Новые возможности оценки интраоперационного ишемически-реперфузионного повреждения миокарда при операциях реваскуляризации в условиях искусственного кровообращения и на работающем сердце

K. Kurodo приводит данные по количеству операций реваскуляризации миокарда на работающем сердце в Японии [3]: с 1997 г. их доля выросла с нескольких процентов до 65% к 2012 г. В США с 1997 г. отмечался рост с нескольких процентов до 25% к 2002 г., после чего доля операций на работающем сердце стала неуклонно снижаться, достигнув 17% в 2012 г. D. Taggart [4] отмечает, что в большинстве стран мира доля операций на работающем сердце составляет около 15%.

Исследование ROOBY подорвало репутацию операций на работающем сердце как более безопасных по сравнению с операциями в условиях ИК, что подтвердилось метаанализом Cochrane [5]. Исследования CORONARY и GOPCABE показали, что операции на работающем сердце и в условиях ИК имеют сопоставимые результаты. По прогнозам D. Taggart [4], доля операций на работающем сердце в Европе останется в пределах 16%. Скорее всего в дальнейшем будет происходить специализация центров: в одних будут выполнять операции преимущественно на работающем сердце, в других будут преобладать операции в условиях ИК. P. Chivasso [5] указывает на то, что в исследованиях, показавших менее благоприятные результаты операций на работающем сердце по сравнению с операциями в условиях ИК, была выполнена неполная реваскуляризация в бассейне левой коронарной артерии. Современный уровень технологий и подготовки хирургов обеспечивает результаты операций на работающем сердце как минимум такие же, как при ИК, а в ряде случаев даже лучше, например, при тяжелом кальцинозе аорты. При сопутствующей патологии более предпочтительны операции на работающем сердце.

Противоречивые данные разных исследований могут быть обусловлены влиянием таких факторов, как критерии включения и исключения, учет однородности пациентов по тяжести сопутствующей патологии, уровень опытности хирургов и др. Для решения данной проблемы может быть полезен поиск объективного, достаточно чувствительного показателя, отражающего степень интраоперационного повреждения миокарда, который можно из- мерить количественно и который к тому же быстро меняется в зависимости от тяжести повреждения миокарда.

На основании анализа накопленных фактов и научной литературы одним из наиболее точных показателей безопасности операции реваскуляри- зации может выступать ранний маркер повреждения миокарда, концентрация которого повышается в течение минут и доступна для измерения уже во время операции. С одной стороны, он отражает состояние миокарда, с другой - может выступать предиктором неблагоприятных сердечно-сосудистых событий. Кроме того, своевременное определение такого маркера поможет скорректировать хирургическую тактику, оценить, достаточна ли реваскуляризация, необходимы ли дополнительные шунты, требуется ли механическая поддержка кровообращения? Уровень тропонина, а также других маркеров некроза миокарда повышается поздно, когда повреждение уже необратимо, поэтому не может использоваться для интраоперационного мониторинга повреждения миокарда.

C целью поиска маркера, отражающего обратимое интраоперационное повреждение миокарда, был проведен анализ известных биомаркеров предикторов смерти и неблагоприятных сердечно-сосудистых событий, не связанных с некрозом миокарда.

В качестве возможных маркеров - предикторов смерти, связанных с сердечно-сосудистыми заболеваниями, рассматривались несколько.

Матриксные металлопротеазы (matrix metalloproteinases - MMP)

Предполагают, что в дестабилизации атеросклеротической бляшки важную роль играют матриксные металлопротеиназы (ММР): MMP-1 (интерстициальная коллагеназа), MMP-8 (коллагеназа нейтрофилов), MMP-13 (коллагеназа-3), желатиназы (MMP-2 или желатиназа А, MMP-9 или желатиназа В), стромализины (MMP-3, MMP-10 и MMP-11), мембраносвязывающие ММР (MT-MMP1, MT-MMP2, MT-MMP3, MT-MMP4), матрилизин (MMP-7), металлоэластаза (MMP-12). Большинство ММР секретируются в виде проферментов и требуют активации. Их активация может подавляться α2-макроглобулином - неспецифическим ингибитором протеаз, а также специфическими тканевыми ингибиторами ММР (TIMP-1, TIMP-2, TIMP-3, TIMP-4).

Было показано, что MMP-2 и MMP-12 взаимо- действуют с белком острой фазы воспаления - церулоплазмином [6]. MMP-8 экспрессируется в атеросклеротической бляшке, макрофагах, гладкомышечных и эндотелиальных клетках. В исследованиях in vitro было показано, что экспрессия MMP-8 повышается под воздействием IL-1β и лиганда CD40. MMP-8 разрушает коллаген, способствуя разрыву бляшки. В экспериментах на животных было показано, что увеличение концентрации MMP-9 внутри бляшки приводило к ее разрыву. Было обнаружено, что MMP-9 активно синтезируется макрофагами и гладкомышечными клетками у пациентов с острым коронарным синдромом (ОКС), в отличие от пациентов со стабильной стенокардией. Также у пациентов с ОКС отмечено повышение концентрации MMP-2 и MMP-9 в сыворотке крови, что может говорить об их влиянии на дестабилизацию бляшки. В то же время коллаген I и II, который обеспечивает прочность бляшки, не является субстратом MMP-9. В присутствии различных протеаз MMP-8 может разрушать коллаген I, обеспечивающий прочность бляшки. У пациентов с признаками нестабильной бляшки в сонной артерии отмечался повышенный уровень MMP-8. Таким образом, уровень MMP-8 может быть предиктором неблагоприятных сердечно-сосудистых событий.

Несмотря на то что ММР в основном представлены внутри бляшки, проводятся исследования для подтверждения взаимосвязи их концентрации в периферической крови и развитием неблагоприятных сердечно-сосудистых событий. Уровень MMP-9 повышен у пациентов с ОКС и стенозом сонных артерий. Мониторинг концентрации ММР рекомендован для оценки риска сердечно-сосудистых осложнений [7]. Взаимосвязь между концентрацией MMP-8 в периферической крови и риском развития сердечно-сосудистых осложнений недостаточно изучена. Прогностическая ценность MMP-8 должна быть подтверждена дополнительными исследованиями. Прогностическую ценность может представлять соотношение MMP8/TIMP-1 [7].

Известно, что у пациентов с атеросклерозом уровень MMP-8 в плазме значительно повышен, кроме того, есть связь между концентрацией MMP-8 и количеством пораженных коронарных артерий. Y. Momiyama обнаружил, что у пациентов с нестабильной стенокардией концентрация MMP-8 выше, чем у пациентов со стабильной стенокардией [8].

Таким образом, ММР могут использоваться для количественной оценки ишемически-реперфузионного повреждения миокарда во время кардиохирургических операций. Тем не менее требуются дополнительные исследования для уточнения их специфичности и чувствительности.

Миелоид-ассоциированный протеин (Myeloid-related protein-8/14 - MRP-8/14)

Синонимы: S100A9, calgranulin B, calprotectin.

MRP-14 - представитель семейства белков, участвующих в Ca-зависимом вне- и внутриклеточном механизме передачи сигнала, метаболизме арахидоновой кислоты, перестройке цитоскелета и миграции нейтрофилов. У человека наибольший интерес представляет изоформа MRP-8/14 (белок MRP-14, связывающийся с MRP-8). MRP-8/14 в большом количестве экспрессирует нейтрофилы, а также тромбоциты и мегакариоциты. В исследовании PROVE-IT TIMI 22 через 30 дней после исчезновения явных воспалительных изменений, обусловленных ишемической болезнью сердца, брали образцы крови и определяли концентрацию MRP-8/14 с помощью иммуноферментного анализа. Была отмечена связь между повышенным уровнем MRP-8/14 и отдаленными неблагоприятными сердечно-сосудистыми со- бытиями (инфаркт миокарда, в том числе с летальным исходом, или инсульт) [10]. Предполагается, что MRP-14 способствует не только миграции и активации нейтрофилов, но и адгезии тромбоцитов.

Концентрация MRP-14 повышена при ревматоидном артрите, сахарном диабете и ряде других заболеваний.

У внешне здоровых людей повышение уровня MRP-8/14 является прогностическим признаком развития неблагоприятных сердечно-сосудистых событий [11].

Таким образом, миелоид-ассоциированный протеин не может рассматриваться в качестве маркера для количественной оценки ишемически-реперфузионного повреждения миокарда во время кардиохирургических операций из-за своей низкой специфичности.

Секреторная фосфолипаза А2 (secretory phospholipase - A2, sPLA2)

Способствует образованию медиаторов воспаления и усиливает атеросклероз [12, 13]. В двойном слепом рандомизированном многоцентровом клиническом исследовании VISTA-16 не показано положительного эффекта применения ингибитора sPLA2 у пациентов с ОКС. В настоящее время клиническое значение повышения уровня sPLA2 пока неясно.

Таким образом, sPLA2 не может рассматриваться в качестве маркера для количественной оценки ишемически-реперфузионного повреждения миокарда во время кардиохирургических операций.

Липопротеин-ассоциированная фосфолипаза А2 (Lipoprotein-Associated - PLA2, LP-PLA2)

Липопротеин-ассоциированная фосфолипаза А2 участвует в развитии атеросклероза, активирует макрофаги и эндотелиоциты, вызывает эндотелиальную дисфункцию [14]. В крови находится в основном во фракции липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) - 2/3 , 1/3 переносится в составе липопротеинов высокой (ЛПВП) и очень низкой плотности. Увеличение концентрации, липопротеин-ассоциированной фосфолипазы А2 после стентирования коронарных артерий связано с повышенным риском сердечно-сосудистых осложнений [15]. Клинические исследования показали, что использование ингибитора Lp-PLA2 (дарапладиб) не приводит к снижению риска сердечно-сосудистых осложнений у пациентов со стабильным течением ишемической болезни сердца [16, 17]. Показано значительное увеличение Lp-PlA2 после инфаркта миокарда и инсульта [18].

Липопротеин-ассоциированная фосфолипаза может рассматриваться в качестве маркера для количественной оценки ишемически-реперфузи- онного повреждения миокарда во время кардиохирургических операций.

Молекулы клеточной адгезии (intercellular adhesion molecule - ICAM; vascular cell adhesion molecule - VCAM), сывороточный амилоид А (serum amyloid A - SSA)

В рамках клинического исследования MIRACL определяли концентрацию растворимых ICAM, VCAM, IL-6, С-реактивного белка, P-selectin, тканевого активатора плазминогена (tPA) и сывороточного амилоида А у 2925 пациентов через 24-96 ч после появления симптомов ОКС и оценивали связь между повышением концентрации маркеров и сердечно-сосудистыми осложнениями в течение последующих 4 мес [19].

Повышение уровней VCAM и tPA было связано со смертельными исходами и с рецидивом ОКС.

P. Zamani показал, что уровень С-реактивного белка, а также уровни SSA и IL-6 не имеют прогностического значения в отношении нелетальных сердечно-сосудистых осложнений в краткосрочном периоде после ОКС, однако они связаны с повышенной смертностью [19].

ICAM и VCAM могут рассматриваться в качестве маркеров для количественной оценки ишемически- реперфузионного повреждения миокарда во время кардиохирургических операций.

Растворимый рецептор урокиназного активатора плазминогена (soluble urokinase plasminogen activator receptor - suPAR)

Таким образом, suPAR может рассматриваться в качестве маркера для количественной оценки ишемически-реперфузионного повреждения миокарда во время кардиохирургических операций, однако требуются дополнительные исследования его прогностической ценности.

Миелопероскидаза (myeloperoxidase - MPO)

Воспаление играет ключевую роль в развитии атеросклеротической бляшки, ее дестабилизации и разрыве. Одним из маркеров нестабильности бляшки является миелопероксидаза (MPO) - фермент лейкоцитов, который образует активные формы галогенов, в норме предназначенные для защиты организма от микробов [21]. Было показано, что MPO связывается с ЛПНП, окисляет их, способствуя атеросклерозу, а ингибиторы активности MPO и пептид, вытесняющий MPO из комплекса с ЛПНП, снижают модификацию [6]. Окисленные ЛПНП способствуют активации нейтрофилов и секреции дополнительной MPO, усиливая вероятность окислительной модификации ЛПНП [22]. Известно, что MPO, модифицируя ЛПВП, снижает их антиатерогенный потенциал [23]. Наконец недавно было показано, что MPO снижает активность ферментов, разрушающих модифицированные ЛПНП в макрофагах, способствуя перерождению последних в пенистые клетки - патогномический признак атеросклероза [24].

В 3 обзорах проведен критический анализ более 20 исследований, выполненных с 2001 по 2012 г. и посвященных изучению значимости концентрации MPO в прогнозировании состояния более 5000 пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями. Большинство работ показывают пригодность MPO (и независимость от классических биомаркеров - тропонина и С-реактивного белка) для прогноза как повторного инфаркта миокарда, так и для смертности пациентов. Следует учитывать, что для адекватного сопоставления результатов, полученных в различных лабораториях, требуется стандартизация процедуры отбора проб и способов определения концентрации либо активности MPO [25-27]. Было показано, что MPO окисляет ЛПНП, способствуя атеросклерозу. MPO, предположительно, способствует разрыву бляшки [28]. Концентрация MPO повышена у пациентов с инфарктом миокарда. По данным G. Ferrante, MPO может быть прогностическим критерием для пациентов с ОКС [29]. MPO связана с ишемически-реперфузионным повреждением миокарда. После прекращения кровотока в органах развивается постишемическое воспаление, и в патологический процесс активно вовлекаются лейкоциты, которые вносят значительный вклад в ишемически- реперфузионное повреждение миокарда после восстановления кровотока [30].

Было показано, что пул MPO лейкоцитов посредством трансцитоза накапливается в субэндотелиальном матриксе, оказывая повреждающее действие на стенку артерии. Операции реваскуляризации в условиях ИК подразумевают ишемию, а также восстановление кровотока в ее зоне. Вмешательства на работающем сердце также связаны с эпизодами ишемии, обусловленными поворотом сердца и нарушением гемодинамики в соответствующем бассейне коронарной артерии. Так как операции реваскуляризации почти всегда сопровождаются ишемией-реперфузией, на основании проведенного анализа литературы MPO может рассматриваться как наиболее удобный и точный индикатор ишемически-реперфузионного повреждения миокарда. По сравнению с другими маркерами у нее есть ряд преимуществ:

- она специфична в отношении ишемически-реперфузионного повреждения [30];

- повышается в течение нескольких минут после ишемии-реперфузии;

-может использоваться для количественной оценки ишемически-реперфузионного повреждения во время операций реваскуляризации.

В пользу такого выбора говорит опыт S.R. Alam, который использовал MPO для оценки степени ишемически-реперфузионного повреждения [30]. Доказано четко выраженное повышение уровня MPO после чрескожного коронарного вмешательства у пациентов с инфарктом миокарда [31]. Установлено, что уровень MPO является маркером неблагоприятных исходов у пациентов с ОКС [32].

Выводы