Confronto tra le diverse strategie cardioplegiche nella chirurgia delle valvole cardiache: chi vince il “braccio di ferro”?

Cardioplegic arresto rappresentato uno dei più importanti (forse il più grande) conseguimento di chirurgia cardiaca negli ultimi 40 anni, perché ha consentito, da un lato, la possibilità di trattare tutte le patologie cardiache, con una smesso di sangue cuore e quindi di garantire, allo stesso tempo, la protezione miocardica durante il periodo ischemico. Le soluzioni cardioplegiche solitamente utilizzate possono essere cristalloidi o a base di sangue. La soluzione di Custodiol®, chiamata anche istidina-triptofano-chetoglutarato (HTK) o soluzione di Bretschneider, è un particolare tipo di cardioplegia cristalloide intracellulare a lunga durata d’azione (CCP) che si differenzia dalle altre soluzioni cardioplegiche extracellulari per il suo basso contenuto di sodio e potassio che induce l’arresto cardiaco diastolico attraverso un’iperpolarizzazione della membrana plasmatica del miocita. Una soluzione a basso contenuto di sodio sembra effettuare il più basso turnover energetico rispetto alla cardioplegia ad alto contenuto di potassio (1), l’istidina agisce come tampone dei metaboliti anaerobici prodotti durante il periodo ischemico, il chetoglutarato è usato come precursore per la produzione di ATP, il triptofano come stabilizzante di membrana e il mannitolo per ridurre l’edema cellulare e per le sue proprietà radical scavenger. Custodiol®, inoltre, per la sua attraente capacità di fornire una lunga protezione miocardica con una singola infusione è ampiamente utilizzato in cardiochirurgia complessa e per la conservazione degli organi nel consentire l’esecuzione di procedure complesse senza interruzioni. D’altra parte, le soluzioni cardioplegiche a base di sangue (come Calafiore-cardioplegia) sono caratterizzate da alti livelli di potassio come fattore di depolarizzazione che induce l’arresto cardiaco nella diastole (2). Questo tipo di cardioplegia, che può essere somministrato con flusso continuo o intermittente e a temperatura corporea o bassa, sembra fornire un arresto cardiaco “più fisiologico” perché il sangue potrebbe ridurre gli effetti dannosi dell’ischemia prolungata (3,4). Secondo altri, la cardioplegia ad alto contenuto di potassio” era ” sembra finire a causa della scoperta di effetti dannosi sul miocardio ischemico (5).

Negli ultimi anni, molti studi hanno analizzato pro e contro di questi due tipi di soluzioni cardioplegiche nelle diverse aree della cardiochirurgia (6), sia negli adulti che in pediatria (7,8), al fine di trovare indicazioni uniche e condivise ma oggi il dibattito è ancora aperto soprattutto nella chirurgia valvolare. Infatti, mentre la letteratura sciami di indagini cliniche sull’uso di strategie cardioplegiche in chirurgia di bypass coronarico (CAB) (9), ci sono pochi e contrastanti studi che confrontano il loro uso in chirurgia valvolare.

La recensione più recente su questo argomento appartiene a Hoyer et al., dove è stata analizzata un’esperienza a centro singolo su 7.263 pazienti sottoposti a chirurgia isolata della valvola aortica con l’obiettivo di confrontare cardioplegia a sangue freddo (BCP) e CCP freddo (10). Tra i pazienti che hanno ricevuto uno dei due tipi di cardioplegia, l’analisi esplorativa ha rivelato che il gruppo trattato con BCP freddo aveva un’alta percentuale di comorbidità associate come diabete, malattia vascolare periferica (PVD) o broncopneumopatia cronica ostruttiva (BPCO). Inoltre, le principali indicazioni per l’uso di BCP sembravano essere state una compromissione della funzione cardiaca (LVEF <30%, NYHA ≥III) o una precedente cardiochirurgia probabilmente per l’opinione diffusa che il BCP intermittente fornisca una maggiore conservazione miocardica grazie alle sue proprietà più fisiologiche e alla capacità di carico di ossigeno (4,11). Questo sembra essere in accordo anche con Braathen et coll. dove la percentuale di pazienti con LVEF>50% era più alta, anche se statisticamente non significativa, nel gruppo trattato con CCP (12) ma non con Viana et al. questo, d’altra parte, ha riportato una percentuale inferiore di pazienti con compromissione della funzione cardiaca (Grave disfunzione ventricolare sinistra o NYHA > II) nel gruppo CCP rispetto al gruppo BCP (13).

Un fattore davvero importante che influenza la distribuzione e l’efficacia di una soluzione cardioplegica, oltre la composizione chimica, è lo stato anatomico dell’albero coronarico e del miocardio; infatti, sebbene in pazienti chirurgici isolati con valvola aortica le arterie coronarie siano generalmente prive di stenosi emodinamica significativa, la distribuzione della cardioplegia può essere ostacolata da disfunzioni microcircolatorie che sono tipicamente presenti nei cuori ipertrofizzati (14). Nei casi, una buona opzione per prevenire una scarsa distribuzione della cardioplegia potrebbe essere il BCP che, per le sue caratteristiche, consente una somministrazione intermittente anterograda/retrograda anche se Ascione et al. dimostrato che anche solo la somministrazione intermittente antegrade di BCP freddo può essere utile per i pazienti con cuore ipertrofico sottoposti a chirurgia della valvola aortica (15). Hoyer et al., a questo proposito, ha riferito una differenza statisticamente significativa nella percentuale di pazienti che hanno ricevuto cardioplegia anterograda / retrograda tra due gruppi che erano più alti tra i pazienti con BCP (10). Secondo altri, sembra anche che il BCP caldo offra una maggiore protezione miocardica nella chirurgia di riparazione della valvola aortica (AVR) rispetto al BCP freddo (16). Øvrum et al., al contrario, ha dimostrato che la BCP a freddo retrogrado non era superiore alla CCP a freddo retrogrado per i pazienti sottoposti a AVR (17).

Come accennato in precedenza, è chiaramente evidente come ci siano molti risultati contraddittori sul confronto tra soluzione cardioplegica cristalloide o ematica in cardiochirurgia, soprattutto perché le popolazioni o le variabili di esito sono generalmente diverse tra i diversi lavori.

Nello studio di Hoyer et al., l’autore ha analizzato retrospettivamente 825 pazienti abbinati al fine di evitare il più possibile i pregiudizi di selezione. I pazienti sottoposti a AVR isolato e trattati con soluzione HTK o Cardioplegia di Calafiore sono stati inclusi retrospettivamente; la CCP è stata riamministrata se il cross-clamp aortico ha superato 90 min mentre la BCP, in contrasto con il protocollo originale (2), è stata infusa mediante raffreddamento a 15 °C. I risultati analizzati erano principalmente clinici: infatti, la mortalità operatoria (OM, morte a 30 giorni dall’intervento), ri-esplorazione per il sanguinamento, bassa gittata cardiaca, sindrome di (LCOS), contropulsatore aortico (IABP) l’impianto di ossigenazione extracorporea (ECMO) l’impianto, l’insorgenza di infarto miocardico o di aritmie cardiache sono stati studiati come indicatori indiretti di danno miocardico senza considerare enzimi cardiaci rilascio, come spesso fatto da altri autori. OM, di circa il 2%, è stato lo stesso tra i due gruppi così come per le altre variabili di risultato; solo le aritmie cardiache sono state osservate leggermente più frequentemente tra i pazienti con BCP. Su queste basi, gli autori hanno concluso che sembra che non ci siano differenze nella protezione del miocardio con sangue freddo o cardioplegia cristalloide nella chirurgia della valvola mitrale, in accordo con altri rapporti trovati in letteratura. Braathen et al. dimostrato che HTK in chirurgia mitrale elettiva protegge il miocardio altrettanto bene rispetto a ripetitivo antegrade freddo BCP secondo i livelli sierici postoperatori di enzimi miocardici (12); ha trovato solo un aumento significativo della fibrillazione ventricolare spontanea dopo la rimozione del cross-clamp nei pazienti trattati con HTK che, tuttavia, non ha influenzato il rilascio di enzimi miocardici rispetto a BCP. In contrasto con le osservazioni c’è il lavoro di Sakata et al. (18): ha riportato una protezione miocardica più adeguata nella chirurgia della valvola mitrale fornita da HTK solutions rispetto a BCP perché c’erano più defibrillazione spontanea e un requisito inferiore di inotropi nel gruppo CCP. Gaudino et al., d’altra parte, ha concluso che la soluzione HTK offre una protezione RV inferiore rispetto al BCP caldo, principalmente nei cuori con funzione RV preoperatoria depressa, nei pazienti sottoposti a chirurgia della valvola mitrale (19). Fannelop et al. trovato gli stessi risultati (11) per quanto riguarda la protezione LV nel maiale.

In conclusione, come risulta dall’analisi della letteratura, il dibattito sull’efficacia di Custodiol e BCP nella protezione miocardica e sull’esito clinico a medio o lungo termine nella chirurgia della valvola aortica è ancora aperto anche se ci sono alcuni punti di accordo. Custodiol®, a questo proposito, sembra essere attraente per la sua capacità di fornire una lunga protezione miocardica e un campo operativo senza spargimento di sangue e immobile dopo l’applicazione monodose; questo è molto importante per le procedure a cuore aperto come AVR o in tutti gli approcci minimamente invasivi dove una visione chiara e senza ostacoli è di particolare importanza e dove un’applicazione ripetitiva di BCP non è realmente adatta (20). A questo proposito, nel nostro centro esperienza Custodiol® viene abitualmente utilizzato, anche in cardiochirurgia congenita, per tutte le procedure eseguite con approccio toracotomico come sostituzione della valvola aortica minimamente invasiva. D’altra parte, l’uso di BCP freddo sembra essere l’approccio preferito nei pazienti con funzioni cardiache compromesse; infatti, mentre il cuore rimane completamente ischemico durante il lungo arresto ottenuto con Custodiol®, la somministrazione intermittente di soluzione cardioplegica ematica sembra fornire una migliore protezione miocardica soprattutto per l’elevata capacità di carico di ossigeno e metaboliti. Questi risultati sono condivisi anche da Hoyer et al. che ha trovato superiore sopravvivenza a lungo termine quando BCP è stato usato intraoperatorio in pazienti con bassa LVEF sottoposti AVR. Allo stesso modo, Jin et al. ha riferito che in questi pazienti, l’infusione postoperatoria della catecolamina può essere evitata quando la protezione miocardica è raggiunta con BCP freddo (21).

In sintesi, la CCP sembra produrre buoni risultati operativi e postoperatori come BCP sia nella protezione miocardica che nelle complicanze peri-om e postoperatorie, quindi ogni caso deve essere valutato individualmente. La migliore soluzione cardioplegica, infatti, rimane sicuramente ancora sconosciuta, soprattutto per la chirurgia della valvola aortica, ma ulteriori indagini su pazienti con molte comorbidità, come compromissione della funzionalità cardiaca che potrebbero influenzare significativamente la suscettibilità del miocardio alla lesione da ischemia-riperfusione, sono forse necessarie.

Riconoscimenti

Nessuno.

Nota a piè di pagina

Conflitti di interesse: Gli autori non hanno conflitti di interesse da dichiarare.

1. Preusse CJ. Custodiol Cardioplegia: una soluzione iperpolarizzante monodose. J Extra Corpor Technol 2016; 48:15-20.
2. Calafiore AM, Teodori G, Mezzetti A, et al. Cardioplegia sangue caldo antegrade intermittente. Ann Thorac Surg 1995;59: 398-402.
3. Salerno TA. Cardioplegia del sangue continuo: opzione per il futuro o ritorno al passato? J Mol Cell Cardiol 1990;22: 49.
4. Follette DM, Mulder DG, Maloney JV, et al. Vantaggi della cardioplegia del sangue rispetto alla perfusione coronarica continua o all’ischemia intermittente. Studio sperimentale e clinico. J Thorac Cardiovasc Surg 1978;76:604-19.
5. Dobson GP, Faggian G, Onorati F, et al. Cardioplegia iperkalemica per chirurgia adulta e pediatrica: fine di un’era? Anteriore Physiol 2013; 4: 228.
6. Edelman JJ, Seco M, Dunne B, et al. Custodiolo per la protezione e la conservazione del miocardio: una revisione sistematica. Ann Cardiothorac Surg 2013;2:717-28.
7. Giordano R, Arcieri L, Cantinotti M, et al. Soluzione di custodiolo e cardioplegia a sangue freddo nel funzionamento dell’interruttore arterioso: analisi retrospettiva in un unico centro. Thorac Cardiovasc Surg 2016;64:53-8.
8. Giordano R, Cantinotti M, Arcieri L, et al. Funzionamento dell’interruttore arterioso e biomarcatori al plasma: Analisi e correlazione con esiti postoperatori precoci. Pediatr Cardiol 2017;38:1071-6.
9. Guru V, Omura J, Alghamdi AA, et al. Il sangue è superiore alla cardioplegia cristalloide? Una meta-analisi di studi clinici randomizzati. Circolazione 2006; 114: I331-8.
10. Hoyer A, Lehmann S, Mende M, et al. Custodiol versus cold Calafiore per arresto cardiaco elettivo in sostituzione isolata della valvola aortica: un’analisi adattata alla propensione di 7263 pazienti. Eur J Cardiothorac Surg 2017;52: 303-9.
11. Fannelop T, Dahle GO, Salminen PR, et al. Il sangue ossigenato freddo multidose è superiore a una singola dose di Bretschneider HTK-cardioplegia nel maiale. Ann Thorac Surg 2009;87: 1205-13.
12. Braathen B, Jeppsson A, Scherstén H, et al. Una singola dose di soluzione di istidina-triptofano-chetoglutarato fornisce una protezione miocardica altrettanto buona nella chirurgia elettiva della valvola mitrale come cardioplegia ripetitiva a sangue freddo: uno studio prospettico randomizzato. J Thorac Cardiovasc Surg 2011;141: 995-1001.
13. Viana FF, Shi WY, Hayward PA, et al. Custodiol contro cardioplegia del sangue in operazioni cardiache complesse: un’esperienza australiana. Eur J Cardiothorac Surg 2013;43: 526-31.
14. Rajappan K, Rimoldi OE, Dutka DP, et al. Meccanismi di disfunzione microcircolatoria coronarica in pazienti con stenosi aortica e arterie coronarie angiograficamente normali. Circolazione 2002;105: 470-76.
15. Ascione R, Caputo M, Gomes WJ, et al. Lesione miocardica nei cuori ipertrofici dei pazienti sottoposti a chirurgia della valvola aortica con cardioplegia a sangue freddo o caldo. Eur J Cardiothorac Surg 2002;21: 440-6.
16. Calafiore AM, Teodori G, Bosco G, et al. Cardioplegia sangue caldo antegrade intermittente nella sostituzione della valvola aortica. J Scheda Surg 1996;11:348-54.
17. Øvrum E, Tangen G, Tølløfsrud S, et al. Sangue freddo contro cardioplegia cristalloide fredda: uno studio prospettico randomizzato su 345 pazienti con valvola aortica. Eur J Cardiothorac Surg 2010;38:745-9.
18. Sakata J, Morishita K, It T, et al. Confronto dell’esito clinico tra soluzione di istidina-triptofano-chetoglutalato e soluzione cardioplegica a sangue freddo nella sostituzione della valvola mitrale. J Scheda Surg 1998;13:43-7.
19. Gaudino M, Pragliola C, Anselmi A, et al. Studio randomizzato di HTK contro cardioplegia a sangue caldo per la protezione del ventricolo destro nella chirurgia mitrale. Scand Cardiovasc J 2013; 47: 359-67.
20. Garbade J, Davierwala P, Seeburger J, et al. Protezione miocardica durante la chirurgia mini-invasiva della valvola mitrale: strategie e soluzioni cardioplegiche. Ann Cardiothorac Surg 2013;2:803-8.
21. Jin XY, Gibson DG, Pepper JR. Primi cambiamenti nella funzione ventricolare sinistra regionale e globale dopo la sostituzione della valvola aortica. Confronto tra cardioplegie cristalloidi, sangue freddo e sangue caldo. Tiratura 1995; 92: II155-62.