Інформація призначена тільки для фахівців сфери охорони здоров'я, осіб,
які мають вищу або середню спеціальну медичну освіту.


Підтвердіть, що Ви є фахівцем у сфері охорони здоров'я.

 

"Emergency medicine" 7-8 (46-47) 2012

Back to issue

Изучение патогенетических механизмов развития нарушений сердечно-легочной гемодинамики при обширных резекциях легких в эксперименте

Authors: Скибо Ю.Н. - Харьковская медицинская академия последипломного образования, ГУ «Институт общей и неотложной хирургии НАМН Украины», г. Харьков

Categories: Medicine of emergency

Sections: Specialist manual

print version


Summary

В статье представлен первый опыт изучения особенностей возникновения легочной гипертензии и правожелудочковой недостаточности при обширных резекциях легких, обоснование создания и ­изучение влияния разгрузочных шунтов в эксперименте. Материалом экспериментального исследования служили 12 кроликов породы шиншилла. В ходе исследования установлено, что одномоментное выключение значительного объема легочной ткани из кровотока сопровождалось выраженными нарушениями гемодинамики и газообмена. В то же время обширные резекции легких с контролируемым артериовенозным шунтированием не вызывали существенных изменений гемодинамики, характерных для состояний после обычных резекций соответствующего объема.

Резюме. У статті наведений перший досвід вивчення особливостей виникнення легеневої гіпертензії і правошлуночкової недостатності при великих резекціях легенів, обґрунтування створення і вивчення впливу розвантажувальних шунтів в експерименті. Матеріалом експериментального дослідження служили 12 експериментальних кролів породи шиншила. Під час дослідження встановлено, що одномоментне виключення значного об’єму легеневої тканини з кровотоку супроводжувалося вираженими порушеннями гемодинаміки й газообміну. У той же час великі резекції легенів з контрольованим артеріовенозним шунтуванням не викликали істотних змін гемодинаміки, характерних для станів після звичайних резекцій відповідного об’єму.

Summary. This article presents the first experience of studying the characteristics of pulmonary hypertension and right heart failure with extensive lung resection, the feasibility of creation and study of reducing shunts in the experiment. The material of the pilot study consisted of 12 experimental Chinchilla rabbits. The study found that a one-time exclusion of significant amount of lung tissue from the bloodstream associated with significant impairments in hemodynamics and gas exchange. At the same time, extensive pulmonary resection with controlled arteriovenous shunt caused no significant hemodynamic changes, common normal conditions after resection of the appropriate size.


Keywords

резекция легкого, пульмонэктомия, легочная гипертензия, острая недостаточность правого желудочка сердца.

Ключові слова: резекція легені, пульмонектомія, легенева гіпертензія, гостра недостатність правого шлуночка серця

Key words: lung resection, pneumonectomy, pulmonary hypertension, acute failure of the right ventricle of the heart.

Несмотря на сложившееся общее стремление хирургов к ограничению объема резекций легких, в клинической практике возникает необходимость в проведении двусторонних резекций, пульмонэктомий, однако такие операции нередко сопровождаются грозными функцио­нальными нарушениями в послеоперационном периоде. Одной из главных проблем при проведении резекций легких и пульмонэктомий по-прежнему остается острая сердечная недостаточность [2].

В связи с этим наиболее актуальными представляются вопросы перестройки жизненно важных функций организма как во время резекций легких, так и в ближайшем послеоперационном периоде [1, 3].

В ряде исследований [4, 5] показана возможность формирования праволевого межпредсердного шунта через персистирующее овальное окно после резекций легких и пульмонэктомий. В то время как распространенность открытого овального окна составляет от 25 до 35 % в общей популяции, такой шунт может быть причиной диспноэ или так называемого синдрома платипноэ-ортодеоксии в отдаленном послеоперационном периоде. Однако значимость такого шунта в уменьшении перегрузки правого желудочка в остром послеоперационном периоде изучена недостаточно.

Цель и задачи эксперимента

Определение ведущих патогенетических механизмов развития нарушений сердечно-легочной гемодинамики при обширных резекциях легких, создание праволевых разгрузочных шунтов с последующим изучением их влияния на развитие легочной гипертензии и правожелудочковой недостаточности.

Материалы и методы

Материалом экспериментального исследования служили 12 кроликов породы шиншилла обоих полов возрастом 150–200 дней, массой от 2,8 до 3,1 кг. Проведение эксперимента осуществлялось согласно правилам гуманного обращения с лабораторными животными, принятым в Европейском сообществе.

Экспериментальные животные оперировались в стерильных условиях, под общим обезболиванием. Анестезиологическое пособие осуществляли путем внутривенного введения кетамина (50 мг/кг), фентанила (2–4 мг/кг). Для адекватного контроля дыхательной функции производили стандартную трахеотомию с последующим введением и фиксацией интубационной трубки (3,5 мм).

В качестве оперативного доступа использовалась продольная срединная стернотомия. Выбор доступа определялся достаточной визуализацией всех отделов сердца, магистральных сосудов, структурных элементов корней легких и возможностью свободного манипулирования на них.

Животные были разделены на четыре группы по 3 кролика в каждой.

Группа контроля (К) выделена для изучения основных параметров сердечно-легочной гемодинамики у наркотизированных животных после выполнения стернотомии.

После рассечения кожи, подкожной клетчатки, грудины перикард вскрывался продольно и фиксировался держалками. Ствол и ветви легочной артерии, структурные элементы корней легких выделялись и посредством обхода лигатурами контролировались турникетами (рис. 1).

Прямая пункция правого и левого желудочков сердца для мониторинга давления выполнялась катетерами Intocan-W G12 с последующей фиксацией нитью пролен 7,0. Катетеры посредством артериальных линий подсоединялись к следящей аппаратуре.

Частоту сердечных сокращений (ЧСС), а также давление в полостях и магистральных сосудах определяли прямым методом с использованием монитора ЮМ-300Т. Показатели рН и РСО2 крови измеряли потенцио­метрическим, а РО2 — амперометрическим методом на газоанализаторе Easy Blood Gas (Medica Corporation, USA). Концентрация в крови бикарбоната, избыток оснований, насыщение кислородом, а также альвеолярно-артериальный кислородный градиент рассчитывались газоанализатором по формулам.

Используя ранее выполненные обходы структурных элементов корней легких, подтягиванием турникетов и лигированием создавали препятствие на пути оттока из правого желудочка, обеспечивая его перегрузку давлением.

Создание различных уровней легочной гипертензии достигалось путем лигирования структурных элементов корня одного легкого и сегмента контралатерального легкого. Уровни легочной гипертензии определялись как отношение давления в ЛА к давлению в аорте, измерялись прямым способом.

Определяя длительность экспериментальной модели в исследуемых группах животных, исходили из данных об устойчивости ПЖ к перегрузке давлением. По данным разных авторов, устойчивость ПЖ к перегрузке давлением весьма вариабельна: первые изменения появляются на 30–45-й минуте, а потенциально необратимые — на 80–90-й минуте. Для контроля основных показателей гемодинамики в остром периоде нами выбран временной интервал 60 минут.

В группе кроликов К1 после оперативного доступа по описанной выше методике и установки катетеров производилось лигирование структурных элементов корня одного легкого. В группе кроликов К2 производилось лигирование структурных элементов корня одного легкого и сегмента второго легкого под контролем увеличения давления в стволе легочной артерии. В группе животных К3, кроме лигирования структурных элементов корня одного легкого и сегмента второго легкого, производилось отжатие и дистальное пересечение основной ветви легочной артерии на стороне лигированного корня с последующим наложением анастомоза в конец ипсилатеральной легочной вены или ушко левого предсердия с регулированием просвета анастомоза. После выполнения соответствующих манипуляций во всех группах экспериментальных животных проведен контроль инвазивного давления и насыщения крови кислородом.

Результаты эксперимента и их обсуждение

В отсутствие суживания ствола легочной артерии в условиях искусственной вентиляции легких кроликов группы К при разведенной грудине и установленных желудочковых катетерах систолическое давление в полости ЛЖ (СДЛЖ) составляло от 102 до 108 мм рт.ст., диастолическое (ДДЛЖ) — 0 мм рт.ст.; систолическое давление в полости ПЖ (СДПЖ) составляло от  19 до 21 мм рт.ст.; начально-диастолическое (т.е. минимальное в течение сердечного цикла) давление ПЖ (НДДПЖ) — –2 мм рт.ст. Насыщение крови кислородом в бедренной артерии (SaO2 AF) составляло 92,0 ± 0,6 %, насыщение крови кислородом в бедренной вене (SvO2 VF) — соответственно 74,6 ± 0,6 %, таким образом, количество шунтированной крови (отношение венозной примеси к сердечному выбросу Qs/Qt) составляло 2 %.

При лигировании структурных элементов корня одного легкого экспериментального животного группы К1 визуально отмечалось увеличение конечно-диастолического размера (КДР) ПЖ и тенденция к умеренному повышению СДПЖ до 22 ± 1 мм рт.ст. на фоне умеренного снижения СДЛЖ до 100 ± 2 мм рт.ст. при мониторировании, НДДПЖ имело тенденцию к повышению до уровня 0 мм рт.ст., SaO2 AF составляло 80,1 ± 0,4 %, а SvO2 VF — соответственно 58,0 ± 0,5 %, таким образом, Qs/Qt составляло 9 %.

При лигировании структурных элементов корня одного легкого и порционного отжатия сегмента второго легкого экспериментальных животных группы К2, начиная с того момента, когда СДЛЖ снижалось до 95–100 мм рт.ст., отмечался постепенный рост систолического давления в полости ПЖ. Так, при достижении уровня СДПЖ 36–40 мм рт.ст. СД в полости ЛЖ составляло 74–79 мм рт.ст., т.е. СДПЖ составляло порядка 50 % от системного СД, а НДДПЖ определялось на уровне 4–6 мм рт.ст. При этом отмечалось отчетливое увеличение полости ПЖ, преимущественно выходного тракта, появление у ПЖ цианотического оттенка. SaO2 AF составляло 81,8 ± 0,5 %, SvO2 VF — соответственно 59,9 ± 0,5 %, таким образом, Qs/Qt составляло 11 %.

Учитывая тот факт, что при пострезекционной легочной артериальной гипертензии компенсация кровотока в малом круге кpовообращения осуществляется через внутрилегочные артериовенозные анастомозы, обеспечивающие сброс крови справа налево, после лигирования структурных элементов корня одного легкого и сегмента второго легкого экспериментальных животных группы К3 для ликвидации перегрузки малого круга кровообращения создавали внелегочный артериовенозный анастомоз путем анастомозирования ветви легочной артерии с одноименной веной или левым предсердием. Однако непосредственно после наложения разгрузочных праволевых шунтов было отмечено острое перераспределение кровотока, снижение давления в полости ПЖ до субнормального (21,1 ± 0,9 мм рт.ст.), повышение СДЛЖ до 100 ± 2 мм рт.ст., снижение SaO2 AF до 76,3 ± 0,5 % и SvO2 VF — до 56,64 ± 0,40 %. Такое резкое снижение сатурации крови кислородом, очевидно, было связано с преимущественным сбросом крови в обход малого круга на фоне острого спазма его микроциркуляторного русла, что потребовало коррекции просвета шунта путем дозированного его суживания турникетом до сбалансированного повышения показателей сатурации крови и умеренного повышения давления в ПЖ.

Выводы

В ходе исследования установлено, что одномоментное выключение значительного объема легочной ткани из кровотока сопровождалось выраженными нарушениями гемодинамики и газообмена. Непосредственно после проведенных операций давление в легочной артерии превышало исходный уровень в среднем на 48 %, насыщение крови кислородом в бедренной артерии снижалось на 18 %, а в бедренной вене — на 20 %.

Следует думать, что гипертензия в оставшемся артериальном русле малого круга после обширных резекций является стимулом для включения компенсаторных механизмов, направленных на уменьшение перегрузки правых отделов сердца и на поддержание жизненно необходимого уровня оксигенации крови — расширение оставшегося сосудистого русла, раскрытие временно не функционировавших сосудов в зонах физиологических ателектазов с включением последних в газообмен. Так, результаты исследования показали, что обширные резекции легких с артериовенозным шунтированием не вызывали существенных изменений гемодинамики, характерных для состояний после обычных резекций соответствующего объема. Давление в оставшемся артериальном русле малого круга сразу после таких операций равнялось до­операционному. Как правило, все животные с шунтированием малого круга кровообращения хорошо переносили одномоментное удаление более 50 % легочной ткани.

Таким образом, если учесть, что естественные пути компенсации нарушений гемодинамики в малом круге кровообращения после обширных резекций легких развиваются в том же направлении (раскрытие и образование новых внутрилегочных артериовенозных анастомозов), то создание внелегочного артериовенозного анастомоза анатомически и физиологически обосновано.


Bibliography

1. Бунятян А.А., Выжигина М.А., Кассиль В.Л. и др. // Анестезиол. и реаниматол. — 1997. — № 5. — С. 29-35.

2. Koen De Decker, Philippe G. Jorens, Paul Van Schil. Cardiac complications after noncardiac thoracic surgery: an evidence-based current review // Ann. Thorac. Surg. — 2003. — 75. — 1340-1348.

3. Kowalewski J., Brocki М., Dryjanski Т. еt аl. // Eur. J. Cardio-Thorac. Surg. — 1999. — Vоl. 15. — Р. 444-448.

4. Smeenk F.W.J., Postmus P.E. Interatrial right-to-left shunting developing after pulmonary resection in the absence of elevated right-sided heart pressures. Review of the literature // Chest. — 1993. — 103. — 528-531.

5. Wihlm J.M., Massard G. Late complications; late respiratory failure // Chest. Surg. Clin. North Am. — 1999. — 9. — 633-54.

Similar articles

Hemodynamic Monitoring in Practice of Intensive Care Unit
Authors: Йовенко И.А., Кобеляцкий Ю.Ю., Царев А.В., Кузьмова Е.А., Машин А.М. - КУ «Днепропетровская областная клиническая больница им. И.И. Мечникова», г. Днепр, Украина; ГУ «Днепропетровская медицинская академия МЗ Украины», г. Днепр, Украина
"Emergency medicine" 5 (76) 2016
Date: 2016.09.12
Categories: Medicine of emergency
Sections: Specialist manual
Authors: Hans-Peter Kohler, MD, Professor of Medicine University Hospital of Bern, Switzerland
"Internal medicine" 4(4) 2007
Date: 2008.06.02
Categories: Medicine of emergency, Surgery
Sections: Specialist manual
Authors: А.Н. Пархоменко, О.И. Иркин, Ж.В. Брыль Отдел реанимации и интенсивной терапии ННЦ, Институт кардиологии им. Н.Д. Стражеско АМН Украины, Киев
"Emergency medicine" 3(10) 2007
Date: 2007.07.26
Categories: Medicine of emergency, Cardiology
Sections: Specialist manual
Authors: Охотникова Е.Н., Шарикадзе Е.В., Национальная медицинская академия последипломного образования имени П.Л. Шупика, г. Киев
"Child`s Health" 5(20) 2009
Date: 2010.07.12
Categories: Pediatrics/Neonatology

Back to issue