Обоснование защиты нейроваскулярной единицы на клинической модели искусственного кровообращения

В данной работе проанализирована актуальность изучения повреждения головного мозга при коррекции врожденных пороков сердца у детей. Дана краткая характеристика механизмов церебрального повреждения и способов его профилактики с описанием клинического случая применения таких методик. Кроме того, представлена концепция экспериментов in vitro на модели нейроваскулярной единицы и оценено преимущество таких исследований. Описаны протокол формирования используемой модели и дальнейшей работы с ней, а также перспективы ее применения для изучения интраоперационного влияния гипоксии и системного воспалительного ответа на головной мозг пациента.

1. Calderon J., Bellinger D.C. Executive function deficits in congenital heart disease: why is intervention important? Cardiology in the Young. 2015; 25(7): 1238‐1246. doi:10.1017/S1047951115001134

2. Alvarez R.V., Palmer C., Czaja A.S., Peyton C., Silver G., Traube C., Mourani P.M., Kaufman J. Delirium is a Common and Early Finding in Patients in the Pediatric Cardiac Intensive Care Unit. The Journal of pediatrics. 2018; 195: 206-212. doi:10.1016/j.jpeds.2017.11.064

3. Ивкин А.А., Григорьев Е.В., Цепокина А.В., Шукевич Д.Л. Послеоперационный делирий у детей при коррекции врожденных септальных пороков сердца. Вестник анестезиологии и реаниматологии. 2021;18(2):62-68. doi:10.21292/2078-5658-2021-18-2-62-68

4. Ferraris V.A., Ballert E.Q., Mahan A. The relationship between intraoperative blood transfusion and postoperative systemic inflammatory response syndrome. The American Journal of Surgery. 2013; 205 (4): 457-465. doi:10.1016/j.amjsurg.2012.07.042

5. Torbett B.E., Baird A., Eliceiri B.P. Understanding the rules of the road: proteomic approaches to interrogate the blood brain barrier. Frontiers in Neuroscience. 2015; 9:70. doi:10.3389/fnins.2015.00070

6. Hansen T.G. Anesthesia-related neurotoxicity and the developing animal brain is not a significant problem in children. Paediatric Anaesthesia. 2015;25(1):65-72. doi: 10.1111/pan.12548

7. Jevtovic-Todorovic V. General Anesthetics and Neurotoxicity: How Much Do We Know? Anesthesiology Clinics. 2016;34(3):439-451. doi:10.1016/j.anclin.2016.0 4.001

8. Denes A., Vidyasagar R., Feng J., Narvainen J., McColl B.W., Kauppinen R.A., Allan S.M.J. Proliferating resident microglia after focal cerebral ischaemia in mice. Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism. 2007;27(12): 1941-1953. doi:10.1038/sj.jcbfm.9600495

9. Kaushal V., Schlichter L.C. Mechanisms of microgliamediated neurotoxicity in a new model of the stroke penumbra. Journal of Neuroscience. 2008;28(9):2221-2230. doi:10.1523/JNEUROSCI.5643-07.2008

10. Christov A., Ottman J.T., Grammas P. Vascular inflammatory, oxidative and protease-based processes: implications for neuronal cell death in Alzheimer’s disease. Neurological Research. 2004;26(5):540-546. doi:10.1179/016164104225016218

11. Botwinski C.A. Systemic inflammatory response syndrome. Neonatal Network. 2001;20(5):21-8. doi:110.1891/0730-0832.20.5.21.

12. Wang Y., Lin X., Yue H., Kissoon N., Sun B. Evaluation of systemic inflammatory response syndrome-negative sepsis from a Chinese regional pediatric network. Collaborative Study Group for Pediatric Sepsis in Huai’an BMC Pediatric. 2019; 8; 19 (1): 11. doi:10.1186/s12887-018-1364-8.

13. Toomasian C.J., Aiello S.R.., Drumright B.L., Major T.C., Bartlett R.H., Toomasian J.M. The effect of air exposure on leucocyte and cytokine activation in an in-vitro model of cardiotomy suction. Perfusion. 2018; 33: 538–545. doi:10.1177/0267659118766157

14. Guvener M., Korun O., Demirturk O.S. Risk factors for systemic inflammatory response after congenital cardiac surgery. Journal of Cardiac Surgery. 2015; 30: 92–96. doi:10.1111/jocs.12465.

15. Boettcher W., Merkle F., Huebler M., Koster A., Schulz F., Kopitz M., Kuppe H., Lange P., Hetzer R. Transfusion-free cardiopulmonary bypass in Jehovah's Witness patients weighing less than 5 kg. J Extra Corpor Technol. 2005; 37(3):282-5. PMID: 16350381 PMCID: PMC4680786

16. Delaney M., Stark P.C., Suh M., Triulzi D.J., Hess J.R., Steiner M.E., Stowell C.P., Sloan S.R. The Impact of Blood Component Ratios on Clinical Outcomes and Survival. Anesthesia and Analgesia. 2017; 124(6): 1777-1782. doi:10.1213/ANE.0000000000001926

17. Григорьев Е.В., Шукевич Д.Л., Борисенко Д.В., Ивкин А.А., Корнелюк Р.А. Способ вакуумной ультрафильтрации перфузата экстракорпорального контура у детей с реинфузией крови. Патент № 2773741 Российская Федерация, МПК A61M 1/36(2006.01). № 2021109617.

18. Ивкин А.А., Борисенко Д.В., Цепокина А.В., Григорьев Е.В., Шукевич Д.Л. Отказ от эритроцитарной массы для заполнения аппарата искусственного кровообращения как основа периоперационной профилактики церебрального повреждения у детей при кардиохирургических операциях. Анестезиология и реаниматология. 2021;4:56–63. doi:10.17116/anaesthesiology202104156

19. Борисенко Д.В., Ивкин А.А., Шукевич Д.Л, Корнелюк Р.А. Значение эритроцитсодержащих компонентов донорской крови в объеме первичного заполнения контура искусственного кровообращения в развитии системного воспаления. Общая реаниматология. 2022; 18 (3): 30-37. doi:10.15360/1813-9779-2022-3-30-37

20. Rothoerl R. D., Brawanski A., Woertgen C. S100B protein serum levels after controlled cortical impact injury in the rat. Acta Neurochir. (Wien) 2001; 142 (2): 199—203.

21. Schafer B. W., Fritschy J. M., Murmann P., Troxler H., Durussel I., Heizmann C.W., Cox J.A. Brain S100A5 is a novel calciumzinc and copper ionbinding protein of the EFhand super family. J. Biol. Chem. 2000; 275 (39): 30623—30630. doi:10.1074/jbc.M002260200