MENTAL DISORDERS, PSYCHOLOGICAL CHARACTERISTICS AND MARKERS OF CENTRAL NERVOUS SYSTEM DAMAGE IN PATIENTS UNDERGOING CARDIAC SURGERY WITH EXTRACORPOREAL CIRCULATION

Full Text

Послеоперационные расстройства цент-ральной нервной системы (ЦНС), проявляющиеся нарушениями познавательной и эмоциональной сфер, являются серьезной и дорогостоящей проблемой современной медицины [10]. В литературе имеются данные, что частота когнитивной дисфункции после кардиохирургических операций составляет около 80% на момент выписки, 50% - через 6 недель после операции и 30% - через 6 месяцев после операции [6, 9]. Эмоциональные и когнитивные расстройства могут не только ухудшать течение послеоперационного периода, но и отрицательно влиять на качество жизни пациентов, перенесших операцию на открытом сердце [7, 8]. Несмотря на значительное число исследований, до настоящего времени нет единого мнения о возможных причинах и факторах риска, способствующих возникновению послеоперационных когнитивных и эмоциональных нарушений, методах их профилактики и коррекции [6]. Перспективным представляется изучение таких нейроспецифических белков, как нейронспецифическая енолаза (NSE) - маркер повреждения нейронов, и протеин семейства S100, входящих в группу уникальных для нервной ткани кислых кальцийсвязывающих белков, отличающихся по заряду и массе, но близких иммунолохимически и являющихся маркерами повреждения астроцитов [5, 9]. По последним данным, повышение концентрации этих белков в крови указывает на повреждение нервной ткани и позволяет дать прижизненную оценку состояния ЦНС и динамики нейродегенеративного процесса. В ряде исследований [7, 8, 10] высказано предположение, что протеин S100b может служить маркером и прогностическим критерием таких патологических состояний, как мозговая травма, нарушение гематоэнцефалического барьера (в том числе после сердечно-сосудистых операций с искусственным кровообращением), церебральная ишемия. В настоящее время обсуждается изменение уровня S100b, как прогностически неблагоприятного показателя для восстановления после операций на сердце [6, 8]. В серии работ X. Hyden и P. Lange (1970) было показано, что изменение концентрации протеина S100b отражает не только последствия повреждения ЦНС, но также коррелирует с процессом обучения [3]. В работе В.В. Шерстнева с соавт. (2002) было продемонстрировано достоверное изменение уровня S100b в структурах мозга до и после экспериментальной выработки у крыс реакции тревоги [2]. Дальнейшее изучение биохимических основ психичес- кой деятельности продиктовано потребностью в своевременной и адекватной коррекции когнитивных и аффективных нарушений при кардиохирургических операциях, что может иметь как медико-биологическую, так и социально-экономическую значимость [1, 4]. Целью исследования явилось изучение психологических и психопатологических характерис- тик кардиологических больных, а также взаимосвязи особенностей аффективных расстройств, когнитивного функционирования и уровня нейромаркеров у пациентов после кардиохирургического вмешательства с длительным периодом искусственного кровообращения. Материал и методы исследования. Обследовано 33 пациента (из них 17 женщин) в возрасте от 42 до 78 лет (средний возраст - 63,4±3,3 года) с изолированным стенозом аортального клапана склеро-дегенеративной природы. Критерием включения были отсутствие гемодинамически значимых стенозов коронарных сосудов по данным коронарографии и брахиоцефальных артерий по данным ультразвукового исследования сосудов головного мозга, а также наличие добровольного информированного согласия на участие в исследовании. Пациенты были обследованы перед плановым оперативным вмешательством и в различные сроки после кардиохирургического лечения. Всем пациентам выполняли стандартную схему премедикации и анестезии. Применяли общую неингаляционную анестезию с интубацией трахеи и искусственную вентиляцию легких (ИВЛ) на основе пропофола со скоростью введения 6-8 мкг/кг/час и фентанила 5 мкг/кг/час, кровяной кардиоплегией (ККП) и экстракорпоральным кровообращением (ЭКК). Искусственное кровообращение осуществляли в нормотермическом режиме с поддержанием центральной температуры 36,0±0,5°С. Объемная скорость перфузии составляла 2,4-2,6 л/мин/м2. Адекватность искусственного кровообращения оценивали по уровню среднего артериального давления (60-80 мм рт. ст.), центрального венозного давления (8-10 мм рт. ст.), кислотно-основного состояния (КОС), а также по наличию или отсутствию температурных градиентов. Хирургический доступ и доступ для подключения аппарата искусственного кровообращения (АИК) выполняли посредством срединной стернотомии. По достижении целевого уровня гипокоагуляции (активированное частичное тромбопластиновое время составило около 45 с) проводили канюляцию восходящего отдела аорты, верхней и нижней полых вен. По окончании работы хирургической бригады выполняли реперфузию коронарных артерий в соответствии с длительностью пережатия аорты. Все обследованные пациенты имели сходную продолжительность искусственного кровообращения (от 40 и до 60 минут), время пережатия аорты (35-50 минут), а также время нахождения в палате интенсивной терапии (от 18 до 24 часов). Обследование включало катамнестический, клинико-психопатологический методы и ряд экспериментально-психологических методик: краткая шкала оценки психического статуса (Mini-mental State Examination, MMSE) для выявления когнитивных нарушений, Монреальская шкала оценки когнитивных функций (МоСА) для оценки различных показателей когнитивного функционирования (внимания, исполнительных функций, памяти, речи, зрительно-конструктивных навыков, абстрактного мышления, счета и ориентации), шкала депрессии Гамильтона (HDRS), шкала тревоги Гамильтона (HARS), шкала тревожности Спилбергера. Клинико-шкальное обследование больных проводилось в динамике в предоперационном периоде и на 7 и 15-е сутки после операции. Количественное определение нейромаркеров повреждения головного мозга (содержание протеина S100b в сыворотке крови, содержание нейрон-специфической енолазы (NSE) в сыворотке крови) проводили электрохемилюминисцентным методом с использованием анализатора «Сobas E 411» и реактивов «Roche diagnostica» (Швейцария). Забор крови осуществляли до операции и через 6, 12, 24 и 48 часов после операции. Статистическую обработку материала выполняли с использованием стандартного пакета программ прикладного статистического анализа (Statistica for Windows v. 6.0). Критический уровень достоверности нулевой статистической гипотезы (об отсутствии значимых различий или факторных влияний) принимали равным 0,05. Результаты и их обсуждение. Установлено, что большинство (61%) пациентов в период подготовки к кардиохирургической операции обнаруживали клинически очерченные психические расстройства. Наиболее часто встречались Легкое когнитивное расстройство (F 06.7 по МКБ-10) и Органическое астеническое расстройство (F 06.6) (22 и 11% случаев, соответственно). У 8% пациентов были выявлены Тревожное расстройство личности (F 60.6), у 12% - Расстройство адаптации, пролонгированная депрессивная реакция (F 43.21). Аффективные расстройства развивались в рамках нозогенной реакции на реальную соматогенную витальную угрозу, обусловленную предстоящим хирургическим вмешательством в связи с жизнеугрожающим состоянием. Выраженность депрессии достигала 9,0±0,7 балла по шкале Гамильтона. Уровень личностной и реактивной (ситуативной) тревожности в среднем по группе обследованных соответствовал умеренной степени выраженности (соответственно 46,9±2,05 и 46,5±1,52 балла по шкале Спилбергера). Уровень когнитивного функционирования до операции в среднем по группе находился на границе нормативных показателей и составил 28,6±0,3 балла по шкале MMSE (норма от 25 баллов и выше) и 26,4±0,5 балла по шкале MOCA (возможное максимальное количество баллов по шкале - 30; норма - 26 и больше). Данные, представленные на рис. 1, отражают наличие тревожной реакции у больных в предоперационном периоде и последующее ее нивелирование после операции. Аналогичную динамику претерпевает депрессия (рис. 2), что отражает ассоциированность тревожных и депрессивных расстройств и их прямой параллелизм со степенью соматогенной витальной угрозы. На 15-е сутки после оперативного лечения тревожно-депрессивные расстройства нивелируются, и показатели шкальной оценки депрессии и тревоги нормализуются. Рис. 3 иллюстрирует некоторое ухудшение когнитивного функционирования в целом в ближайшем послеоперационном периоде с восстановлением его исходного уровня через 2 недели после операции (по данным MMSE). Результаты обследования по шкале MOCA отражают улучшение когнитивного функционирования пациентов по сравнению с исходным уровнем уже на 7-е сутки после кардиохирургического вмешательства, с сохранением дальнейшей позитивной динамики и превышением предоперационного показателя. Параллелизм улучшения эмоционального состояния и когнитивного функционирования уже через 2 недели после операции, возможно, свидетельствует о влиянии аффективных расстройств на когнитивные функции больных, опосредованность когнитивных нарушений наличием тревоги и депрессии. Выявлено, что дооперационный уровень NSE в сыворотке крови составил 16,0±1,1 нг/мл, протеина S100b в сыворотке крови - 0,09±0,008 мкг/л, что соответствует нормальному уровню референсной группы здоровых лиц. В раннем послеоперационном периоде отмечено повышение уровня нейромаркеров. Через 6 часов уровень NSE повысился в среднем почти в два раза и достиг максимума через 12 часов после операции (28,3±7,8 нг/мл). В дальнейшем происходило снижение концентрации фермента через 24 и 48 часов после операции, однако через 48 часов показатель в среднем по группе оставался выше дооперационного уровня (рис. 4 а, б, в). У 52% пациентов через 48 часов уровень NSE вернулся к нормальным показателям. В 20% случаев концентрация NSE за все время наблюдения не выходила за границы референсных значений, хотя через 12 часов после операции у этих пациентов повышение в среднем достигало 50% от исходных значений. Критическое снижение уровня NSE наблюдалось преимущественно в период с 12 до 24 часов после операции, в то время как снижение показателя в интервале с 24 до 48 часов было отмечено лишь у 12% пациентов. Уровень протеина S100b в сыворотке крови через 6 часов после операции повысился в среднем более, чем в два раза и в дальнейшем достоверно не изменялся в период до 24 часов. Через 2 суток после операции наблюдалась тенденция к снижению его концентрации у большинства больных, однако показатель не достигал дооперационного уровня (рис. 5 а, б, в). Представленные данные о динамике нейромаркеров свидетельствуют о наличии повреждения ЦНС и неполном его восстановлении в раннем послеоперационном периоде. Важно отметить, что чем выше был уровень как реактивной, так и личностной тревожности больных перед операцией, тем медленнее происходила нормализация концентрации NSE на вторые сутки после операции (r=-0,4528 и r=-0,4281, соответственно; p<0,05). Это может быть связано с истощением адаптационных механизмов организма в виду выраженного психического стресса и, как следствие, меньшей устойчивостью к воздействию таких повреждающих факторов, как гипоксия. Быстрое восстановление нормального уровня концентрации NSE является прогностически благоприятным критерием успешного исхода операции в отношении когнитивного функционирования пациентов. У больных с аортальным пороком перед оперативным вмешательством наблюдается значительная частота психических расстройств, преимущественно в рамках нозогенной реакции личности, связанной с реальной соматогенной витальной угрозой. Кардиохирургическое лечение с применением АИК приводит к повреждению ЦНС, количественной характеристикой которого может служить повышение концентрации N-SE и протеина S100b в сыворотке крови пациентов уже в ближайшие часы после операции. На 15-е сутки после операции обнаруживается положительное влияние кардиохирургического лечения на когнитивную и аффективную сферу пациентов. В нашем исследовании мы использовали автоматизированные, стандартизованные методы определения NSE и протеина S100, имеющие разрешение МЗ РФ для диагностического применения у больных. Коэффициент вариации указанных тестов не превышал 8%. Таким образом, полученные результаты характеризуются высокой достоверностью и могут быть использованы в рутинной работе медицинских учреждений для оценки степени повреждения головного мозга после обширных, длительных операций, в том числе с применением аппарата искусственного кровообращения.

About the authors

Natalya N Petrova

St.-Petersburg state university

Email: petrova_nn@mail.ru
department of psychiatry and narcology 199106 St.-Petersburg, Vasiljevsky island, 21-st line, 8а

Rada S Kovaltsova

St.-Petersburg state university

department of psychiatry and narcology 199106 St.-Petersburg, Vasiljevsky island, 21-st line, 8а

Vladimir V Dorofeykov

North-Western V.A. Almazov medical research center

197341, St.-Petersburg, Akkuratov street, 2

Olga N Mashek

North-Western V.A. Almazov medical research center

197341, St.-Petersburg, Akkuratov street, 2

Andrei E Bautin

North-Western V.A. Almazov medical research center

197341, St.-Petersburg, Akkuratov street, 2

Dmitry M Tashkhanov

North-Western V.A. Almazov medical research center

197341, St.-Petersburg, Akkuratov street, 2

References

Supplementary files