ГЛАВА I. Операционный стресс у больных с опухолями головного мозга и артериальными аневризмами и пути его коррекции (обзор литературы)
1.1. Актуальные вопросы анестезиологического обеспечения операций на головном мозге
1.3. Свойства альфа 2-адреномиметиков и нейропептидов и предпосылки их применения в составе анестезиологического пособия при операциях на головном мозге
Вверх Перейти к содержанию монографии
1.1. Актуальные вопросы анестезиологического обеспечения операций на головном мозге
Современные достижения нейрохирургии очень тесно связаны с развитием анестезиологии и интенсивной терапии. В настоящее время в нейроанестезиологии разработана концепция анестезиологического обеспечения на основе 2 специфичных для нейрохирургических больных состояний: внутричерепной гипертензии и прямого многофакторного влияния на мозг (А. Н. Кондратьев, 1991; С. П. Шефер с соавт, 1999; С. В. Царенко, 2005). С этой точки зрения, степенью компенсации и клинической выраженностью таких состояний определяются границы применения общеанестезиологических принципов и необходимость особого нейроанестезиологического подхода к интраоперационному ведению нейрохирургических больных (А. Н. Кондратьев с соавт., 1991; С. П. Шефер с соавт, 1999; И. А. Савина, 2002).
Развитие анестезиологического обеспечения операций на головном мозге идет по двум направлениям:
- ингаляционная анестезия (В. И. Салалыкин, 1977; J. Е. Cotterel, 1999);
- тотальная внутривенная анестезия (А. Н. Кондратьев с соавт, 1991; И. Смит, П. Уайт, 2002).
Интерес исследователей к изучению влияния современных анестетиков на мозговой кровоток понятен, поскольку многие препараты для анестезии существенно изменяют церебральный кровоток, оказывают действие на его регуляцию (М. Б. Плотников, 1985; К. Н. Храпов с соавт., 1998; Trojanowski T., 1982; Cotterel J. E., 2001).
Все методики общей анестезии имеют свои преимущества и недостатки. Так, например, описаны такие осложнения как, отек головного мозга, воздушная эмболия, интраоперационное нарушение мозгового кровообращения (Т. М. Дарбинян, 1973; Г. С. Тиглиев с соавт, 1991; А. В. Грибков с соавт., 2001; Morgan G. E., 2001).
Большинство авторов (Т. М. Дарбинян, 1973; А. М. Цейтлин с соавт., 1998; С. П. Шефер с соавт., 1999; А. Ю. Лубнин, 2004; James E. Cotterel, 2001) считает, что требования к «идеальному» для нейроанестезиологии анестетику могут быть обобщены следующим образом: препарат должен снижать уровень мозгового метаболизма, поддерживая адекватный мозговой кровоток, сохранять его ауторегуляцию при изменениях системной гемодинамики и уровня рСО2 (С. В. Царенко, 2005; Colley P. S., 1984; Ling GSF at all, 1985), обеспечивать необходимый уровень нейровегетативной стабилизации (Ю. Д. Игнатов, 1982) для предотвращения возможных центрогенных реакций в ходе оперативного вмешательства, без повышения судорожной готовности, отсутствия выраженного депрессивного действия на сердечно-сосудистую систему. Также абсолютно необходимо минимальное напряжение адаптивных систем, защита от гипоксии и гиперкапнии (А. В. Грибков с соавт., 2001).
Череп является ригидной закрытой «коробкой». Исключение в этом отношении составляют новорожденные и дети раннего возраста (до закрытия родничков). Череп содержит мозг, снабжающую его кровь и спинномозговую жидкость, и увеличение пространства, занимаемого одним из этих компонентов, требует компенсаторного уменьшения объема остальных. Нарушение этого механизма приводит к росту внутричерепного давления (Е. А. Дамир,1999).
При нормальной податливости мозга внутричерепное давление составляет 100-150 мм водного столба в горизонтальном положении. Внутричерепное давление прямо связано с внутригрудным давлением и в норме имеет респираторные колебания. Оно повышается при кашле, напряжении и положительном давлении в конце выдоха при проведении ИВЛ (Ю. Е. Москаленко с соавт., 1975; М. Г. Дралюк с соавт., 2003; Newfield D., Cotterel J. E., 1999).
Мозг кровоснабжается четырьмя основными артериями – внутренними сонными и позвоночными. Последние, соединяясь, образуют базиллярную артерию. В области основания мозга эти артерии анастомозируют, образуя вилизиев круг, от которого далее отходят передняя, средняя и задняя мозговые артерии. Благодаря данным анастомозам мозг способен выжить при окклюзии одной или даже двух из этих основных артерий (Пастор Э., 1977; Ю. Е. Москаленко с соавт., 1984; М. Г. Дралюк с соавт., 2003).
Система мозгового кровообращения – один из регионарных сосудистых бассейнов, которому присущи как общие закономерности органного кровообращения (например, феномены ауторегуляции и функциональной гиперемии), так и специфические, определяемые структурно-функциональной организацией данного отдела сосудистой системы, ее строением, а также тем обстоятельством, что головной мозг всегда требует интенсивного притока крови, временная остановка которого и даже его снижение могут вызвать весьма серьезные последствия для организма человека (Ю. Е. Москаленко с соавт., 1975, 1984; В. В. Лебедев с соавт., 2000; С. В. Царенко, 2005).
Изучение мозгового кровотока человека получило интенсивное развитие после внедрения в практику в 1945 году Kety S. , Schmidt C. метода клиренса с использованием закиси азота. Данная методика явилась прообразом целого методического направления. Демченко И. Т. в 1971 году был предложен еще один метод – водородного клиренса. В последние годы в клиническую практику прочно вошел неинвазивный метод – транскраниальная доплерография (К. Н. Храпов с соавт, 1998; А. Ю. Лубнин с соавт., 2000; Н. В. Говорова с соавт., 2004). В разные годы исследованиями мозгового кровотока занимались многие авторы (Lassen N. A., 1979; C. Melot et al, 1996; Savva D., 1999; S. C. Jones et al, 2002; Nam D. D., 2003).
В покое мозг потребляет до 20% получаемого организмом кислорода. Метаболизм в мозге оценивают по потреблению кислорода мозгом, которое у взрослых составляет в среднем 50-60 мл/мин (А. Д. Адо, 1980; Lassen N., 1959; Bertz E., 1969; Cotterel J. E. et al, 2001). Мозговой кровоток зависит от интенсивности метаболизма (Т. М. Дарбинян с соавт., 1983; А. П. Зильбер, 1984; С. В. Царенко, 2005; Л. В. Фирулев с соавт., 2005; Cooper R., 1963). Хотя мозговой кровоток равен в среднем 50 мл/100г/мин, в сером веществе головного мозга он составляет 80 мл/100г/мин, в белом веществе – 20 мл/100г/мин. Мозговой кровоток у взрослых в среднем составляет 750 мл/мин, что соответствует 15 – 20% от сердечного выброса (Б. Н. Клосовский, 1951; Г. И. Мчедлишвили, 1968; Б. Б. Зеликсон, 1973; М. Г. Дралюк с соавт., 2003). Церебральная циркуляция способна поддерживать постоянный мозговой кровоток в диапазоне среднего артериального давления от 60 до 140 мм ртутного столба (Пастор Э., 1977; С. В. Царенко, 2005; Newfield D., Cotterel J. E., 1999).
Мозг человека в покое потребляет до 20%, получаемого организмом кислорода. Энергия, получаемая мозгом, в основном, уходит на работу фермента АТФ-азы, который поддерживает электрическую активность нейронов (А. А. Старченко, 2002; Cottrel J. E., Smith D. S., 2001).
Мозговой метаболизм зависит от доставки глюкозы системой мозговой циркуляции. В среднем потребление глюкозы мозгом равно 5 мг/100 г/мин. В ЦНС более 90% глюкозы подвергается аэробному распаду. В условиях кислородного голодания, основным источником энергии для мозга являются кетоновые тела (Frost E. A. M., 1991).
Церебральное перфузионное давление – это разница между средним артериальным давлением и внутричерепным давлением, в норме оно составляет 70 – 90 мм рт. ст. (В. И. Салалыкин, 1977; Равуссин П., 1999; Л. В. Фирулев с соавт., 2005).
Парциальное давление СО2 в артериальной крови – наиболее важный фактор, влияющий на мозговой кровоток (А. П. Зильбер, 1984; А. Н. Кондратьев, 1991; А. В. Грибков с соавт., 2001). Мозговой кровоток прямо пропорционален раСО2 в пределах от 20 до 80 мм рт. ст. (В. В. Иванов, 1994; Morgan G. E., 2001). Фундаментальными исследованиями отечественных и зарубежных физиологов доказано, что увеличение раСО2 на 1 мм рт. ст. влечет за собой мгновенное увеличение мозгового кровотока на 1-2 мл/100г/мин, уменьшение раСО2 приводит к эквивалентному снижению мозгового кровотока (Ю. Е. Москаленко с соавт, 1984; Самуэльс М., 1997).
Изменение мозгового кровотока составляет 5-7% на 1 градус Цельсия.
Исследования (А. П. Зильбер, 1984; Cottrel J.E., 2001) показали, что для лучшей доставки кислорода к мозгу гематокрит должен составлять 30-34%.
Суммируя изучение данных литературы, касающихся физиологии головного мозга, можно сказать, что больные с объемными образованиями головного мозга имеют повышенное внутричерепное давление. В начальных стадиях внутричерепная гипертензия может протекать бессимптомно (Ю. Е. Москаленко с соавт., 1988; Л. В. Фирулев с соавт., 2005), но при достижении критического уровня в 20 мм рт. ст. и более, мозговой кровоток ухудшается и возникает порочный круг: ишемия вызывает отек мозга, из-за чего возрастает ВЧД, что в свою очередь усугубляет ишемию мозга (М. А. Пирадов, 1998; В. Д. Трошин с соавт., 1999; С. В. Царенко, 2005).
Термин «сбалансированная анестезия» впервые был использован Джоном Ланди в 1926 году. В 1952 году предложили концепцию «анестезиологической триады» (устранение сознания, анальгезия и миорелаксация). В 1957 году добавился четвертый компонент – блокада вегетативных рефлексов, таким образом, триада превратилась в тетраду. Несмотря на столь давний интерес к этой проблеме, поиск идеальной сбалансированной анестезии продолжается. Это касается как общей анестезиологии, так и нейроанестезиологии (Т. М. Дарбинян с соавт., 1983; Н. А. Осипова, 1998; Г. Р. Абузарова с соавт., 2005).
В нейроанестезиологии применяется большое количество анестетиков. В литературе имеется множество указаний на действие анестетиков на центральную нервную систему (В. И. Салалыкин, 1977; И. Ш. Весельский, 1979; Н. С. Давыдова, 1983; А. А. Панин, 1984; М. Б. Плотников с соавт., 1985; В. А. Розанов, 1989; А. Н. Кондратьев, 1992; И. А. Савина, 2002; Gordh T. E., 1983; Werner C., 1995). Снижение скорости метаболических процессов является главной точкой приложения фармакологической защиты мозга (Zweifler R. at all, 1995). Bricolo A. с соавторами в 1981 году указал на положительный эффект барбитуратов при острой экспериментальной внутричерепной гипертензии.
Несмотря на большое количество анестетиков, барбитураты продолжают оставаться наиболее популярными препаратами для индукции анестезии. С их помощью можно достигнуть быстрого, без возбуждения, выключения сознания (Л. П. Чепкий с соавт., 1983; Р. С. Сатоскар, С. Д. Бандаркар, 1986; Т. М. Дарбинян, Е. А. Дамир, 1987; И. А. Савина, 2002). Барбитураты угнетают биоэлектрическую активность и метаболизм мозга, вызывают дозозависимое угнетение потребления кислорода мозгом, снижение мозгового кровотока и ВЧД (Т. М. Дарбинян, 1973; А. Ю. Лубнин с соавт., 2000; Й. Смит, П. Уайт, 2002; Wilberger J. E., Cantella D., 1995). Brecken М. В., Holford T. R., 1993 доказали, что барбитураты снижают кальциевый поток, ингибируют поступление глюкозы через гематоэнцефалический барьер, блокируют натриевые каналы, уменьшают образование свободных радикалов. В то же время, по данным Cottrel J. E. (2001), их способность защищать мозг при глобальной ишемии остается дискутабельной. Нельзя не учитывать, что барбитураты снижают сократимость миокарда, переферическое сосудистое сопротивление и сердечный выброс (М. Г. Лепилин,1987).
Бензодиазепины вызывают дозозависимое снижение метаболизма мозга и мозгового кровотока (Cottrel J. E., 2001). Бензодиазепиновые рецепторы располагаются в коре головного мозга, миндалевидном ядре, гипокампе, гипоталамусе, мозжечке, полосатом теле и спинном мозге. Следует отметить, утрата сознания при индукции бензодиазепинами происходит относительно медленно, что несколько увеличивает риск гипоксии и гиперкапнии (Й. Смит с соавт., 2002; Grouri A. F. at all, 1994). Бензодиазепины снижают сократительную способность миокарда, что проявляется в гипотонии, особенно выраженной на фоне тяжелой гиповолемии, а также в сочетании с опиоидами, вследствие угнетения симпатического тонуса и выброса катехоламинов (А. А. Бунятян с соавт., В. В. Иванов с соавт., 1988; Reves J. S.; 1984). Ряд авторов утверждают, что бензодиазепины уменьшают реакцию адреналовой системы на хирургический стресс за счет угнетения секреции АКТГ, а также влияя на выработку нескольких цитокинов (Н. М. Аренгауз, 1987; П. П. Голиков, 1988; Й. Смит, П. Уайт, 2002).
В то же время в литературе имеются сообщения о повышении концентрации катехоламинов, усилении перекисного окисления липидов и повреждении биомембран при введении бензодиазепинов (С. Ф. Грицук, с соавт., 1987; А. М. Дядюрко с соавт., 1987).
Опиоиды оказывают весьма незначительное воздействие на метаболизм мозга и мозговой кровоток (Ю. Д. Игнатов, 1982; А. А. Панин, 1984). Но в литературе имеются данные о токсичности больших доз наркотических анальгетиков. Т. М. Дарбинян, Л. М. Баранова с соавт. в 1983 году указали на кардиодепрессивный эффект 25-30 мкг/кг/час дозы фентанила. Опиоиды ослабляют стрессовую реакцию за счет угнетающего влияния на выброс адреналина, норадреналина, кортизола, соматотропного гормона, альдостерона, эндорфинов и вазопрессина (В. В. Иванов с соавт., 1988; Г. В. Гвак с соавт., 2004; Monk T. G. at all, 1992).
Опиоиды взаимодействуют со стереоселективными трансмембранными опиатными рецепторами. Лигандами этих рецепторов являются эндогенные опиоидные пептиды, модулирующие ряд функций организма. Идентифицировано 3 подтипа рецепторов: мю, каппа и дельта. Большинство клинических эффектов опиоидов опосредовано мю-рецепторами. Мю-1-рецепторы опосредуют состояние аналгезии, мю-2-рецепторы – депрессию дыхания (Ling G. S. F. at all, 1985; Й Смит, П. Уайт, 2002).
В работе (Duthie D. J. R. at all, 1987) показано, что наркотические аналгетики вызывают депрессию сердечно-сосудисной системы, высвобождая гистамин. Гвак Г. В. в 2004 году выявил, что опиоиды в составе нейролептанальгезии вызывают длительную депрессию дыхания в раннем послеоперационном периоде. Так же опиоиды угнетают моторику желудочно-кишечного тракта, обладают гепатотоксическим и панкреатотоксическим эффектом (Г. В. Гвак, 2004). В литературе имеются работы, указывают на повышение концентрации стрессовых гормонов при применении опиоидов в составе нейролептанальгезии (В. А. Аркатов с соавт., 1988; Х. Х. Хапий с соавт., 1988; В. Л. Виноградов, 2002). Опиоиды полностью не предотвращают гемодинамические, метаболические и эндокринные реакции организма, связанные с хирургической травмой (Н. А. Осипова, 1990; И. П. Назаров, 2005)
В отечественной анестезиологии продолжает использоваться оксибутират натрия. В иностранной литературе последних лет мы не нашли какого-либо упоминания о нем. По данным авторов (В. В. Закусов, 1968; Ю. Д. Игнатов, 1982; Н. С. Давыдова, 1983; В. А. Розанов, 1989) в основе его действия лежит активация ГАМК-эргических процессов в ЦНС. Исследованиями М. Б. Плотникова в 1985 был показан характер действия оксибутирата натрия на кровоснабжение головного мозга в зависимости от его дозы. Введение малых доз препарата приводит к умеренному снижению биоэлектрической активности и повышению мозгового кровотока за счет его шунтирования через поврежденные области, а применение больших доз препарата сопровождается выраженныи угнетением ЭЭГ и снижением кровоснабжения мозга. Также ГОМК оказывает прямое расширяющее действие на мозговые сосуды (Л. А. Азин, 1974; И. Ш. Весельский с соавт., 1979; Н. С. Давыдова, 1983). Многие исследования проведены на здоровых добровольцах и пациентах с внечерепной патологией, поэтому нейропротекторный эффект ГОМК основывается больше на вере врачей, чем на реальных фактах (С. В. Царенко, 2005).
Тотальная внутривенная анестезия пропофолом в качестве гипнотического компонента является весьма привлекательной методикой в нейроанестезиологии. Пропофол дозозависимо снижает церебральный метаболизм и мозговой кровоток, не угнетает ауторегуляцию мозгового кровотока (А. М. Цейтлин с соавт., 1998; Е. Н. Храпов с соавт. , 1998, Й. Смит, П. Уайт, 2002; Math B. F. at all, 1995). Но, в тоже время, пропофол обладает выраженным кардиодепрессивным эффектом, снижая артериальное давление сильнее, чем другие внутривенные гипнотики, в большей степени уменьшает общее переферическое сосудистое сопротивление (Grounds R. M. at all, 1993).
В литературе имеется большое количество сообщений о положительных эффектах пропофола в различных областях анестезиологии (И. А. Саввина, 1995, 2002; А. В. Грибков с соавт., 2001; Borgeat A. at all, 1994; Fredman B. at all, 1994). Пропофоловая анестезия характеризуется быстрым пробуждение, ранней экстубацией, что у нейрохирургических больных позволяет рано оценить уровень сознания и неврологического дефицита (Borgeat A. at all, 1994). Большим преимуществом пропофола оказалось его прямое противорвотное действие, что особенно важно у больных с аневризмами мозговых сосудов. Данный эффект может быть опосредован через антагонизм дофаминовых D-2-рецепторов (Fredman B. at all, 1994). Хорошие результаты по предупреждению послеоперационной тошноты и рвоты при использовании пропофола при офтальмологических операциях продемонстрировали Ю. В. Битюков с соавторами в 2004 году.
Данные о применении ингаляционных анестетиков при операциях на головном мозге (изофлюрана, севофлюрана, десфлюрана) мы встретили, в основном, в зарубежной литературе (J. van Hemerijck, 1991). Arfru A. A. с соавторами в 1994 году и Strebel S. в 1995 продемонстрировали, что механизм ауторегуляции замедляет свое действие, но не угнетается при использовании низких (0,5 МАК) дозах ингаляционных анестетиков. В более высоких концентрациях (1,5 МАК) наступает угнетение ауторегуляции. Значительных отличий при сравнении различных методик ингаляционной анестезии не выявлено.
Анализируя данные литературы, можно отметить, что операции по удалению объемных образований головного мозга и клипирование артериальных аневризм предпочтительнее проводить в условиях тотальной внутривенной анестезии (Т. М. Дарбинян, 1973; Н. С. Давыдова, 1983; Г. С. Тиглиев с соавт., 1991; А. Н. Кондратьев, 1992; И. А. Савина, 2002). За исключением кетамина, все внутривенные анестетики угнетают метаболизм мозга, не оказывают значительного влияния на ауторегуляцию мозгового кровообращения и реакцию сосудов головного мозга на углекисоту. В результате этого внутривенные гипнотики снижают внутричерепное давление или, по крайней мере, не изменяют его, уменьшают выраженность отека мозга, создают хорошие условия для манипуляций нейрохирурга, обеспечивают высокое соотношение доставки кислорода к его потреблению (И. Смит, П. Уайт, 2002).
Однако наряду с положительными качествами все они обладают недостатками, которые не позволяют идеально защитить больного во время операции. Многие анестетики в основном блокируют нервные субстраты, не затрагивая ноцицептивную сенсорную систему и процессы интеграции болевых реакций (Ф. Ф. Белоярцев, 1977; Н. А. Осипова с соавт., 1990; И. П. Назаров, 1999, 2005). Даже при глубоком уровне анестезии определенный процент болевой импульсации поступает в ЦНС, вызывая вегетативные реакции, которые проявляются вазоспазмом и нарушением микроциркуляции (И. П. Назаров, 1982, 1999, 2002, 2005). Это оказывает неблагоприятное воздействие на организм в целом и на головной мозг в частности.
Таким образом, поиск препаратов и их комбинаций для «идеальной» анестезии продолжается как в общей анестезиологии, так и в нейроанестезиологии.
Большое количество исследований посвящено эффектам гипотермии при операциях на головном мозге (J. E. Cottrel, 1996; Polderman K. H. et al, 2002; Nam D. D. et al, 2003; W. R. Henderson, 2003). На основании результатов лабораторных исследований авторы показали, что умеренная гипотермия дает существенный протекторный эффект, но при этом является более управляемой, чем глубокая и лишена ее неблагоприятных эффектов. Отрицательный эффект глубокой гипотермии с точки зрения нейрональной мембранной интеграции и ионных градиентов натрия, калия, кальция является таким же, как гипоксии, но развивается более медленно (Cucchiara R. F. et al, 1998). Положительные эффекты гипотермии могут нивелироваться ее отрицательными влияниями на гемодинамику и электролитный баланс (Polderman K. H. et al, 2002).
Протекция, обеспечиваемая умеренной гипотермией, является результатом редукции выброса глутамата, глицина и допамина, восстановления синтеза убиквитина, ингибирования протеинкиназы и торможения, запускаемой свободными радикалами, липидной пероксидации. Имеет значение также снижение скорости метаболических процессов при умеренной гипотермии. Berntman L. и соавторы в 1981 году нашли, что снижение температуры тела всего на 1 градус поддерживает нормальный уровень АТФ в условиях гипоксии. При снижении температуры на 3 градуса сохранение креатинфосфата удваивается (Hartung J., Cottrell J. C., 1994). Все это указывает на расширение «терапевтического окна» в условиях гипотермии (Glifton G. L. et al, 2001; Nam D. D., 2003). Но в тоже время Dietrich W. D. с соавторами (1993), свидетельствует, что гипертермия, проводимая после ишемии только отсрочивает гибель нейронов.
Большое внимание во время операций на головном мозге уделено периоду индукции и интубации трахеи (К. Н. Храпов с соавт., 1998; А. М. Цейтлин с соавт., 1998; И. А. Саввина, 2002). При любой методике анестезии индукция и интубация трахеи должны быть медленными и управляемыми без повышения ВЧД и нарушений мозгового кровообращения. Возникновение гемодинамических расстройств на этом этапе (как выраженная артериальная гипертензия, так и гипотензия), а также гипоксия и гиперкапния вызывают нарушение мозгового кровотока, усугубление внутричерепной гипертензии и ишемии мозга, могут вызвать разрыв аневризматических сосудов (А. Н. Кондратьев, 1992; А. Н. Асланукова с соавт., 2000; А. Ю. Лубнин с соавт., 2000; И. А. Савина, 2002; Newfield D., Cottrell J. E., 1999).
Главная задача анестезии (вне зависимости от методики) – профилактика разрыва аневризмы, ишемии мозга и церебрального вазоспазма. Нельзя допускать внезапного подъема артериального давления во время ларингоскопии и хирургической стимуляции (А. Ю. Лубнин с соавт., 2000; Д. Э. Морган, 2001; Newfield D., Cottrell J. E., 1999).
Огромное значение во время операций на головном мозге придается искусственной вентиляции легких. Большинство авторов (Т. М. Дарбинян, 1973; А. Н. Кондратьев, 1991; В. Л. Кассиль, 1997; А. Н. Асланукова, 2000) предлагают проводить ИВЛ в режиме умеренной гипервентиляции, показатель адекватности которой раСО2 в пределах от 27 до 30 мм рт. ст. Но существует и обратная сторона медали. Снижение кровенаполнения мозга из-за повышения сосудистого тонуса сопровождается уменьшением церебрального коровотока, уже скомпроментированного, вследствие сдавливания сосудов отечным мозгом (С. В. Царенко, 2005). В работе (R. A. Frowein et al, 1973) показан лечебный эффект умеренной гипервентиляции при отеке головного мозга. Дальнейшее снижение раСО2 наносит вред, так как вызывает ишемию мозга, нарушение микроциркуляции, сдвиг кривой диссоциации оксигемоглобина влево, что приводит к тканевой гипоксии не только головного мозга, но и других паренхиматозных органов. Гипоксия вызывает истощение запасов АТФ, снижение внутриклеточной концентрации калия и повышение концентрации натрия (А. Д. Адо, 1980; Goudsouzian N. G. et al, 1977). Также повышается концентрация кальция, который активирует липазы, что, влечет за собой структурное повреждение нейронов (Е. И. Гусев, 2001, Л. В. Фирулев с соавт., 2005).
Повышение концентрации свободных жирных кислот наряду с высокой активностью циклооксиненазы и липооксигеназы приводит к образованию простагландинов и лейкотриенов – мощных медиаторов клеточного повреждения (И. П. Назаров, 1999, 2005; С. В. Царенко, 2005). Накопление такого токсичного продукта обмена, как лактат, вызывает повреждение нейронов и затрудняет регенерацию (Д. Е. Альперн, 1965). Кроме того, при регенерации в участках ишемии, происходит дополнительное повреждение тканей за счет образования свободных радикалов (А. П. Зильбер, 1984; Л. В. Фирулев с соавт., 2005; Muir K. W. et all, 1995).
Гиперкапния вызывает феномен обкрадывания мозгового кровотока и способствует внутриклеточному ацидозу (А. Д. Адо, 1980; А. П. Зильбер, 1984; У. И. Гусев с соавт., 2001; А. А. Старченко, 2002). Ацидоз способствует повреждению тканей с помощью нескольких механизмов: отек, ингибирование окисления лактата и обмена веществ в митохондриях (Ч. П. Ворлоу с соавт.,1998). Нарастание содержания углекислоты в крови увеличивает мозговой кровоток и расширяет сосуды мозга, что вызывает увеличение внутричерепного объема крови и повышение ВЧД (С. В. Царенко, 2005).
Проблема восполнения операционной кровопотери с максимальным сохранением гомеостаза оперируемого остается одной из наиболее актуальных при операциях по поводу удаления опухолей головного мозга, клипирования артериальных аневризм (П. Г. Брюсов, 1986; В. В. Громова с соавт., 2001).
При нейрохирургических операциях велика неучитываемая кровопотеря (Морган Д. Э., Михаил М. С. , 2001). Для нейрохирургического больного, возникающие при кровопотере, снижение тканевой перфузии и гипоксия головного мозга, ферментативные и кислотно-основные сдвиги в циркулирующей крови являются не просто нежелательными явлениями, как для общехирургического больного. Они вызывают реальную опасность развития отека головного мозга, пролабирование его в операционную рану, увеличивают пул погибших нейронов, затрудняют последующую репарацию тканей головного мозга и восстановление неврологических функций. Кровопотеря резко усиливает тонус симпатоадреналовой системы и выброс гормонов стресса, что приводит к развитию дистресса со всеми его множественными отрицательными эффектами (И. П. Назаров, Ю. С. Винник, 1999). Традиционно трансфузию донорских эритроцитов начинают при снижении уровня гемоглобина наже 90 г/л (С. В. Царенко, 2005).
Несомненный интерес представляет работа В. В. Громовой с соавторами (2001), в которой показана эффективность интраоперационной аппаратной реинфузии эритроцитарной массы при массивной кровопотере.
Нормальный циркулирующий объем крови имеет важное значение для поддержания перфузионного давления (Е. А. Дамир, 1999, С. В. Царенко, 2005). Хотя мнение авторов, относительно допустимой концентрации гемоглобина различно (Н. А. Кузнецов с соавт., 1990; Dormandy J. A., 1980), оптимальной, вероятно, является кислородная емкость крови соответствующая гематокриту 0,28-0,3 (О. К. Гаврилов, 1980; В. А. Климанский с соавт., 1984). Одним из перспективных способов увеличения концентрации гемоглобина является продленная ганглионарная блокада с нормотонией, которая вызывает выход крови в активную циркуляцию из депо (И. П. Назаров, 1999, 2005).
Инфузионную терапию проводят с помощью не содержащих глюкозы изотонических кристаллоидных растворов (Рингер-лактат, физиологический раствор (В. И. Салалыкин, 1977; В. Д. Трошин с соавт., 1999; А. А. Старченко, 2002). Введение больших количеств жидкости во время операции на головном мозге таит в себе опасность развития отека головного мозга (В. И. Салалыкин, 1977; А. Л. Костюченко с соавт., 2000; И. А. Саввина, 2002; Cottrell J. E., 2001).
В настоящее время при операциях на головном мозге перспективным является использование гидроксиэтилкрахмала в составе инфузионной терапии. Применение данной группы коллоидов во время оперативных вмешательств, приводит к улучшению микроциркуляции, доставки кислорода к тканям, стабилизации мембран эндотелия, снижению кровопотери и потребности в использовании препаратов крови. Шилова Н. Л. с соавторами (2005) наблюдали положительные эффекты ГЭК при операциях протезирования тазобедренного сустава. Эффективность этой группы коллоидов, в плане уменьшения интраоперационной кровопотери, стабилизации ОЦК и гемодинамики у детей при операциях на головном мозге показана в работе (И. А. Саввина, 2002).
Многими авторами (Ю. Е. Москаленко, 1975; А. А. Панин с соавт., 1988; Г. С. Тиглиев с соавт., 1991; А. Ю. Лубнин с соавт., 2000; А. В. Грибков с соавт., 2001, С. В. Царенко, 2005; R. K. Narayan, 1996), большое значение придается мониторингу функций центральной нервной системы во время операций на головном мозге.
Харви Кушинг (1917), один из основоположников нейрохирургии, в числе первых осознал важность мониторинга и стал регистрировать пульс, артериальное давление, частоту дыхания и температуру тела во время операции, что значительно повысило ее безопасность для больных (Morgan G. E., 2001). В современных условиях инвазивный и неинвазивный мониторинг позволяет проводить сложные вмешательства, которые ранее считались физиологически не выполнимыми.
Виды мониторинга функций ЦНС включают в себя:
- мониторинг внутричерепного давления;
- электрофизиологические методики (электроэнцефалография, регистрация вызванных потенциалов);
- измерение мозгового кровотока (клиренсные методики, транскраниальная доплерография);
- мониторинг церебральной оксигенации (анализ биохимического состава оттекающей от мозга крови, церебральная оксиметрия).
Изучению электроэнцефалограммы при различных методиках общей анестезии посвящены работы (С. Н. Ефуни, 1969; Л. Р. Зенков, 2002; В. В. Субботин, 2005). По существу изменения ЭЭГ при наркозе сводятся к постепенному замещению ритмов бодрствования (альфа и бета) дельта- и сигма-ритмом. Ефуни С. Н. (1969) в своей работе показал, что появление периодов электрического молчания на ЭЭГ может быть следствием не только передозировки наркотического препарата, но и метаболических дисфункций, вызванных гипоксией или нарушениями электролитного баланса в организме.
Несомненный интерес представляет работы (Шагас Ч., 1976; А. А. Панин с соавт., 1988; Г. А. Щекутьев с соавт., 1996; Й. Смит, П. Уайт, 2002; М. Г. Дралюк с соавт., 2003), где авторы свидетельствуют о том, что регистрация вызванных потенциалов для мониторинга функционального состояния мозга является перспективной в научном и практическом плане. С помощью этого высокочувствительного метода можно оценивать адекватность различных этапов анестезиологического пособия (Е. В. Терещенкова с соавт., 2004). Макаренко Е. П. (2004) использовала этот метод для оценки эффективности анестезии в абдоминальной хирургии. Тем не менее, надо отметить, что электрофизиологические методики дороги, требуют специального оборудования, параметры зависят от температурного режима, фармакологических препаратов, вводимых больному.
Работами Ю. Е. Москаленко, А. Р. Шахнович (1977) показана важность мониторинга внутричерепного давления. Информационная ценность ВЧД многопланова. Данный показатель может свидетельствовать о состоянии внутричерепной ликвородинамики, об изменениях объема ликворных пространств, а также о растяжимости и эластических свойствах краниоспинальной полости (Ю. Е Москаленко с соавт., 1966; А. Р. Шахнович с соавт., 1980; В. В. Лебедев с соавт., 2000, 2001; С. В. Царенко, 2005; P. B. Yorgensen, 1973).
Одним из современных методов изучения мозгового кровотока является транскраниальная доплерография (А. Р. Шахнович с соавт., 1996; Nam D. D., 2003). Парфенов В. Е. в 1996 году показал возможности данного метода в нейрохирургии. Храпов К. Н. с соавторами (1998) с помощью данного метода исследовали влияние некоторых методов общей анестезии на мозговой кровоток. В своей работе они показали, что общая анестезия с исполозованием дипривана вызывает отчетливое снижение мозгового кровотока. Введение же кетамина сопровождается увеличением скорости мозгового кровотока. Во время общей анестезии с использование закиси азота и фентанила наблюдается умеренная дилатация мозговых сосудов, однако линейная скорость мозгового кровотока не изменяется.
В нейроанестезиологии частота церебральной ишемии и гипоксии велика, а мозг, как известно, является органом наиболее чувствительным к ишемии и гипоксии. Церебральная ишемия является наиболее частым и тяжелым осложнением в сосудистой нейрохирургии. Одним из факторов ее развития является временное выключение кровотока по одному из магистральных сосудов мозга (А. Ю. Лубнин с соавт., 2000; Е. Бабаян с соавт., 2005; Л. В. Усенко с соавт., 2005). Именно поэтому продолжается поиск надежных методик интраоперационного мониторинга (А. Ю. Лубнин с соавт., 1996, 2000).
В течение трех последних десятилетий внедрен в клиническую практику и получает все большее признание один из методов прямой неинвазивной оценки оксигенации головного мозга – церебральная оксиметрия, основанный на спектроскопии в близком инфракрасном свете. Показатель оксигенации в литературе обозначается как rSO2 и измеряется в процентах (Yelderman M., 1990; И. И. Таранова с соавт., 2002, 2004). Данный метод позволяет оценивать кислородный статус гемоглобина, находящегося в сосудах исследуемой области головного мозга, что сближает его с методом пульсовой оксиметрии, хорошо знакомым всем анестезиологам (А. Ю. Лубнин, 1996; С. В. Царенко, 2005; F. Mielck, 1995).
Из представленных данных литературы, относящихся к специфическим вопросам анестезиологического обеспечения операций по удалению объемных образований головного мозга и клипированию артериальных аневризм, следует, что у данной категории больных имеется множество интраоперационных факторов риска. Это указывает на необходимость дальнейшего поиска и разработки методов анестезии, интенсивной терапии у больных с исходно скомпроментированными функциями ЦНС, предупреждающих или устраняющих развитие возможных осложнений.
В начало главы Перейти к содержанию монографии
1.2. Гемодинамические, метаболические, ферментативные реакции организма больных с опухолями головного мозга и артериальными аневризмами в ответ на операционную травму
Операционный стресс – это не единый синдром, а совокупность синдромов, вызываемых оперативным вмешательством (Ф. Ф. Белоярцев, 1977; А. П. Зильбер, 1984).
Операционная травма является чрезвычайно сильным интегральным воздействием на организм, включающим вынужденное повреждение нервных стволов и окончаний, негативное влияние на психику больного (Г. А. Шифрин с соавт., 1988). Известно пять главных агрессивных факторов операционного стресса: – психо-эмоциональное возбуждение, боль, патологические рефлексы неболевого характера, кровопотеря, повреждение жизненно важных органов (А. П. Зильбер, 1984; И. П. Назаров с соавт., 2000, 2005).
Полное устранение нежелательных эффектов хирургического лечения и анестезии пока недостижимо (В. И. Медведев, 1986; Н. А. Осипова, 1990; Г. В. Гвак, 2004; Pover S. J. et all, 1983; Blach T. E. et all, 1984; Rever J. G., 1984). Несмотря на большое количество публикаций, посвященных данному вопросу, изучение этой проблемы, важной для анестезиологов, хирургов и врачей других специальностей, продолжается.
Канадский патолог Г. Селье обозначил сресс как совокупность характерных, стереотипных общих ответных реакций организма на действие раздражителей самой различной природы (А. Ф. Адо, 1980; А. П. Зильбер, 1984; Я. И. Ажипа, 1990). Заслуга Селье состоит ещё и в том, что он подробно изучил и показал важнейшую роль гипофизарно-надпочечниковой системы в развитии стресса.
Оперативное вмешательство и общая анестезия вызывают комплекс изменений в органах и системах организма. Резкое и интенсивное раздражение нервных структур, вызываемое хирургической травмой, приводит к возникновению импульсов, передающихся по восходящим путям в высшие нервные центры, как по путям соматической чувствительности, так и по волокнам вегетативной нервной системы. Нервные импульсы достигают таламуса, являющегося центром, объединяющим всю переферическую афферентную информацию. Импульсы, передающиеся по таламокортикальным путям в кору головного мозга, вызывают сознательные ощущения (боль, страх), которые имеют большое значение для последующего развертывания постагрессивной реакции (И. Я. Усватова, 1968; В. В. Королев с соавт., 1977; И. П. Назаров, Ю. С. Винник, 1999; Е. В. Волошенко, 2000; И. П. Назаров, 2005).
Это наиболее раний нервный механизм активирования ретикуло-кортикальной цепи. В последующем, начинает действовать более поздний, гуморальный механизм. В связи с этим повышается концентрация катехоламинов, тропных гормонов, глюкокортикоидов, серотонина, инсулина (В. А. Гологорский с соавт., 1988; З. З. Надирадзе с соавт., 2004; С. В. Сорсунов, 2004; И. П. Назаров, 2005).
Хирургическая агрессия вызывает активацию симпатоадреналовой системы. Ее отделы (ретикулярная формация, мозговое вещество надпочечников и окончания симпатических нервов в органах) дополняют гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковую систему (Д. Е. Альперн, 1965; А. Ш. Бышевский, 1994). Можно сказать, что симпатоадреналовая система является стартером, запускающим в организме высокий уровень жизнедеятельности.
В условиях операционной агрессии уровень катехоламинов возрастает, особенно в травматичные моменты операции (Г. А. Рябов, 1982; В. В. Давыдов с соавт., 1987; И. П. Назаров, 1999, 2005). Влияние катехоламинов осуществляется через альфа- и бета-адренорецепторы, в разных соотношениях находящиеся в органах и тканях. Действие катехоламинов на миокард, сосуды и различные виды метаболизма опосредуется через систему аденилатциклазы – цАМФ, которая изменяет проницаемость мембран и функции актомиозина в гладких мышцах прекапиллярных сфинктеров (Л. Д. Чиркова, 1986; Е. И. Ермаков, 2002).
Под влиянием катехоламинов возникает переферическая вазоконстрикция, блокируется капиллярный кровоток, а кровоток через артерио-венозные анастомозы возрастает. Вследствие этого развиваются реологические расстройства, секвестрация крови и гиповолемия, рассеянное внутрисосудистое свертывание крови, стаз крови, микротромбозы, ишемия различных органов и тканей с нарушением их функций, сдвиги метаболизма (О. М. Авакян, 1977; Ф. Ф. Белоярцев, 1977; И. Хаулике, 1978; И. П. Назаров с соавт., 2000, 2005; С. И. Ситкин с соавт., 2006). Это приводит к необратимым изменениям в жизненно важных органах (Н. Т. Терехов, 1976; Н. Ф. Мистакопуло с соавт., 1983). В работе (Е. А. Дамир, с соавт., 1974) показаны нарушения тканевого кровотока у больных при операциях на головном мозге.
Операционная травма, вызывая значительные нарушения сосудистого тонуса и объема циркулирующей крови, приводит и к выраженным сдвигам в работе сердца (Р. М. Баевский с соавт., 1984; И. П. Назаров, 2005). В связи с активацией симпатикоадреналовой системы нарушается снабжение миокарда кислородом. Катехоламины значительно повышают обмен веществ в миокарде. Даже максимальное увеличение коронарного кровотока может оказаться недостаточным для удовлетворения потребностей сердца в кислороде (С. В. Аничков, 1974). По данным (А. Ю. Лубнин с соавт., 1996), длительная гиперкатехоламинемия приводит к сердечно-сосудистым осложнениям у больных с опухолями головного мозга.
Участие симпатикоадреналовой системы в хирургической агрессии не ограничивается катехоламинемией. В реакцию вовлекаются гипофиз, вызывая выброс АКТГ, АДГ и других тропных гормонов; щитовидная и поджелудочная железа, кора надпочечников (Е. Н. Маломан с соавт., 1975; А. Ф. Блюгер с соавт., 1987; Г. В. Гвак, 2004; З. З. Надирадзе, 2004; С. В. Сорсунов, 2004; И. П. Назаров, 2005; Enqquist A. et all, 1980;).
Кортикостероиды действуют синергично с катехоламинами (Т. М. Дарбинян с соавт., 1973; М. Д. Машковский, 1980, В. А. Гологорский, 1988). Высокие концентрации глюкокортикостероидов вызывают возрастание катаболизма белков, лимфопению, образование «стрессовых» эрозий и язв желудочно-кишечного тракта, стимуляцию тромбоцитопоэза, увеличение частоты септических осложнений (В. П. Гадалов, 1985; Г. А. Рябов с соавт., 1989; С. В. Царенко, 2005). Кортизол вызывает распад гликогена и гипергликемию, увеличивает выделение свободных жирных кислот и кетоновых тел в кровеносную систему (Д. Федерман, 1982; С. В. Царенко, 2005). Глюкокортикостероиды усилиливают действие катехоламинов на сердечно-сосудистую систему и катаболические процессы (А. П. Борисенко, 1990; Manchikanti L. et all, 1987). В работе (Л. В. Фирулев с соавт., 2004) показано, что при кесаревом сечении в условиях общей анестезии концентрация кортизола возрастает в 3 раза.
Оперативное вмешательство на жизненно важных органах, массивная интраоперационная кровопотеря, повреждение тканей приводит к гипоксии, которая сопровождается триадой: дефицитом АТФ, повреждением биологических мембран клеток, ацидозом (Г. А. Рябов, 1988; И. А. Барабай с соавт., 1992; Е. В. Волошенко, 2000; И. П. Назаров, 1999, 2005). Появляется гипоксический избыток лактата, который в какой-то мере может служить критерием тяжести стресса (А. П. Зильбер, 1984). Под воздействием катехоламинов и кортикостероидов в условиях гипоксии только 2 молекулы АТФ метаболизируются из каждой молекулы глюкозы. Вначале развивается недостаточность натрий-калиевого обменного насоса, приводящая к выходу калия из клетки, и поступлению в нее натрия. Это приводит к деполяризации, и, в результате, к высвобождению избыточных количеств глутамата, что еще более усугубляет натрий-калиевые «утечки» (А. П. Зильбер, 1984, Дж. Е. Коттрелл, 1996; Л. В. Фирулев с соавт., 2005). Все эти процессы вызывают гибель клеток, а, прежде всего, нейронов, так как они наиболее чувствительны к гипоксии (С. В. Царенко, 2005).
Хирургическая агрессия обуславливает напряженный режим работы большинства систем организма. Адреналин стимулирует распад гликогена в печени и мобилизацию жирных кислот из липидов, в результате изменяются свойства клеточных мембран, основу которых составляют фосфолипиды. Происходит гидролиз мембранных фосфолипидов с помощью фосполипазы. Кроме того, нарушается обмен холестерина. В результате страдает ультраструктура органов, и снижаются их функциональные возможности (А. М. Бару, 1962; K. Karlson et al, 1985; M. Clark et all, 1985).
Под действием катехоламинов, как уже было показано, возрастает уровень жирных кислот, которым присущ мембраноповреждающий эффект. Одна из этих кислот, арахидоновая, метаболизируется в биоактивные молекулы (тромбоксан, лейкотриены и простагландины). Эти вещества обладают повреждающим эффектом на все органы и ткани (И. А. Барабой с соавт., 1992; И. П. Назаров, 2005), а, особенно, на мозг (Дж. Е. Коттрелл, 1996; С. В. Царенко, 2005). Реакции распада арахидоновой кислоты приводят к генерации свободных радикалов кислорода, которые, в свою очередь, могут повреждать липиды и белки (D. S. DeWitt et al, 1994). Свободные радикалы, реагируя со стабильной молекулой, образует новые свободные радикалы. Когда такие реакции захватывают молекулы, формирующие клеточные структуры, подобные фосфолипидам, происходит процесс разрушения клетки (Bryan R. N. Jr. et all, 1995; E. Tsuchida, 1996). Результатом мембранодестабилизирующих процессов является развитие локального ДВС-синдрома, способного увеличить зону вторичного повреждения головного мозга (С. В. Астраков с соавт., 2004). Свободные радикалы образуются также внутри клетки и могут вызвать прямое нейрональное повреждение.
Исследованиями (Ф. С. Галеев с соавт., 1987) показано, что анестетики оказывают определенное влияние на перекисное окисление липидов. Так кетамин, седуксен, сомбревин усиливают переоксидацию, а оксибутират натрия, тиопентал натрия, дроперидол – ослабляют.
Для нормальной биологической среды характерно равновесие между окислителями и восстановителями. В патологических условиях это равновесие смещается в сторону оксидазной активности, при этом концентрация восстановительных агентов (в основном SH) и активность антиоксидантных ферментов значительно падает. В таких случаях возможны оксидазные повреждения с развитием оксидазного стресса (М. Лэйми с соавт., 2002; С. В. Астраков с соавт., 2004; И. Н. Пасечник, 2004; Bosca L. et all, 1999). В результате повреждаются структуры самой клетки (Г. А. Рябов с соавт., 1991). При этом происходит выход лизосомальных ферментов, которые быстро разрушают все жизненно важные компоненты клетки, поставив точку в цепи свободнорадикального повреждения (А. Ф. Блюгер с соавт., 1987).
Ацидоз, возникающий в результате гипоксии, способствует возникновению отека мозга, нарушает гомеостаз ионов кальция в центральной нервной системе и усиливает образование свободных радикалов (С. А. Согомонян с соавт., 1996; Л. В. Фирулев с соавт., 2005; D. S. DeWitt et all, 1994).
Афферентная импульсация из рецепторов сосудистого аппарата почек приводит к возбуждению ренин-ангиотензин-альдостероновой системы. В результате ряда взаимодействий образуется самый сильный вазопрессор – ангиотензин-2, что приводит к повышению артериального давления (М. Д. Машковский, 1993). Ангиотензин-2 вызывает гиперсекрецию альдостерона, которая приводит к задержке натрия и воды, следствием чего являеся гиперволемия. В тоже время, под влиянием эфферентной импульсации, центры гипоталамуса начинают активировать секрецию антидиуретического гормона, что приводит к увеличению реабсорбции воды в дистальных почечных канальцах. Вместе эти процессы вызывают существенное снижение диуреза (Е. В. Волошенко, 2000; И. П. Назаров, 2005; Tonelli D. et all, 1985).
Выброс минералокортикоидов увеличивает реабсорбцию натрия и воды с повышенной экскрецией калия, что также вызывает снижение диуреза (С. И. Рябов с соавт., 1980; В. В. Давыдов с соавт., 1987; Г. Н. Цыбуляк с соавт., 1987; В. П. Ужва с соавт., 1990).
Вегетативно-эндокринная реакция, возникающая после хирургической агрессии, затрагивает практически все стороны метаболизма. Обмен веществ в послеоперационном периоде характеризуется не только выраженным характером белкового метаболизма, но и быстрым истощением запасов углеводов при ограниченном использовании жиров. Также ведущим проявлением катаболической фазы является увеличение основного обмена, повышение содержания лактата, пирувата, отрицательный азотистый баланс, нарушение водно-электролитного обмена (А. У. Уилкинсон, 1974; Г. А. Рябов с соавт., 1989; Е. В. Волошенко, 2000; И. П. Назаров, 2005).
Гормоны щитовидной железы оказывают калоригенное действие в митохондриях. Увеличение несократительного термогенеза при действии тиреоидных гормонов связано с увеличение расхода АТФ в энергозависимых процессах (В. В. Иванов, 1994). Расход кислорода больше всего увеличивается в сердце и печени. Исследование Дж. С. Эверли (1985) свидетельствует о повышении чувствительности тканей к катехоламинам под действием тиреоидных гормонов.
Хирургическое вмешательство повышает концентрацию инсулина в крови больных во время операции и в течение нескольких дней после нее (Г. В. Гуляев, 1977; Н. И. Терехов, 2004). Гиперинсулинемия является следствием гипергликемии, которая, в свою очередь, развивается в результате гиперкортизолемии. Но в то же время, некоторые авторы (Yohanninsson E., 1968) указывают на торможение выделения инсулина панкреатическими клетками, этим объясняя длительную гипергликемию.
Несомненный интерес представляет работа (И. А. Трубина с соавт., 1999), в которой показано различие содержания инсулина в крови у больных с опухолями мозга в зависимости от локализации: у больных с опухолями диэнцефальной области гиперинсулинемия более выражена по сравнению с опухолями ствола головного мозга.
Хирургическое вмешательство, как и любой стрессор, вызывает активацию калликреин-кининовой системы, что приводит к образованию группы биологически активных нейровазоактивных полипептидов – кининов. Они оказывают непосредственное влияние на тонус и проницаемость сосудистой стенки, вызывая расширение прекапиллярных сосудов и увеличивая проницаемость капилляров (А. Д. Адо, 1980; В. В. Иванов, 1994; И. П. Назаров, 1999, 2005). Увеличение проницаемости сосудов вызывает отек головного мозга (С. В. Царенко, 2005; Unterberg A., 1984).
Операционная травма и анестезия оказывают существенное влияние на иммунную систему организма, которая в значительной степени определяет течение и исход многих заболеваний и хирургических вмешательств (Е. В. Волошенко, 1991; И. П. Назаров, Ю. С. Винник, 1999). В физиологических условиях лимфоциты и макрофаги способны распознавать и уничтожать трансформированные клетки. Наличие в организме опухоли уже означает, что иммунологический ответ снижен (А. Ш. Бышевский с соавт., 1984).
Операционный стресс иммуносупрессивен за счет активации гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы (В. П. Гадалов, 1985; Б. С. Брискин с соавт., 1989; И. П. Назаров, 2003). В связи с выбросом кортикостероидов угнетается воспалительная реакция, происходит распад лимфоцитов и плазматических клеток, снижая количество Т-лимфоцитов, главным образом за счет уменьшения Т-хелперов, уменьшается число эозинофилов, снижается устойчивость организма к инфекции (Р. В. Петров, 1983; Б. Д. Брондз, 1987; Брискин с соавт., 1989).
Гиперкатехоламинемия вызывает нейтрофильный лейкоцитоз, лимфоцитоз, снижение процента Т-хелперов при неизменном содержании Т-супрессоров (Г. М. Соловьев с соавт., 1987). Дефицит инсулина, вызывая нарушение утилизации глюкозы, также оказывает иммуносупрессивное действие (В. П. Гадалов, 1985).
Представляют интерес исследования (Б. Р. Гельфанд с соавт., 2000; Watkins J. et all, 1982) о действии на иммунный ответ применяемых анестетиков. По данным М. Salo (1978) премедикация атропином и промедолом не влияет на содержание Т- и В-лимфоцитов.
Оксибутират натрия активирует клеточный метаболизм и резко повышает фагоцитарную активность лейкоцитов (В. П. Гадалов, 1985). Исследования (Van Hemelrijck J. et all, 1991) установили, что ингаляция закиси азота может вызвать гранулотромбоцитопению.
Фторотан, по мнению большинства исследователей, обладает наибольшим иммуносупрессивным действием (В. П. Гадалов с соавт., 1989). В этой же работе показан иммуносупрессивный эффект тиопентала натрия, который выражался в угнетении миграции лейкоцитов человека, снижении хемотаксиса и фагоцитоза.
Общая анестезия кетамином вызывает увеличение активности Т-супрессоров (Г. А. Можаев с соавт., 1983). Фентанил даже в высоких дозах оказывает минимальное действие на иммунный ответ (Й. Смит, П. Уайт, 2002). В работе (И. П. Назарова с соавт., 2004) показано положительное влияние на гуморальное звено иммунитета у тяжелообожженных при применении стресспротекторов (клофелина, даларгина, пентамина). Улучшение показателей гуморального звена иммунитета отмечается при применении адреноганглиоплегии (И. П. Назаров с соавт., 2000).
В работе (Watkins J. et all, 1982) выявлено, что барбитураты in vitro вызывают иммуносупрессию, которая выражается в угнетении миграции лейкоцитов, снижении хемотаксиса и лейкоцитоза лейкоцитов.
Исследования на животных in vitro показали, что ингаляционные анестетики угнетают иммунную систему сильнее, чем внутривенные. Хотя теоретически это может повысить частоту послеоперационных инфекционных осложнений и способствовать опухолевому росту, на практике не было найдено значимых различий между больными, оперированными в условиях внутривенной и ингаляционной анестезии (Смит Й., Уайт П., 2002). Большинство авторов полагают, что воздействие анестетиков на иммунитет несравненно меньше влияния на него операционного стресса (Н. В. Лян с соавт., 1986; Carr D. B., 1999).
Холинергическая система также вносит свой вклад в общее стрессовое состояние. Ряд патологических рефлексов на дыхание и кровообращение замыкается через холинергическую систему. Ацетилхолин способен также стимулировать выделение адреналина из мозгового вещества надпочечников (А. П. Зильбер, 1984; Е. В. Волошенко, 2000). Боль, страх, психоэмоциональная нестабильность вызывают активацию М- и Н-холинорецепторов подкорковых ганглиев, ствола головного мозга, коры мозга (Н. Н. Белер с соавт., 1986). Ацетилхолин также стимулирует выделение простагландинов, изменяющих продукцию катехоламинов, главным образом, дофамина (Е. В. Волошенко, 2000). Запуск холинергических механизмов вызывает нарушение функции желудочно-кишечного тракта, печени и сердечно-сосудистой системы (Н. Н. Белер с соавт., 1986).
Выше указанные изменения в организме происходят уже на этапе ожидания операции. Пациент испытывает эмоциональный стресс, который вызывает совокупность адаптационно-защитных реакций (Е. В. Волошенко, 2000). Даже видимое спокойствие пациента не может быть расценено как следствие адекватной премедикации. Многие схемы премедикации требуют пересмотра как неадекватные. В работе (А. А. Попов, 1991) автор приводит антистрессорный вариант премедикации клофелином и ганглиолитиками у хирургических больных. Положительные эффекты клофелина как компонента премедикации у пациентов с заболеванием щитовидной железы, отмечены некоторыми авторами (М.И. Неймарк, 1996; В.Ю Межин, 2002; М.Е. Иванцов, 2004; С. В. Сорсунов, 2006).
Именно поэтому одной из актуальных задач современного обезболивания является разработка способов уменьшения вегетативных и эндокринных реакций организма (С. В. Аничков, 1974; Ю. Д. Игнатов, 1982; Е. В. Волошенко, 1991, 2000; В. Д. Слепушкин, 1996). Необходим более глубокий подход к разработке адекватной защиты больного от операционной травмы (Н. А. Осипова. 2004).
Исследованиями (Ф. Ф. Белоярцев, 1977; А. Н. Беспальчий, 1985; И. П. Назаров с соавт., 1999, 2000, 2005) показано, что кроме обезболивания и миорелаксации, целесообразны угнетение психических реакций, блокада патологических рефлексов, торможение вегетативной нервной системы и эндокринного аппарата, гиперергические реакции которых сами могут явиться причиной серьезных нарушений в состоянии больных. В работе Е. В. Терещенковой с соавторами (2004) обозначена важность вегетостабилизирующего компонента анестезии при операциях удаления базальных менингеом. Мицуков Д. Г. (2004) показал хороший вегетостабилизирующий эффект эпидуральной анестезии в сочетании с клофелином и даларгином при эндопротезировании тазобедренного сустава.
Суммируя выше изложенное, можно сказать, что любое оперативное вмешательство сопровождается вегетативными импульсами и гуморальными изменениями, которые выражаются повышением уровня катехоламинов, ТТГ, Т3, Т4, 11-ОКС, инсулина, кортизола, альдостерона, пролактина (Теодореску Ексарку И., 1972; И. П. Назаров с соавт., 2000, 2005).
Анализируя данные литературы, относящиеся к проблеме операционного стресса, можно утвердительно сказать, что в организме у больного с объемным образованием головного мозга и артериальными аневризмами в периоперационном периоде присутствуют все вышеуказанные изменения. Также они дополняются спецефическими для данной категории больных внутричерепной гипертензией, неврологическим дефицитом, возможностью большой интраоперационной кровопотери. Несомненно, что клиническое течение восстановительных процессов после операции и, в конечном счете, эффективность нейрохирургического лечения во многом зависит от нейроэндокринного ответа организма на операционный стресс.
Исследованиями большого количества авторов доказано, что нарушение гомеостаза у оперированных больных связано с таким понятием как операционный стресс. Принципиальное место при повреждении клеток отводится высоким концентрациям гормонов стресса, нарушениям метаболизма, липолизу, протеолизу, ацидозу и свободнорадикальному окислению липидов. Существует множество исследований, в которых изучалась степень защиты организма от стрессовых влияний оперативного вмешательства при различных методах анестезиологического пособия. Можно с уверенностью сказать, что ни одно монокомпонентное анестезиологическое пособие не обеспечивает полной защиты организма от хирургической агрессии. Следовательно, дальнейший поиск методов управления нейровегетативными реакциями организма при операционной травме остается актуальным при хирургических вмешательствах на головном мозге.
В начало главы Перейти к содержанию монографии
1.3. Свойства альфа 2-адреномиметиков и нейропептидов и предпосылки их применения в составе анестезиологического пособия при операциях на головном мозге
С момента возникновения анестезиологии подразумевалось, что состояния анестезии следует достигать с помощью единственного анестетика (моноанестезия). При этом подходе доза анестетика должна быть достаточно велика, чтобы обеспечить желаемые эффекты. Такая анестезия часто вызывала тяжелые осложнения и смерть больного. Очевидная неудовлетворенность результатами привела к поиску сбалансированной анестезии в виде сочетания нескольких анестетиков (Й. Смит, П. Уайт, 2002, Н. А. Осипова, 2004; И. П. Назаров, 2005; Г. В. Гвак, 2004, 2005). Эти исследования и поиск «идеальной» анестезии продолжаются, и по сей день.
За последние два десятилетия в области физиологии, патофизиологии и фармакологии достигнуты значительные успехи в изучении жизнедеятельности мозга, особенностях нейромедиаторного обмена в головном мозге (А. Н. Кондратьев, 1992; И. А. Саввина, 2002).
В работах (А. Н. Кондратьев с соавт., 1991; С. П. Шефер с соавт., 1999; И. А. Саввина, 2002) предлагается оценивать адекватность анестезиологического обеспечения на различных этапах оперативного вмешательства у нейрохирургических больных на основе положений теории функциональных систем П. К. Анохина, согласно которым внутричерепное давление, мозговой кровоток и метаболизм, стабильность объема, функциональное состояние мозга, его податливость являются производными согласованной деятельности различных функциональных систем.
Принципиальным является то, что в момент травмы и операции патологическое воздействие на мозг только начинается. В дальнейшем, на него продолжают действовать механизмы патогенеза (повреждающие) и саногенеза (восстанавливающие) (С. В. Царенко, 2005).
Одним из перспективных путей решения, назревших в нейроанестезиолоогии проблем, может быть изучение участия нейрорегуляторных стресслимитирующих систем головного мозга в реализации компенсаторных и саногенетических процессов при его повреждении различной этиологии. А также в формировании оптимального для мозга и организма больного уровня нейровегетативной стабилизации в ходе оперативного вмешательства (А. Н. Кондратьев с соавт., 1990, 1991, 1992; И. А. Саввина, 2002; Е. В. Терещенкова, 2004).
Сочетанное воздействие на опиоидную, адренергическую, ГАМК-ергическую антиноцицептивные нейрорегуляторные системы; N-methyl-D-aspartate (NMDA)-рецепторы посредством их блокады препаратами, подавляющими избыточное действие возбуждающих аминокислот, которые играют ведущую роль в поддержании физиологически согласованной деятельности функциональных систем организма, должно способствовать улучшению условий оперативного вмешательства на головном мозге, упрощению методик анестезии и уменьшению количества осложнений (А. Н. Кондратьев, 1992; И. А. Саввина, 2002; Н. А. Осипова, 2004; Daniel J. C.et al, 2004).
В реализации анестезии принимают участие адренергические системы ЦНС. Экспериментальные и клинические исследования Ю. Д. Игнатова с соавторами (1982, 1996) показали, что при введении норадреналина в желудочки мозга реализуется болеутоляющий эффект в результате активации альфа-2-адренорецепторов.
Альфа 2-адреномиметики достаточно давно используются в анестезиологии (Й. Смит, П. Уайт, 2002). Активация альфа 2-адренорецепторов приводит к угнетению аденилатциклазы, уменьшает количество цАМФ и протеинкиназы, и модифицирует регуляторные белки таким образом, что уменьшается нейрональная импульсация и угнетается выброс нейротрансмиттеров (Segal I. S. et all, 1988). По данным (Ю. Д. Игнатов с соавт., 1982; Г. А. Шифрин с соавт., 1988; А. В. Николаев, 1999; В. Л. Виноградов, 2002; С. В. Сорсунов, 2004), клофелин снижает потребность в анестетиках и аналгетиках, оказывает седативный и анксиолитический эффекты, стабилизирует сердечно-сосудистую систему.
В связи с этим, их целесообразно применять в премедикации, особенно при сопутствующих сердечно-сосудистых заболеваниях. Высокий болеутоляющий эффект отмечен у больных инфарктом миокарда, также имеет место ограничение зоны некроза кардиомиоцитов и предупреждение нарушений ритма (Renard M. et all, 1986). Пролонгированная морфино-клофелиновая эпидуральная анестезия эффективно купирует выраженный и затяжной болевой синдром при нестабильной стенокардии (В. Н. Тумак с соавт., 2004).
В последние годы установлено, что адренопозитивные препараты (клофелин, метилдофа) способны ослаблять поведенческие проявления ноцицептивных реакций. В работе Ю. Д. Игнатова (1982) было высказано предположение, что клофелин и его структурные аналоги могут дать начало новому классу аналгетиков. Клофелин обладает высокой липофильностью, поэтому быстро проникает через гематоэнцефалический барьер и оказывает центральное альфа-адреномиметическое действие, которое проявляется в аналгезии, седации, а также следствием его является симпатикоингибирующий эффект (В. И. Кулинский с соавт., 1987; М. Джабери, 1989, И. П. Назаров с соавт., 2000, 2005).
Клофелин и другие альфа – 2 – агонисты обладают выраженным антикалоригенным эффектом, в связи, с чем они снижают потребление организмом кислорода (В. И. Кулинский с соавт., 1988). В соответствии с этим клофелин значительно увеличивает устойчивость ко всем исследованным видам гипоксии: гипоксической, гиперкапнической, гемической и цитотоксической (В. И. Кулинский с соавт., 1985, 1986), что особенно важно для головного мозга, как наиболее чувствительного к гипоксии.
Важно подчеркнуть, что изучение адренопозитивных соединений интересно и с позиций анализа нейрохимических механизмов боли и обезболивания, поскольку по ряду данных, эффект клофелиноподобных препаратов тесно связан с активностью пептидергических механизмов мозга (П. В. Пругов, 1999). Болеутоляющий эффект клофелина может проявляться в случаях, резистентных к опиатам (И. П. Назаров, 1990; Д. В. Островский, 1994; В. Н. Тумак с соавт., 2004). Работами (П. В. Пругов, 1999; Е. В. Волошенко, 2002) доказано, что при общей анестезии клофелин поддерживает стабильность гемодинамики за счет снижения уровня катехоламинов. Также он увеличивает продолжительность регионарной анестезии, включая блокаду переферических нервов (Н. И. Терехов, 1999).
Прочие благоприятные эффекты клофелина включают уменьшение озноба в послеоперационном периоде, устранение обусловленной опиоидами мышечной ригидности, ослабление симптомов отмены опиоидов. Кроме того, клофелин используют как вспомогательное средство при лечении некоторых болевых синдромов (Ю. Д. Игнатов с соавт., 1982, 1984, 1996).
Авторы (В. М. Женило с соавт., 2004) в эксперименте исследовали опиатные, адренергические и серотонинергические нейромедиаторные системы при применении мидазолама, кетамина, клофелина, фентанила, даларгина. Доказали, что исследуемый вариант общей анестезии обладает выраженным аналгетическим эффектом, как при соматической, так и при висцеральной ноцицепции. Эти же авторы с помощью регистрации вызванных потенциалов во время оперативных вмешательств на легких доказали, что общая анестезия на основе мидазолама, кетамина, клофелина, фентанила вызывает торможение психического восприятия и амнезию, что является критерием адекватности анестезиологического пособия.
Игнатов Ю. Д. с соавторами указали на положительный эффект эпидурального введения клофелина. Они доказали, что сочетанное эпидуральное введение клофелина и морфина обеспечивает адекватное анестезиологическое пособие на до-, интро- и послеоперационных этапах (1994). Клофелин уменьшает прессорную реакцию на интубацию трахеи (M. Ghignone et al, 1986). Это особенно важно у больных с аневризмами, так как именно период ларингоскопии и интубации наиболее опасен в плане разрыва аневризмы. Управляемую гипотонию широко применяют при хирургическом лечении аневризмы (А. Н. Кондратьев, 1992; Д. Э. Морган, 2001; И. А. Саввина, 2002).
В середине 80-х годов появились первые зарубежные публикации, в которых высоко оценивался болеутоляющий эффект клофелина, введенного эпидурально или интратекально (Tamsen A. et all, 1984). Важно подчеркнуть, что действие клофелина не связано с дополнительной активацией опиоидной системы, и, следовательно, лишено нежелательных эффектов опиатов (Gordh T. E. et all, 1983; А. В. Тараканов, 1991).
Саввина И. А. (2002) в своей работе показала, что сочетанное применение фентанила и клофелина в системе анестезиологического пособия при опухолях головного мозга у детей обеспечивает более надежную нейровегетативную стабилизацию и согласованность компенсаторных реакций организма в сравнении с нейролептаналгезией. Перспективность дополнения анестезиологического пособия клофелином в нейроонкологии показал А. Н. Кондратьев (1992).
В зарубежной литературе фигурирует селективный агонист альфа 2-адренорецепторов – дексметомидин (McPherson R. W. et all, 1994; Gupta S. et all, 1997). Препарат снижает потребность в опиоидах и не вызывает угнетения дыхательного центра. Используется в качестве вспомогательного препарата в клинической нейроанестезиологии, особенно при удалении упухолей головного мозга и внутричерепных гематом. Дексметомидин в эксперименте на животных при анестезии с использованием изофлюрана снижает церебральный кровоток без изменения мозгового метаболизма (Zornow M. H. et al, 1990). Дексметомидин уменьшает скорость церебрального кровотока у человека (Zornow M. H. et all, 1990).
Авторы (Gupta S. et all, 1997), выяснили, что дексметомидин не только снижает общий мозговой кровоток, а также ограничивает церебральную вазодилатацию при гипоксии. Экспериментальные исследования (Talke P. et all, 1997) показывают, что дексметомидин может обладать защитными свойствами для клеток мозга в состоянии ишемии. Данный защитный эффект приписывается демпфированию вызванного ишемией высвобождения катехоламинов в мозге.
В последнее время возрос интерес и к другой группе препаратов, так называемым, «опиоидным пептидам», в частности, к отечественному препарату даларгину (В. В. Лихванцев с соавт., 1994; Н. Н. Михайлов с соавт., 1994; Г. В. Гвак, 2004). Изначально созданный для лечения язвенной болезни, этот препарат начал применяться в ряде других областей медицины, в том числе как компонент предоперационной защиты, анестезиологического обеспечения и интенсивной терапии у онкологических больных. В основе его действия лежит тот факт, что опиоидергическая система играет важную роль в регуляции клеточного метаболизма, формировании стресс-реализующих и стресс-лимитирующих процессов (В. Д. Слепушкин с соавт., 1988; С. Д. Варфоломеев с соавт., 1999; Г. В. Гвак, 2004, 2005). Исходя из этого, даларгин обладает антистрессорным эффектом и относится к эндогенной антистрессорной системе (В. Д. Слепушкин, 1993; А. В. Николаев с соавт., 1997; И. П. Назаров, 2005).
Авторы (Н. Н. Михайлов с соавт., 1994; А. В. Николаев с соавт., 1998), впервые использовали метод эпидуральной аналгезии даларгином у онкологических больных при вторичных изменениях в костях таза, раке легкого, поджелудочной железы, почек.
В исследованиях В. Д. Слепушкина с соавторами (1996, 1997), А. Н. Истомина (2004) показано, что применение даларгина в премедикациии и во время общей анестезии у онкологических больных дает отчетливый стресс-протекторный эффект, что подтверждено стабильной гемодинамикой, устойчивостью уровня кортизола и гликемии.
Экспериментами С. Р. Иванова и П. П. Золина (1999) установлено, что опиоидные пептиды значительно изменяют метаболизм и секрецию катехоламинов в ткани головного мозга. Ими же была предпринята попытка в эксперименте на крысах, воздействовать на опиатные рецепторы центральной нервной системы даларгином с целью нормализации метаболизма головного мозга в остром периоде черепно-мозговой травмы.
Имеются указания на эффективность даларгина в комплексной терапии облитерирующих заболеваний нижних конечностей (Г. К. Золоев с соавт.. 1990). Отмечено также положительное влияние даларгина на психические функции больных алкоголизмом (А. И. Белкин с соавт., 1988). По данным М. Л. Лебедева с соавторами применение даларгина перспективно при отравлении уксусной кислотой (2002).
Сообщается о противоишемическом действии даларгина, реализуемом за счет его цитопротекторных свойств при использовании в составе анестезиологического пособия при удалении опухолей головного мозга (В. В. Казанцев. 1999; Д. Н. Чесноков с соавт., 2002). По данным (С. В. Одинцов с соавт., 2004), применение постоянной инфузии даларгина во время операций клипирования артериальных аневризм позволяет дополнительно защитить головной мозг от хирургической агрессии и ишемии.
По данным (Г. В. Гвак с соавт., 2003, 2004, 2005), использование активаторов стресс-лимитирующих систем в схеме общей анестезии обеспечивает стабильность вегетативного гомеостаза, достоверное снижение уровня кортизола. Это позволяет предупредить избыточное напряжение симпатоадреналовой системы и обеспечить адекватную защиту пациентов от хирургического стресса.
Существующие современные методы общей анестезии в разной степени приближаются к названию идеальные. Это сохраняет актуальность и перспективность дальнейших поисков и решений проблемы создания модели анестезии, предупреждающей или уменьшающей негативные последствия стрессорных факторов, сопутствующих оперативному вмешательству при опухолях головного мозга. Имеющиеся в доступной нам литературе данные свидетельствуют о перспективности использования альфа-2 – адреномиметиков и нейропептидов у хирургических больных разного профиля. В литературе указывается на благоприятные эффекты использования клофелина и даларгина при операциях удаления опухолей головного мозга и клипирования сосудов: противоишемческий, цитопротекторный, стресс-протекторный.
Однако в доступной литературе мы не нашли данных о совместном применении клофелина и даларгина при операциях на головном мозге. Недостаточно изучено использование этих препаратов в составе предоперационной подготовки и послеоперационной терапии.
Принимая во внимание выше сказанное, вероятно, целесообразно применение альфа 2-адреномиметиков и нейропептидов на различных этапах анестезиологического пособия при удалении опухолей головного мозга, клипировании артериальных аневризм. Можно предположить улучшение анестезиологической защиты при операциях на головном мозге с помощью сочетанного влияния на опиоидную систему даларгином и на адренергическую – клофелином. Существует настоятельная необходимость в проведении дальнейших исследований совместного применения альфа-2-адреномиметиков и нейропептидов при операциях на головном мозге в составе предоперационной подготовки, анестезиологического пособия, послеоперационной терапии. Этому и будут посвящены следующие главы нашей работы.