Прогнозирование послеоперационного делирия с использованием ЭЭГ, генетики и нейробиомаркеров церебральной травмы (POD-01)

POD определяется как «флуктуирующее нарушение внимания, которое представляет собой резкое изменение по сравнению с исходным уровнем, сопровождающееся нарушением познания или восприятия, а не из-за ранее существовавшего нейрокогнитивного расстройства или происходящее в контексте сильно сниженного уровня возбуждения». В зависимости от типа хирургического вмешательства и изучаемой популяции это может произойти у 20–45% пожилых пациентов. POD является бременем для поставщиков медицинских услуг. Действительно, это тесно связано с повышенной заболеваемостью и смертностью. Патофизиология POD многофакторна и до конца не выяснена. Стареющий мозг более уязвим для развития POD. Однако общая уязвимость пациента и его предшествующий когнитивный статус являются показателями способности справляться с этими периоперационными стрессорами не только в хронологическом возрасте. Действительно, когнитивный статус пациента является основной причиной POD, и модели, предсказывающие POD, показывают низкую точность, поскольку они не принимают во внимание дооперационный когнитивный статус пациента. Предоперационная нейрокогнитивная оценка может быть выполнена, но эти тесты требуют много времени и зависят от различных влияющих факторов. Следовательно, необходимы объективные инструменты для выявления пациентов с предоперационными когнитивными нарушениями.

Первая гипотеза: наличие специфического интраоперационного паттерна сигнала ЭЭГ может предоставить инструмент для такой идентификации пациентов с предоперационной когнитивной слабостью. Обычно используемые анестетики для индукции и поддержания общей анестезии (например, севофлюран или пропофол) дают типичную электроэнцефалографическую картину с медленными/дельта- и альфа-колебаниями, преимущественно в лобной коре головного мозга. В частности, альфа-колебания фактически исходят из теменно-затылочных участков у бодрствующих пациентов и мигрируют в лобные области после индукции анестезии. Это явление называется «антериоризацией» альфа-диапазона частот. Кроме того, среди всех частот ЭЭГ вклад альфа-колебаний в глобальную запись меняется на протяжении взрослой жизни: мощность альфа имеет тенденцию к снижению с возрастом, и это снижение более выражено при наличии основного когнитивного расстройства (например, легкие когнитивные нарушения, болезнь Альцгеймера). Что еще более важно, было продемонстрировано, что более низкая передняя часть альфа-диапазона во время общей анестезии связана с более низкими предоперационными когнитивными показателями. Кроме того, у этих пациентов может быть более высокий риск интраоперационной супрессии ЭЭГ в случае передозировки анестетиков или, даже часто, несмотря на более низкую дозу анестетиков. В связи с этим наличие и мощность фронтальных альфа-колебаний под общей анестезией могут быть индикаторами предоперационного когнитивного статуса пациента и, следовательно, могут предсказывать риск развития ПОД.

Вторая гипотеза: генетические исследования продемонстрировали корреляцию между конкретными генотипами и риском снижения когнитивных функций. Генотип APOEe4 является известным фактором риска болезни Альцгеймера (AD), и было показано, что он также является фактором риска POD. Тем не менее, аллель APOEe4 не является ни необходимой, ни исключительной для развития AD, и это также может быть справедливо для POD, поскольку эта поздняя гипотеза была отвергнута в других предыдущих исследованиях. С другой стороны, в нескольких исследованиях изучались некоторые особенности ЭЭГ в соответствии с генотипированием APOEe4 у пациентов с БА и контрольных субъектов. К сожалению, их результаты относительно присутствия аллеля e4 и связанных с ним нарушений ЭЭГ противоречивы. На сегодняшний день нет исследований, связанных с генотипированием АРОЕ и интраоперационными паттернами ЭЭГ под общей анестезией.

Третья гипотеза: помимо периоперационных эпизодов церебральной гипоксии и/или гипоперфузии и нейровоспаления, патофизиологические механизмы ППО также включают потенциальное прямое повреждение головного мозга, вызванное как анестезией, так и хирургическим вмешательством. Тем не менее, идеальный биомаркер, высокочувствительный к повреждению головного мозга, а также высокоспецифичный для нейронной ткани, еще предстоит определить. Действительно, высвобождение таких белков после повреждения нейронов может происходить на многих уровнях, и некоторые из них имеют экстракраниальные источники. Следовательно, эти источники могут влиять на наблюдаемые результаты. Как следствие, в клинической практике ни один из оцениваемых в настоящее время нейробиомаркеров (например, интерлейкины, нейроспецифическая енолаза, кальций-связывающий белок S100 B) стали надежным диагностическим и/или прогностическим инструментом для оценки послеоперационных неврологических осложнений. В последнее время большое внимание уделяется нейрофиламентам, поскольку эта группа белков является частью каркаса аксонов и экспрессируется исключительно в нервной ткани. Как следствие, аномально высокие уровни нейрофиламентов во внеклеточных жидкостях, таких как спинномозговая жидкость (ЦСЖ) или сыворотка, специфически соответствуют повреждению нейронных клеток, что представляет собой значительное преимущество по сравнению с другими ранее протестированными биомаркерами. Было показано, что среди трех субъединиц нейрофиламента перспективной является субъединица легких нейрофиламентов (NfL). Высокие уровни NfL были обнаружены при большом количестве нейродегенеративных заболеваний, а также при острых состояниях, таких как черепно-мозговая травма и инсульт. Поскольку появилась возможность измерять NfL в сыворотке без необходимости забора образцов спинномозговой жидкости, их анализ в периоперационном периоде был облегчен. Действительно, уровни NfL в сыворотке недавно были исследованы в периоперационном периоде у различных популяций хирургических пациентов. Эти исследования предоставляют нам информацию о кинетике периоперационного высвобождения NfL, но они показывают противоречивые результаты относительно потенциальной корреляции между высокими периоперационными уровнями NfL и возникновением POD.