Steroider og mikrosirkulasjon i hjertekirurgi (SICS)

Innledning Hjertekirurgi er assosiert med organdysfunksjon med variabel alvorlighetsgrad, noe som videre fører til en økning av ICU-oppholdet (ICU LOS) eller enda høyere dødelighet. Ulike mekanismer tas i betraktning, fra global gjennom regional hemodynamikk til mikrosirkulasjonsendringer.

Disse skyldes en intens betennelsesreaksjon utløst av blodets kontakt med kardiopulmonale bypass-overflater, kontaktblodet - luft fra kardiotomi-aspirasjon, heparin og heparin - protaminkomplekser, iskemi - reperfusjonsmediatorer og giftstoffer fra fordøyelseskanalen.

Disse endringene observeres både ved bankende hjertekirurgi og kirurgi med kardiopulmonal bypass (CBP). Den inflammatoriske responsen er sannsynligvis mindre viktig ved off - pump kirurgi, selv om dette er hypotese som ofte stilles spørsmålstegn ved og noen publikasjoner viser at endringene forbundet med CBP bare kan være forbigående.

Inflammatorisk respons reduseres muligens ved høydose kortikoidadministrasjon ved anestesiinduksjon - ved å bevare cellemembranintegriteten, leukocyttadhesjon og cellulær immunitetsdempning, og til slutt ved reduksjon av komplement og cytokinfrigjøring.

Tallrike metaanalyser viser fordelene med denne strategien med en akseptabel sikkerhetsprofil:

• Atrieflimmerreduksjon
• Mulig ICU LOS-reduksjon
• Samme forekomst av sårinfeksjon

Innenfor risikoene kan observeres:

• Høyere forekomst av hyperglykemi
• Ingen innvirkning på total dødelighet. To nyere store RCT-er fant imidlertid ingen fordel med hensyn til morbiditet-dødelighet, forekomst av sårinfeksjon og muligens en økning i antall reintervensjoner for tamponnade.

For å gi det lave nivået av bevis på reelle fordeler og noen av de sekundære effektene, ble den systematiske bruken av kortikoider (som brukt i vårt senter) forlatt av noen av hjertekirurgisentrene.

Likevel kan kortikoider være fordelaktige i spesifikke undergrupper. For å identifisere disse pasientene er det viktig å forstå mekanismen til mikrosirkulasjonsendringer i innstillingen av hjertekirurgi med CBP og effekten av kortikoider på CBP-induserte inflammatoriske prosesser.

Endringene i endotelfunksjonen under CBP kan observeres på tre nivåer:

1. endotelreaktivitet (vasodilatasjon og vasokonstriksjon)
2. blodstrøm (akselerasjon og retardasjon)
3. glycocalyx (endotelbeskyttende lag) Disse tre komponentene i mikrosirkulasjonen er tett forbundet. De Backer-studien på sublingual mikrosirkulasjon viser endringer som er spesifikke for denne typen kirurgi (mer uttalt ved hjertekirurgi med CBP enn off-pumpe) og ikke funnet ved mindre kirurgi (tyreoidektomi). Han fant også en positiv sammenheng med laktatnivå. Hjertekirurgi kan betraktes som en interessant studiemodell for mikrosirkulasjon og endotelfunksjon.

Hypotesen til etterforskerne er at mikrosirkulasjonsmodifikasjoner sammen med endotelfunksjonen ved hjertekirurgi med CBP skyldes svekkelse av endotelceller og svekkelse av dets beskyttende lag - glycocalyx, tilstand som deregulerer det perifere vevets reaktivitet mot hypoksi, og at kortikoider kan redusere disse. endringer.

Etterforskerne vil studere endotelfunksjonen ved hjelp av tre metoder:

A/FMD (Flow Mediated vasoDilation) som er en ikke-invasiv teknikk ansett som gullstandarden for evaluering av endotelreaktivitet siden slutten av 1990-tallet. Den er basert på ekkografisk måling av variasjon i brachialisarteriediameter og dopplerstrømsevaluering, under en episode med forbigående iskemi indusert av pneumatisk mansjettoppblåsing (vaskulær okklusjonstest).

Tre studier viste en reversibel endring av endotelfunksjonen hovedsakelig etter hjertekirurgi ved bruk av CBP med kontinuerlig blodstrøm (FMD-variasjon på ca. 11%). Forventer en reduksjon av endoteldysfunksjon med kortikoider med 5 %, og etterforskerne vil analysere en gruppe på 60 pasienter (30 i kortikoidegruppen og 30 i placebogruppen). I tidligere studier er variasjon allerede signifikant når MKS varierer fra 1,5 – 2 %.

B/NIRS (nær infrarød spektroskopi) - det er en ikke-invasiv teknikk som måler perifert vevs oksygenmetning og gjør det mulig å vurdere oksygenforbruk og mikrosirkulasjonsreaktivitet under en arteriell okklusjonstest distalt til trykkmansjetten.

Endringer av variablene avledet fra delta StO2 (perifert vev oksygenmetning) etter en iskemisk - reperfusjonshendelse, snarere enn absolutt verdi av StO2, er prediktive for dårlig prognose hos en septisk pasient eller ved alvorlig hodeskade. Disse variablene er delta StO2, HbT (totalt vevshemoglobin) og THI (muskulær hemoglobinindeks). Fra disse elementene kan andre beregnes: RdecStO2 (StO2-reduksjonshastighet under iskemisk hendelse som gjenspeiler vevets oksygenforbruk) og RincStO2 (økningshastighet av StO2 under reperfusjonsfasen, tilsvarende relativ hyperemi). Begge er uttrykt i %/s. Intensiteten av reperfusjon kan kvantifiseres ved delta THI.

En nylig studie innen hjertekirurgi viste ikke StO2-modifikasjoner under CBP, men gir et lite populasjonsutvalg og typen overvåking som brukes, kan denne studien inkludere noen metodologiske skjevheter.

Endelig er det nylig funnet en korrelasjon mellom FMD og variasjonen av NIRS under en vaskulær okklusjonstest hos et ungt friskt individ, som bare bekrefter påvirkningen av endotelfunksjon på mikrosirkulasjonen.

C/ Syndecan - 1 konsentrasjonsvurdering: Dette molekylet er nært knyttet til glycocalyx og regnes som den mest prediktive markøren for dets integritet.

Mange faktorer kan forårsake lesjoner av denne strukturen (betennelse, hyperglykemi, CBP, etc). Dens ødeleggelse forårsaker ytterligere en svekkelse av endotelfunksjonen (vasokonstriksjon et vasodilatasjon), hovedsakelig mediert av endotelfaktorer.

Kortikoider kan betraktes som det mest effektive molekylet for glykokalyxbeskyttelse.

Likevel vil etterforskerne analysere syndekan - 1 som en glykokalyx-markør.

Materialer og metoder :

Etter godkjenning fra etikkkomiteen og signert innhenting av informert samtykke, vil etterforskerne registrere 60 pasienter som er planlagt for hjertekirurgi med CBP (aorto – koronar bypass graft eller ventilerstatning).

Pasienter randomisert i kortikoider-gruppen vil få 500 mg metylprednisolon i 100 ml NaCl 0,9 % ved anestesi-induksjon, Placebo-gruppen vil få 100 ml NaCl 0,9 % - begge løsningene tilberedes på sykehusapoteket og kun farmasøyten kjenner til preparatet innhold (dobbel blending).

Eksklusjonskriterier er alder under 18 år, ekstrem akuttkirurgi dersom testingen ville bremse den kirurgiske behandlingen. Etterforskerne ekskluderer også pasienter der plassering av pneumatisk mansjett ville være umulig (amputasjon, AV-fistel)

Anestesi prosedyre:

Alle pasientene får samme anestesiteknikk, basert på propofol og remifentanil ved konsentrasjonsmål. Avslapping oppnås ved cisatracurium i kontinuerlig infusjon. Denne typen anestesi er gjeldende praksis på Erasme sykehus. Alle pasientene er utstyrt med radialt arteriekateter og sentralt venekateter, bruk av lungearteriekateter overlates til anestesilegens skjønn.

Før oppstart av CBP får alle pasienter heparin med mål ACT (aktivert koaguleringstid) over 480 sekunder. Grunningen av CBP består av 500 ml gelatin (Geloplasma, Fresenius), med 500 ml cristaloider (Plasmalyte, Baxter) og 200 ml mannitol (Mannitol 15 %, Baxter). Kardioplegi oppnås ved blodinfusjon (T 36°) med kaliumklorid. CBP-strømmen er kontinuerlig på 2,4L/m2 og gjennomsnittlig arterielt trykk opprettholdes mellom 60 og 90 mm Hg. Glykemi kontrolleres strengt fra øyeblikket av anestesi-induksjon ved korttidsvirkende insulin administrert kontinuerlig.

Alle pasienter blir overført til intensivavdelingen etter operasjonen, bedøvet med propofol og remifentanyl inntil hemodynamisk stabilitet og fravær av blødning er oppnådd. Sedasjonen stoppes deretter og pasienten ekstuberes.

Vaskulær okklusjonstest:

Arteriell diametervariasjon og dopplerstrøm måles ved brachialisarterie over medial epikondyl, proksimalt til den pneumatiske mansjetten plassert ved underarmen. For ekkografianalyse vil en lineær sonde på 12 MHz bli brukt, holdt av en metallisk støtte for å gi mer presisjon og bedre reproduserbarhet. Etter innledende diametermåling vil pneumatisk mansjett 50 mmHg blåses opp over pasientens arterielle trykk i løpet av 5 minutter for å indusere iskemi. Diametervariasjoner i brachialisarterie måles kontinuerlig fra 30 sekunder før man slipper mansjetten til 3 minutter etterpå. FMD blir evaluert ved hjelp av følgende parametere: baseline diameter og maksimal FMD variasjon i pourcents. I en rekke studier er MKS beregnet ved hjelp av formelen: FMD (%) = ([diameter av maksimal dilatasjon etter mansjettfrigjøring - baselinediameter]/ baselinediameter) x 100. For å redusere variasjonen til målingen, vil diametervariasjonen bli justert til baselinediameteren og til initierende stimulus vurdert ved hjelp av Doppler-strøm. Data vil bli lagret og analysert av Quipu FMD.

StO2 måles med vevsspektrometer (Invos, Covidien) som består av en fotodetektor, prosessor og en 15 mm optisk sonde. Dette problemet er plassert over armens eminens uten noen IV-linje. StO2 registreres hvert 2. sekund.

Praktisk talt, etter å ha utført de første ekkografiske målingene, og etter 3 minutters stabilisering av StO2 (grunnlinje), skapes en iskemisk hendelse på 5 minutter av en rask pneumatisk mansjettoppblåsing til en verdi på 50 mmHg over pasientens systemiske blodtrykk. Dette vil stoppe arteriell og venøs blodstrøm i underarmen, noe som fører til en reduksjon av HbO2 (= reduksjonshastigheten for StO2 (%/s)).

Etter 5 minutter vil mansjetten tømmes raskt (<1 sekunder), noe som induserer arteriell diameter og strømningsøkning - variasjonen vurderes ved ekkografi og doppler. Samtidig øker StO2 (= StO2-økningshastighet (%/s)) og oppnår høyere verdier enn baseline (= reaktiv hyperemi = deltadiameter, strømningshastighet og StO2). NIRS-enheten måler også THi (vevshemoglobinindeks) ved baseline og 1 minutt, minimum og maksimum.

Økningshastigheten for arteriell diameter gjenspeiler endotelreaktivitet mens StO2-økningshastigheten betraktes som en vev = hemoglobinstrømningsmarkør. Reaktiv hyperemi kan tolkes som en test av mikrosirkulasjonsreaktivitet. Raten for StO2-reduksjon/THi regnes som oksygenforbruksmarkør.

Syndecan-1-analyse utføres på frosset plasma ved ELISA-teknikk, ved bruk av spesifikke antistoffer (ELISA-sett fra Ray Biotech, Inc), denne metoden har allerede blitt brukt i tidligere studier.

Tidspunkt for målinger:

Tiltak utføres dagen før operasjonen, ved ICU-innleggelsen, klokken 24 og dag 7 av sykehusoppholdet.

Glycocalyx-funksjonsvurdering:

Den første analysen vil bli utført dagen før operasjonen, deretter etter anestesiinduksjon, ved innleggelse på intensivavdelingen, kl. 24 og 48.