Влияние доставки оксида азота на энергетическое обеспечение почечной ткани при проведении искусственного кровообращения: экспериментальное исследование

Актуальность. Острое почечное повреждение (ОПП) – распространенное осложнение кардиохирургических операций с искусственным кровообращением (ИК). Ишемически-реперфузионное повреждение (ИРП), системное воспаление, окислительный стресс и другие факторы, возникающие при проведении ИК, приводят к нарушению энергетического обеспечения и к гибели клеток почечной ткани. Доставка оксида азота (NO) является перспективным методом нефропротекции при кардиохирургических операциях в условиях ИК.

Цель исследования: изучить параметры энергетического обеспечения почечной ткани при проведении ИК на фоне доставки NO в эксперименте.

Материал и методы. Проспективное контролируемое экспериментальное исследование выполнено на 12 баранах. Животные включались в 2 группы в соотношении 1 : 1. В исследуемой группе выполнялась доставка NO в дозе 80 ppm сразу после интубации трахеи и в течение 90 мин ИК (основная группа, n = 6). В контрольной группе искусственная вентиляция легких (ИВЛ) и ИК выполнялись по стандартным протоколам (контрольная группа, n = 6). Через 1 ч после отлучения от ИК проводился забор биоптатов ткани почек. Оценивалось состояние энергетического обеспечения (по тканевой концентрации аденозинтрифосфата (АТФ) и лактата).

Результаты. Доставка NO не сопровождалась аберрацией тканевой перфузии во время проведения ИК. Уровень свободного гемоглобина в обеих группах был статистически значимо выше через 1 ч после ИК по сравнению с этапами интубации – p < 0,000… и началом ИК – р < 0,000… Величина АТФ значимо различалась между группами и составила в контрольной группе 3,7 ± 0,62 nmol/g; в основной группе - 6,8 ± 1,11 nmol/g, р = 0,00011. Концентрация лактата статистически значимо не различалась между группами и составила в контрольной группе 12,9 ± 3,71 nmol/g; в основной группе – 10,2 ± 2,14 nmol/g, р = 0,1502.

Выводы. Доставка NO приводит к улучшению энергетического обеспечения почечной ткани при проведении ИК в эксперименте.

1. Kiers H.D., van den Boogaard M., Schoenmakers M.C., van der Hoeven J.G., van Swieten H.A., Heemskerk S. et al. Comparison and clinical suitability of eight prediction models for cardiac surgery-related acute kidney injury. Nephrol. Dial. Transplant. 2012;28(2):345–351. DOI: 10.1093/ndt/gfs518.

2. Bedford M., Stevens P.E., Wheeler T.W.K., Farmer C.K.T. What is the real impact of acute kidney injury? BMC Nephrol. 2014;15(1):95. DOI: 10.1186/1471-2369-15-95.

3. Rydén L., Sartipy U., Evans M., Holzmann M.J. Acute kidney injury after coronary artery bypass grafting and long-term risk of end-stage renal disease. Circulation. 2014;130(23):2005–2011. DOI: 10.1161/circulationaha.114.010622.

4. Bellomo R., Auriemma S., Fabbri A., D’Onofrio A., Kats N., McCullough P.A. et al. The pathophysiology of cardiac surgery-associated acute kidney injury (CSA-Aki). Int. J. Artif. Organs. 2008;31(2):166–178. DOI: 10.1177/039139880803100210.

5. Kumar A.B., Suneja M. Cardiopulmonary bypass-associated acute kidney injury. Anesthesiology. 2011;114(4):964–970. DOI: 10.1097/aln.0b013e318210f86a.

6. Nelson D.L. Lehninger principles of biochemistry; 8th edit. New York: W.H. Freeman. 2021:1248.

7. Pabla N., Bajwa A. Role of mitochondrial therapy for ischemic-reperfusion injury and acute kidney injury. Nephron. 2021;146(3):253–258. DOI: 10.1159/000520698.

8. Ma H., Guo X., Cui S., Wu Y., Zhang Y., Shen X. et al. Dephosphorylation of AMP-activated protein kinase exacerbates ischemia/reperfusion-induced acute kidney injury via mitochondrial dysfunction. Kidney Int. 2022;101(2):315–330. DOI: 10.1016/j.kint.2021.10.028.

9. Shvedova M., Anfinogenova Y., Popov S.V., Atochin D.N. Connexins and nitric oxide inside and outside mitochondria: Significance for cardiac protection and adaptation. Front. Physiol. 2018;9:479. DOI: 10.3389/fphys.2018.00479.

10. Kamenshchikov N.O., Anfinogenova Y.J., Kozlov B.N., Svirko Y.S., Pekarskiy S.E., Evtushenko V.V. 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. DOI: 10.1016/j.jtcvs.2020.03.182.

11. Lei C., Berra L., Rezoagli E., Yu B., Dong H., Yu S. et al. Nitric oxide decreases acute kidney injury and stage 3 chronic kidney disease after cardiac surgery. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2018;198(10):1279–1287. DOI: 10.1164/rccm.201710-2150OC.

12. Wahba A., Milojevic M., Boer C., De Somer F.M.J.J., Gudbjartsson T., van den Goor J. et al. 2019 EACTS/EACTA/EBCP guidelines on cardiopulmonary bypass in adult cardiac surgery. Eur. J. Cardiothorac. Surg. 2020;57(2):210–251. DOI: 10.1093/ejcts/ezz267.

13. Møller M.H., Cecconi M. Venous-to-arterial carbon dioxide difference: An experimental model or a bedside clinical tool? Intensive Care Med. 2015;42(2):287–289. DOI: 10.1007/s00134-015-4181-7.

14. Ospina-Tascón G.A., Umaña M., Bermúdez W.F., Bautista-Rincón D.F., Valencia J.D., Madriñán H.J. et al. Can venous-to-arterial carbon dioxide differences reflect microcirculatory alterations in patients with septic shock? Intensive Care Med. 2015;42(2):211–221. DOI: 10.1007/s00134-015-4133-2.

15. Vercaemst L. Hemolysis in cardiac surgery patients undergoing cardiopulmonary bypass: A review in search of a treatment algorithm. J. Extra Corpor. Technol. 2008;40(4):257–267.

16. Kato G.J., Steinberg M.H., Gladwin M.T. Intravascular hemolysis and the pathophysiology of sickle cell disease. J. Clin. Invest. 2017;127(3):750– 760. DOI: 10.1172/jci89741.

17. Teodoro J.S., Da Silva R.T., Machado I.F., Panisello-Roselló A., Roselló-Catafau J., Rolo A.P. et al. Shaping of hepatic ischemia/reperfusion events: The crucial role of mitochondria. Cells. 2022;11(4):688. DOI: 10.3390/cells11040688.