Ο ρόλος του γλουταμικού οξέος στην προστασία και λειτουργικότητα του μυοκαρδίου σε εγχειρήσεις στεφανιαίας παράκαμψης

Abstract

Glutamate is the only amino acid taken up by the human heart in measurable amounts and this uptake is increased in patients with coronary artery disease. Numerous experimental studies have demonstrated that exogenous supply of glutamate improves mechanical function and recovery of ischemic myocardium. A few clinical studies have shown that enrichment of blood cardioplegia with glutamate in patients who undergo a CABG operation with the use of extracorporeal circulation, offers metabolic support to the heart during global ischemia and reperfusion. Till now, it is unknown if pre-bypass supply with glutamate has a protective effect on patients' myocardium who undergo a CABG operation. With present study we tried to investigate the effect of myocardial pre-bypass loading with glutamate on myocardial protection of patients who undergo a CABG operation. Twenty patients who underwent an elective CABG operation were included in present study. Ten patients after anesthesia induction received an infusion of 0,05M L-glutamic acid solution at a rate of 25mg · kgr · BW-1 during one hour period. Another ten patients who served as controls received an equal amount of N/S solution. Intracellular levels of glutamate, ATP and lactate were measured in left ventricular biopsies collected 10min after aortic clamp release. Hemodynamic data, postoperative release of CK-MB and Troponin Τ where also detected. The two groups of patients were comparative in relation to demographic and clinical characteristics and angiographic and operative data. Pre-bypass administration of glutamate resulted in myocardial glutamate loading. Ten min after aortic clamp release glutamate levels were significantly higher in the glutamate group of patients than in controls (18,61 ± 3,14 μg/gr tissue versus 8,73 ± 1,22 μg/gr tissue, p<0,001). In the same group ATP levels were also significantly higher (2,36 ± 0,72 μg/gr tissue versus 1,46 ± 0,35 \μg/gr tissue, p< 0,05) and lactate levels significantly less than in controls (6,92 ± 1,86 μg/gr tissue versus 12,01 ± 2,05 μg/gr tissue, p<0,001). Glutamate group of patients presented better hemodynamic performance than controls. Statistically significant differences were observed on mean CI, LWSI, SVR and PVR. In serial blood samples, CK-MB and Troponin Τ levels were less in glutamate group. Statistically significant differences were observed on mean CK-MB levels at 6th postoperative hour, on total CK-MB value, on peak CK-MB value, on mean troponin Τ levels at 24th postoperative hour, and on total troponin Τ value. In conclusion, pre-bypass intravenous administration of glutamate in patients who undergo a CABG operation has a supportive effect on myocardial metabolism during global ischemia and reperfusion, improves patients postoperative hemodynamic performance and reduces postoperative cardiac enzyme release.

Το γλουταμικό είναι το μόνο αμινοξύ που προσλαμβάνεται σε ικανές ποσότητες από το ανθρώπινο μυοκάρδιο και η πρόσληψη αυτή είναι αυξημένη στους ασθενείς με στεφανιαία νόσο. Σε πειραματικές μελέτες έχει δειχθεί ότι η εξωγενής χορήγηση του βελτιώνει την μηχανική λειτουργία και την ανάρρωση του ίσχαιμου μυοκαρδίου ενώ από ορισμένες κλινικές μελέτες προκύπτουν ενδείξεις ότι η προσθήκη του γλουταμικού στο καρδιοπληγικό διάλυμα σε ασθενείς που υποβάλλονται σε επεμβάσεις στεφανιαίας παράκαμψης υπό εξωσωματική κυκλοφορία, προσφέρει μεταβολική υποστήριξη στο μυοκάρδιο κατά τον χρόνο της σφαιρικής καρδιακής ισχαιμίας και επαναιμάτωσης. Μέχρι σήμερα δεν έχει διερευνηθεί εάν η εξωγενής χορήγηση του γλουταμικού πριν την έναρξη της εξωσωματικής κυκλοφορίας ασκεί προστατευτική δράση στο μυοκάρδιο ασθενών που υποβάλλονται σε στεφανιαία παράκαμψη. Με την παρούσα μελέτη επιχειρήθηκε να διερευνηθεί η επίδραση της φόρτισης του μυοκαρδίου με γλουταμικό, πριν την εφαρμογή της εξωσωματικής κυκλοφορίας, στην καρδιοπροστασία ασθενών που υποβάλλονται σε εκλεκτική επέμβαση στεφανιαίας παράκαμψης. Η ερευνητική-κλινική αυτή μελέτη διενεργήθηκε σε 20 ασθενείς που υποβλήθηκαν σε εκλεκτική χειρουργική επαναιμάτωση του μυοκαρδίου. Σε 10 ασθενείς αμέσως μετά την εισαγωγή στην αναισθησία χορηγήθηκε ενδοφλέβια διάλυμα γλουταμικού οξέος 0,05Μ με ρυθμό χορήγησης 25mg • kgr ΒΣ⁻1 σε χρονική διάρκεια μιας ώρας. Στους υπόλοιπους 10 ασθενείς που αποτέλεσαν την ομάδα ελέγχου χορηγήθηκε ισόποσο διάλυμα φυσιολογικού ορού. Στους ασθενείς της μελέτης προσδιορίστηκαν και αξιολογήθηκαν τα επίπεδα του γλουταμικού, του ΑΤΡ και του γαλακτικού σε βιοψίες του μυοκαρδίου που διενεργήθηκαν 10min μετά την άρση του αποκλεισμού της αορτής. Επίσης προσδιορίστηκαν και αξιολογήθηκαν οι περιεγχειρητικές αιμοδυναμικές παράμετροι, οι μετεγχειρητικές μεταβολές του ισοενζύμου CK-MB και οι μετεγχειρητικές μεταβολές της τροπονίνης Τ. Οι δυο ομάδες ασθενών ήταν συγκρίσιμες σε σχέση με τα δημογραφικά και κλινικά χαρακτηριστικά καθώς και τα αγγειογραφικά και διεγχειρητικά δεδομένα. Η ενδοφλέβια χορήγηση του γλουταμικού πριν την έναρξη της ΕΣΚ δημιούργησε φόρτιση του μυοκαρδίου καθώς μετά την άρση του αποκλεισμού της αορτής τα επίπεδα του γλουταμικού στην ομάδα των ασθενών που χορηγήθηκε εξωγενώς το γλουταμικό οξύ ήταν σημαντικά υψηλότερα σε σύγκριση με την ομάδα ελέγχου (18,61 ± 3,14 μg/gr ιστού έναντι 8,73 ± 1,22 μg/gr ιστού, p<0,001). Στην ίδια ομάδα τα επίπεδα του ΑΤΡ ήταν σημαντικά υψηλότερα συγκριτικά με την ομάδα ελέγχου (2,36 ± 0 72 μg/gr ιστού έναντι 1,46 ± 0,35 \μg/gr ιστού, p<0,05) ενώ τα επίπεδα του γαλακτικού ήταν σημαντικά χαμηλότερα (6,92 ± 1,86 μg/gr ιστού έναντι 12,01 ± 2,05 μg/gr ιστού, p<0,001). Η ομάδα των ασθενών του γλουταμικού παρουσίασε καλύτερη μετεγχειρητική αιμοδυναμική συμπεριφορά συγκριτικά με την ομάδα ελέγχου. Από την μελέτη των αιμοδυναμικών παραμέτρων στις μετρήσεις μετά τηναποδέσμευση από την ΕΣΚ, παρατηρήθηκαν στατιστικά σημαντικές διαφορές μεταξύ των δύο ομάδων ασθενών στις μέσες τιμές του καρδιακού δείκτη, του δείκτη έργου παλμού της αρ. κοιλίας καθώς και των συστηματικών και πνευμονικών αγγειακών αντιστάσεων. Επιπλέον στατιστικά σημαντική διαφορά μεταξύ των δύο ομάδων ασθενών παρατηρήθηκε στις μεταβολές τόσο του καρδιακού δείκτη όσο και του δείκτη έργου παλμού της αρ. κοιλίας σε σχέση με τα προεγχειρητικά επίπεδα. Τα μετεγχειρητικά επίπεδα τόσο του CK-MB όσο και της Τρόπονίνης Τ και στις τρεις δειγματοληψίες ήταν χαμηλότερα στην ομάδα του γλουταμικού έναντι της ομάδας ελέγχου. Στατιστικά σημαντικές διαφορές παρατηρήθηκαν στη μέση τιμή του CK-MB κατά την 6η μετεγχειρητική ώρα, στην τιμή που εκφράζει τη συνολική έκλυση του CK-MB (total value), στην μέση μέγιστη τιμή του CK-MB (peak value), στη μέση τιμή της Τροπονίνης Τ κατά την 24η μετεγχειρητική ώρα καθώς και στη τιμή που εκφράζει τη συνολική έκλυση της Τροπονίνης Τ (total value). Συμπερασματικά, σε ασθενείς που υποβάλλονται σε στεφανιαία παράκαμψη, η ενδοφλέβια χορήγηση γλουταμικού πριν την μετάβαση στην εξωσωματική κυκλοφορία, υποστηρίζει τον μυοκαρδιακό μεταβολισμό κατά το χρόνο της σφαιρικής καρδιακής ισχαιμίας και της επαναιμάτωσης, βελτιώνει την λειτουργικότητα της αριστερής κοιλίας μετά την επαναιμάτωση και μειώνει την μετεγχειρητική έκλυση των καρδιακών ενζύμων.