Kardioplegi - Cardioplegia

Kardioplegi er forsettlig og midlertidig opphør av hjerteaktivitet, først og fremst ved hjertekirurgi .

Oversikt

Ordet kardioplegi kombinerer det greske kardio som betyr "hjertet" og plegia "lammelse". Teknisk betyr dette å stoppe eller stoppe hjertet slik at kirurgiske inngrep kan utføres i et stille og blodløst felt. Vanligvis refererer imidlertid ordet kardioplegi til løsningen som brukes for å få til hjertets asystol eller hjertelammelse. En av de første legene som brukte begrepet kardioplegi var Dr. Lam i 1957. Imidlertid ble hans arbeid med myokardbeskyttelsen innledet serendipitøst av Sydney Ringer på slutten av 1800 -tallet. På den tiden la Ringer og kolleger merke til at vann fra springen hadde evnen til å øke hjertets kontraktilitet, sannsynligvis på grunn av det høye kalsiuminnholdet. Sydney Ringer kommenterte også viktigheten av kaliumionkonsentrasjon for deprimerende indre hjerterytme. Gjennom en serie eksperimenter utført på frosk og canine hjerter, ble reversible arrest oppnådd med kaliumioner, med den følge av ventrikulær fibrillasjon og observert myokardial nekrose . Disse tidlige eksperimentene startet nesten 50 års arbeid som har ført til forskjellige perfusjonsstrategier som er tilgjengelige i dag.

Hovedmålene for hypotermisk kardioplegi er:

1. Umiddelbar og vedvarende elektromekanisk ro
2. Rask og vedvarende homogen myokardisk nedkjøling
3. Vedlikehold av terapeutiske tilsetningsstoffer i effektive konsentrasjoner
4. Periodisk utvasking av metabolske hemmere

Den vanligste prosedyren for å oppnå asystole er å tilføre kald kardioplegisk løsning i koronarsirkulasjonen . Denne prosessen beskytter myokardiet , eller hjertemuskelen, mot skade i perioden med iskemi.

For å oppnå dette blir pasienten først plassert på kardiopulmonal bypass . Denne enheten, ellers kjent som hjerte-lunge-maskinen, overtar funksjonene til gassutveksling av lungen og blodsirkulasjonen av hjertet. Deretter isoleres hjertet fra resten av blodsirkulasjonen ved hjelp av en okklusiv tverrklemme plassert på den stigende aorta proksimalt til den innominerte arterien . I løpet av denne perioden med hjerteisolasjon mottar ikke hjertet noen blodstrøm, og dermed ingen oksygen for metabolisme. Etter hvert som kardioplegi -løsningen distribueres til hele myokardiet, vil EKG endres og til slutt vil asystole følge. Kardioplegi senker metabolismen av hjertemuskelen, og forhindrer derved celledød i den iskemiske perioden.

Fysiologi

Kardioplegisk løsning er måten det iskemiske myokardiet er beskyttet mot celledød på. Dette oppnås ved å redusere myokardmetabolismen gjennom reduksjon i hjertets arbeidsbelastning og ved bruk av hypotermi.

Kjemisk reduserer den høye kaliumkonsentrasjonen som finnes i de fleste kardioplegiske løsninger membranets hvilepotensial for hjerteceller. Det normale hvilepotensialet til ventrikulære myocytter er omtrent -90 mV. Når ekstracellulær kardioplegi fortrenger blod som omgir myocytter, blir membranspenningen mindre negativ og cellen depolariseres lettere. Depolarisasjonen forårsaker sammentrekning, intracellulært kalsium blir sekvestrert av det sarkoplasmatiske retikulumet via ATP-avhengige Ca ²⁺ -pumper, og cellen slapper av (diastol). Imidlertid forhindrer den høye kaliumkonsentrasjonen av cardioplegia ekstracellulær repolarisering. Hvilepotensialet på ventrikulært myokard er omtrent −84 mV ved en ekstracellulær K ⁺ konsentrasjon på 5,4 mmol/l. Å øke K ⁺ -konsentrasjonen til 16,2 mmol/l øker hvilepotensialet til −60 mV, et nivå der muskelfibre er ubeskrivelig for vanlige stimuli. Når hvilepotensialet nærmer seg -50 mV, blir natriumkanaler inaktiverte, noe som resulterer i en diastolisk stopp av hjerteaktivitet. Membrane inaktiveringsporter, eller h Na ⁺ porter, er spenningsavhengige. Jo mindre negativ membranspenningen er, desto flere h -porter har en tendens til å stenge. Hvis delvis depolarisering produseres ved en gradvis prosess som å heve nivået av ekstracellulær K ⁺ , har portene god tid til å lukke og derved inaktivere noen av Na ⁺ -kanalene. Når cellen er delvis depolarisert, er mange av Na ⁺ -kanalene allerede inaktivert, og bare en brøkdel av disse kanalene er tilgjengelig for å lede den innadgående Na ⁺ -strømmen under fase 0 -depolarisering.

Bruken av to andre kationer, Na ⁺ og Ca ²⁺ , kan også brukes til å stoppe hjertet. Ved å fjerne ekstracellulær Na ⁺ fra perfusat, vil hjertet ikke slå fordi handlingspotensialet er avhengig av ekstracellulære Na ⁺ -ioner. Imidlertid endrer fjerning av Na ⁺ ikke cellens hvilemembranpotensial. På samme måte resulterer fjerning av ekstracellulær Ca ²⁺ i en redusert kontraktil kraft og eventuell arrestasjon i diastolen. Et eksempel på en lav [K ⁺ ] lav [Na ⁺ ] løsning er histidin-tryptofan-ketoglutarat . Motsatt øker den ekstracellulære Ca ²⁺ konsentrasjonen kontraktil kraft. Å øke Ca ²⁺ -konsentrasjonen til et høyt nok nivå resulterer i hjertestans i systolen. Denne uheldige, irreversible hendelsen omtales som "steinhjerte" eller strenghet.

Hypotermi er den andre viktige komponenten i de fleste kardioplegiske strategier. Det brukes som et annet middel for å senke myokardmetabolismen ytterligere i perioder med iskemi . Den Van 't Hoff ligning muliggjør beregning at oksygenforbruket vil falle med 50% for hver 10 ° C reduksjon i temperatur. Denne Q ₁₀ -effekten kombinert med et kjemisk hjertestans kan redusere myokardisk oksygenforbruk (MVO ₂ ) med 97%.

Kald kardioplegi gis inn i hjertet gjennom aortaroten. Blodtilførsel til hjertet oppstår fra aortaroten gjennom kranspulsårene . Kardioplegi i diastolen sikrer at hjertet ikke bruker opp de verdifulle energilagrene ( adenosintrifosfat ). Blod blir vanligvis tilsatt denne løsningen i varierende mengder fra 0 til 100%. Blod virker som en buffer og leverer også næringsstoffer til hjertet under iskemi.

Når prosedyren på hjertekarene ( koronar bypass-podning ) eller inne i hjertet, for eksempel ventilbytte eller korrigering av medfødt hjertefeil , etc. er over, fjernes tverrklemmen og hjertets isolasjon avsluttes, så normalt blodtilførselen til hjertet gjenopprettes og hjertet begynner å slå igjen.

Den kalde væsken (vanligvis ved 4 ° C) sørger for at hjertet avkjøles til en temperatur på rundt 15–20 ° C, og reduserer dermed metabolismen i hjertet og forhindrer derved skade på hjertemuskelen. Dette forsterkes ytterligere av kardioplegi -komponenten som er høy i kalium.

Når løsningen blir introdusert i aortaroten (med en aortakryss på den distale aorta for å begrense systemisk sirkulasjon), kalles dette antegrade kardioplegi. Når den blir introdusert i koronar sinus , kalles den retrograd kardioplegi.

Selv om det finnes flere kardioplegiske løsninger kommersielt tilgjengelig; Det er ingen klare fordeler med en kardioplegisk løsning fremfor en annen. Noen kardioplegier, for eksempel del Nido eller Histidine-Tryptophan-Ketoglutamate-løsninger, gir en fordel i forhold til blod og annen krystalloid kardioplegi, ettersom de bare krever én administrasjon under korte hjerteoperasjoner, sammenlignet med flere doser som kreves av blod og annen krystalloid.

Alternativer til kardioplegi

Ved koronar kirurgi er det forskjellige alternativer til kardioplegi for å utføre operasjonen. Den ene er koronarkirurgi uten pumpe, hvor operasjonen utføres uten behov for en hjerte-lunge-bypass-maskin. En annen er å bruke tverrklemme-fibrillering hvorved hjertet fibrillerer mens det er på hjerte-lunge-bypass for å utføre de distale anastomosene.

Se også

Referanser

Eksterne linker

• Cardioplegia ved US National Library of Medicine Medical Subject Headings (MeSH)