ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ИНГАЛЯЦИОННОГО ОКСИДА АЗОТА С ЦЕЛЬЮ ОРГАНОПРОТЕКЦИИ ПРИ КАРДИОХИРУРГИЧЕСКИХ ВМЕШАТЕЛЬСТВАХ В УСЛОВИЯХ ИСКУССТВЕННОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ: АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

Основные положения

При операциях с использованием искусственного кровообращения у детей с врожденными пороками сердца первоочередное значение имеет проблема органопротекции, влияющая на исходы лечения и медико-социальную реабилитацию больных. Представленный обзор литературы демонстрирует необходимость дальнейших научных поисков оптимизации влияния искусственного кровообращения при вмешательствах на сердце в разных популяциях больных.

Резюме

Одной из важнейших проблем кардиохирургии остается патологическое воздействие искусственного кровообращения (ИК), необходимого для проведения большинства операций у детей и взрослых с врожденными пороками сердца. Функциональная незрелость системы кровообращения и эндогенных механизмов естественной органопротекции у детей ставит перед врачами задачу интраоперационной защиты всех органов и систем, подверженных влиянию ИК. Повреждающее воздействие экстракорпоральных контуров на гомеостаз организма пациента может приводить к увеличению коморбидности и летальности лиц, перенесших ИК. Актуальность исследования состоит в том, что большинство методик органопротекции во время ИК, подходящих взрослым, не применимы или не рекомендованы пациентам детского возраста. Выполнен поиск литературных источников давностью до 7 лет на русском и английском языках в базах данных Web of Science, PubMed, eLIBRARY (передовые статьи и результаты рандомизированных клинических исследований) по ключевым словам: «оксид азота», «искусственное кровообращение», «врожденные пороки сердца», «органопротекция».  После анализа литературы выявлены перспективы дальнейшего изучения использования ингаляционного оксида азота для органопротекции во время кардиохирургических вмешательств с ИК у пациентов разного возраста, а также возможности периоперационного применения оксида азота. Приведенные в обзоре данные демонстрируют актуальность проблемы органопротекции при проведении искусственного кровообращения для обеспечения кардиохирургических вмешательств, а также необходимость дальнейших исследований применения ингаляционного оксида азота как органопротектора.

1. Infante T., Costa D., Napoli C. Novel Insights Regarding Nitric Oxide and Cardiovascular Diseases. Angiology. 2021; 72 (5): 411-425. doi: 10.1177/0003319720979243

2. Реброва Т.Ю., Подоксенов Ю.К., Афанасьев С.А., Каменщиков Н.О., Корепанов В.А., Дьякова М.Л. Эффекты оксида азота на микровязкость и полярность мембран эритроцитов при оперативном вмешательстве на сердце в эксперименте. Сибирский научный медицинский журнал. 2023; 43 (6): 101-107. doi: 10.18699/SSMJ20230612

3. Koning N.J., Atasever B., Vonk A.B., Boer C. Changes in microcirculatory perfusion and oxygenation during cardiac surgery with or without cardiopulmonary bypass. J Cardiothorac Vasc Anesth. 2014; 28 (5): 1331-1340. doi: 10.1053/j.jvca.2013.04.009

4. Mader M.M., Czorlich P. The role of L-arginine metabolism in neurocritical care patients. Neural Regen Res. 2022; 17 (7): 1446-1453. doi: 10.4103/1673-5374.327331

5. Villarreal E.G., Aiello S., Evey L.W., Flores S., Loomba R.S. Effects of inhaled nitric oxide on haemodynamics and gas exchange in children after having undergone cardiac surgery utilising cardiopulmonary bypass. Cardiol Young. 2020; 30 (8): 1151-1156. doi: 10.1017/S1047951120001717

6. Максимович Е.Н., Пронько Т.П., Гуляй И.Э., Снежицкий В.А. Уровень NO после коронарного шунтирования в условиях искусственного кровообращения. Проблемы здоровья и экологии. 2019; 62 (4): 48-52. doi: 10.51523/2708-6011.2019-16-4-9

7. Ltaief Z., Ben-Hamouda N., Rancati V., Gunga Z., Marcucci C., Kirsch M., Liaudet L. Vasoplegic Syndrome after Cardiopulmonary Bypass in Cardiovascular Surgery: Pathophysiology and Management in Critical Care. J Clin Med. 2022; 11 (21): 6407. doi: 10.3390/jcm11216407

8. Saha B.K., Burns S.L. The Story of Nitric Oxide, Sepsis and Methylene Blue: A Comprehensive Pathophysiologic Review. Am J Med Sci. 2020; 360 (4): 329-337. doi: 10.1016/j.amjms.2020.06.007

9. Kolcz J., Karnas E., Madeja Z., Zuba-Surma E.K. The cardioprotective and anti-inflammatory effect of inhaled nitric oxide during Fontan surgery in patients with single ventricle congenital heart defects: a prospective randomized study. J Intensive Care. 2022; 10 (1): 48. doi: 1186/s40560-022-00639-y

10. Eriksson K.E., Eidhagen F., Liska J., Franco-Cereceda A., Lundberg J.O., Weitzberg E. Effects of inorganic nitrate on ischaemia-reperfusion injury after coronary artery bypass surgery: a randomised controlled trial. Br J Anaesth. 2021; 127 (4): 547-555. doi: 10.1016/j.bja.2021.06.046

11. Буранов С.Н., Карелин В.И., Селемир В.Д., Ширшин А.С., Пичугин В.В., Домнин С.Е. Аппарат ингаляционной терапии оксидом азота «Тианокс» и первый опыт его клинического применения в кардиохирургии. В: Актуальные вопросы и инновационные технологии в анестезиологии и реаниматологии. Материалы научно-образовательной конференции, Санкт-Петербург; 2018. С. 4-9.

12. Пичугин В.В., Вайдхас К., Домнин С.Е., Гамзаев А.Б., Медведев А.П., Чигинев В.А. Первый опыт клинического применения нового аппарата для ингаляционной NO-терапии в кардиохирургии. Медицинский альманах. 2018; 55 (4): 169-174. doi: 10.18699/SSMJ20230612

13. Баутин А.Е., Селемир В.Д., Шафикова А.И., Афанасьева К.Ю., Курскова Е.С., Этин В.Л., Маричев А.О., Ташханов Д.М., Рубинчик В.Е., Кашерининов И.Ю., Морозов К.А., Никифоров В.Г., Бикташева Л.З., Ахимов П.С., Буранов С.Н., Карелин В.И., Ширшин А.С., Валуева Ю.В., Пичугин В.В. Оценка клинической эффективности и безопасности терапии оксидом азота, синтезированным из атмосферного воздуха, в послеоперационном периоде кардиохирургических вмешательств. Трансляционная медицина. 2021; 8 (1): 38-50. doi: 10.18705/2311-4495-2021-8-1-38-50

14. Пичугин В.В., Дерюгина А.В., Домнин С.Е., Ширшин А.С., Федоров С.А., Буранов С.Н., Журко С.А., Рязанов М.В., Данилова Д.А., Бричкин Ю.Д. Комбинированное введение оксида азота и водорода в экстракорпоральный контур искусственного кровообращения как метод органопротекции при операциях на сердце. Современные технологии в медицине. 2023; 15 (5): 15-23. doi: 10.17691/stm2023.15.5.02

15. Серебрянский К.И., Ли В.Ф. Оценка клинической эффективности ингаляционного оксида азота, синтезированного из атмосферного воздуха, в условиях торакального хирургического вмешательства на легочной ткани. Медицинский альянс. 2022; 10 (4): 27-32. doi: 10.36422/23076348-2022-10-4-27-32

16. Gibbons K.S., Schlapbach L.J., Horton S.B., Long D.A., Beca J., Erickson S., Festa M., d'Udekem Y., Alphonso N., Winlaw D., Johnson K., Delzoppo C., van Loon K., Gannon B., Fooken J., Blumenthal A., Young P.J., Butt W., Schibler A.; NITRIC Study Group, the Australian and New Zealand Intensive Care Society Clinical Trials Group (ANZICS CTG), and the ANZICS Paediatric Study Group (PSG). Statistical analysis plan for the NITric oxide during cardiopulmonary bypass to improve Recovery in Infants with Congenital heart defects (NITRIC) trial. Crit Care Resusc. 2023; 23 (1): 47-58. doi: 10.51893/2021.1.OA4

17. Xu F., Li W. Delivery exogenous nitric oxide via cardiopulmonary bypass in pediatric cardiac surgery reduces the duration of postoperative mechanical ventilation-A meta-analysis of randomized controlled trials. Heliyon. 2023; 9 (8): e19007. doi: 10.1016/j.heliyon.2023.e19007

18. Пичугин В.В., Сейфетдинов И.Р., Рязанов М.В., Домнин С.Е., Гамзаев А.Б., Чигинев В.А., Бобер В.В., Медведев А.П. Новая технология применения ингаляционного оксида азота для защиты сердца и легких при операциях с искусственным кровообращением. Современные технологии в медицине. 2020; 12 (5): 28-36. doi: 10.17691/stm2020.12.5.03

19. Abouzid M., Roshdy Y., Daniel J.M., Rzk F.M., Ismeal A.A.A., Hendawy M., Tanashat M., Elnagar M., Daoud N., Ramadan A. The beneficial use of nitric oxide during cardiopulmonary bypass on postoperative outcomes in children and adult patients: a systematic review and meta-analysis of 2897 patients. Eur J Clin Pharmacol. 2023; 79 (11): 1425-1442. doi: 10.1007/s00228-023-03554-9

20. Каменщиков Н.О., Подоксенов Ю.К., Козлов Б.Н. Периоперационное кондиционирование оксидом азота для предотвращения общего почечного повреждения при кардиохирургических вмешательствах. Томск: НИИ кардиологии, Томский НИМЦ, 2023. 28 с.

21. Nakane T., Esaki J., Ueda R., Honda M., Okabayashi H. Inhaled nitric oxide improves pulmonary hypertension and organ functions after adult heart valve surgeries. Gen Thorac Cardiovasc Surg. 2021; 69 (12): 1519-1526. doi: 10.1007/s11748-021-01651-z

22. Lei C., Berra L., Rezoagli E., Yu B., Dong H., Yu S., Hou L., Chen M., Chen W., Wang H., Zheng Q., Shen J., Jin Z., Chen T., Zhao R., Christie E., Sabbisetti V.S., Nordio F., Bonventre J.V., Xiong L., Zapol W.M. Nitric Oxide Decreases Acute Kidney Injury and Stage 3 Chronic Kidney Disease after Cardiac Surgery. Am J Respir Crit Care Med. 2018; 198 (10): 1279-1287. doi: 10.1164/rccm.201710-2150OC

23. Бойко А.М., Каменщиков Н.О., Мирошниченко А.Г., Подоксенов Ю.К., Серебрякова О.Н., Дзюман А.Н., Свирко Ю.С., Дымбрылова О.Н., Луговский В.А., Дьякова М.Л., Панфилов Д.С., Козлов Б.Н. Влияние доставки оксида азота на повреждение почек при моделировании искусственного кровообращения с циркуляторным арестом в эксперименте. Фундаментальная и клиническая медицина. 2023; 8 (3): 18-25. doi: 10.23946/2500-0764-2023-8-3-18-25

24. Тё М.А., Каменщиков Н.О., Подоксенов Ю.К., Мухомедзянов А.В., Маслов Л.Н., Козлов Б.Н. Влияние донации оксида азота на выраженность митохондриальной дисфункции почечной ткани при моделировании искусственного кровообращения: экспериментальное исследование. Вестник интенсивной терапии имени А.И. Салтанова. 2023; 4: 176-184. doi: 10.21320/1818-474X-2023-4-176-184

25. Radovskiy A.M., Bautin A.E., Marichev A.O., Osovskikh V.V., Semenova N.Y., Artyukhina Z.E., Murashova L.A., Zinserling V.A. NO Addition during Gas Oxygenation Reduces Liver and Kidney Injury during Prolonged Cardiopulmonary Bypass. Pathophysiology. 2023; 30 (4): 484-504. doi: 10.3390/pathophysiology30040037

26. Vang S., Cochran P., Sebastian Domingo J., Krick S., Barnes J.W. The Glycobiology of Pulmonary Arterial Hypertension. Metabolites. 2022; 12 (4): 316. doi: 10.3390/metabo12040316

27. Барбараш О.Л., Жидкова И.И., Шибанова И.А., Иванов С.В., Сумин А.Н., Самородская И.В., Барбараш Л.С. Влияние коморбидной патологии и возраста на госпитальные исходы пациентов, подвергшихся коронарному шунтированию. Кардиоваскулярная терапия и профилактика. 2019; 18 (2): 58-64. doi: 10.15829/1728-8800-2019-2-58-64

28. Elzein C., Urbas C., Hughes B., Li Y., Lefaiver C., Ilbawi M., Vricella L. Efficacy of Nitric Oxide Administration in Attenuating Ischemia/Reperfusion Injury During Neonatal Cardiopulmonary Bypass. World J Pediatr Congenit Heart Surg. 2020; 11 (4): 417-423. doi: 10.1177/2150135120911034

29. Eljezi V., Rochette L., Dualé C., Pereira B., Boby H., Constantin J.M. Inhaled nitric oxide before induction of anesthesia in patients with pulmonary hypertension. Ann Card Anaesth. 2021; 24 (4): 452-457. doi: 10.4103/aca.ACA_82_20

30. Toomasian J.M., Jeakle M.M.P., Langley M.W., Poling C.J., Lautner G., Lautner-Csorba O., Meyerhoff M.M., Carr B.J.D., Rojas-Pena A., Haft J.W., Bartlett R.H. Nitric Oxide Attenuates the Inflammatory Effects of Air During Extracorporeal Circulation. ASAIO J. 2020; 66 (7): 818-824. doi: 10.1097/MAT.0000000000001057

31. Mullin C.J., Ventetuolo C.E. Critical Care Management of the Patient with Pulmonary Hypertension. Clin Chest Med. 2021; 42 (1): 155-165. doi: 10.1016/j.ccm.2020.11.009

32. Ignarro L.J. Nitric oxide is not just blowing in the wind. Br J Pharmacol. 2019; 176 (2): 131-134. doi: 10.1111/bph.14540

33. Linardi D., Mani R., Murari A., Dolci S., Mannino L., Decimo I., Tessari M., Martinazzi S., Gottin L., Luciani G.B., Faggian G., Rungatscher A. Nitric Oxide in Selective Cerebral Perfusion Could Enhance Neuroprotection During Aortic Arch Surgery. Front Cardiovasc Med. 2022; 8: 772065. doi: 10.3389/fcvm.2021.772065

34. Kajimoto M., Nuri M., Sleasman J.R., Charette K.A., Nelson B.R., Portman M.A. Inhaled nitric oxide reduces injury and microglia activation in porcine hippocampus after deep hypothermic circulatory arrest. J Thorac Cardiovasc Surg. 2021; 161 (6): e485-e498. doi: 10.1016/j.jtcvs.2019.12.075

35. Старчина Ю.А., Гришина Д.А., Соколов Е.А., Парфенов В.А. Применение ингаляционного оксида азота (аппарат «Тианокс») у пациентов с умеренными когнитивными нарушениями. Неврология, нейропсихиатрия, психосоматика. 2023; 15 (6): 64-70. doi: 10.14412/2074-2711-2023-6-64-70

36. Miyazaki Y., Ichinose F. Nitric Oxide in Post-cardiac Arrest Syndrome. J Cardiovasc Pharmacol. 2020; 75 (6): 508-515. doi: 10.1097/FJC.0000000000000765

37. Hinton M., Thliveris J.A., Hatch G.M., Dakshinamurti S. Nitric oxide augments signaling for contraction in hypoxic pulmonary arterial smooth muscle-Implications for hypoxic pulmonary hypertension. Front Physiol. 2023; 14: 1144574. doi: 10.3389/fphys.2023.1144574