Vergleich der verschiedenen kardioplegischen Strategien in der Herzklappenchirurgie: Wer gewinnt das „Armdrücken“?

Der kardioplegische Stillstand war eine der wichtigsten (wahrscheinlich größten) Errungenschaften der Herzchirurgie in den letzten 40 Jahren, da er einerseits die Möglichkeit ermöglichte, alle Herzerkrankungen mit einem gestoppten und unblutigen Herzen zu behandeln und dann gleichzeitig den Myokardschutz während der ischämischen Periode sicherzustellen. Kardioplegische Lösungen, die üblicherweise verwendet werden, können kristalloid oder blutbasiert sein. Custodiol®-Lösung, auch Histidin-Tryptophan-Ketoglutarat (HTK) oder Bretschneider-Lösung genannt, ist eine besondere Art von langwirksamer intrazellulärer kristalloider Kardioplegie (CCP), die sich von anderen extrazellulären kardioplegischen Lösungen durch ihren niedrigen Natrium- und Kaliumgehalt unterscheidet, die den diastolischen Herzstillstand durch eine Hyperpolarisation der Myozyten-Plasmamembran induzieren. Eine natriumarme Lösung scheint im Vergleich zu einer Kardioplegie mit hohem Kaliumgehalt den niedrigsten Energieumsatz zu bewirken (1), Histidin wirkt als Puffer für anaerobe Metaboliten, die während der ischämischen Periode produziert werden, Ketoglutarat wird als Vorläufer für die ATP-Produktion verwendet, Tryptophan als Membranstabilisator und Mannitol zur Verringerung des zellulären Ödems und wegen seiner Radikalfängereigenschaften. Custodiol® ist darüber hinaus aufgrund seiner attraktiven Fähigkeit, einen langen Myokardschutz mit einer einzigen Infusion zu gewährleisten, in der komplexen Herzchirurgie und zur Organerhaltung bei der Durchführung komplexer Verfahren ohne Unterbrechung weit verbreitet. Auf der anderen Seite zeichnen sich kardioplegische Lösungen auf Blutbasis (wie Calafiore-Cardioplegia) durch hohe Kaliumspiegel als Depolarisationsfaktor aus, der den Herzstillstand in der Diastole induziert (2). Diese Art von Kardioplegie, die mit kontinuierlichem oder intermittierendem Fluss und bei Körper- oder niedriger Temperatur verabreicht werden kann, scheint einen „physiologischeren“ Herzstillstand zu verursachen, da Blut die schädlichen Auswirkungen einer verlängerten Ischämie reduzieren könnte (3,4). Anderen zufolge scheint die „Ära“ der Kardioplegie mit hohem Kaliumgehalt aufgrund der Entdeckung schädlicher Auswirkungen auf das ischämische Myokard zu Ende zu gehen (5).

In den letzten Jahren haben viele Studien die Vor- und Nachteile dieser beiden Arten von kardioplegischen Lösungen in den verschiedenen Bereichen der Herzchirurgie (6) sowohl bei Erwachsenen als auch in der Pädiatrie (7,8) analysiert, um einzigartige und gemeinsame Indikationen zu finden, aber heute ist die Debatte vor allem in der Klappenchirurgie noch offen. In der Tat, während Literatur Schwärme von klinischen Studien über die Verwendung von kardioplegischen Strategien in Koronararterien-Bypass (CAB) Chirurgie (9), gibt es nur wenige und widersprüchliche Studien, die ihre Verwendung in der Klappenchirurgie vergleichen.

Die aktuellste Rezension zu diesem Thema stammt von Hoyer et al., wo eine einzelzentrische Erfahrung mit 7.263 Patienten analysiert wurde isolierte Aortenklappenoperation mit dem Ziel des Vergleichs Kaltblutkardioplegie (BCP) und kalte CCP (10). Bei Patienten, die eine der beiden Arten von Kardioplegie erhielten, ergab die explorative Analyse, dass die mit kaltem BCP behandelte Gruppe einen hohen Prozentsatz an assoziierten Begleiterkrankungen wie Diabetes, periphere Gefäßerkrankung (PVD) oder chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD). Darüber hinaus schienen die Hauptindikationen für die Anwendung von BCP eine beeinträchtigte Herzfunktion (LVEF <30%, NYHA ≥III) oder eine vorherige Herzoperation zu sein, wahrscheinlich aufgrund der weit verbreiteten Meinung, dass BCP aufgrund seiner physiologischeren Eigenschaften und seiner Sauerstofftragfähigkeit zeitweise eine höhere myokardiale Konservierung bietet (4,11). Dies scheint auch mit Braathen et coll. wo Prozentsatz der Patienten mit LVEF >50% waren höher, auch wenn statistisch nicht signifikant, in der Gruppe mit CCP behandelt (12) aber nicht mit Viana et al. das berichtete andererseits über einen geringeren Prozentsatz von Patienten mit eingeschränkter Herzfunktion (Schwere LV-Dysfunktion oder NYHA > II) in der CCP-Gruppe im Vergleich zur BCP-Gruppe (13).

Ein wirklich wichtiger Faktor, der über die chemische Zusammensetzung hinaus die Verteilung und Wirksamkeit einer kardioplegischen Lösung beeinflusst, ist der anatomische Zustand des Koronarbaums und des Myokards; obwohl bei isolierten Patienten mit Aortenklappenchirurgie die Koronararterien normalerweise frei von hämodynamisch signifikanten Stenosen sind, kann die Verteilung der Kardioplegie durch Mikrozirkulationsstörungen behindert werden, die typischerweise bei hypertrofizierten Herzen auftreten (14). In den Fällen könnte eine gute Option zur Verhinderung einer schlechten Verteilung der Kardioplegie die BCP sein, die aufgrund ihrer Merkmale eine intermittierende antegrade / retrograde Verabreichung ermöglicht, selbst wenn Ascione et al. gezeigt, dass auch nur antegrade intermittierende Verabreichung von kaltem BCP kann für Patienten mit hypertrophierten Herzen nützlich sein, die sich einer Aortenklappenoperation unterziehen (15). Hoyer et al., in dieser Hinsicht berichtete über einen statistisch signifikanten Unterschied im Prozentsatz der Patienten, die anterograde / retrograde Kardioplegie zwischen zwei erhielten Gruppe, die bei BCP-Patienten höher war (10). Anderen zufolge scheint warmes BCP sogar einen höheren Myokardschutz bei der Aortenklappenreparatur (AVR) zu bieten als kaltes BCP (16). Øvrum et al., im Gegenteil, zeigte, dass retrograde kalte BCP der retrograden kalten CCP bei Patienten, die sich einer AVR unterziehen, nicht überlegen war (17).

Wie bereits erwähnt, ist es klar ersichtlich, dass es viele widersprüchliche Ergebnisse über den Vergleich zwischen kristalloiden oder blutkardioplegischen Lösungen in der Herzchirurgie gibt, insbesondere weil Populationen oder Ergebnisvariablen in den verschiedenen Arbeiten im Allgemeinen unterschiedlich sind.

In der Studie von Hoyer et al. der Autor analysierte retrospektiv 825 übereinstimmende Patienten, um Selektionsverzerrungen so weit wie möglich zu vermeiden. Patienten, die sich einer isolierten AVR unterzogen und mit HTK-Lösung oder Calafiore-Kardioplegie behandelt wurden, wurden retrospektiv eingeschlossen; CCP wurden erneut verabreicht, wenn die Aortenkreuzklemme 90 Minuten überschritt, während BCP im Gegensatz zum ursprünglichen Protokoll (2) infundiert wurde durch Abkühlen auf 15 ° C. Die analysierten Ergebnisse waren hauptsächlich klinisch: tatsächlich wurden die operative Mortalität (OM, Tod innerhalb von 30 Tagen nach der Operation), die erneute Untersuchung auf Blutungen, das Syndrom mit niedrigem Herzzeitvolumen (LCOS), die Implantation einer intraaortalen Ballonpumpe (IABP), die Implantation einer extrakorporalen Membranoxygenierung (ECMO) und der Beginn eines Myokardinfarkts untersucht oder Herzrhythmusstörungen wurden als indirekte Indikatoren für Myokardschäden untersucht, ohne die Freisetzung von Herzenzymen zu berücksichtigen, wie dies häufig von anderen Autoren getan wurde. OM von etwa 2% war sowohl zwischen den beiden Gruppen als auch für die anderen Ergebnisvariablen gleich; lediglich Herzrhythmusstörungen wurden bei BCP-Patienten etwas häufiger beobachtet. Auf diesen Grundlagen schlossen die Autoren, dass es scheint, dass es keinen Unterschied im Myokardschutz mit kaltem Blut oder kristalloider Kardioplegie in der Mitralklappenchirurgie gibt, in Übereinstimmung mit anderen Berichten in der Literatur. Braathen et al. gezeigt, dass HTK in der elektiven Mitralchirurgie das Myokard schützt gleich gut im Vergleich zu repetitiver antegrader kalter BCP nach postoperativen Serumspiegeln von Myokardenzymen (12); er fand nur eine signifikante Zunahme des spontanen Kammerflimmerns nach der Entfernung der Kreuzklemme bei Patienten, die HTK erhielten, die jedoch die Freisetzung von Myokardenzymen im Vergleich zu BCP nicht beeinflussten. Im Gegensatz zu den Beobachtungen gibt es die Arbeit von Sakata et al. (18): Er berichtete über einen angemesseneren Myokardschutz bei Mitralklappenoperationen durch HTK-Lösungen im Vergleich zu BCP, da in der CCP-Gruppe mehr spontane Defibrillation und ein geringerer Bedarf an inotropen bestand. Gaudino et al., andererseits, kam zu dem Schluss, dass die HTK-Lösung im Vergleich zu warmem BCP einen schlechteren RV-Schutz bietet, hauptsächlich in den Herzen mit depressiver präoperativer RV-Funktion, bei Patienten, die sich einer Mitralklappenoperation unterzogen haben (19). In: Fannelop et al. fand die gleichen Ergebnisse (11) für das, was den LV-Schutz beim Schwein betrifft.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Debatte über die Wirksamkeit von Custodiol und BCP beim Myokardschutz und über das mittel- oder langfristige klinische Ergebnis bei Aortenklappenoperationen, wie sich aus der Analyse der Literatur ergibt, noch offen ist, auch wenn es einige Punkte gibt von Vereinbarungen. Custodiol® scheint in dieser Hinsicht attraktiv für seine Fähigkeit zu sein, einen langen Myokardschutz und ein unblutiges und bewegungsloses Operationsfeld nach Einzeldosisanwendung zu bieten; Dies ist sehr wichtig für Verfahren am offenen Herzen wie AVR oder bei allen minimalinvasiven Ansätzen, bei denen eine klare und ungehinderte Sicht von besonderer Bedeutung ist und bei denen eine wiederholte Anwendung von BCP nicht wirklich geeignet ist (20). In diesem Zusammenhang wird Custodiol® in unserem Zentrum routinemäßig, auch in der angeborenen Herzchirurgie, für alle Eingriffe eingesetzt, die mit einem Thorakotomieansatz als minimalinvasiver Aortenklappenersatz durchgeführt werden. Andererseits scheint die Verwendung von kaltem BCP der bevorzugte Ansatz bei Patienten mit eingeschränkter Herzfunktion zu sein; während das Herz während des mit Custodiol® erzielten langen Stillstands vollständig ischämisch bleibt, scheint die intermittierende Verabreichung einer kardioplegischen Lösung auf Blutbasis einen besseren Myokardschutz zu bieten, insbesondere bei hoher Sauerstoff- und Metabolitentragfähigkeit. Diese Ergebnisse teilen auch Hoyer et al. das ergab ein überlegenes Langzeitüberleben, wenn BCP intraoperativ bei Patienten mit niedriger LVEF und AVR angewendet wurde. In ähnlicher Weise haben Jin et al. berichtet, dass bei diesen Patienten eine postoperative Katecholamininfusion vermieden werden kann, wenn der Myokardschutz mit kaltem BCP erreicht wird (21).Zusammenfassend scheint CCP als BCP sowohl beim Myokardschutz als auch bei peri-OM- und postoperativen Komplikationen gute operative und postoperative Ergebnisse zu liefern, so dass jeder Fall einzeln bewertet werden muss. Die beste kardioplegische Lösung, in der Tat, bleibt sicherlich noch unbekannt, vor allem für die Aortenklappenchirurgie, aber weitere Untersuchungen über Patienten mit vielen Komorbiditäten, wie beeinträchtigte Herzfunktion, die die Anfälligkeit des Myokards für Ischämie-Reperfusionsverletzung signifikant beeinflussen könnte, sind vielleicht notwendig.

Bestätigungen

Keine.

Fußnote

Interessenkonflikte: Die Autoren haben keine Interessenkonflikte zu erklären.

1. Preusse CJ. Custodiol Cardioplegia: Eine hyperpolarisierende Einzeldosis-Lösung. J Extra Corpor Technol 2016;48:15-20.
2. Kalafiore AM, Teodori G, Mezzetti A, et al. Intermittierende antegrade Warmblut-Kardioplegie. Ann Thorac Surg 1995;59:398-402.
3. Salerno TA. Kontinuierliche Blutkardioplegie: Option für die Zukunft oder Rückkehr in die Vergangenheit? J Mol Cell Cardiol 1990;22:49.
4. Follette DM, Mulder DG, Maloney JV, et al. Vorteile der Blutkardioplegie gegenüber kontinuierlicher Koronarperfusion oder intermittierender Ischämie. Experimentelle und klinische Studie. J Thorac Cardiovasc Surg 1978;76:604-19.
5. Dobson GP, Faggian G, Onorati F, et al. Hyperkalämische Kardioplegie in der Erwachsenen- und Kinderchirurgie: Ende einer Ära? Vorderseite Physiol 2013;4:228.
6. Edelman JJ, Seco M, Dunne B, et al. Custodiol für Myokardschutz und -erhaltung: eine systematische Überprüfung. Ann Cardiothorac Surg 2013;2:717-28.
7. Giordano R, Arcieri L, Cantinotti M, et al. Custodiol-Lösung und Kaltblutkardioplegie bei arterieller Schalteroperation: Retrospektive Analyse in einem einzigen Zentrum. Thorac Cardiovasc Surg 2016;64:53-8.
8. Giordano R, Cantinotti M, Arcieri L, et al. Arterielle Schalteroperation und Plasma-Biomarker: Analyse und Korrelation mit frühen postoperativen Ergebnissen. Pediatr Cardiol 2017;38:1071-6.
9. Guru V, Omura J, Alghamdi AA, et al. Ist Blut der kristalloiden Kardioplegie überlegen? Eine Metaanalyse randomisierter klinischer Studien. Auflage 2006;114:I331-8.
10. Hoyer A, Lehmann S, Mende M, et al. Custodiol versus Cold Calafiore für elektiven Herzstillstand bei isoliertem Aortenklappenersatz: eine Propensity-Matched-Analyse von 7263 Patienten. Eur J Cardiothorac Surg 2017;52:303-9.
11. Fannelop T, Dahle GO, Salminen PR, et al. Multidosis kaltes sauerstoffhaltiges Blut ist einer Einzeldosis Bretschneider HTK-Cardioplegia beim Schwein überlegen. Ann Thorac Surg 2009;87:1205-13.
12. Braathen B, Jeppsson A, Scherstén H, et al. Eine Einzeldosis Histidin-Tryptophan-Ketoglutarat-Lösung bietet bei elektiver Mitralklappenoperation einen ebenso guten Myokardschutz wie bei repetitiver Kaltblutkardioplegie: eine prospektive randomisierte Studie. J Thorac Cardiovasc Surg 2011;141:995-1001.
13. Viana FF, Shi WY, Hayward PA, et al. Custodiol versus Blutkardioplegie bei komplexen Herzoperationen: eine australische Erfahrung. Eur J Cardiothorac Surg 2013;43:526-31.
14. Rajappan K, Rimoldi OE, Dutka DP, et al. Mechanismen der koronaren Mikrozirkulationsstörung bei Patienten mit Aortenstenose und angiographisch normalen Koronararterien. Auflage 2002;105:470-76.
15. Ascione R, Caputo M, Gomes WJ, et al. Myokardverletzung bei hypertrophen Herzen von Patienten, die sich einer Aortenklappenoperation mit Kalt- oder Warmblut-Kardioplegie unterziehen. Eur J Cardiothorac Surg 2002;21:440-6.
16. Calafiore AM, Teodori G, Bosco G, et al. Intermittierende antegrade Warmblut-Kardioplegie beim Aortenklappenersatz. J Karte Surg 1996;11:348-54.
17. Øvrum E, Tangen G, Tølløfsrud S, et al. Kaltblut versus kalte kristalloide Kardioplegie: eine prospektive randomisierte Studie mit 345 Aortenklappenpatienten. Eur J Cardiothorac Surg 2010;38:745-9.
18. Sakata J, Morishita K, Ito T, et al. Vergleich des klinischen Ergebnisses zwischen Histidin-Triptophan-Ketoglutalat-Lösung und Kaltblut-Kardioplegikum-Lösung beim Mitralklappenersatz. J Karte Surg 1998;13:43-7.
19. Gaudino M, Pragliola C, Anselmi A, et al. Randomisierte Studie von HTK versus Warmblut Kardioplegie für rechtsventrikulären Schutz in der Mitralchirurgie. Scand Cardiovasc J 2013;47:359-67.
20. Garbade J, Davierwala P, Seeburger J, et al. Myokardschutz während der minimalinvasiven Mitralklappenchirurgie: Strategien und kardioplegische Lösungen. Ann Cardiothorac Surg 2013;2:803-8.
21. Jin XY, Gibson DG, Pepper JR. Frühe Veränderungen der regionalen und globalen linksventrikulären Funktion nach Aortenklappenersatz. Vergleich von kristalloiden, kalten und warmen Blutkardioplegien. Auflage 1995;92: II155-62.