Статтю опубліковано на с. 119-124
Вступ
Протезування аортального клапана (ПАК) через традиційно використовувану серединну стернотомію є безпечною і рутинною процедурою з низьким ризиком і відмінними довгостроковими результатами [1].
Однак з плином часу й удосконаленням оперативної техніки з’явилася потреба у зменшенні хірургічної агресії з метою мінімізації операційної травми та виникнення ускладнень, пов’язаних зі стандартною стернотомією [2].
Досягнуті хороші результати ПАК завдяки постійному вдосконаленню хірургічної техніки та застосуванню більш досконалих новітніх технологій дозволяють виконувати операції з меншою травматичністю для пацієнта. У цьому сенсі важливим є впровадження мінімально інвазивних доступів (МІД), оскільки це сприяє прискоренню одужання пацієнта за рахунок більш швидких темпів його відновлення [3].
Незважаючи на короткий час з початку розвитку нового напрямку, на сьогодні вже накопичений великий світовий досвід щодо застосування мінімально інвазивних доступів у хірургічній корекції вад аортального клапана [4–6].
За сучасними науковими уявленнями, інтервенція будь-якого патогенного чинника в організм, у тому числі й операційна травма, супроводжується розвитком в організмі хворого системної запальної реакції (СЗР), дія якої спрямована на усунення наслідків впливу ушкоджувального етіологічного чинника, патофізіологічних і патобіохімічних порушень, на відновлення функцій органів, що постраждали [7–9].
У разі адекватної СЗР з часом настає одужання, а у разі неадекватного її перебігу з гіперпродукцією медіаторів запалення, з порушенням балансу між запальними і протизапальними медіаторами ця реакція організму може привести до розвитку синдрому поліорганної дисфункції [9–11].
З огляду на це цілком логічно припустити, що зменшення операційної травми шляхом мінімізації коридору хірургічного доступу може позитивно вплинути і на ступінь вираженості СЗР.
Враховуючи передбачувані теоретичні переваги мінімально інвазивного доступу, метою даної роботи була оцінка впливу мінімально інвазивної J-подібної стернотомії порівняно з поздовжньою серединною стернотомією (ПСС) на ступінь вираженості операційного стресу і системної запальної реакції при протезуванні аортального клапана.
Матеріал і методи
З метою визначення впливу різновидів хірургічних доступів до серця при ПАК на ступінь вираженості операційного стресу і СЗР нами були досліджені 2 групи хворих із набутими вадами аортального клапана, у яких під час оперативного втручання були використані два різновиди хірургічного доступу до серця — поздовжня серединна стернотомія і J-подібна мінімально інвазивна стернотомія.
У першу (основну) групу ввійшли 44 хворі, у яких як хірургічний доступ була використана J-подібна верхня часткова стернотомія. Другу (контрольну) групу становили 54 пацієнти, у яких застосовували поздовжню серединну стернотомію (табл. 1).
Для оцінки ступеня вираженості операційного стресу визначались основні біохімічні маркери стресової гормональної реакції організму, а саме: рівень глікемії, концентрації тиреотропного гормона (ТТГ), тироксину (Т4), трийодтироніну (Т3), кортизолзв’язуючого глобуліну (КЗГ), загального кортизолу плазми [8, 12, 13].
Ці показники вимірювались до оперативного втручання і на п’яту добу після операції.
Для оцінки ступеня вираженості СЗР до і після оперативного втручання визначали концентрацію в плазмі крові ключових прозапальних цитокінів — інтерлейкіну (IL) 1, IL-6, фактора некрозу пухлини альфа (ФНП-α) і концентрацію деяких білків гострої фази запалення, а саме: альбуміну, С-реактивного протеїну (СРП), фібриногену.
Результати та обговорення
Результати лабораторних досліджень основної та контрольної груп хворих наведено в табл. 2.
Оцінюючи вихідний доопераційний гормональний статус хворих групи з використанням ПСС (n = 54), можна стверджувати, що у хворих мали місце нормоглікемія — 4,8 ± 1,0 ммоль/л, нормальні концентрації тироксину — 1,2 ± 0,2 нг/дл (референтні значення норми — 0,7–1,48 нг/дл), трийодтироніну — 2,5 ± 0,9 пг/мл (референтні значення норми — 1,71–3,71 пг/мл), тиреотропного гормона — 1,8 ± 1,2 ммоль/л (референтні значення норми — 0,35–4,94 ммоль/л), кортизолзв’язуючого глобуліну — 52,3 ± 4,4 мкг/мл (референтні значення норми — 20,01–102,22 мкг/мл), загального кортизолу — 21,3 ± 4,6 мкг/дл (референтні значення норми — 5,0–25,0 мкг/дл).
Таким чином, до оперативного втручання у хворих вищевказаної групи була повністю відсутня стресова перебудова гормональної регуляції основних функцій організму, що може свідчити про відсутність доопераційного стресу.
Після проведення оперативного втручання з приводу протезування аортального клапана з використанням серединної стернотомії у хворих цієї дослідної групи в плазмі зареєстровано статистично вірогідне підвищення рівня глюкози плазми до 6,9 ± 2,8 ммоль/л (р = 0,041) і тиреотропного гормона до 3,7 ± 1,7 ммоль/л (р = 0,016).
Рівнень трийодтироніну підвищився до 2,9 ± 0,3 пг/мл (р = 0,065), тироксину — до 1,3 ± 0,1 нг/дл (р = 0,119). Незважаючи на відсутність статистично значимої різниці, значення р даних показників наближено до граничного значення 0,05, що вказує на наявність тенденції до підвищення. Дані результати свідчать про наявність стресової гормональної перебудови основного обміну речовин у прооперованих пацієнтів у вигляді стресової стимуляції продукції тиреотропного гормона та гіперглікемії [5, 14–16].
Крім того, у хворих даної дослідної групи в післяопераційному періоді зафіксована тенденція до зниження концентрації в плазмі кортизолзв’язуючого глобуліну до 46,2 ± 7,0 мкг/мл (р = 0,260) і підвищення рівня загального кортизолу до 33,9 ± 8,2 (р = 0,030), що може свідчити про збереження післяопераційного стресу, пов’язаного з великим об’ємом тканин, що підлягають хірургічному впливу.
Відомо, що кортизолзв’язуючий глобулін розщеплюється еластазою поліморфноядерних нейтрофільних гранулоцитів, що сприяє накопиченню вільної фракції кортизолу у травмованих під час оперативного втручання тканинах для реалізації його протизапального та протинабрякового ефекту [17]. Таким чином, чим більша травма, тим більше розщеплюється кортизолзв’язуючий глобулін із вивільненням вільного кортизолу, який поглинається травмованими тканинами з метою фізіологічної реалізації протизапальної дії [8, 17, 18]. Отже, чим масивніша операційна травма, тим нижча концентрація в плазмі кортизолзв’язуючого глобуліну і вища концентрація вільного кортизолу, що і було отримано у вищевказаних дослідженнях.
Доопераційний аналіз основних показників СЗР у хворих із використанням ПСС показав наявність у них помірно вираженої системної запальної реакції, що проявлялась підвищенням СРП до 11,1 ± 9,4 мг/л (норма = 0–1 мг/л), ФНП-α — до 11,2 ± 2,2 пг/мл (норма = 0–8,1 пг/мл), на верхній межі норми концентраціями IL-6 — 4,3 ± 3,1 пг/мл (норма = 0–4,1 пг/мл) і фібриногену — 3,6 ± 1,3 (норма = 1,8–3,5 г/л); на фоні нормальної концентрації IL-1 < 5 пг/л (норма = 0–5 пг/л) і нормальної концентрації альбуміну плазми — 43,9 ± 3,7 г/л (норма = 38,0–55,0 г/л).
Після проведення оперативного втручання протезування аортального клапана з використанням ПСС у хворих цієї групи зафіксоване подальше поглиблення вираженості СЗР. Це проявлялось статистично вірогідним збільшенням концентрації в плазмі С-реактивного протеїну з 11,1 ± 9,4 мг/л до 51,8 ± 25,9 мг/л (р = 0,039), IL-6 — з 4,3 ± 3,1 пг/мл до 9,4 ± 4,2 пг/мл (р = 0,046), концентрації білка гострої фази запалення фібриногену — з 3,6 ± 1,3 г/л до 5,9 ± 1,1 г/л (р = 0,017), статистично вірогідним зниженням ще одного білка гострої фази запалення — альбуміну — з 43,9 ± 3,7 г/л до 39,4 ± 5,3 г/л (р = 0,019) і статистично невірогідним збільшенням концентрації ФНП-α — з 11,2 ± 2,2 пг/мл до 16,0 ± 9,2 пг/мл (р = 0,262).
Вихідний гормональний статус 44 пацієнтів основної групи з мінімально інвазивним доступом характеризувався нормоглікемією — 4,6 ± 0,8 ммоль/л, нормальними рівнями трийодтироніну — 2,6 ± 0,5 пг/мл, тироксину — 1,1 ± 0,2 нг/дл, тиреотропного гормона — 1,9 ± 0,9 ммоль/л, кортизолзв’язуючого глобуліну — 51,6 ± 16,9 мкг/мл та загального кортизолу — 19,3 ± 4,0 мкг/дл, що свідчило про відсутність стрес-індукованої гормональної реакції організму перед оперативним втручанням.
Після проведення протезування аортального клапана з використанням мінімально інвазивного доступу у пацієнтів цієї дослідної групи зафіксовані наступні мінімальні стрес-індуковані зміни гормонального статусу. На фоні нормального статистично невірогідного підвищення рівня глікемії до 5,2 ± 1,0 ммоль/л (р = 0,130) спостерігались мінімальні (в межах фізіологічної норми), статистично невірогідні збільшення концентрацій трийодтироніну — з 2,6 ± 0,5 пг/мл до 2,7 ± 0,8 пг/мл (р = 0,166), тиреотропного гормона — з 1,9 ± 0,9 ммоль/л до 2,8 ± 1,0 ммоль/л (р = 0,407) та тироксину — з 1,1 ± 0,2 пг/дл до 1,1 ± 0,3 пг/дл (р = 0,863). Дані зміни супроводжувались статистично вірогідним підвищенням концентрації в плазмі кортизолзв’язуючого глобуліну з 51,6 ± 16,9 мкг/мл до 68,3 ± 24,6 мкг/мл (р = 0,045) і статистично невірогідним підвищенням загального кортизолу з 19,3 ± 4,0 мкг/дл до 22,1 ± 7,6 мкг/дл (р = 0,150), що також знаходилось в межах фізіологічної норми.
Таким чином, у післяопераційному періоді у хворих дослідної групи з використанням МІД не було зареєстровано індукованої операційної травми, стресової перебудови гормонального статусу, що опосередковано може свідчити про відсутність післяопераційного стресу, а нормальні (несуттєво підвищені порівняно з вихідним рівнем) концентрації в плазмі кортизолзв’язуючого глобуліну і загального кортизолу опосередковано можуть свідчити про мінімальне розщеплення кортизолзв’язуючого глобуліну і мінімальне споживання кортизолу травмованими під час оперативного втручання тканинами і загалом — про мінімальну щодо стресового впливу операційну травму.
Доопераційний ступінь вираженості системної запальної реакції у пацієнтів цієї групи оцінювався як мінімальний і проявлявся помірним підвищенням концентрації в плазмі ключових прозапальних цитокінів: ФНП-α — до 10,6 ± 1,7 пг/мл, С-реактивного протеїну — до 13,3 ± 2,1 мг/л, на фоні нормальних показників концентрації IL-6 — менше 2 пг/л, IL-1 — менше 5 пг/л і білка гострої фази запалення альбуміну — 42,8 ± 9,7 г/л.
Характеризуючи ступінь вираженості системної запальної реакції у хворих після оперативного втручання з використанням міні-стернального доступу, можливо стверджувати, що це оперативне втручання супроводжувалось:
— статистично невірогідним зниженням концентрації в плазмі ключового прозапального цитокіну ФНП-α з 10,6 ± 1,7 пг/мл до 10,2 ± 1,3 пг/мл (р = 0,314);
— статистично вірогідним зростанням концентрації в плазмі IL-6 з менше 2 пг/мл до 4,1 ± 1,8 пг/мл (р < 0,05) на фоні стабільної концентрації IL-1 — менше 5 пг/л;
— суттєвим підвищенням концентрації в плазмі ключових гострофазних білків (С-реактивного протеїну — з 13,3 ± 2,1 мг/л до 28,3 ± 13,7 мг/л (р < 0,001) і фібриногену — з 3,2 ± 1,0 г/л до 4,6 ± 1,1 г/л (р < 0,001)) на фоні вірогідного зниження концентрації альбуміну плазми з 42,8 ± 9,7 г/л до 26,7 ± 13,7 г/л (р = 0,022).
Таким чином, післяопераційна запальна відповідь у пацієнтів із використанням МІД характеризувалась стимуляцією синтезу білків гострої фази запалення (С-реактивного протеїну і фібриногену), дія яких направлена на обмеження і локалізацію запального процесу[11].
Порівнюючи стрес-індуковану перебудову гормонального статусу пацієнтів залежно від різновиду хірургічного доступу для проведення ПАК, нами були виявлені особливості, що наведено в табл. 3.
У хворих із використанням поздовжньої серединної стернотомії в післяопераційному періоді спостерігалось більш суттєве порушення функції щитоподібної залози порівняно з хворими, у яких використовувалась мінімально інвазивна J-подібна часткова міні-стернотомія.
Це знайшло своє відображення в більш низьких концентраціях тироксину (р = 0,001) та трийодтироніну (р = 0,021) у пацієнтів основної групі порівняно з контрольною, з відповідною більш суттєвою стимуляцією продукції ТТГ: 2,8 ± 1,0 ммоль/л (основна група) проти 3,7 ± 1,7 ммоль/л (контрольна група) (р = 0,001).
Відомо, що рівні Т3 і Т4 знижуються пропорційно тяжкості операційної травми. Таким чином, за показниками функції щитоподібної залози МІД має переваги над ПСС як менш травматичний і створює менше навантаження на функції щитоподібної залози і гіпоталамо-гіпофізарно-щитоподібну гормональну вісь.
У післяопераційному періоді у хворих, у яких використовувалась ПСС, були зафіксовані більш низькі концентрації кортизолзв’язуючого глобуліну і більш високі концентрації загального кортизолу порівняно з хворими групи з МІД (відповідно КЗГ — 46,2 ± 7,0 мкг/мл проти 68,3 ± 24,6 мкг/мл (р = 0,001) і концентрації загального кортизолу — 33,9 ± 8,2 мкг/дл проти 22,1 ± 7,6 мкг/дл (р = 0,001)).
Цей факт може бути поясненим більшим розпадом КЗГ у більш травмованих за об’ємом тканинах зі звільненням більшої кількості кортизолу у разі застосування серединної стернотомії порівняно з J-подібною міні-стернотомією.
Таким чином, у разі застосування мінімально івазивного доступу спостерігалась менш виражена стресова перебудова гормонального статусу оперованих хворих порівняно з ПСС. Були отримані об’єктивні докази переваг МІД над серединною стернотомією за впливом на стрес-індуковану перебудову гормонального статусу хворих, оперованих з приводу патології аортального клапана.
При порівнянні перебігу системної запальної реакції протягом післяопераційного періоду за рівнем основних прозапальних цитокінів і концентрацією протеїнів гострої фази запалення у хворих групи серединної стернотомії і хворих групи міні-стернотомії були отримані наступні результати. У хворих з групи МІД у післяопераційному періоді зареєстровані суттєво більш низькі концентрації в плазмі ключових прозапальних цитокінів: ФНП-α — 10,2 ± 1,3 пг/мл проти 16,0 ± 9,2 пг/мл (р = 0,001), IL-6 — 4,1 ± 1,8 пг/мл проти 9,4 ± 4,2 пг/мл (р = 0,001) на фоні незмінних концентрацій IL-1 у хворих обох дослідних груп.
Така ж тенденція зберігалась під час аналізу вмісту протеїнів гострої фази запалення. Так, у хворих дослідної групи МІД зафіксовані суттєво нижчі концентрації С-реактивного протеїну — 28,3 ± 13,7 мг/л проти 51,8 ± 25,9 мг/л у хворих дослідної групи з використанням ПСС (р = 0,001) і концентрації фібриногену — 4,6 ± 1,1 г/л проти 5,9 ± 1,1 г/л (р = 0,001).
Вищевказані відмінності свідчать, що у разі застосування мінімально інвазивного доступу ступінь вираженості системної запальної відповіді організму прооперованих хворих був суттєво нижчим від ступеня вираженості системної запальної реакції у хворих, у яких для доступу до серця була використана поздовжня серединна стернотомія.
Необхідно відмітити, що підтвердження меншої вираженості СЗР у хворих групи з використанням МІД не отримано лише за рівнем альбуміну плазми. Загальновідомо, що в міру наростання системної запальної реакції організму рівень альбуміну плазми як гострофазного білка знижується. В наших дослідженнях у післяопераційному періоді у хворих групи МІД середній рівень альбуміну плазми дорівнював 26,7 ± 13,7 г/л, а у хворих групи серединної стернотомії — 39,4 ± 5,3 г/л. Цей факт не вписується в загальну картину меншої вираженості СЗР за рівнем альбуміну у разі застосування МІД. Тому ми схильні пояснювати цю дослідницьку знахідку післяопераційним застосуванням у хворих групи серединної стернотомії порівняно з хворими групи МІД більш потужної діуретичної терапії, що призвело до більш суттєвого підвищення загального білка плазми і, відповідно, концентрації альбуміну.
Таким чином, застосування мінімально інвазивного доступу для виконання оперативних втручань протезування аортального клапана порівняно з традиційною повздовжньою серединною стернотомією супроводжується менш вираженою стрес-індукованою перебудовою гормонального гомеостазу у вигляді тенденції до меншого споживання тироксину в середньому на 0,2 нг/дл, трийодтироніну — у середньому на 0,2 пг/мл, меншою стимуляцією продукції тирео–тропного гормона в середньому на 0,9 ммоль/л, що обумовлено меншою операційною травматизацією тканин. Зареєстровані в післяопераційному періоді у хворих групи з використанням МІД порівняно з хворими групи з ПСС більш висока концентрація КЗГ (у середньому на 22,1 мкг/мл) і більш низька концентрація загального кортизолу (у середньому на 11,8 мкг/дл) можуть свідчити про меншу потребу у хворих цієї групи в кортизолі як гормоні, що існує в організмі для зменшення запалення і набряку в травмованих під час оперативного втручання тканинах. Цей факт об’єктивно підтверджує меншу травматичність МІД і пов’язане з цим менше напруження адаптаційних гормональних систем організму, у першу чергу гіпоталамо-гіпофізарно-наднирникової осі.
Висновки
1. Результати проведених досліджень впливу різних оперативних доступів для виконання протезування аортального клапана на ступінь вираженості системної запальної реакції організму свідчать, що у разі застосування мінімально інвазивних доступів у хворих в післяопераційному періоді спостерігається менш виражена системна запальна реакція організму порівняно з хворими, у яких для хірургічного доступу була використана серединна стернотомія, що підтверджується більш низькими концентраціями в плазмі ключових прозапальних цитокінів (ФНП-α — у середньому на 5,8 пг/мл (в 1,6 раза), IL-6 — у середньому на 5,3 пг/мл (у 2,3 раза)) та деяких протеїнів гострої фази запалення (С-реактивного протеїну — у середньому на 23,5 мг/л (в 1,8 раза) та концентрації фібриногену — у середньому на 1,3 г/л (в 1,3 раза)).
2. Застосування мінімально інвазивного досту–пу для виконання протезування аортального клапана порівняно з традиційною повздовжньою серединною стернотомією супроводжується менш вираженою стрес-індукованою перебудовою гормонального гомеостазу.
3. Отримані результати дослідження об’єктивно підтверджують переваги доступу до серця для виконання протезування аортального клапана шляхом мінімально інвазивного доступу над поздовжньою серединною стернотомією.
Конфлікт інтересів. Автори заявляють про відсутність конфлікту інтересів при підготовці даної статті.