Parti 1: Strateġiji Kontemporanji ta' Neuroprotezzjoni Waqt il-Kirurġija Kardijaka: Reviżjoni tal-Istat tal-Arti

ali.ma@wecistanche.com

Palesa Motshabi-Chakane 1, Palesa Mogane 1 , Jacob Moutlana 1, Gontse Leballo-Mothibi 1, Sithandiwe Dingezweni 1 , Dineo Mpanya 2 u Nqoba Tsabedze2,*

Dipartiment tal-Anestesjoloġija, Fakultà tax-Xjenzi tas-Saħħa, Skola tal-Mediċina Klinika,

Università tal-Witwatersrand, Johannesburg 2193, l-Afrika t'Isfel; Palesa.Motshabi@wits.ac.za (PM-C.); moganep@gmail.com (PM); drhlamatsi@gmail.com (JM); gleballomothibi@gmail.com (GL-M.); sdingezweni@ymail.com (SD)

Dipartiment tal-Mediċina Interna, Diviżjoni tal-Kardjoloġija, Fakultà tax-Xjenzi tas-Saħħa,

Skola tal-Mediċina Klinika, Università tal-Witwatersrand, Johannesburg 2193, l-Afrika t'Isfel;

Dineo.Mpanya@wits.ac.za

Korrispondenza: Nqoba.Tsabedze@wits.ac.za

Ċitazzjoni: Motshabi-Chakane, P.; Mogane, P.; Moutlana, J.;

Leballo-Mothibi, G.; Dingezweni, S.; Mpanya, D.; Tsabedze, N. KontemporanjuNewroprotezzjoniStrateġiji waqt Kirurġija Kardijaka: Reviżjoni tal-Istat tal-Art. Int. J. Environ. Riż. Saħħa Pubblika 2021, 18, 12747. https://doi.org/10.3390/ ijerph182312747

Editur Akkademiku: Paul B. Tchounwou

It-trab ta 'Cistanche tubulosa għandu effett newroprotettiv tajjeb ħafna

Astratt: Il-kirurġija tal-qalb miftuħa hija l-kawża ewlenija ta 'korriment newronali fl-istat perioperattiv, b'xi pazjenti jikkumplikaw b'inċidenti ċerebrovaskulari u delirju. L-effetti newroloġiċi jpoġġu piż kbir fuq il-benessri psikoloġiku tal-persuna affettwata, il-familja tagħha, u s-sistema tal-kura tas-saħħa. Diversi provi ta 'kontroll randomised (RCTs) ippruvaw jidentifikaw strateġiji terapewtiċi u ta' intervent li jnaqqsu r-rata ta 'morbożità u mortalità f'pazjenti li jesperjenzaw kumplikazzjonijiet newroloġiċi perioperattivi. Madankollu, għad m'hemm l-ebda kunsens dwar l-aħjar strateġija li tagħti riżultati mtejba għall-pazjenti, b'tali mod li standardizzatnewroprotezzjoniprotokolli ma jeżistux f'numru sinifikanti ta' dipartimenti tal-anestesija. Din ir-reviżjoni għandha l-għan li tiddiskuti evidenza kontemporanja għall-prevenzjoni u l-ġestjoni ta’ fatturi ta’ riskju għal korriment newronali, mekkaniżmi ta’ korriment, unewroprotezzjoniinterventi li jwasslu għal riżultati mtejba tal-pazjent. Barra minn hekk, sommarju ta' RCTs eżistenti u studji kbar ta' osservazzjoni huma eżaminati biex jiddeterminaw liema strateġiji huma appoġġjati mix-xjenza u liema m'għandhomx evidenza definittiva. Aħna stabbilixxew li l-evidenza ġenerali għal farmakoloġiċinewroprotezzjonihija dgħajfa. Ħafna mill-istrateġiji newroprotettivi huma bbażati fuq studji fuq l-annimali, li ma jistgħux jiġu estrapolati bis-sħiħ għall-popolazzjoni umana, u għad m'hemm l-ebda kunsens dwar l-aħjar.newroprotettivstrateġiji għal pazjenti li jkunu għaddejjin minn kirurġija kardijaka. Studji kbar multiċentriċi li jużaw definizzjonijiet universali standardizzati ta’ fallout newroloġiċi għadhom meħtieġa biex jevalwaw l-effetti benefiċjarji tal-eżistenti.newroprotettivtekniki.

Kliem ewlieni: newroprotezzjoni; ċerebrovaskulari; delirju; kirurġija tal-qalb; anestesija kardijaka

1. Introduzzjoni

Newroprotezzjonijinkludi strateġiji li jippreservaw l-istruttura u l-funzjoni newronali. It-tnaqqis newroloġiku għandu jiġi evitat fil-pazjenti kollha li jkunu għaddejjin minn kwalunkwe forma ta’ kirurġija, partikolarment dawk riferuti għal kirurġija kardijaka. Pereżempju, fi studju li involva 10,250 pazjent li għaddew minn kirurġija kardijaka, 221 (2 fil-mija ) esperjenzaw puplesija wara l-operazzjoni, u t-tul ta’ rikoverar fl-isptar kien sinifikament itwal f’dawn il-pazjenti meta mqabbel ma’ dawk mingħajr puplesija wara l-operazzjoni (10 vs 16-il jum, p <0.001) [1].="" bosta="" provi="" kkontrollati="" randomised="" (rcts)="" investigaw="" l-effikaċja="" ta’="" interventi="" farmakoloġiċi="" u="" mhux="" farmakoloġiċi="" li="" jnaqqsu="" l-ħsara="" newroloġika="" waqt="" u="" wara="" kirurġija="" kardijaka="" [2-4].="" madankollu,="" għad="" hemm="" kontroversja="" dwar="">newroprotezzjonistrateġija li twassal għal riżultati aħjar tal-pazjenti.

Din ir-reviżjoni għandha l-għan li tiddiskuti evidenza kontemporanja għall-prevenzjoni u l-ġestjoni ta’ fatturi ta’ riskju għal korriment newronali, mekkaniżmi ta’ korriment, unewroprotezzjoniinterventi li jwasslu għal riżultati mtejba tal-pazjent.

2. Materjali u Metodi

Dejta dwar RCTs li jużaw diversinewroprotettivaġenti nkisbu wara li wettqet tfittxija sistematika fil-letteratura f'PUBMED, Scopus u Google scholar. Intużat is-sekwenza ta' tfittxija li ġejja: (newroprotezzjonistrateġiji JEWnewroprotezzjoniJEW terapija farmakoloġika JEW terapija mhux farmakoloġika) U (kirurġija tal-qalb JEW kirurġija tal-bypass kardjopulmonari) U (disfunzjoni konjittiva wara l-operazzjoni JEW puplesija JEW delirju JEW aċċessjoni) U pazjenti adulti. Inkludejna provi ta' kontroll randomised, reviżjonijiet sistematiċi u meta-analiżi ppubblikati fl-aħħar 15-il sena. L-enfasi tat-tfittxija tal-letteratura kienet fuq farmakoloġika u mhux farmakoloġikanewroprotettivstrateġiji (Tabella 1). Fejn kienu disponibbli reviżjonijiet sistematiċi jew meta-analiżi tal-RCTs tal-interventi, dawn ġew irrappurtati b'mod preferenzjali aktar milli l-RCTs individwali.

Tabella 1. Sommarju ta 'provi ta' kontroll randomised li jqabblu interventi ma 'terapija standard għalnewroprotezzjonifil-kirurġija tal-qalb.

Abbrevjazzjonijiet: RCT, prova ta' kontroll randomised; CPB, bypass kardjopulmonari; POCD, disfunzjoni konjittiva wara l-operazzjoni; MM-RR, proporzjon tar-riskju Mantel–Haenszel; CI, intervalli ta' kunfidenza; JEW, odds ratio; TIVA, anestesija totali ġol-vini; WMD, differenza medja peżata; POD, delirju wara l-operazzjoni; CABG, tilqim tal-bypass tal-arterja koronarja; MAP, pressjoni arterjali medja; SD, devjazzjoni standard. Lidocaine* bolus ta' 1–1.5 mg/kg. Infużjoni ta' 2–4 mg/kg/siegħa: jiddependi fuq il-protokoll taċ-ċentri. Il-konċentrazzjonijiet ta' lidocaine fil-plażma kienu jvarjaw bejn 7 u 30 µmol/L. Dożi ta' manjesju* ta' mill-inqas 2 g fi żmien 24 siegħa minn arrest kardijaku jew kirurġija kardijaka. Rivastigmine*, doża ta' 1.5 mg 8 sigħat, minn filgħaxija qabel l-operazzjoni; total ta’ 22 doża (sa 6 jum wara l-operazzjoni). Arrest ċirkolatorju ipotermiku fil-fond (DHCA) b'perfużjoni ċerebrali retrograda (RCP)*, imkessaħ għal temperaturi nażofarinġi ta' 14.1 o C sa 20 o C. Prekondizzjonament iskemiku mill-bogħod (RIPC)* bl-użu ta' cuff BP fil-parti ta' fuq tar-riġlejn bi tliet ċikli alternanti ta' inflazzjoni (200 mmHg għal 5 min) u deflazzjoni għal 5 min (riperfużjoni). Monitoraġġ ta' ossiġenazzjoni ċerebrali*: Episodji ta' deossiġenazzjoni ċerebrali < 60="" fil-mija="" għal=""> 60 s.

3. Inċidenza u Prevalenza ta' Defiċit Newroloġiku wara Kirurġija Kardijaka

Il-Kodiċi Internazzjonali tan-Nomenklatura jirrakkomanda t-terminu "disturbi newrokognittivi perioperattivi" biex jiddeskrivi kemm delirju postoperattiv (POD) kif ukoll disfunzjoni/tnaqqis konjittiv postoperattiv (POCD), b'dan tal-aħħar ma jkollux Manwal Dijanjostiku u Statistiku ta' Disturbi Mentali 5 (DSM5) kriterju għad-dijanjosi [14,15]. Terminoloġija wiesgħa oħra użata hija "korriment newroloġiku wara kirurġija kardijaka." Il-puplesija perioperattiva, id-delirju u l-enċefalopatija huma wħud mill-konsegwenzi newroloġiċi tal-kirurġija kardijaka [16]. Ir-riskju ta’ puplesija jvarja skont it-tip ta’ kirurġija mwettqa [17]. Pereżempju, kirurġija ta' valv doppju jew triplu hija assoċjata ma' riskju ta' 10 fil-mija ta' puplesija, filwaqt li r-riskju huwa aktar baxx f'pazjenti riferuti għal "qalb tħabbat", magħrufa wkoll bħala "off-pump", kirurġija ta' bypass tal-arterja koronarja (CABG) [17].

F'meta-analiżi li tinvolvi 174,969 pazjent riferuti għal kirurġija kardijaka, ir-rata ta 'avvenimenti miġbura għal puplesiji bikrija u mdewma kienet kull waħda inqas minn 1 fil-mija [18]. Barra minn hekk, id-delirju huwa komuni fl-anzjani, b'inċidenza ogħla ta '12 fil-mija [19]. Hemm skarsezza ta' studji li jirrappurtaw kumplikazzjonijiet newroloġiċi wara kirurġija kardijaka f'pazjenti li joqogħdu f'pajjiżi bi dħul baxx u medju (LMIC). F'analiżi ta 'chart retrospettiva ta' 1218-il pazjent konsekuttiv riferuti għal kirurġija CABG f'Johannesburg, ir-rata ta 'puplesija perioperattiva kienet 1.2 fil-mija [20]. Barra minn hekk, sena wara l-bidu ta’ puplesija, l-ispiża annwali f’liri Ingliżi għal kull persuna hija stmata għal GBP 18,081, li tiżdied għal GBP 22,961 f’pazjenti li għandhom aktar minn 84 sena [21]. Dawn l-ispejjeż għoljin tal-kura tas-saħħa jeħtieġu ħtieġa urġenti għal strateġiji li jnaqqsu l-piż tal-puplesija wara kirurġija kardijaka.

4. Fatturi ta' Riskju Assoċjati mat-Tnaqqis Newroloġiku

Minbarra t-tip ta 'kirurġija, ir-riskju ta' puplesija jiżdied f'pazjenti b'mard ċerebrovaskulari eżistenti, mard vaskulari periferali, dijabete, pressjoni għolja, storja ta 'kirurġija kardijaka preċedenti, infezzjoni ta' qabel l-operazzjoni, kirurġija urġenti, bypass kardjo-pulmonari (CPB) ħin ta ' aktar minn sagħtejn, il-ħtieġa għal emofiltrazzjoni intraoperattiva, u rekwiżiti għoljin ta' trasfużjoni [18]. Fatturi ta 'riskju għal tnaqqis konjittiv wara kirurġija kardijaka huma multifatturi (Figura 1). Ir-riżultati newroloġiċi huma diversi u qabel ġew ikklassifikati bħala Tip I (jinkludi puplesija fatali jew mhux fatali, stupor, jew koma mal-ħruġ) u Tip II, li jinkludi deterjorament tal-funzjoni konjittiva, defiċit tal-memorja, jew aċċessjonijiet [22].

Figura 1. Fatturi ta 'riskju għal korriment newronali qabel, waqt u wara kirurġija kardijaka.

Il-valutazzjoni għall-funzjoni konjittiva trid issir qabel u wara l-operazzjoni bl-użu ta' għodda validata ta' valutazzjoni tat-test konjittiv. Barra minn hekk, iż-żmien tal-ittestjar għandu impatt fuq ir-rata ta 'dijanjosi ta' korriment newroloġiku wara kirurġija kardijaka [23]. Testijiet dijanjostiċi li jsiru fi żmien 30 jum wara l-operazzjoni għandhom fatturi ta 'konfużjoni bħal uġigħ wara l-operazzjoni, u l-użu tal-medikazzjoni jista' jaffettwa l-punteġġ tal-valutazzjoni [15]. Id-delirju tal-emerġenza jseħħ qabel, waqt, jew wara l-qawmien mill-anestesija, filwaqt li d-delirju wara l-operazzjoni jseħħ 24-72 siegħa wara, u t-tnaqqis konjittiv wara l-operazzjoni jseħħ ġimgħat sa xhur wara l-operazzjoni [15,24]. Ħafna mill-fatturi ta’ riskju għall-POCD huma relatati mal-potenzjal tagħhom li jinterferixxu mal-prinċipji bażiċi tal-protezzjoni tal-organi, bħall-kunsinna tal-ossiġnu, il-perfużjoni tal-organi, ir-rekwiżiti nutrittivi tal-organi, ir-riżervi tal-organi pre-eżistenti, u kwalunkwe espożizzjoni tossika waqt il-kirurġija [25]. Il-prevenzjoni tal-kirurġija POCD wara l-qalb hija diretta lejn il-fehim u l-ġestjoni ta 'dawn il-fatturi ta' riskju.

5. Mekkaniżmu ta' Korriment fil-Moħħ

Il-mekkaniżmu ta 'korriment fil-moħħ relatat mal-kirurġija kardijaka huwa kumpless u multifatturali. L-iktar mekkaniżmu komuni jirriżulta minn kawżi iskemiċi li jwasslu għal ipoperfużjoni ċerebrali u emboliżmu [26,27]. Minbarra l-kawżi iskemiċi, ir-rispons infjammatorju, ipertermija ċerebrali, ipergliċemija, anemija perioperattiva, u fibrillazzjoni atrijali ġew implikati wkoll (Figura 2) [27].

Figura 2. Mekkaniżmi ta 'korriment fil-moħħ.

5.1. Perfużjoni Ċerebrali Mibdula

L-effetti ta 'kirurġija kardijaka u CPB fuq perfużjoni ċerebrali jistgħu jiġu kklassifikati f'ipoperfużjoni ċerebrali u riperfużjoni. L-ipoperfużjoni ċerebrali li tirriżulta minn fluss tad-demm ċerebrali mnaqqas (CBF) matul is-CPB hija l-kawża primarja ta' ħsara iskemika fil-moħħ. Din il-forma ta 'korriment tista' tkompli tiggrava bit-tneħħija indebolita ta 'mikro-emboli matul perjodi ta' CBF imnaqqas. Età avvanzata, mard ċerebrovaskulari estensiv, u storja ta 'puplesija jżidu r-riskju ta' ipoperfużjoni ċerebrali [26]. Il-perjodu bikri ta 'CPB huwa ġeneralment assoċjat ma' episodji ta 'pressjoni arterjali medja baxxa (MAP) waqt inserzjonijiet tal-kannula u manipulazzjoni tal-bastimenti kbar tal-qalb. B'riżultat ta 'dan, jista' jseħħ ipoperfużjoni ċerebrali, u l-fluss tad-demm fir-reġjuni ta 'l-ilma tal-moħħ jista' jitnaqqas b'mod kritiku. Lejn l-aħħar tas-CPB, isseħħ riperfużjoni ċerebrali, li tirriżulta fil-ġenerazzjoni ta 'radikali ta' ossiġnu ħielsa [28]. Matul il-korriment tal-iskemija/riperfużjoni, jinbdew diversi mekkaniżmi sekondarji u fl-aħħar iwasslu għall-mewt tan-newroni.

5.2. Korriment Ċerebrali Relatati Ipoksja

Kundizzjonijiet iposiċi li jseħħu matul perjodi ta 'ipoperfużjoni ċerebrali jirriżultaw fir-regolazzjoni 'l fuq ta' diversi molekuli, bħal fattur induċibbli mill-ipoksja (HIF) u proteina tar-riċettur 2A tas-sulfonylurea (SUR2A), li mbagħad jibdew avvenimenti li jistgħu jwasslu għal ħsara newronali [28]. Tnaqqis fil-livelli ta 'ossiġnu jwassal għat-traslokazzjoni ta' HIF fin-nukleu taċ-ċelluli newronali. HIF huwa magħmul minn subunità u. Is-subunità hija espressa b'mod kostituttiv. Madankollu, tiddegrada malajr taħt konċentrazzjonijiet normali ta 'ossiġnu. Barra minn hekk, l-ipoksja hija assoċjata ma’ tnaqqis fil-livelli ta’ adenosine triphosphate (ATP), li jirriżulta f’falliment ta’ pompi tal-joni li jiddependu fuq l-ATP, żieda fil-livelli ta’ sodju u kalċju intraċellulari, u fl-aħħar mill-aħħar nefħa ċitoplasmika u mitokondrijali, li tista’ twassal għal mewt taċ-ċelluli. [28].

5.3. Korriment Ċerebrali Relatati Riperfużjoni

Il-fażi ta 'riperfużjoni hija assoċjata mal-produzzjoni ta' speċi ta 'ossiġnu reattiv (ROS), prinċipalment fil-mitokondrija. L-ROS jirreaġixxu ma ' l-ossidu nitriku (NO) biex jiffurmaw peroxynitrite. Din il-molekula hija reattiva ħafna u nitrosylates proteini, li twassal għal indeboliment funzjonali newronali u korriment ċerebrali [28].

5.4. Makro- u Mikro-Emboliżmu Ċerebrali

Kirurġija tal-qalb ħafna drabi tirriżulta fil-produzzjoni ta 'diversi materjali emboliċi. Skont id-daqs, l-emboli jistgħu jiġu differenzjati f'makro-emboli, li jokkludu l-fluss fl-arterji b'dijametru ta' 200 µm jew aktar, u mikro-emboli, li jokkludu arterji, arterioli u kapillari iżgħar. Plakek aterosklerotiċi li joriġinaw prinċipalment mill-aorta jikkostitwixxu makro-emboli [26], filwaqt li mikro-emboli jikkonsistu f'emboli gassużi u aggregati bijoloġiċi bħal trombus, aggregati tal-plejtlits u xaħam [26,28,29]. Emboli li jirriżultaw minn debris inorganiċi bħal frammenti ta 'tubi tal-polyvinyl chloride u antifoam tas-silikonju ġew irrappurtati fil-passat [29].

Għalkemm il-magna CPB għandha mekkaniżmi protettivi, bħal nases tal-bżieżaq [28], emboli gassużi xorta jistgħu jiġu introdotti fiċ-ċirkwit CPB permezz ta 'kannulazzjoni tal-vini, amministrazzjoni ta' mediċini u mill-kmamar tal-qalb miftuħa tal-qalb tax-xellug [26]. Barra minn hekk, il-manipulazzjoni tal-aorta waqt il-kirurġija żżid ir-riskju ta 'embolizzazzjoni minkejja t-tqegħid ta' filtri arterjali [28,30]. Mikro-emboliżmu ċerebrali bħala mekkaniżmu għal disfunzjoni konjittiva huwa appoġġjat mill-preżenza ta 'relazzjoni bejn it-tagħbija ċerebrali makro/mikroemboli waqt CPB u disfunzjoni konjittiva f'diversi studji [26,31-34]. Barra minn hekk, makro/mikro-emboli jistgħu jseħħu wkoll waqt id-dekannulazzjoni aortika, partikolarment meta l-pazjent ma jkunx irċieva biżżejjed terapija ta 'antikoagulazzjoni.

5.5. Rispons Infjammatorju

Il-proċessi infjammatorji assoċjati ma' CPB ikomplu jaggravaw il-ħsara newronali [27]. L-interazzjoni tad-demm tal-pazjent mal-komponenti tas-CPB bħal tubi, ġibjuni, l-ossiġenatur u konnessjonijiet jirriżultaw fl-attivazzjoni tas-sistema komplementari, li twassal għar-rilaxx ta 'ċitokini pro-inflammatorji bħal interleukin (IL)-6, IL -8, IL-10, u fattur-alfa tan-nekrożi tat-tumur (TNF) [28,35]. Dan ir-rispons infjammatorju sistemiku jirriżulta fi tnixxija tal-barriera tad-demm u l-moħħ, edema ċerebrali u fl-aħħar mill-aħħar disturb ċerebrali [28].

5.6. Ipertermija Ċerebrali

L-ipertermija ġiet irrappurtata wkoll li tikkawża ħsara fil-moħħ taħt diversi kundizzjonijiet kliniċi u ntwera li taggrava l-mewt newronali wara iskemija. L-effetti detrimentali tal-ipertermija fil-moħħ huma relatati ma 'nefħa taċ-ċelluli kkaġunata mill-ipertermija u mewt nekrotika fil-każ ta' temperaturi għoljin ħafna [36]. Waqt kirurġija kardijaka fuq CPB, l-ipertermija ċerebrali tista 'sseħħ minħabba l-prossimità tal-kannula aortika mal-bastimenti ċerebrali jew is-sottovalutazzjoni tat-temperatura tal-moħħ permezz ta' monitoraġġ standard [27].

5.7. Ipergliċemija

Ir-rispons għall-istress indott minn CPB u ipotermja waqt kirurġija tal-qalb iwassal għal livelli elevati ta 'glukożju fis-serum anke f'pazjenti mhux dijabetiċi [27]. Il-patofiżjoloġija tal-ħsara ċerebrali kkaġunata mill-ipergliċemija hija multifatturali. L-ipergliċemija żżid il-produzzjoni ta' speċi ta' ossiġnu reattiv permezz ta' mogħdija medjata mill-proteina kinażi C u l-produzzjoni miżjuda ta' fosfat ta' nikotinamide adenine dinucleotide (NADPH) [37]. L-ispeċi reattivi ta 'l-ossiġnu jistgħu jwasslu għal mewt newronali, kif deskritt qabel. Hemm ukoll assoċjazzjoni deskritta sew bejn l-ipergliċemija u ż-żieda fl-espressjoni tal-fattur nukleari-kappa B [38]. L-effetti metaboliċi tal-ipergliċemija, bħal żieda fil-produzzjoni tal-aċidu lattiku b'aċidożi sussegwenti u disfunzjoni mitokondrijali, huwa mekkaniżmu ieħor issuġġerit ta 'ħsara ċerebrali assoċjata mal-ipergliċemija [39].