Метаболомический анализ острого повреждения почек и делирия после кардиохирургических операций

Ежегодно около 2 миллионов пациентов подвергаются кардиохирургическим операциям, из которых примерно от 20% до 30% страдают острым повреждением почек, связанным с кардиохирургией (CSA-AKI). По меньшей мере 3% пациентов с ССА-ОПП требуется временная заместительная почечная терапия, и примерно у 25% пациентов через три года разовьется хроническое заболевание почек2. В нескольких ретроспективных когортных исследованиях сообщалось о значительной корреляции между ОПП, связанным с кардиохирургией, и последующим возникновением хронической болезни почек, терминальной стадии почечной недостаточности, сердечной недостаточности и основных сердечно-сосудистых нежелательных явлений. Между тем, возникновение CSA-AKI в значительной степени связано с более высокими затратами на госпитализацию и увеличением краткосрочной и долгосрочной послеоперационной смертности, при этом 5-летняя и 7-летняя когортная выживаемость составляет 54% и 38% соответственно.

Патогенез ССА-ОПП сложен и обусловлен различными возможными повреждениями почек в периоперационном периоде. Общим для этих повреждений является то, что доставка кислорода в почки ниже, чем потребность почек в кислороде, что приводит к повреждению почечных канальцев. Гипотетические механизмы, приводящие к ОПП ЦСА, включают гипоперфузию 8, атеросклеротическую эмболию, токсическое действие нефротоксина 9, гипотезу воспаления и окислительного стресса 1 и др. Гемодинамические изменения, снижение поступления кислорода, воспаление и окислительный стресс, вызванные этими механизмами, могут привести к ОПП10. Ввиду высокой заболеваемости ОПП ССА и его потенциально разрушительных последствий, клиническому персоналу необходимо срочно понять, как лучше всего предотвратить и смягчить ОПП ССА.

В связи с такими особыми причинами, как большая операционная травма, высокая операционная нагрузка, экстракорпоральное кровообращение, необходимость перевода в сердечно-сосудистое отделение реанимации после операции, частота послеоперационного делирия сердца и крупных сосудов (ПОДОКВС) столь же высока. от 26% до 52%. PODOCVS относится к острому неврологическому расстройству, возникающему после операции и характеризующемуся преимущественно спутанностью мышления, снижением способности к пространственному и временному позиционированию. Сопутствующие исследования показывают, что PODOCVS значительно продлевает время искусственной вентиляции легких пациентов, время пребывания в отделении интенсивной терапии, частоту осложнений и тесно связан с долгосрочным снижением когнитивных функций и увеличением долгосрочной смертности. Однако исследование механизма PODOCVS все еще находится на начальной стадии. Существующие исследования показали, что множество факторов, таких как хирургическая травма, экстракорпоральное кровообращение и интраоперационное лечение, работают вместе, вызывая дисфункцию нейронной сети посредством различных механизмов и путей, что приводит к возникновению PODOCVS. Теория нейровоспаления играет решающую роль в патогенезе PODOCVS. Стимуляция острого периферического воспаления индуцирует экспрессию воспалительных факторов (IL-6, IL-8, IL-1βα, TNF-α) в центральной нервной системе, что приводит к нейрональной синаптической дисфункции, гиппокамп-зависимому повреждению памяти и последующим поведенческим и когнитивные симптомы. Некоторые ученые также предположили, что повреждение анатомической структуры и функциональные нарушения центральной нервной системы являются потенциальными механизмами PODOCVS. С помощью магнитно-резонансной томографии головы 116 пациентов, перенесших плановую операцию на сердце, было обнаружено, что уменьшение объема серого вещества может быть связано с бредом во время операции. PODOCVS оказывает множество неблагоприятных воздействий на прогноз пациентов, поэтому исследование его механизма имеет решающее значение для правильной профилактики и лечения PODOCVS.

Клинические данные свидетельствуют о том, что повреждение почек приводит к изменениям в структуре коры головного мозга у больных, что позволяет предположить существование почечно-мозговой оси. Поэтому некоторые ученые предполагают, что ОПП может быть важной причиной вторичных повреждений, таких как делирий. Примерно у 60% пациентов с ОПП в клинической практике наблюдается делирий. Повышенный уровень креатинина >2 мг/дл является одним из факторов риска развития делирия в отделениях интенсивной терапии у пожилых пациентов. Заместительная почечная терапия может снизить риск делирия, связанного с ОПП. У пациентов, получающих заместительную почечную терапию, суточный пик креатинина в сыворотке не связан с делирием, но может уменьшить влияние ОПП на мозг за счет выведения нейротоксических метаболитов. Это позволяет предположить, что функция почек оказывает существенное влияние на когнитивные функции пациентов, а постепенная нормализация функции почек может улучшить состояние делирия.

Хотя основной механизм, связанный с острым повреждением почек и делирием, до сих пор неясен, общепризнано, что это увеличивает заболеваемость и смертность, продлевает пребывание в больнице и ускоряет долгосрочное снижение когнитивных функций. Патогенез делирия, связанного с ОПП, является многофакторным, и было предложено несколько гипотез относительно патогенеза делирия, индуцированного ОПП, включая гипотезу накопления нейротоксинов или препаратов, индуцирующих делирий, из-за нарушения функции почечного клиренса, гипотезу повышения регуляции системных цитокинов, опосредованных нейровоспалительными процессами. процессов и гипотеза объемной перегрузки, приводящей к отеку мозга.

Многочисленные исследования определили ОПП как основной фактор риска развития делирия. В проспективном исследовании 1487 пациентов Zipser et al. обнаружили, что ОПП увеличивает риск делирия в десять раз. Большое количество клинических данных указывает на то, что риск развития делирия у больных ОПП значительно возрастает при ухудшении функции почек. Ретроспективное исследование 919 пациентов отделения интенсивной терапии показало, что частота делирия на 2 и 3 стадиях KDIGO была на 20% выше, чем на 1 стадии KDIGO. Исследование BRAIN-ICU показало, что у 50% пациентов одновременно наблюдаются делирий и ОПП. У пациентов со 2-й стадией KDIGO риск делирия увеличивается в 1,5 раза, а у пациентов с 1-й стадией KDIGO риск делирия увеличивается в 2,5 раза. Однако значимой корреляции между 1-й стадией KDIGO и делирием нет. Одноцентровое исследование «случай-контроль» в Великобритании дополнительно прояснило роль ОПП в различных подтипах делирия. Исследование показало, что у пациентов с ОПП 3-й стадии по KDIGO в пять раз чаще возникал возбуждающий делирий, чем у пациентов без ОПП, а более легкие стадии ОПП (стадии 1 или 2 по KDIGO) не были связаны с возбуждающим бредом.

Вышеупомянутые многочисленные доказательства указывают на значительную корреляцию между ОПП и делирием, и оба они привели к значительным потерям и бремени для пациентов и финансов здравоохранения. Учитывая существование почечно-мозговой оси и потенциальную связь между ОПП и делирием, мы предполагаем, что, сравнивая метаболические профили сыворотки пациентов с делирием и ОПП после кардиохирургического вмешательства, у пациентов только с делирием, у пациентов только с ОПП и у пациентов без делирия и ОПП после операции, мы можем изучить механизмы осложнений и механизмы взаимодействия между повреждением органов после операций на сердце с экстракорпоральным кровообращением, а также выявить метаболические маркеры, специфичные для осложнений, выявить пациентов с повышенной восприимчивостью и предоставить рекомендации для ранней диагностики осложнений и основу для раннее вмешательство.