Ocena porównawcza stężenia białka S-100 B w surowicy chorych poddawanych chirurgicznej rewaskularyzacji wieńcowej z zastosowaniem różnych technik krążenia pozaustrojowego

Niepokojąco duży odsetek powikłań mózgowych polegających na zaburzeniach funkcji neuroposychologicznych i udarów mózgu występuje u chorych operowanych w hipotermii. Okołooperacyjny udar mózgu w latach 80. ubiegłego wieku był drugą pod względem częstości przyczyną śmierci chorych poddawanych operacjom rewaskularyzacji mięśnia sercowego z użyciem krążenia pozaustrojowego (1, 2). Zaburzenia percepcji jakie wykazały testy psychometryczne występowały u ok. 24-60% chorych, podczas gdy udar mózgu w 1-5% [3].

W ostatnim okresie pojawia się coraz więcej dowodów, że decydujący wpływ na funkcję OUN po zabiegach kardiochirurgicznych ma przede wszystkim przebieg operacji w krążeniu pozaustrojowym. Historycznie wprowadzenie zimnej perfuzji w czasie operacji serca było niewątpliwie doniosłym dokonaniem w dziedzinie ochrony OUN w stanach niskiego przepływu krwi w ECC. Od czasu wprowadzenia techniki normotermii wnikliwej obserwacji wymaga ocena jej wpływu na OUN [4].

Badanie neurologiczne lub techniki obrazowania mózgu pozwalają na diagnozowanie poważnych uszkodzeń OUN, które jednak u chorych pozostających pod wpływem sedacji mogą być niezauważone i zostaną rozpoznane w późniejszym okresie. Diagnostyka zaburzeń neuropsychologicznych we wczesnym okresie pooperacyjnym z uwagi na przeprowadzanie testów u pacjentów z pełnym kontaktem stwarza olbrzymie trudności. Stało się to przyczyną poszukiwania łatwego w użyciu ale dokładnego testu biochemicznego umożliwiającego rozpoznanie i ocenę zakresu uszkodzenia OUN a także wdrożenie właściwego postępowania profilaktycznego i leczniczego.

Opisano bardzo wiele wskaźników biochemicznych, które mogłyby pełnić taką rolę. Do najważniejszych z nich należą: kinaza adenylowa, izoenzym BB kinazy kreatynowej (CK-BB), mleczany, enolaza specyficzna dla neuronu (NSE), białko S-100, białko podstawowe mieliny, dehydrogenaza mleczanowa, glutation, neuropeptyd naczyniowojelitowy, neuropeptyd 7B2, 28 kDa kalbinidyna-D i kilka innych [5]. Wskaźnik taki musi być możliwy do oznaczenia we krwi obwodowej, co znacznie zmniejsza liczbę potencjalnie użytecznych markerów uszkodzenia OUN, z których większość może być oznaczana w płynie mózgowo-rdzeniowym [6].

Najbardziej przydatnymi wskaźnikami biochemicznymi okazały się enolaza specyficzna dla neuronu (NSE, neuron specific enolase) i białko S-100 B [5, 7].

Użyteczność NSE może być również w pewnym stopniu ograniczona ze względu na jej obecność w erytrocytach i krwinkach płytkowych, co przy hemolizie w czasie krążenia pozaustrojowego może powodować zawyżanie wartości pomiaru [8].

S-100 jest kwaśnym, wiążącym wapń białkiem o masie cząsteczkowej 21000 D. Rodzina białek S-100 składa się z 17 monomerów, z których każdy przedstawia jedyną w swoim rodzaju formę wzorca charakterystycznego dla danej tkanki. Funkcja białka w organizmie nie jest do końca poznana i pozostaje nadal obiektem badań.

Dwa z monomerów, S-100 A1 i S-100 B występują w dużym stężeniu w ośrodkowym układzie nerwowym. Te dwa monomery tworzą homo i heterodimetryczne formy:

– -S-100 BB występuje w wysokim stężeniu w gleju i komórkach Schwanna,

– S-100 A1B występuje w komórkach gleju,

– -S-100 A1A1 występuje w mięśniach prążkowanych, sercu i nerkach .

W komórkach mózgowych S-100 może znajdować się w cytozolu lub jest przytwierdzone do błon komórkowych. Funkcja biologiczna wewnątrzkomórkowego S-100 może polegać głównie na regulacji fosforylacji białek, przypisuje się mu również pewne właściwości neurotropowe. S-100 jest wydzielane także do przestrzeni międzykomórkowej w mózgu i przypuszcza się, że ma związek z funkcją wydzielniczą przysadki mózgowej.

S-100 B znajduje się głównie w komórkach Schwanna i astro- cytach, odnajdowano je również w melanocytach. S-100 obecne jest w guzach takich jak glioma, melanoma, schwannoma i wysoko zróżnicowanych neuroblastoma. U ludzi gen kodujący powstawanie izoformy B znajduje się w 21. chromosomie. Stwierdzono, że chorzy z zespołem Downa mają podwyższony poziom S-100 B, co może sugerować zwiększona ekspresję podjednostki S-100 B w trisomii 21. Zwiększony poziom S-100 B stwierdzono również u chorych z chorobą Alzheimera [9].

Przemiany wewnątrzustrojowe białka S-100 nie są dokładnie poznane, prawdopodobnie eliminacja odbywa się w podobny sposób jak innych białek o niskiej masie cząsteczkowej. Jest to prawdopodobnie filtracja kłębkowa z następową reabsorbcją i biodegradacja w cewkach bliższych kanalików nerkowych. Biologiczny okres półtrwania wynosi dwie godziny. Stwierdzenie obecności białka S-100 w surowicy wskazuje zarówno na uszkodzenie komórek mózgowych jak i na wzrost przepuszczalności bariery krew/mózg. Jego obecność we krwi lub płynie mózgowo-rdzeniowym stwierdzono po operacjach serca, udarze mózgowym, krwawieniu podpajęczynówkowym, po zatrzymaniu krążenia, urazach OUN i wielu innych chorobach neurologicznych.

Wprowadzenie ciepłej krwistej kardioplegii do praktyki klinicznej stanowiło radykalną zmianę sposobów ochrony serca, a zalety i wady tej metody zostały wielokrotnie opisane [10,11]. Krążenie pozaustrojowe przeprowadzone w warunkach normotermii z użyciem krwistej kardioplegii ma wielu zwolenników. Zapewnia dobrą ochronę mięśnia serca, jest chętnie stosowane u chorych z upośledzoną jego funkcją. Zabieg z normotermiczną perfuzją w krążeniu pozaustrojowym ma skracać czas wybudzenia i okres pobytu w oddziale intensywnej terapii, jak również czas pobytu w szpitalu po operacji, co przynosi wymierny efekt ekonomiczny. Najwięcej kontrowersji budzi potencjalne osłabienie ochrony OUN spowodowane brakiem oziębienia mózgu w czasie krążenia pozaustrojowego.

Celem pracy jest porównanie wpływu krążenia pozaustrojowego przeprowadzonego w warunkach normotermii i umiarkowanej hipotermii, u chorych poddawanych zabiegom pomostowania naczyń wieńcowych, u których poziom uszkodzenia ośrodkowego układu krążenia monitorowano stężeniem białka S-100.

Badanie przeprowadzono u 33 chorych operowanych w krążeniu pozaustrojowym z powodu choroby niedokrwiennej serca. Z badania wykluczono chorych z chorobami neurologicznymi i po przebytym udarze mózgowym, cukrzycą i niewydolnością nerek. Chorzy wyrazili pisemną zgodę na badanie, które zostało zaakceptowane przez Komisję Etyki przy AM we Wrocławiu.

Próbki krwi tętniczej pobierano: T1 – przed rozpoczęciem znieczulenia, T2 – po 60 minutach krążenia pozaustrojowego, T3 – 30 minut po wyłączeniu krążenia pozaustrojowego, T4 –12 godzin od zakończenia zabiegu. Próbki krwi były natychmiast odwirowywane i pozostawione do analizy w temp. – 20oC.

Wszystkie operacje przeprowadzono z użyciem krążenia pozaustrojowego z zastosowaniem oksygenatora membranowego Cobe CML i pompy rolkowej o niepulsacyjnym przepływie krwi z prędkością 2,4 l min^-1 m^-2 zainstalowanej w aparacie Sechrist. Ciśnienie perfuzyjne w czasie krążenia pozaustrojowego utrzymywano w granicach 50-80 mm Hg (6,7 – 10,7 kPa). U chorych operowanych w hipotermii stosowano metodę alfa-stat dla oceny prężności dwutlenku węgla.

Chorych podzielono losowo na dwie grupy:

grupa I – 16 chorych operowanych w krążeniu pozaustrojowym w normotermii z aktywnym ogrzewaniem ciała do temp. 37oC w nosogardle i odbycie. Do ochrony serca zastosowano ciepłą krwistą przerywaną kardioplegię (CK);

grupa II – 17 chorych operowanych w krążeniu pozaustrojowym w umiarkowanej hipotermii do temp. 32oC mierzonej w nosogardle i odbycie, z zastosowaniem zimnej krwistej przerywanej kardioplegii (ZK).

Technika krążenia pozaustrojowego opierała się na zasadach metody opisanej przez Calafiore [10] i polegała w grupie I na pobieraniu normotermicznej (37oC) krwi z oksygenatora za pomocą przewodu o średnicy 0,625 cm i przepompowywaniu jej za pomocą pompy rolkowej do aorty wstępującej i ujść tętnic wieńcowych po zakleszczeniu aorty. Przewód był połączony z pompą infuzyjną zawierającą potas w stężeniu 2 mol ml ^-1. Protokół podawania roztworu opisany jest szczegółowo przez Calafiore [10]. Po pierwszej dawce (600 ml w ciągu 2 minut) dodatkowe dawki powtarzane były po skonstruowaniu obwodowego końca zespolenia lub po 15 minutach. W razie potrzeby czas każdej reperfuzji przedłużany był przez zmniejszenie o połowę przepływu pompy infuzyjnej. Podczas całego krążenia pozaustrojowego, ciepłota ciała chorego utrzymywana była w granicach 37oC poprzez aktywne ogrzewanie.

W grupie II ciepłota ciała chorego utrzymywana była w granicach 32oC, a metoda zastosowania zimnej krwistej kardioplegii opierała się na podobnych zasadach jak w grupie I. Pod koniec konstruowania ostatniego obwodowego zespolenia naczyniowego, przed wyłączeniem krążenia pozaustrojowego, chorych aktywnie ogrzewano do temp. 37oC w nosogardle i minimum 36oC w odbycie.

Zespolenia centralne na aorcie w obu grupach wykonywane były po przywróceniu czynności serca z zastosowaniem bocznego zakleszczenia aorty.

Wszyscy chorzy operowani byli przez tego samego chirurga.

Technika znieczulenia każdego chorego była taka sama: indukcja midazolamem w dawce 2-4 mg (Dormicum, Roche, Szwajcaria) w połączeniu z 5-15 mcg kg^-1 fentanylu (Fentanyl, Polfa, Polska) i intubacja w zwiotczeniu pankuronium (Pavulon, Organon Teknika, Holandia) w dawce 0,1 mg kg^-1; anestezję podtrzymywano wlewem midazolamu i fentanylu w dawce 0,6-0,8 mcg kg^-1 min^-1 i 0,05 mcg kg^-1 min^-1 z dodatkiem sewofluranu (Sevorane, Abbott, USA) do 1, 0 vol%; wentylację prowadzono mieszaniną tlenu i powietrza ze stężeniem 60% O2 przy przepływie gazów 3 l min^-1.

Stężenie białka S-100 B oznaczano metodą immunoluminometryczną, testem LIA-mat Sangtec 100 (Sangtec Medical AB, Szwecja)

LIA-mat Sangtec 100 jest dwustronnym testem immunoluminometrycznym (zasada kanapki), w którym rurka poliestrowa pokryta przeciwciałem wykorzystywana jest jako faza stała. Sangtec 100 różnicuje podjednostki A1 i B i umożliwia pomiar podjednostki B białka S-100 określanej przez trzy przeciwciała monoklonalne SMST 12, SMSK 25 i SMSK 28. W czasie pierwszej inkubacji przeciwciało pokrywające probówkę wchodzi w reakcję z S-100 B obecnym w próbce chorego lub próbce standardowej. Materiał, który nie uległ przytwierdzeniu do przeciwciała jest następnie usuwany w fazie płukania. W czasie drugiej inkubacji przeciwciało znacznikowe przytwierdza się do unieruchomionego S-100. Znacznik, który nie wszedł w tę reakcję zostaje usunięty w drugiej fazie płukania.

Sprzężony kompleks znacznik-anty-S-100 B składa się z przeciwciała i kowalencyjnie przytwierdzonej do niego pochodnej isoluminolu. Kompleks: znacznik-S-100 B przytwierdzony w reakcji immunologicznej do ściany rurki wykrywany jest w reakcji świetlnej. Utlenianie luminolu rozpoczyna się przez automatyczne wstrzyknięcie roztworu nadtlenku wodoru w ługu sodowym i roztworu katalizatora do rurki testowej. Powoduje to natychmiastową emisję fotonów, która zanika w ciągu kilkunastu sekund (<20 s), reakcja świetlna ma swój początek w luminometrze. Światło (425 nm) powstające w tej reakcji, zostaje zmierzone przez fotopowielacz luminometru. Sygnał świetlny mierzony w RLU (relatywne jednostki światła) jest wprost proporcjonalny do ilości S-100 B obecnej w próbce standardowej i badanej. Za wartości zgodne z normą uznawano poziom S-100 B<0,2 mcg l^-1

Uzyskane wyniki, opisane za pomocą średniej arytmetycznej i odchylenia standardowego poddano analizie statystycznej. Dla prób powiązanych i niepowiązanych wykorzystano test Wilcoxona. Do analizy porównawczej średnich użyto testu Mann-Whitneya wykorzystując program komputerowy Statistica/W. Korelacje mierzono testem porządku rang Spearmana. Za istotne statystycznie uznawano wartości na poziomie p<0,05.

W grupie I (CK) znalazło się 16 chorych – 14 mężczyzn i 2 kobiety (88%/12%). Średni wiek chorych wynosił 55,42 ± 7,85 lat. W grupie tej wykonano od 2 do 4 zespoleń wieńcowych (średnio 2,928). U wszystkich chorych wykonywano zespolenie tętnicze lewą tętnicą piersiową z przednią gałęzią zstępującą lewej tętnicy wieńcowej (LIMA – LAD).

W grupie II (ZK) znalazło się 17 chorych, 14 mężczyzn i 3 kobiety (83%/17%). Średni wiek chorych w tej grupie wynosił 58,56 ± 8,801 lat. Średni czas krążenia pozaustrojowego, zakleszczenia aorty, czas od zakończenia zabiegu do ekstubacji i średnią liczbę zespoleń wieńcowych w grupach przedstawia tab. I. Średni czas od zakończenia zabiegu do ekstubacji w grupie II był istotnie statystycznie dłuższy od czasu w grupie I. Nie wykazano istotnych statystycznie różnic w odniesieniu do pozostałych wymienionych parametrów.

Wszyscy chorzy w obu badanych grupach przeżyli operację. u jednego chorego w grupie CK i dwóch chorych w grupie ZK obserwowano przedłużony okres wybudzenia. Nie stwierdzono u nich odchyleń w stanie neurologicznym na podstawie badana ogólnego. U jednej chorej operowanej w hipotermii wystąpił udar mózgu potwierdzony badaniem CT w czwartej dobie po zabiegu. Wyjściowe stężenie S-100 u tej chorej wynosiło 0,231 mcg l^-1, było więc minimalnie podwyższone w stosunku do normy; w badaniu przedoperacyjnym nie stwierdzono u niej odchyleń w stanie neurologicznym. Chora nie miała przed zabiegiem wykonanego badania przepływu w tętnicach szyjnych. Drugie oznaczenie w 60 minut po rozpoczęciu krążenia pozaustrojowego również nie odbiegało wartością stężenia w stosunku do całej badanej grupy i wynosiło 0,790 mcg l^-1. Stężenie oznaczone pod koniec zabiegu wynosiło 3,964 mcg l^-1 i było jednym z najwyższych z uzyskanych w obu grupach. Badanie wykonane w 12 godzin po zabiegu wykazało stężenie 6,752 mcg l^-1 i był to wynik ponad sześciokrotnie przekraczający wyniki wszystkich pozostałych chorych.

Stężenie białka S-100 B w pierwszym badaniu przed indukcją w obu grupach wynosiło 0,163 i 0,195 przy normie określonej dla zdrowych ochotników 0,2 mcg l^-1; stężenie nie różniło się istotnie statystycznie w badanych grupach, p = 0,74 (tab. II).

W drugim pobraniu wykonanym po 60 minutach od rozpoczęcia krążenia pozaustrojowego stwierdzono istotny statystycznie wzrost stężenia białka S-100 B w obu badanych grupach: do średniej wartości 1,388 mcg l^-1 w grupie I i 1,818 mcg l^-1 w grupie II; p<0,001. Nie stwierdzono natomiast istotnej statystycznie różnicy stężenia S-100 pomiędzy grupami (p=0,739).

Trzecie badanie wykonane w 30 minut po zakończeniu krążenia pozaustrojowego wykazało dalszy maksymalny wzrost stężenia S-100 do 2,156 ± 0,59 mcg l^-1 w grupie CK i 2,917 ± 1,88 mcg l-1 w grupie ZK. Obserwowany wzrost był istotny statystycznie w obu grupach w stosunku do stężenia w pobraniu T1 i T2; p <0,01. Nie było natomiast istotnej statystycznie różnicy w obu badanych grupach po zakończeniu krążenia pozaustrojowego (p = 0,4).

W badaniu wykonanym w 12 godzin po zakończeniu zabiegu stwierdzono znaczny spadek stężenia białka S-100 B do 0,564 mcg l^-1 w grupie I oraz 1,01 mcg l^-1 w grupie II (p <0,05) w stosunku do stężenia wyjściowego. Również w tym badaniu nie stwierdzono istotnych statystycznie różnic w stężeniu S-100 B w porównaniu obu grup: p = 0,59.

Dokonano analizy porównawczej stężenia białka S-100 B uzyskanego w trzecim pobraniu (po zakończeniu krążenia pozaustrojowego) w stosunku do czasu trwania zabiegu i wieku operowanych chorych. W żadnym przypadku nie stwierdzono istotnej statystycznie korelacji badanych parametrów (tab. III).

Analizę porównawczą stężenia białka S-100 w całym okresie badania w stosunku do czasu trwania zabiegu i wieku chorych przeprowadzono dla wszystkich chorych w wieku powyżej 60 roku życia. Analiza nie wykazała istotnych statystyczne korelacji stężenia białka S-100 B z czasem trwania krążenia pozaustrojowego również w tej populacji chorych: r = 0,15; p = 0,83. Stwierdzono natomiast istotną statystycznie zależność między stężeniem białka S-100 w 12 godzin po zabiegu a wiekiem powyżej 60 roku życia, r = 0,69; p <0,05 (tab. IV).

W grupie chorych operowanych w hipotermii odnotowano istotnie statystyczny, wydłużony czas wybudzenia i ekstubacji 6,58 godz w stosunku do 4,37 (p <0,01).

Badanie nasze wykazało, że stężenie w surowicy specyficznego dla OUN białka S-100 B wzrasta w sposób istotny w czasie niepowikłanego krążenia pozaustrojowego. Wzrost ten jest podobny, niezależnie od wpływu temperatury na ochronę OUN, wskazując na zaburzenia przepływu bariery krew/mózg. Czynniki mające wpływ na takie zmiany nie zostały dotychczas w pełni wyjaśnione; istnieje kilka możliwości wytłumaczenia tego zjawiska. Może zawierać elementy wpływu czynników powstających wskutek uwalniania substancji będących mediatorami reakcji zapalnej, jak TNF i różne interleukiny powstające w śródbłonku naczyniowym pod wpływem wielu czynników towarzyszących krążeniu pozaustrojowemu z zatorowością gazową włącznie [12]. Uszkodzenie mózgu może prowadzić do uwalniania białka S-100 B do przestrzeni pozanaczyniowych w ośrodkowym układzie nerwowym, a następnie dostaje się ono do krwioobiegu przez ogniska uszkodzenia bariery krew/mózg, spowodowane przez indukowane mikrozatorami niedokrwienie. Może również wzrastać w płynie zewnątrzkomórkowym przestrzeni pozakomórkowych mózgu i wraz z płynem mózgowo-rdzeniowym być drenowane z mózgowego i układowego krążenia żylnego, bez uszkodzenia bariery krew/mózg. Obserwowany wzrost może również mieć miejsce w wyniku wzrostu przepuszczalności bariery krew/mózg pod wpływem krążenia pozaustrojowego, co mogłoby powodować wzrost poziomu wskaźników uszkodzenia mózgu bez żadnego uszkodzenia komórek mózgu [13]. Najwyższy wzrost stężenia białka S-100 B odnotowano w obu badanych grupach pod koniec operacji.

Prawdopodobnie odzwierciedla to alarmujące w pewnym stopniu obserwacje zmian w OUN przeprowadzone z pomocą rezonansu magnetycznego, a przedstawione u chorych bezpośrednio po ECC, u których nie stwierdzano w późniejszym okresie zmian w badaniu neurologicznym [14]. Uzmysławia to fakt, że w przypadku udaru mózgowego raczej lokalizacja zmiany, a nie jej wielkość ma decydujący wpływ na powstawanie objawów klinicznych. Rozpatrując naturę i znaczenie uwalniania S-100 należy wziąć pod uwagę fizjologię bariery krew/mózg. Jest możliwe, że wczesne uwalnianie S-100 B ma miejsce w czasie wypłukiwania z łożyska kapilarnego białka w chwili powrotu pulsacyjnego przepływu krwi do mózgu po przywróceniu akcji serca i zastąpieniu linearnego przepływu krwi generowanego przez pompę rolkową aparatu ECC.

Kinetyka uwalniania S-100 B do układu krążenia może mieć ważne implikacje kliniczne jako wskaźnik umożliwiający diagnozowanie uszkodzenia mózgu. Okres wzrostu stężenia S-100 B jest różny, w zależności od rodzaju uszkodzenia mózgu. Wzrost stężenia po urazowym uszkodzeniu mózgu następuje dużo wcześniej niż w wyniku niedokrwienia ogniskowego. Johnsson [15] stwierdził, że wzrost stężenia S-100 B w okresach późniejszych po krążeniu pozaustrojowym koresponduje z zaburzeniami neurologicznymi. Grocott [13] wykazał wyraźną zależność między ilością zatorów obserwowanych w dopplerowskim badaniu transkranialnym, a stężeniem białka S-100, sugerując, że obszary mózgu uszkodzone mikrozatorami uwalniają białko S-100 z uszkodzonych komórek gleju. Potwierdzałoby to tezę, że jednym z najważniejszym czynników uszkodzenia mózgu jest mikrozatorowość z pola operacyjnego. Jakkolwiek wzrost stężenia białka S-100 może nie wskazywać na uszkodzenie neuronów bezpośrednio, jego podwyższone poziomy stwierdzane były wielokrotnie w związku z neuronalnym uszkodzeniem w ostrym udarze [16], urazie głowy [17], TIA, śpiączce po zatrzymaniu krążenia [18] jak również w chorobie Alzheimera i w zespole Downa [9]. Mikrozatorowość śródoperacyjna związana jest przede wszystkim z zaburzeniami funkcji neuropsychologicznych. Mechanizm powstawania tego typu zaburzeń wydaje się polegać na powstawaniu niewielkich, jednak występujących mnogo obszarów ogniskowego niedokrwienia, jako wynik zatorowego zatkania drobnych naczyń mózgowych, nie zostało to jednak nigdy ostatecznie dowiedzione.

Na podstawie analizy stężenia białka S-100 w różnych fazach zabiegu kardiochirurgicznego, próbowano zdefiniować etapy zabiegu stanowiące największe ryzyko uszkodzenia mózgu. W zgodnej opinii jednym z najniebezpieczniejszych momentów w czasie operacji jest kaniulacja aorty. Grocott [13] sugeruje na podstawie analizy dopplerowskiej, że w czasie kaniulacji aorty powstają zatory o bardziej litej strukturze, które prowadzą do cięższych i dłużej trwających zamknięć naczyń mózgowych z następowym uszkodzeniem mózgu. Mikrozatory gazowe powstające w czasie krążenia pozaustrojowego, szczególnie po zdjęciu zacisku aortalnego oraz w czasie konstruowania proksymalnych zespoleń na aorcie i ich odpowietrzania, mogą powodować chwilowe zatykanie naczyń mózgowych bez takiego samego stopnia uszkodzenia mózgu jak w poprzednim przypadku. Styczne zakleszczenie aorty może być również powodem uszkodzenia mózgu u chorych, którzy operowani są bez użycia krążenia pozaustrojowego. Badanie Dopplera nie jest jednak w stanie różnicować dokładnie rodzaju materiału zatorowego.

Wprowadzenie normotermicznej perfuzji serca z użyciem krwistej kardioplegii stanowi niewątpliwie radykalną zmianę w stosunku do dotychczas stosowanych metod krążenia pozaustrojowego i protekcji serca. Nie ma natomiast zgodności na temat wpływu tej techniki zabiegu na ośrodkowy układ nerwowy w czasie krążenia pozaustrojowego. Badania przeprowadzone na Uniwersytecie Emory wykazały trzykrotny wzrost częstotliwości występowania udaru mózgu w grupie chorych operowanych w normotermii w stosunku do chorych operowanych w warunkach hipotermii (3,1% do 1%), a także znaczny wzrost pooperacyjnych zaburzeń funkcji OUN w okresie pooperacyjnym u chorych operowanych w normotermii [11]. Wyniki tych badań pozostają w sprzeczności z wynikami uzyskanymi przez Bertha [11] w oparciu o obserwację 2585 chorych, z których 1605 było operowanych w normotermii. Udar mózgowy w mniejszym procencie wystąpił u chorych operowanych w normotermii (1,0% vs 1,3%). Badania przeprowadzone niezależnie przez Bertha [11] i McLeana [3] nie wykazały istotnych różnic w stanie neurologicznym chorych niezależnie od ciepłoty ciała utrzymywanej w czasie krążenia pozaustrojowego. Pokrywało się to z wnioskami uzyskanymi na podstawie wieloośrodkowego badania przeprowadzonego na grupie 1700 chorych [4] w którym okołooperacyjny udar mózgu opisano jako 1,5% w hipotermii i 1,6% w normotermii. Zaburzenia funkcji neuropsychologicznych analizowanych testami były podobne i wynosiły 48%. Analiza ta pozwoliła na zidentyfikowanie dwóch czynników ryzyka wystąpienia okołooperacyjnego udaru mózgu: 1) wiek powyżej 70 lat, 2) stopień zaawansowania zmian miażdżycowych łuku aorty [21].

Badania ostatnich lat wykazały również, że operacje z otwarciem jam serca obarczone są 2-3-krotnie większą częstością powikłań neurologicznych w porównaniu z operacjami naczyń wieńcowych, podczas gdy częstość występowania zaburzeń percepcji jest podobna dla obu typów zabiegów. z użyciem krążenia pozaustrojowego [19]. Sugerowałoby to, że różne czynniki mogą być odpowiedzialne za powstawanie tych dwóch rodzajów powikłań neurologicznych.

Brak wpływu ciepłoty na poziom uszkodzenia ośrodkowego układu nerwowego wykazany w naszym badaniu można wytłumaczyć analizując przebieg operacji. Normotermia układowa ma miejsce w czasie kaniulacji aorty i jest rutynowo przywracana pod koniec krążenia pozaustrojowego. Tak więc wprowadzanie i usuwanie kaniuli aortalnej podobnie jak kleszczenie i odkleszczanie aorty, a więc okresy największego ryzyka uruchomiania materiału zatorowego, który może powodować zator w krążeniu mózgowym, mają miejsce w czasie, gdy mózg jest w normotermii lub blisko niej, niezależnie od temperatury w jakiej przeprowadzane jest krążenia pozaustrojowe. Uwalnianie zatorów do OUN jest mało prawdopodobne w okresie perfuzji hipotermicznej, w czasie gdy serce i większa część pola operacyjnego są oddzielone od krążenia mózgowego przez zakleszczenie aorty.

Hipotermia oferuje niezaprzeczalnie neuroprotekcję w przypadku permanentnej lub globalnej ischemii. Jeżeli jednak to zatorowość jest rzeczywiście najważniejszym z mechanizmów uszkodzenia OUN w czasie krążenia pozaustrojowego, zastosowanie hipotermii niekoniecznie musi powodować specjalną ochronę mózgu w ECC. Dodatkowo zmiany pH w hipotermii mogą mieć wpływ na przepływ mózgowy i teoretycznie ułatwiać przenoszenie mikrozatorów do krążenia mózgowego. W odróżnieniu od tego normotermiczne krążenie pozaustrojowe marginalizuje ten problem.

Przeprowadzone przez nas badanie nie wykazało związku pomiędzy czasem trwania krążenia pozaustrojowego i stężeniem białka S-100 na końcu zabiegu, co jest zgodne z obserwacjami Taggarta [19] i Blomquista [12]. Pozostaje natomiast w sprzeczności do obserwacji dokonanych przez Westaby´ego [7] i Groccota [13], którzy stwierdzili korelację między czasem trwania krążenia pozaustrojowego, a poziomem S-100 pod koniec zabiegu. Być może spowodowane było to większą rozpiętością czasów krążenia pozaustrojowego w tych grupach i wielkością badanych grup.

Nie stwierdzono również zależności pomiędzy wiekiem operowanych pacjentów i stężeniem S-100 B pod koniec zabiegu, dla całej badanej grupy. Brak korelacji wieku chorych z poziomem białka S-100 B skłonił nas do wyselekcjonowania chorych w wieku powyżej 60 lat. Badanie stężenia S-100 i wieku osób powyżej 60 roku życia wykazało korelację w stosunku do ostatniego okresu pobrania w 12 godzin po zabiegu. Nie stwierdzono takiej zależności w stosunku do wyników badania stężenia S-100 bezpośrednio po operacji. Zjawisko to może być spowodowane spowolnionym metabolizmem u osób starszych, powolniejszym wypłukiwaniem białka z przestrzeni mózgowych oraz zmniejszoną filtracja kłębkową i opóźnioną eliminacją przez nerki. Nie stwierdzono u tych chorych bowiem odrębności w stanie klinicznym po wybudzeniu w stosunku do pozostałej grupy.

1. -Krążenie pozaustrojowe powoduje uwalnianie do krwiobiegu mózgowej frakcji białka S-100 z najwyższym jego stężeniem pod koniec zabiegu.

2. -Wzrost stężenia S-100 B jest niezależny od ciepłoty ciała chorego podczas ECC.

3. -Stężenie S-100 B nie zależy od czasu trwania krążenia pozaustrojowego.

4. -Wiek pacjenta (do 60 roku życia) nie wpływa na uwalnianie białka S-100 B do krążenia systemowego.

5. -Stężenie białka S-100 B i jego eliminacja z ustroju w 12 godzin po zabiegu u osób powyżej 60 roku życia jest zależna od wieku.