pulmoПульмонологияPULMONOLOGIYA0869-01892541-9617Scientific and Practical Journal “PULMONOLOGIYA” LLC10.18093/0869-0189-2024-34-3-364-374pulmo-4559Research ArticleМАТЕРИАЛЫ КОНГРЕССАCONGRESSВлияние различных технологий применения газообразного оксида азота на функционально-морфологическое состояние легких, маркеры повреждения миокарда и клинические исходы при кардиохирургических вмешательствах с искусственным кровообращениемThe influence of various technologies for the use of gaseous nitric oxide on the functional and morphological state of the lungs, markers of myocardial damage and clinical outcomes in cardiosurgical interventions with cardiopulmonary bypasshttps://orcid.org/0000-0001-7724-0123ПичугинВ. В.PichuginV. V.

Пичугин Владимир Викторович – д. м. н., профессор, научный руководитель отделения анестезиологии и реанимации

603950, Нижний Новгород, ул. Ванеева, 209

тел.: (920) 026-77-22

Vladimir V. Pichugin, Doctor of Medicine, Professor, Scientific Director, Department of Anesthesiology and Resuscitation

ul. Vaneyeva 209, Nizhny Novgorod, 603136

tel.: (920) 026-77-22

pichugin.vldmr@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7146-5927ДомнинС. ЕDomninS. E.

Домнин Степан Евгеньевич – к. м. н., врач анестезиолог-реаниматолог

603950, Нижний Новгород, ул. Ванеева, 209

тел.: (962) 508-35-05

Stepan E. Domnin, Candidate of Medicine, Anesthesiologist-Resuscitator

ul. Vaneyeva 209, Nizhny Novgorod, 603136

tel.: (962) 508-35-05

stepan.domnin@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5031-7637БаутинА. Е.BautinA. E.

Баутин Андрей Евгеньевич – д. м. н., профессор, заведующий научно-исследовательской лабораторией анестезиологии и реаниматологии

603950, Нижний Новгород, ул. Ванеева, 209

тел.: (921) 753-91-10

Andrey E. Bautin, Doctor of Medicine, Professor, Head of the Research Laboratory of Anesthesiology and Resuscitation

ul. Akkuratova 2, Saint Petersburg, 197341

tel.: (921) 753-91-10

abautin@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5031-7637ФедоровС. А.FedorovS. A.

Федоров Сергей Андреевич – к. м. н., врач-сердечно-сосудистый хирург

603950, Нижний Новгород, ул. Ванеева, 209

tel.: (987) 080-46-23

Sergey A. Fedorov, Candidate of Medicine, Cardiovascular Surgeon

ul. Vaneyeva 209, Nizhny Novgorod, 603136

tel.: (987) 080-46-23

sergfedorov1991@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5222-1329ЖуркоС. А.JourkoS. A.

Журко Сергей Александрович – к. м. н., врач сердечно-сосудистый хирург, заведующий отделением

603950, Нижний Новгород, ул. Ванеева, 209

тел.: (903) 609-34-15

Sergey A. Jourko, Candidate of Medicine, Cardiovascular Surgeon, Head of Department

ul. Vaneyeva 209, Nizhny Novgorod, 603136

tel.: (903) 609-34-15

zhurkoser@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5195-3608РязановМ. В.RyazanovM. V.

Рязанов Михаил Валерьевич – к. м. н., врач сердечно-сосудистыйхирург, заведующий отделением

603950, Нижний Новгород, ул. Ванеева, 209

тел.: (951) 919-48-07

Michail V. Ryazanov, Candidate of Medicine, Cardiovascular Surgeon, Head of Department

ul. Vaneyeva 209, Nizhny Novgorod, 603136

tel.: (951) 919-48-07

riazanov_mv@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0007-4821-8905СейфетдиновИ. Р.SeyfetdinovI. R.

Сейфетдинов Ильгиз Ряшидович – к. м. н., врач анестезиолог-реаниматолог

603950, Россия, Нижний Новгород, ул. Ванеева, 209

тел.: (915) 938-57-04

Ilgiz R. Seyfetdinov, Candidate of Medicine, Anesthesiologist-Resuscitator

ul. Vaneyeva 209, Nizhny Novgorod, 603136

тел.: (915) 938-57-04

ilgizskkb@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7945-9652БричкинЮ. Д.BrichkinYu. D.

Бричкин Юрий Дмитриевич – д. м. н., профессор-консультант

603950, Нижний Новгород, ул. Ванеева, 209

тел.: (903) 609-04-01

Yuriy D. Brichkin, Doctor of Medicine, Professor-consultant

ul. Vaneyeva 209, Nizhny Novgorod, 603136

tel.: (903) 609-04-01

y.d.brichkin@gmail.comГосударственное бюджетное учреждение здравоохранения Нижегородской области «Научно-исследовательский институт – специализированная кардиохирургическая клиническая больница имени академика Б.А.Королева»РоссияState Budgetary Healthcare Institution of the Nizhny Novgorod region “Research Institute – Specialized Cardiac Surgery Clinical Hospital named after Academician B.A.Korolev”Russian FederationФедеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр имени В.А.Алмазова» Министерства здравоохранения Российской ФедерацииРоссияFederal State Budgetary Institution “V.A.Almazov National Medical Research Center”, Ministry of Health of the Russian FederationRussian Federation202423062024343364374Copyright © Пичугин В.В., Домнин С.Е., Баутин А.Е., Федоров С.А., Журко С.А., Рязанов М.В., Сейфетдинов И.Р., Бричкин Ю.Д., 20242024Пичугин В.В., Домнин С.Е., Баутин А.Е., Федоров С.А., Журко С.А., Рязанов М.В., Сейфетдинов И.Р., Бричкин Ю.Д.Pichugin V.V., Domnin S.E., Bautin A.E., Fedorov S.A., Jourko S.A., Ryazanov M.V., Seyfetdinov I.R., Brichkin Y.D.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.pulmonology.ru/pulm/article/view/4559

Целью исследования явилась оценка влияния различных технологий применения газообразного оксида азота (NO) на состояние легких и сердца при выполнении операций на клапанах сердца в условиях искусственного кровообращения (ИК).Материалы и методы. В исследование включены пациенты (n = 93) мужского и женского пола, у которых были выполнены операции на клапанах сердца и сочетанные вмешательства в условиях ИК. Пациенты были распределены на 4 группы: 1-я (n = 30) (контроль) – больные, у которых использовался стандартный протокол анестезиологического обеспечения операции и ИК; у больных 2-й группы (n = 30) ингаляция NO (20 ppm) проводилась в течение 3 дней до операции, а также до и после ИК; у больных 3-й группы (n = 30) ингаляция NO (40 ppm) проводилась в течение всей операции, препарат подавался в инспираторную часть аппарата искусственной вентиляции легких (ИВЛ), а в период ИК – в комбинации с перфузией легочной артерии (ЛА) и ИВЛ сниженными объемами; у больных 4-й группы (n = 33) NO (40 ppm) подавался в оксигенатор аппарата ИК. Оценивались изменения функциональных показателей легких на этапах операции, выполнялось морфологическое исследование легких на исходном этапе (до ИК), на высоте ишемии и после реперфузии. Состояние миокарда после операции оценивалось по активности тропонина I (cTnI) в начале операции, после перевода в отделение реанимации и интенсивной терапии (ОРИТ), через 12, 24 и 48 ч после операции. Рассчитывался индекс повреждения миокарда (ИПМ) по формуле: ИПМ = TnIпоздний / TnIранний. Оценивались клинические исходы проведенных операций.Результаты. Статистически значимые различия в функциональном состоянии легких при различных вариантах ингаляционной подачи и введения в контур ИК не выявлены. Наиболее сохранные показатели функционального состояния легких отмечены у пациентов 3-й группы, которые получали ингаляцию NO на протяжении всей операции, а во время ИК проведение ИВЛ комбинировалось с добавлением NO и перфузией ЛА. По данным морфологического исследования легких показано, что ингаляция NO в период до ИК не предупреждает развития морфологических нарушений. Наименьшие морфологические изменения выявлены в 3-й группе. При подаче NO в контур ИК статистически значимо улучшается восстановление кровотока в легких в период реперфузии. Уровень cTnI статистически значимо возрастал во всех группах больных, однако был статистически значимо ниже у больных 2, 3 и 4-й группы по сравнению с 1-й на этапе окончания операции, через 12 и 24 ч – у пациентов 3-й и 4-й группы по сравнению с 1-й и 2-й, и через 48 ч – в 3-й группе. Наиболее благоприятная динамика ИПМ отмечена у пациентов 3-й группы; статистически значимые более низкие значения показателя зарегистрированы через 12 и 48 ч после операции у больных 3-й группы по сравнению с пациентами 1-й, 2-й и 4-й группы. У пациентов 3-й и 4-й группы отмечены более низкая частота развития осложнений, наиболее короткие периоды ИВЛ и пребывания в ОРИТ.Заключение. В ходе операций на клапанах сердца при анестезии и ИК применение NO оказывает защитное влияние на легкие и сердце: сохраняются функциональные способности и морфологическое строение легких, статистически значимо снижается уровень cTnI и ИПМ в послеоперационном периоде. Выраженность защитного эффекта зависит от времени экспозиции NO и максимально проявляется при его применении в течение всей операции, в т. ч. во время ИК.

The aim of the study was to evaluate the impact of various technologies for the use of gaseous nitric oxide on the state of the lungs and heart during heart valve surgery under cardiopulmonary bypass (CPB).Methods. The study included 93 patients of both sexes. All patients underwent heart valve surgery and combined surgical interventions under CPB. The patients were divided into 4 groups. Group 1 (control, n = 30) used the standard protocol for anesthetic and perfusion management. Group 2 (n = 30) received inhalation of nitric oxide (20 ppm) within 3 days before surgery, as well as before and after CPB. Group 3 (n = 30) inhaled nitric oxide (40 ppm) throughout surgery with the medication delivered through inspiratory part of the ventilator and combined with perfusion of the pulmonary artery and reduced volume ventilation during CPB. Group 4 (n = 33) received nitric oxide (40 ppm) via oxygenator of the heart-lung machine. We assessed changes in the functional parameters of the lungs at different phases of surgery, performed a morphological examination of the lungs in the initial phase (before CPB), at the peak of ischemia, and after reperfusion. The state of the myocardium after surgery was assessed by troponin I (cTnI) activity at the beginning of the operation, after transfer to the ICU, at 12, 24 and 48 hours after the surgery. Myocardial damage index (MDI) was calculated according to the following formula: MDI = TnIlate / TnIearly. The clinical outcomes of the surgeries were evaluated.Results. There were no statistically significant differences in the functional state of the lungs with various options for inhalation delivery and administration via the CPB circuit. The most intact indicators of the functional state of the lungs were seen in patients of Group 3 who received inhaled nitric oxide throughout surgery and combined mechanical ventilation with the addition of nitric oxide and perfusion of the pulmonary artery during CPB. Morphological examination of the lungs showed that inhalation of nitric oxide before CPB does not prevent the development of morphological disorders. Morphological changes found in Group 3 were the smallest. The supply of nitric oxide into the CPB circuit statistically significantly improved the restoration of pulmonary blood flow during reperfusion. The cTnI level statistically significantly increased in all groups of patients, however, it was statistically significantly lower in Groups 2, 3, and 4 compared with Group 1 at the end of surgery, in Groups 3 and 4 compared with Groups 1 and 2 after 12 and 24 hours, and in Group 3 after 48 hours. The most favorable changes in the MDI were seen in Group 3; statistically significantly lower MDI was registered 12 and 48 hours after surgery in this group compared with Groups 1, 2, and 4. A lower complication rate, a shorter duration of ventilation and stay in the ICU were observed in Groups 3 and 4.Conclusion. Nitric oxide has a protective effect on the lungs and heart when used during anesthesia and cardiopulmonary bypass in heart valve surgery. It preserves the lung function and morphology and statistically significantly reduces cTnI level and myocardial damage index in the postoperative period. The extent of the protective effect depends on the nitric oxide exposure time and is most pronounced when nitric oxide is used throughout the surgery, including during CPB.

оксид азотаискусственное кровообращениеоперации на сердцеnitric oxidecardiopulmonary bypassheart surgeryReferencesБаутин А.Е., Селемир В.Д., Нургалиева А.И. и др. Ингаляционная терапия оксидом азота, полученным методом синтеза из атмосферного воздуха, в послеоперационном периоде кардиохирургических вмешательств у детей: одноцентровое ретроспективное когортное исследование. Вестник интенсивной терапии им. А.И.Салтанова. 2021; (3): 98–107. DOI: 10.21320/1818-474X-2021-3-98-107.Bautin A.E., Selemir V.D., Nurgalieva A.I. et al. [Inhalation therapy with nitric oxide synthesized from atmospheric air in the postoperative period of cardiac surgery in children: single-center retrospective cohort study]. Vestnik intensivnoy terapii im. A.I.Saltanova. 2021; (3): 98–107. DOI: 10.21320/1818-474X-2021-3-98-107 (in Russian).Домнин С.Е. Ингаляционная терапия оксидом азота в профилактике повреждений легких у больных с легочной гипертензией при операциях на клапанах сердца: Дисс. … канд. наук. СПб; 2020. Доступно на: https://www.dissercat.com/content/ingalyatsionnaya-terapiya-oksidom-azota-v-profilaktike-povrezhdenii-legkikh-u-bolnykh-s-legoDomnin S.E. [Inhaled nitric oxide therapy in the prevention of lung damage in patients with pulmonary hypertension during heart valve surgery: Diss.]. St. Petersburg; 2020. Available at: https://www.dissercat.com/content/ingalyatsionnaya-terapiya-oksidom-azota-v-profilaktike-povrezhdenii-legkikh-u-bolnykh-s-lego (in Russian).Пичугин В.В., Сейфетдинов И.Р., Рязанов М.В. и др. Клиническая оценка эффективности фармакологического прекондиционирования миокарда оксидом азота при операциях с искусственным кровообращением. Клиническая физиология кровообращения. 2020; 17 (3): 203–211. DOI: 10.24022/1814-6910-2020-17-3-203-211.Pichugin V.V., Seyfetdinov I.R., Ryazanov M.V. et al. [A clinical evaluation of the effectiveness of pharmacological preconditioning of the myocardium with nitric oxide in operations with cardiopulmonary bypass]. Klinicheskaya fiziologiya krovoobrashcheniya. 2020; 17 (3): 203–211. DOI: 10.24022/1814-6910-2020-17-3-203-211 (in Russian).Сейфетдинов И.Р. Кардиопротективное воздействие ингаляционного оксида азота при операциях на клапанах сердца в условиях искусственного кровообращения: Дисс. … канд. наук. СПб; 2021. Доступно на: https://www.dissercat.com/content/kardioprotektivnoe-vozdeistvie-ingalyatsionnogo-oksida-azota-pri-operatsiyakh-na-klapanakhSeyfetdinov I.R. [Cardioprotective effects of inhaled nitric oxide during heart valve surgery under artificial circulation: Diss.]. St. Petersburg; 2021. Available at: https://www.dissercat.com/content/kardioprotektivnoe-vozdeistvie-ingalyatsionnogo-oksida-azota-pri-operatsiyakh-na-klapanakh (in Russian).Пичугин В.В., Домнин С.Е., Сандалкин Е.В. и др. Влияние способа введения газообразного оксида азота на эффективность защиты миокарда при операциях с искусственным кровообращением. Клиническая физиология кровообращения. 2022; 2 (19): 137–146. DOI: 10.24022/1814-6910-2022-19-2-137-146.Pichugin V.V., Domnin S.E., Sandalkin E.V. et al. [Influence of the method of gaseous nitric oxide administration on the effectiveness of myocardial protection during operations with cardiopulmonary bypass]. Klinicheskaya fiziologiya krovoobrashcheniya. 2022; 2 (19): 137–146. DOI: 10.24022/1814-6910-2022-19-2-137-146 (in Russian).James C., Millar J.C., Horton S., Brizard C.P. Nitric oxide administration during paediatric cardiopulmonary bypass: a randomised controlled trial. Int. Care Med. 2016; 42 (11): 1744–1752. DOI: 10.1007/s00134-016-4420-6.James C., Millar J.C., Horton S., Brizard C.P. Nitric oxide administration during paediatric cardiopulmonary bypass: a randomised controlled trial. Int. Care Med. 2016; 42 (11): 1744–1752. DOI: 10.1007/s00134-016-4420-6.Kamenshchikov N.O., Mandel I.A., Podoksenov Y.K. et al. Nitric oxide provides myocardial protection when added to the cardiopulmonary bypass circuit during cardiac surgery: randomized trial. J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 2019; 157 (6): 2328–2336.e1. DOI: 10.1016/j.jtcvs.2018.08.117.Kamenshchikov N.O., Mandel I.A., Podoksenov Y.K. et al. Nitric oxide provides myocardial protection when added to the cardiopulmonary bypass circuit during cardiac surgery: randomized trial. J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 2019; 157 (6): 2328–2336.e1. DOI: 10.1016/j.jtcvs.2018.08.117.Пичугин В.В., Мельников Н.Ю., Сандалкин Е.В. Защита сердца и легких при анестезиолого-перфузионном обеспечении операций на клапанах сердца. Клиническая физиология кровообращения. 2014; (4): 50–59. Доступно на: https://cfc-journal.com/catalog/detail.php?SECTION_ID=941&ID=18670Pichugin V.V., Mel'nikov N.Yu., Sandalkin E.V. [Heart and lungs protection techniques in anesthetic and perfusion managementof heart valves surgery]. Klinicheskaya fiziologiya krovoobrashcheniya. 2014; (4): 50–59. Available at: https://cfc-journal.com/catalog/detail.php?SECTION_ID=941&ID=18670 (in Russian).Пичугин В.В., Бобер В.В., Домнин С.Е. и др. Эффективность методов защиты легких у пациентов с высокой легочной гипертензией при коррекции клапанных пороков сердца. Медицинский альманах. 2017; (3): 130–136. Доступно на: https://cyberleninka.ru/article/n/effektivnost-metodov-zaschity-legkih-u-patsientov-s-vysokoy-legochnoy-gipertenziey-pri-korrektsii-klapannyh-porokov-serdtsa?ysclid=lvh04a3pnf513175990Pichugin V.V., Bober V.V., Domnin S.E. et al. [The effectiveness of lung protection methods in patients with high pulmonary hypertension during the correction of valvular heart defects]. Meditsinskiy al'manakh. 2017; (3): 130–136. Available at: https://cyberleninka.ru/article/n/effektivnost-metodov-zaschity-legkih-u-patsientov-s-vysokoy-legochnoy-gipertenziey-pri-korrektsii-klapannyh-porokov-serdtsa?ysclid=lvh04a3pnf513175990 (in Russian).Шешурина Т.А. Современные лабораторные показатели в оценке повреждения эффективности защиты миокарда при оперативных вмешательствах на сердце: Дисс. … канд. наук. СПб; 2023. Доступно на: https://www.dissercat.com/content/sovremennye-laboratornye-pokazateli-v-otsenke-povrezhdeniya-i-effektivnosti-zashchity-miokarSheshurina T.A. [Modern laboratory parameters in assessing damage to the effectiveness of myocardial protection during cardiac surgery: Diss.]. St. Petersburg; 2023. Available at: https://www.dissercat.com/content/sovremennye-laboratornye-pokazateli-v-otsenke-povrezhdeniya-i-effektivnosti-zashchity-miokar (in Russian).Olejnik, S., Algina, J. Generalized Eta and Omega squared statistics: measures of effect size for some common research designs. Psychol. Methods. 2003; 8 (4): 434–447. DOI: 10.1037/1082-989X.8.4.434.Olejnik, S., Algina, J. Generalized Eta and Omega squared statistics: measures of effect size for some common research designs. Psychol. Methods. 2003; 8 (4): 434–447. DOI: 10.1037/1082-989X.8.4.434.Каменщиков Н.О., Подоксенов Ю.К., Подоксенов А.Ю. и др. Способ защиты легких от ишемического и реперфузионного повреждения во время кардиохирургических вмешательств с искусственным кровообращением: Патент РФ № 2628643 RU от 21.08.17. Доступно на: https://searchplatform.rospatent.gov.ru/doc/RU2628643C1_20170821Kamenshchikov N.O., Podoksenov Yu.K., Podoksenov A.Yu. et al. [A method for protecting the lungs from ischemic and reperfusion injury during cardiac surgery with cardiopulmonary bypass]: Russian patent № 2628643 RU. August 21, 2017. Available at: https://searchplatform.rospatent.gov.ru/doc/RU2628643C1_20170821 (in Russian).Каменщиков Н.О., Мандель И.А., Подоксенов Ю.К. и др. Защита миокарда от ишемически-реперфузионного повреждения посредством подачи оксида азота в контур экстракорпоральной циркуляции при проведении искусственного кровообращения. Патология кровообращения и кардиохирургия. 2017; 21 (4): 79–86. DOI: 10.21688/1681-3472-2017-4-79-86.Kamenshchikov N.O., Mandel' I.A., Podoksenov Yu.K. et al. [Myocardium protection against ischemic-reperfusion injury by nitric oxide supplied to the extracorporeal circulation line during cardiopulmonary bypass (experimental study)]. Patologiya krovoobrashcheniya i kardiokhirurgiya. 2017; 21 (4): 79–86. DOI: 10.21688/1681-3472-2017-4-79-86 (in Russian).Gianetti J., Del Sarto P., Bevilacqua S. et al. Supplemental nitric oxide and its effect on myocardial injury and function in patients undergoing cardiac surgery with extracorporeal circulation. J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 2004; 127 (1): 44–50. DOI: 10.1016/j.jtcvs.2002.08.001.Gianetti J., Del Sarto P., Bevilacqua S. et al. Supplemental nitric oxide and its effect on myocardial injury and function in patients undergoing cardiac surgery with extracorporeal circulation. J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 2004; 127 (1): 44–50. DOI: 10.1016/j.jtcvs.2002.08.001.Checchia P.A., Bronicki R.A., Muenzer J.T. et al. Nitric oxide delivery during cardiopulmonary bypass reduces postoperative morbidity in children – a randomized trial. J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 2013; 146 (3): 530–536. DOI: 10.1016/j.jtcvs.2012.09.100.Checchia P.A., Bronicki R.A., Muenzer J.T. et al. Nitric oxide delivery during cardiopulmonary bypass reduces postoperative morbidity in children – a randomized trial. J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 2013; 146 (3): 530–536. DOI: 10.1016/j.jtcvs.2012.09.100.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.