Что такое реперфузионное повреждение и почему его следует опасаться хирургам
Несмотря на то что восстановление коронарного кровотока является обязательным условием спасения ишемизированного миокарда, реперфузия сама по себе формирует новый спектр повреждений. Реперфузионная травма включает три ведущих компонента: сократительную дисфункцию, электрическую нестабильность и феномен невосстановленного кровотока.
Первым звеном становится нарушение ионного гомеостаза: резкое поступление кислорода и восстановление энергетического обмена активируют Na⁺/H⁺- и Na⁺/Ca²⁺-транспорт, вызывая внутриклеточную перегрузку кальцием. Последующая активация рианодиновых рецепторов и колебания концентрации Ca²⁺ приводят к реперфузионным аритмиям и ухудшению диастолического расслабления.
Вторым механизмом является оксидативный стресс. Восстановленная дыхательная цепь митохондрий становится источником активных форм кислорода, повреждающих мембраны и ионные насосы.
Третьим звеном выступает микроциркуляторная дисфункция — набухание эндотелия, агрегация форменных элементов, лейкоцитарная инфильтрация. Даже при открытой эпикардиальной артерии микроциркуляция остаётся несостоятельной, что формирует no-reflow.
Для хирурга реперфузионное повреждение — это подлинная «опасная фаза» операции: именно в первые минуты после снятия зажима определяются сократительная способность миокарда, риск аритмий и исход восстановления.
Каковы цифры реперфузионного повреждения
Эпидемиологические данные указывают на значительную распространённость реперфузионной травмы. Гистологические признаки повреждения миокарда обнаруживают у 25–45 % пациентов, умерших вскоре после аортокоронарного шунтирования.
Феномен no-reflow наблюдается в 10–40 % случаев при ЧКВ у больных с ОКС с подъёмом ST и в 0,3–2 % — при плановых вмешательствах.
Электрическая нестабильность представлена характерным спектром реперфузионных аритмий: ускоренный идиовентрикулярный ритм возникает в 80–95 %, желудочковая экстрасистолия — в 70–80 %, желудочковая тахикардия — в 65–80 %, фибрилляция желудочков — в 6–10 % случаев реперфузии.
До половины общего объёма некроза при инфаркте миокарда формируется именно в фазу реперфузии, а не ишемии — показатель, который фундаментально изменить можно только воздействием на механизмы реперфузионного повреждения.
Факторы, способствующие реперфузионному повреждению
1. Нарушение pH-гомеостаза
Быстрая нормализация внеклеточного pH после снятия ишемии приводит к формированию выраженного pH-градиента между ацидотическим кардиомиоцитом и щелочной внеклеточной средой. Это активирует Na⁺/H⁺-обмен → вызывает накопление Na⁺ → усиливает Ca²⁺-перегрузку через Na⁺/Ca²⁺-обмен.
2. Температурный фактор
Охлаждение удлиняет период восстановления функции ионных каналов, замедляет выравнивание градиентов и увеличивает вероятность реперфузионных аритмий.
Методики защиты без выраженной гипотермии уменьшают длительность фазы потенциально опасных Ca²⁺-осцилляций.
3. Кислородное насыщение и риск ПОЛ
Частые пролития кислородсодержащих растворов создают условия для выраженного образования свободных радикалов. Даже при снижённом уровне O₂ коллатеральный кровоток (~10 % нормального) обеспечивает достаточно кислорода для активации ПОЛ.
4. Воспаление и микроциркуляторная блокада
Лейкоциты, активируемые в момент реперфузии, продуцируют агрессивные медиаторы — свободные радикалы, тромбоксан, лейкотриены, что усиливает повреждение эндотелия и способствует no-reflow.
Факты, доказывающие, что Нормакор снижает риск реперфузионной травмы
Защита миокарда достигается благодаря комплексному воздействию на ключевые механизмы реперфузионного повреждения:
1. Стабилизация Ca²⁺-гомеостаза
Гиперкалиевая асистолия снижает вход Ca²⁺ через потенциал-зависимые каналы; магний уменьшает чувствительность рианодиновых рецепторов; осмопротекция предотвращает растяжение сарколеммы и Ca²⁺-утечку.
2. Антиоксидантная защита
Маннитол в Нормакоре находится в избытке и эффективно инактивирует гидроксильные радикалы в течение всей операции, прерывая цепные реакции ПОЛ.
3. Осмопротекторный эффект
Уменьшает внутриклеточный отёк, стабилизирует мембранные структуры и препятствует развитию эндотелиального повреждения и no-reflow.
4. Митохондриальная защита
Ограничение Ca²⁺-пика в условиях нормотермии снижает риск открытия mPTP, предотвращает разобщение окисления и фосфорилирования и способствует восстановлению АТФ-продукции.
Таким образом, Нормакор воздействует на центральные механизмы реперфузионного каскада — кальциевую перегрузку, оксидативный стресс, осмотическую дестабилизацию и микроциркуляторные нарушения.
Перекисное окисление липидов
ПОЛ является универсальным механизмом повреждения мембран кардиомиоцитов. Его запуск возможен даже в условиях сниженного напряжения кислорода: минимальная доставка O₂ по коллатералям поддерживает образование свободных радикалов.
Радикалы повреждают липидный слой, нарушают функцию насосов и ионных каналов, увеличивая проницаемость мембраны и формируя субстрат для аритмий и некроза.
Маннитол, входящий в состав Нормакора, эффективно инактивирует наиболее реактивные формы кислорода, стабилизируя клетки в раннюю фазу реперфузии и ограничивая повреждение мембран.
Кальциевый парадокс (кальциевые повреждения)
Сочетание Na⁺-перегрузки, активации Na⁺/Ca²⁺-обмена и последующего накопления Ca²⁺ формируют условия для кальциевого парадокса.
Резкое восстановление АТФ в первые минуты реперфузии активирует Са²⁺-АТФазу ретикулума, но ограниченные накопительные возможности приводят к чередованию «захват–выброс» Ca²⁺. Возникают высокоамплитудные Ca²⁺-осцилляции — прямой механизм реперфузионных аритмий.
Данное явление описано в инструкции к кристаллоидной кардиоплегии "Кустодиол". Согласно документу, недостаточное охлаждение препарата Кустодиол перед введением может привести на завершающей стадии к явлению так называемого "кальциевого парадокса" - разрушении клеток миокарда при возобновлении кровотока в сердце.
Избыток Ca²⁺ вызывает:
● гиперконтрактуру миофибрилл,
● активацию кальпаинов и фосфолипаз,
● нарушение функции митохондрий, разобщение окисления и фосфорилирования,
● снижение продукции АТФ.
Фармакологическая коррекция Нормакором уменьшает амплитуду Ca²⁺-колебаний, стабилизирует ryanodine-каналы, предотвращает Ca²⁺-индуцированное повреждение митохондрий.
Как избежать реперфузионного повреждения
Исследования и клиническая практика позволяют выделить несколько стратегий профилактики:
1. Техники без охлаждения
Отказ от выраженной гипотермии сокращает длительность электролитной нестабильности и снижает риск аритмий.
2. Ограничение кислородсодержащих проливов
Частые проливы увеличивают генерацию свободных радикалов. Предпочтение следует отдавать технологиям с редкими или единичными проливами.
3. Прекондиционирование
Ишемическое или фармакологическое прекондиционирование повышает устойчивость миокарда к Ca²⁺-нагрузке и оксидативному стрессу.
4. Медикаментозная протекция
Циклоспорин (ингибитор mPTP), метаболическая терапия (глюкоза + инсулин + калий) уменьшают выраженность реперфузионного каскада.
5. Использование растворов с Mg²⁺ и глюкозой
Магний снижает Ca²⁺-индуцированную аритмогенность; глюкоза способствует поддержанию энергетического баланса.
Заключение
Реперфузионное повреждение остаётся одним из ключевых факторов, определяющих исход кардиохирургических вмешательств и реперфузионной терапии. Его механизмы хорошо изучены: Ca²⁺-перегрузка, ПОЛ, митохондриальная дисфункция и микроциркуляторные нарушения формируют комплекс структурных и функциональных изменений миокарда.
Современные кардиоплегические решения — в частности, Нормакор — позволяют воздействовать на эти механизмы комплексно, снижая выраженность реперфузионной травмы и улучшая качество восстановления сердца.
Источники:
1. Н.Т. Ватутин, Н.В. Калинкина, Е.В. Ещенко, И.Н. Кравченко Реперфузионное повреждение миокарда
2. В.И. Горбачев, З.З. Падирадзе, А.В. Михайлов МЕХАНИЗМЫ ПОВРЕЖДЕНИЯ МИОКАРДА ПРИ ОПЕРАЦИЯХ НА ОТКРЫТОМ СЕРДЦЕ И МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ