Синдром полиорганной недостаточности в кардиохирургии: патофизиология как ключ к поиску эффективной профилактики и терапии

Введение: Синдром полиорганной недостаточности (СПОН) является распространенным осложнением и одной из основных причин смертности у кардиохирургических пациентов. На сегодняшний день не разработано эффективных методов терапии и стратегий профилактики этого состояния. Выявление роли системной воспалительной реакции как ключевого компонента в патогенезе СПОН способствует развитию новых подходов к лечению, направленных на воздействие на патогенетические механизмы заболевания. Использование новых фармакологических средств с противовоспалительным действием в комплексной терапии СПОН может значительно повысить эффективность лечения и улучшить исходы у кардиохирургических пациентов.
Цель: Систематизация информации о патофизиологии СПОН с детализацией вклада системной воспалительной реакции, а также данных о методах профилактики и терапии.
Материалы и методы: В ходе данного исследования были проанализированы научные работы, опубликованные по данной проблематике в базах данных PubMed, Google Scholar, UpToDate, EMBASE. Поиск подходящих работ выполнялся по следующим ключевым словам: «синдром полиорганной недостаточности», «синдром системной воспалительной реакции», «синдром ишемии/реперфузии», «митохондриальная недостаточность», «эндотелиальная дисфункция», «оксид азота», и их английским эквивалентам (“multiple organ dysfunction syndrome”, “systemic inflammatory reaction syndrome”, “reperfusion injury”, “nitric oxide”). Критерии включения: соответствие выбранной тематике обзора; соответствие одному из выбранных дизайнов (рандомизированные клинические исследования, экспериментальные исследования, а также литературные обзоры, представленные ранее); исследования, относящиеся к когорте кардиохирургических пациентов. Критерии исключения: исследования, посвященные клиническим наблюдениям или описанию клинического случая; исследования с сомнительными данными и результатами при анализе исследования согласно соответствующим протоколам (PRISMA, STROBE, SANRA, EQUATOR).
Результаты: Рассмотрены такие аспекты, как: центральная роль системной воспалительной реакции как ключевого фактора развития СПОН; патогенез СПОН, включающий феномен ишемии-реперфузии, эндотелиальной дисфункции, нарушение микроциркуляции; смещение фокуса в вопросах терапии от стратегии, направленной исключительно на замещение органной функции к превентивным стратегиям и таргетному воздействию на указанные патогенетические механизмы.
Заключение: Понимание ключевых моментов патогенеза СПОН может определить прогресс в терапии, определяющийся специфическим воздействием на патогенетические звенья развития СПОН.

1. Еременко А.А., Бунятян К.А., Винницкий Л.И., Сидоренко Я.В. Раннее энтеральное питание при синдроме полиорганной недостаточности у кардиохирургических больных. Вестн. интенс. терапии. 2003; 1: 59-64.

2. Hafeez MS, Li SR, Reitz KM, et al. Characterization of multiple organ failure after ruptured abdominal aortic aneurysm repair. J Vasc Surg. 2023;78(4):945-953.e3. PMID: 37385354. PMCID: PMC10698734. https://doi.org/10.1016/j.jvs.2023.06.011

3. Барбараш Л.С., Григорьев Е.В., Плотников Г.П., Хаес Б.Л., Моисеенков Г.В., Шукевич Д.Л., Иванов С.В., Одаренко Ю.Н. Полиорганная недостаточность после кардиохирургических вмешательств. Общая реаниматология. 2010;6(5):31. https://doi.org/10.15360/1813-9779-2010-5-31

4. Landis RC. 20 Years On: Is It Time to Redefine the Systemic Inflammatory Response to Cardiothoracic Surgery?. J Extra Corpor Technol. 2015;47(1):5-9. PMID: 26390673. PMCID: PMC4566822

5. Lai FY, Abbasciano RG, Tabberer B, Kumar T, Murphy GJ; Steering Group of the James Lind Alliance Heart Surgery Priority Setting Partnership. Identifying research priorities in cardiac surgery: a report from the James Lind Alliance Priority Setting Partnership in adult heart surgery. BMJ Open. 2020;10(9):e038001. PMID: 32883735. PMCID: PMC7473615. https://doi.org/10.1136/bmjopen-2020-038001

6. Oliveira GG, Oliveira SAH, Botelho PHH, Oliveira MAB, Bian K, Murad F. Tadalafil: Protective Action against the Development of Multiple Organ Failure Syndrome. Braz J Cardiovasc Surg. 2017;32(4):312-317. PMID: 28977204. PMCID: PMC5613730. https://doi.org/10.21470/1678-9741-2017-0503

7. Пичугин В.В, Дерюгина А.В, Домнин С.Е, и др. Комбинированное введение оксида азота и водорода в экстракорпоральную систему искусственного кровообращения как метод защиты органов во время кардиохирургических операций. Современные медицинские технологии. 2023;15(5):15-22. https:// doi.org/10.17691/stm2023.15.5.02

8. James C, Millar J, Horton S, Brizard C, Molesworth C, Butt W. Nitric oxide administration during paediatric cardiopulmonary bypass: a randomised controlled trial. Intensive Care Med. 2016;42(11):1744-1752. PMID: 27686343. https://doi.org/10.1007/s00134-016-4420-6

9. Tilney NL, Bailey GL, Morgan AP. Sequential system failure after rupture of abdominal aortic aneurysms: an unsolved problem in postoperative care. Ann Surg. 1973;178(2):117-122. PMID: 4723419. PMCID: PMC1355616. https://doi.org/10.1097/00000658-197308000-00001

10. Гребенчиков ОА, Лихванцев ВВ, Плотников ЕЮ, и др. Молекулярные механизмы развития и адресная терапия синдрома ишемии-реперфузии. Анестезиология и реаниматология. 2014;3:59-67. PMID: 25306686

11. Wiersinga WJ. Current insights in sepsis: from pathogenesis to new treatment targets. Curr Opin Crit Care. 2011;17(5):480-486. PMID: 21900767. https://doi.org/10.1097/mcc.0b013e32834a4aeb

12. Рыбка ММ. Аспекты патогенеза синдрома полиорганной недостаточности у кардиохирургических пациентов. Клиническая физиология кровообращения. 2016;13(2):65-74. Rybka MM. Aspects of mods pathogenesis in cardiac surgery patients. Klinicheskaya Fiziologiya Krovoobrashcheniya. 2016;13(2):65-74 (in Russ.).

13. Guo Y, Li C, Mu Y, Wu T, Lin X. Incidence and Associated Factors of Postoperative Delirium in Adults Undergoing Cardiac Surgery With Cardiopulmonary Bypass: A Prospective Cohort Study. J Clin Nurs. Published online December 9, 2024. PMID: 39654028. https://doi.org/10.1111/jocn.17596

14. MacCallum NS, Finney SJ, Gordon SE, Quinlan GJ, Evans TW. Modified criteria for the systemic inflammatory response syndrome improves their utility following cardiac surgery. Chest. 2014;145(6):1197-1203. PMID: 24576975. https://doi.org/10.1378/chest.13-1023

15. Кричевский ЛА, Дворядкин АА, Поляков ДА, Белякова ЕВ, Проценко ДН. Системный постперфузионный воспалительный ответ при экстренном коронарном шунтировании: ретроспективное исследование. Вестник интенсивной терапии имени А.И. Салтанова. 2024;2:117–126. https://doi.org/10.21320/1818-474x-2024-2-117-126

16. Held HD, Boettcher S, Hamann L, Uhlig S. Ventilation-induced chemokine and cytokine release is associated with activation of nuclear factor-kappaB and is blocked by steroids. Am J Respir Crit Care Med. 2001;163(3 Pt 1):711-716. PMID: 11254529. https://doi.org/10.1164/ajrccm.163.3.2003001

17. Patterson EK, Cepinskas G, Fraser DD. Endothelial Glycocalyx Degradation in Critical Illness and Injury. Front Med (Lausanne). 2022;9:898592. PMID: 35872762. PMCID: PMC9304628. https://doi.org/10.3389/fmed.2022.898592

18. Velázquez OC, Carpenter JP, Baum RA, et al. Perigraft air, fever, and leukocytosis after endovascular repair of abdominal aortic aneurysms. Am J Surg. 1999;178(3):185-189. PMID: 10527435. https://doi.org/10.1016/s0002-9610(99)00144-0

19. Rivers E, Nguyen B, Havstad S, et al. Early goal-directed therapy in the treatment of severe sepsis and septic shock. N Engl J Med. 2001;345(19):1368-1377. PMID: 11794169. https://doi.org/10.1056/nejmoa010307

20. ProCESS Investigators, Yealy DM, Kellum JA, et al. A randomized trial of protocol-based care for early septic shock. N Engl J Med. 2014;370(18):1683-1693. PMID: 24635773. PMCID: PMC4101700. https://doi.org/10.1056/nejmoa1401602

21. De Rosa S, Marengo M, Fiorentino M, et al. Extracorporeal blood purification therapies for sepsis-associated acute kidney injury in critically ill patients: expert opinion from the SIAARTI-SIN joint commission. J Nephrol. 2023;36(7):1731-1742. PMID: 37439963. PMCID: PMC10543830. https://doi.org/10.1007/s40620-023-01637-5

22. Richter RP, Ashtekar AR, Zheng L, et al. Glycocalyx heparan sulfate cleavage promotes endothelial cell angiopoietin-2 expression by impairing shear stress-related AMPK/FoxO1 signaling. JCI Insight. 2022;7(15):e155010. PMID: 35763350. PMCID: PMC9462499. https://doi.org/10.1172/jci.insight.155010

23. McCully JD, Cowan DB, Emani SM, Del Nido PJ. Mitochondrial transplantation: From animal models to clinical use in humans. Mitochondrion. 2017;34:127-134. PMID: 28342934. https://doi.org/10.1016/j.mito.2017.03.004

24. Cen M, Ouyang W, Zhang W, et al. MitoQ protects against hyperpermeability of endothelium barrier in acute lung injury via a Nrf2-dependent mechanism. Redox Biol. 2021;41:101936. PMID: 33752110. PMCID: PMC8005834. https://doi.org/10.1016/j.redox.2021.101936

25. Aisa-Alvarez A, Soto ME, Guarner-Lans V, et al. Usefulness of Antioxidants as Adjuvant Therapy for Septic Shock: A Randomized Clinical Trial. Medicina (Kaunas). 2020;56(11):619. PMID: 33213070. PMCID: PMC7698534. https://doi.org/10.3390/medicina56110619

26. Пичугин ВВ, Сейфетдинов ИР., Медведев АП., Домнин СЕ. Ингаляционный оксид азота в профилактике ишемических и реперфузионных повреждений сердца при операциях с искусственным кровообращением. Медицинский альманах. 2019;1(58):81–87. https://doi.org/10.21145/2499-9954-2019-1-81-87

27. Kamenshchikov NO, Mandel IA, Podoksenov YK, 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. PMID: 30447958. https://doi.org/10.1016/j.jtcvs.2018.08.117

28. El Kebir D, Hubert B, Taha R, et al. Effects of inhaled nitric oxide on inflammation and apoptosis after cardiopulmonary bypass. Chest. 2005;128(4):2910-2917. PMID: 16236968. https:// doi.org/10.1378/chest.128.4.2910

29. Toomasian JM, Jeakle MMP, Langley MW, et al. Nitric Oxide Attenuates the Inflammatory Effects of Air During Extracorporeal Circulation. ASAIO J. 2020;66(7):818-824. PMID: 31425266. PMCID: PMC7024006. https://doi.org/10.1097/mat.0000000000001057

30. Баутин А.Е, Селемир В.Д, Шафикова А.И, др. Оценка клинической эффективности и безопасности терапии оксидом азота, синтезированным из атмосферного воздуха, в послеоперационном периоде кардиохирургических вмешательств. Трансляционная медицина. 2021;8(1):38-50. https://doi.org/10.18705/2311-4495-2021-8-1-38-50

31. Подоксенов А.Ю, Подоксенов Ю.К, Кравец ТВ, Каменщиков НО. Способ защиты легких от ишемического и реперфузионного повреждения во время кардиохирургических вмешательств с искусственным кровообращением. Патент РФ 2628643. Опубликовано 21 августа 2017.

32. Kamenshchikov NO, Anfinogenova YJ, Kozlov BN, et al. Nitric oxide delivery during cardiopulmonary bypass reduces acute kidney injury: A randomized trial. J Thorac Cardiovasc Surg. 2022;163(4):1393-1403.e9. PMID: 32718702. https://doi.org/10.1016/j.jtcvs.2020.03.182

33. Zhao M, Zhang Q, Lin Y, Chen Y, Cao H. Impact of nitric oxide via cardiopulmonary bypass on pediatric heart surgery: a meta-analysis of randomized controlled trials. J Cardiothorac Surg. 2024;19(1):461. PMID: 39030578. PMCID: PMC11258894. https://doi.org/10.1186/s13019-024-02953-y

34. Abouzid M, Roshdy Y, Daniel JM, et al. The beneficial use of nitric oxide during cardiopulmonary bypass on postoperative outcomes in children and adult patients: a systematic review and metaanalysis of 2897 patients. Eur J Clin Pharmacol. 2023;79(11):1425-1442. PMID: 37650923. PMCID: PMC10618325. https://doi.org/10.1007/s00228-023-03554-9