивает эффективное восстановление всех функций сердечной мышцы в послеоперационном периоде, что достигается за счет скачкообразного увеличения концентрации белков hsp-70 в кардиомиоцитах. 2 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к медицине и может быть использовано в кардиохирургии при проведении плановых операций аортокоронарного шунтирования (АКШ) с искусственным кровообращением (ИК) у больных ишемической болезнью сердца (ИБС).

Известен способ подготовки сердца больных ИБС к операции АКШ, выполненной с использованием ИК, [1], заключающийся в том, что больным уже в операционной на этапе подключения аппарата ИК проводят прерывистую кардиоплегию теплой кровью. Этот способ позволяет предупредить развитие реперфузионных нарушений клеток сердечной мышцы и снижение насосной функции сердца в послеоперационном периоде.

Недостатком способа является то, что его применение возможно только в условиях операционной, а эффективность применения практически не контролируема.

Цель изобретения - снизить риск послеоперационных осложнений за счет повышения резистентности миокарда к острому ишемическому и реперфузионному воздействию.

Поставленная цель достигается путем применения способа лечения больных ИБС для подготовки их к операции АКШ с ИК. Во время проведения стандартной подготовки к данной операции больным ИБС в течение 7-10 дней непосредственно перед операцией проводят электрическую стимуляции чувствительных окончаний блуждающего нерва, расположенных на ушных раковинах - аурикулярная точка акупунктуры «сердце-1», биполярным импульсным током низкой частоты, трансаурикулярно при силе тока, проходящего через голову пациента, 0,05-1,5 мА, при этом процедуру проводят каждый день, увеличивая время сеанса от 5 до 30 мин по две процедуры в день [2].

Новым в предлагаемом изобретении является применение способа лечения больных ИБС для подготовки их к плановым операциям АКШ с ИК.

Хорошо известно, что кратковременные щадящие эпизоды ишемии и последующей реперфузии оказывают адаптивное тренирующее воздействие на миокард. Это проявляется в повышении резистентности сердца к более жестким ишемическим воздействиям. Изучение феномена адаптации позволило выявить, что в его реализации участвуют механизмы, действующие как на уровне всего организма, так и непосредственно в клетках тканей и органов, подвергнутых ишемическому воздействию. Экспериментально установлено, что в ответ на воздействие экстремальных факторов в клетках происходит инициация синтеза так называемых стресс-белков, а именно hsp-70 [3, 4]. Появление этих белков служит с одной стороны показателем того, что клетка находится в состоянии метаболического напряжения, а с другой, свидетельствует о ее готовности к более жестким воздействиям.

Исследования, выполненные в разных научных коллективах, убедительно показали, что кардиомиоциты с увеличенным содержанием hsp-70 приобретали способность сохранять свою функциональную активность при реперфузии после длительной ишемии [5, 6]. Выявлено, что hsp-70 обеспечивают белковый гомеостаз клеток, контролируют структурную и функциональную полноценность белков, ответственных за протекание ферментативных процессов, работу ионных каналов, а так же поддерживают энергопродуцирующую функцию митохондрий. Именно это обстоятельство послужило поводом для поиска клинически применимых способов использовать hsp-70 как эндогенный фактор, позволяющий клеткам сердечной мышцы выдерживать ишемическое и реперфузионное воздействие, которое они испытывают при кардиохирургических операциях, особенно выполняемых с ИК [7, 8]. При этом повышение содержания hsp-70 в кардиомиоцитах в ходе кардиохирургических операций рассматривается как перспективный подход к защите сердца от ишемических и реперфузионных повреждений, а так же как прогностический критерий благоприятного течения после операционного периода [1].

Однако в силу того, что ишемическая болезнь сердца является хроническим заболеванием, в сердечной мышце «естественным образом» создаются условия, способные инициировать синтез стресс-белков, в том числе и hsp-70 [9]. К таким условиям можно отнести окислительный стресс, напряжение энергетического метаболизма, повторяющиеся приступы стенокардии. Все это становится причиной того, что стресс-белки, и в частности, hsp-70, постоянно присутствуют в клетках миокарда больных хронической ИБС, в том числе и тех пациентов, которым показано выполнение АКШ с использованием ИК [10]. Содержание стресс белков в кардиомиоцитах этих больных составляет 2,0-2,8 нг/мг общего белка. По этой причине трудно создать клинически применимые условия, обеспечивающие многократное дополнительное увеличение синтеза hsp-70 в кардиомиоцитах, тем более за период выполнения хирургического вмешательства. В тоже время совокупность данных о реализации протекторных свойств стресс-белков, полученных как в данных исследованиях, так и представленных в работах других авторов, свидетельствует о том, что эффективность hsp-70 наиболее выражена в тех случаях, когда их появление в клетках происходит скачком и на фоне относительного метаболического благополучия.

По данным авторов использование трансаурикулярной электрической стимуляции у больных ИБС [2] оказывает нормализующее влияние на энергетический метаболизм кардиомиоцитов, их функциональные возможности и улучшает клиническое состояние больных. Проведенные авторами исследования показали, что после такого курса, выполненного больным ИБС непосредственно перед операцией АКШ в интенсивном режиме, когда в течение дня проводилось 2 сеанса (утром и вечером), нормализация метаболического состояния приводит к снижению или полному исчезновению hsp-70 из миоплазмы кардиомиоцитов. Однако к окончанию операции и началу процедуры запуска, остановленного на период операции, сердца этих больных в миоплазме их кардиомиоцитов вновь, выявляется высокая концентрация hsp-70 (табл.), в результате чего к моменту, когда сердце пациента может подвергнутся реперфузионному поражению, его кардиомиоциты оказываются подготовленными. При этом высокая концентрация hsp-70 сочетается с близким к норме энергетическим метаболизмом.

Таблица. Влияние электрической стимуляции чувствительных окончаний блуждающего нерва на содержание hsp-70 в кардиомиоцитах больных ИБС при проведении операции аортокоронарного шунтирования с ИК

Группы больных	Содержание hsp-70 (нг/мкг общего белка) перед ИК после ИК
Контрольная группа	1,35±0,8	2,68±0,6
После подготовки	0,52±0,2	2,14±0,2

Известно, что для синтеза hsp-70, отсутствующих в клетке в условиях нормы, реализуется целая цепь событий, начиная с появления в клетке генактивирующих факторов и заканчивая накоплением достаточного количества матричных РНК.

Благодаря интенсивному режиму проведения процедур, предусмотренных патентом [2], удается достичь ситуации, когда в силу нормализации внутриклеточного метаболизма прекращается синтез стресс-белков и снижается их содержание в миоплазме кардиомиоцитов. Но при этом какое-то время в клетке сохраняется возможность для быстрого возобновления синтеза этих белков. Если хирургическая операция будет проведена именно в это время, получат быстрое и эффективное увеличение содержания hsp-70 в миокарде. Другими словами создают ситуацию, максимально близкую к той, что бывает в эксперименте, когда инициация синтеза hsp-70 происходит на фоне метаболического благополучия и оказывается максимально эффективной. В тех случаях, когда между курсом трансаурикулярной электрической стимуляции и хирургической операцией на сердце проходит значительный период времени (больше недели), «полноценного» увеличения содержания hsp-70 в кардиомиоцитах за период операции не произойдет. Причиной этого служит полное подавление активности структур клеток, отвечающих за быстрый синтез hsp-70.

Проведение курса аурикулярной электрической стимуляции непосредственно перед операцией АКШ, выполняемой с ИК, является эффективным способом, позволяющим обеспечить скачкообразное увеличение концентрации hsp-70 во время операции на остановленном сердце, повышая тем самым резистентность клеток сердечной мышцы к реперфузионному воздействию при запуске остановленного на период операции сердца и отключении ИК.

Данное предложение является новым и не очевидным для специалиста, явным образом не вытекающим из уровня техники в данной области и может быть использовано в практике кардиохирургии.

Исходя из вышеизложенного, данное изобретение соответствует критериям «Новизна», «Изобретательский уровень», «Промышленная применимость».

Результаты исследований, использованные в данном изобретении, выполнены в рамках гранта РФФИ №03-04-482330.

Изобретение будет понятно из следующего описания и приложенных к нему чертежей.

Пациенту, прошедшему полное инструментальное обследование, в том числе ультразвуковое исследование сердца, и назначенному на плановую операцию АКШ, проводят курс электрической стимуляции чувствительных окончаний блуждающего нерва, расположенных на ушных раковинах - аурикулярная точка акупунктуры «сердце-1». Стимуляцию проводят биполярным импульсным током низкой частоты, при этом каждый день проводят по две процедуры (утром и вечером), увеличивая продолжительность сеанса от 5 до 30 мин, а силу тока, проходящего через голову пациента, повышают с 0,05 до 1,5 мА.

Состояние пациента контролируется как до, так и после проведения каждой процедуры.

Через 7-10 дней пациенту выполняют повторное ультразвуковое исследование сердца, при наличии позитивных изменений (увеличение фракции выброса, уменьшение зоны дискинеза или увеличение скоростных характеристик сегментов) проведенная подготовка считается эффективной, а пациент готовым к операции.

После окончания курса подготовки кардиохирургическую операцию проводят в последующие 2-3 дня.

Клинический пример.

Больной Д., 62 лет в связи с наличием стенокардии напряжения III функционального класса (ФК) на фоне антиангинальной терапии, низкой фракции выброса был госпитализирован в отдел сердечно-сосудистой хирургии ГУ НИИ кардиологии Томского научного центра для проведения прямой реваскуляризации миокарда. По данным сцинтиграфии миокарда с изотопом 199 таллия имеет место стабильный дефект перфузии в проекции задней стенки левого желудочка (13%) и преходящий дефект перфузии в боковой стенке левого желудочка (17%). Ангиографией верифицирован гемодинамически значимый стеноз более 75% в проксимальном сегменте передней нисходящей артерии, более 75% в проксимальном сегменте правой коронарной артерии, более 50% в проксимальном сегменте огибающей коронарной артерии.

При ультразвуковом исследовании сердца отмечена сниженная фракция выброса левого желудочка до 45% в двумерном режиме по Simpson. Пациенту проводилось тканевое допплеровское исследование миокарда (режимы Tissue Velocity Imaging и Strain).

На фиг.1 представлены кривые от среднего сегмента межжелудочковой перегородки при тканевом допплеровском исследовании в режиме Tissue Velocity Imaging, исходно (А) и после электровагусной стимуляции (Б). Из кривых - А видно, что у пациента низкое значение скорости движения среднего сегмента межжелудочковой перегородки, не более 2,0 см/с (стрелка-1), а в фазу изоволюмического расслабления левого желудочка выявляется постсистолическая скорость (стрелка-2), что свидетельствует с одной стороны о тяжелом поражении миокарда, а с другой о наличии жизнеспособного участка сердечной мышцы. На фиг.2 представлены кривые от верхушечного сегмента межжелудочковой перегородки в режиме Strain, исходно (А) и после электровагусной стимуляции (Б). На кривых - А выявляется снижение продольной систолической деформации верхушечного сегмента межжелудочковой перегородки до 5,8% (стрелка-1) и регистрируется постсистолическое утолщение миокарда (стрелка-2).

После курса аурикулярной электровагусной стимуляции (в течение 10 дней с частотой 2 раза в день) было проведено повторное тканевое допплеровское исследование миокарда. Как видно из кривой Tissue Velocity Imaging, представленной на фиг.1Б, произошло увеличение систолической скорости движения среднего сегмента межжелудочковой перегородки до 2,8 см/с (стрелка-1) и исчезла постсистолическая скорость в фазу изоволюмического расслабления (стрелка-2). В режиме Strain (фиг.2Б) наблюдалось увеличение продольной систолической функции верхушечного сегмента межжелудочковой перегородки до 15% (стрелка-1) и исчезновение постсистолического утолщения (стрелка-2). При стандартной ЭхоКГ отмечено повышение фракции выброса левого желудочка в двумерном режиме по Simpson до 54%.

28.04.2003 года пациенту была выполнена операция - аортокоронарное шунтирование задней межжелудочковой ветви правой коронарной артерии сердца в условиях искусственного кровообращения и кровяной кардиоплегии. Содержание стресс-белков hsp-70 в кардиомиоцитах больного при остановке сердца и при отключении ИК составляло 0,8 нг/мкг и 2,2 нг/мкг, соответственно.

После возобновления коронарного кровотока у пациента самостоятельно восстановилась сердечная деятельность. При этом синусовый ритм так же восстановился самостоятельно. Ранний послеоперационный период протекал без осложнении, пациенту потребовалась незначительная гемодинамическая поддержка.

Перед выпиской из стационара, на 18 сутки послеоперационною периода проведена повторная сцинтиграфия миокарда с таллием, которая не выявила преходящих дефектов перфузии миокарда левого желудочка.

Субъективно пациент положительно оценивает результаты операции на коронарных артериях и не ограничивает себя в физических нагрузках.

Пример иллюстрирует клиническую эффективность проведения предоперационной подготовки миокарда пациента к прямой реваскуляризации путем операции АКШ, проводимой с использованием аппарата искусственного кровообращения.

Предлагаемый авторами способ использован при операции аортокоронарного шунтирования у 8 больных и позволил улучшить послеоперационное восстановление функции миокарда за счет повышения его резистентности к реперфузионному воздействию.

Литература

1. Chello M., Mastroroberto P., Patti G. et al. Intermittent warm blood cardioplegia induces the expression of heat shock protein-72 by ischemic myocardial preconditioning. Cardiovasc Surg. - 2003. - V.11(5). - P.367-374.

2. Патент (RU) №2163797 «Способ лечения больных ишемической болезнью сердца» Карпов Р.С., Замотринский А.В., Чернявский А.М., Афанасьев С.А., Бюл. №7, 10.03.2001 г.

3. Меерсон Ф.З., Малышев И.Ю. Феномен адаптационной стабилизации структур и защита сердца. - M.: Наука, 1993.

4. Benjamin I.J., Christians E. Exercise, estrogen, and ischemic cardioprotection by heat shock protein 70. Circ Res. - 2002. - V.90(8). - P.833-835.

5. Andres J. Stress proteins in cardiovascular research. Pol J Pathol. - 2001. - V.52(4). - P.159-168.

6. Latchman D.S. Heat shock proteins and cardiac protection. Cardiovasc Res. - 2001. - V.51(4). - P.637-646.

7. Шевченко Ю.П., Демидов О.Н., Тиренко В.В. и др. Роль белка теплового шока (БТШ72) в кардиопротекции у пациентов, оперированных по поводу ишемической болезни сердца. - Вестник хирургии. - 1999. - Т.158, N3. - С.11-15.

8. Hejjel L., Roth E. Molecular, cellular and clinical aspects of myocardial ischemia. Orv Hetil. - 2000. - V.141(11). - P.539-546.

9. Hoppichler F., Koch Т., Dzien A. et al. Prognostic value of antibody titre to heat-shock protein 65 on cardiovascular events. Cardiology. - 2000. - V.94(4). - P.220-223.

10. Афанасьев С.А., Павлюкова Е.Н., Ахмедов Ш.Д., Карпов Р.С. Инициация синтеза стресс-белков в миокарде человека при ишемической болезни. Бюл. Экспер. биол. и медицины. - 2004. - Т.137. - №10. - С.368-370.

Способ подготовки больных ишемической болезнью сердца к операции, аортокоронарного шунтирования, включающий воздействие на точки акупунктуры, отличающийся тем, что в течение 7-10 дней непосредственно перед операцией проводят электрическую стимуляцию точки акупунктуры «сердце-1» биполярным импульсным током низкой частоты по два сеанса в день, увеличивая продолжительность сеанса от 5 до 30 мин и повышая силу тока, проходящего через голову пациента, с 0,05 до 1,5 мА.