Wpływ filtrów leukocytarnych na uwalnianie mediatorów zapalenia podczas operacji pomostowania aortalno-wieńcowego

Background: Extracorporeal circulation used during coronary artery bypass grafting triggers systemic inflammatory response with neutrophil activation which adversely affects ischaemic/reperfused myocardium. One method of myocardial protection during cardiac surgery is the use of blood cardioplegia. Its protective effect is related to cardiac cooling and metabolism reduction, oxygen supply from erythrocytes, and reactive oxygen species scavenging. However, blood cardioplegia is also associated with myocardial damage induced by undesirable morphotic blood elements.Aim: To evaluate the effect of the use of leukocyte reduction filters on the activity of polymorphonuclear neutrophils (PMN) in patients undergoing surgical myocardial revascularisation. PMN activity was evaluated based on measurements of plasma activity of granulocyte enzymes, lysozyme and beta-glucuronidase.Methods: We studied 40 patients who underwent myocardial revascularisation using extracorporeal circulation. Patients were randomly assigned to two equal groups: in Group I, blood cardioplegia was administered using leukocyte reduction filters, and in Group II, leukocyte reduction filters were not used for blood cardioplegia. Measurements were performed in plasma of arterial and coronary sinus blood samples collected before aortic clamping, immediately after unclamping, and after 25 min of reperfusion. In addition, blood cardioplegic solution samples were collected in Group I from the lines proximal and distal to the filter during first and last administration. Plasma levels of lysozyme and beta-glucuronidase were determined using previously described methods.Results: We found a significant decrease in PMN count in filtered blood cardioplegic solution during its first administration (0.27 ± 0.07 G/L) compared to samples collected before filter passage (1.73 ± 0.049 G/L). Also during last administration, PMN count in filtered blood cardioplegic solution was decreased compared to samples collected before filter passage (0.66 ± 0.35 G/L vs. 3.64 ± 1.14 G/L, respectively). Significantly lower (p < 0.02) plasma beta-glucuronidase levels were found in arterial blood samples in Group I compared to Group II (5.59 ± 1.63 μg/mL immediately after aortic unclamping and 6.59 ± 1.98 μg/mL after 25 min of reperfusion in Group I vs. 10.19 ± 2.66 and 12.83 ± 1.88 μg/mL, respectively, in Group II). Beta-glucuronidase levels in coronary sinus blood samples collected after aortic unclamping and at the end of reperfusion were significantly higher in Group II compared to Group I (p < 0.04). In Group I, plasma lysozyme levels in arterial and venous blood samples did not show significant changes during the surgery. In contrast, plasma lysozyme level in coronary sinus bloodsamples at the end of reperfusion in Group II was significantly higher compared to that in pre-clamping samples (p < 0.014).Conclusions: With the use of leukocyte reduction filters, we found significantly lower beta-glucuronidase levels in arterial and coronary sinus blood samples. These findings seem to confirm reduced PMN activation and/or reduced myocardial infiltration by activated PMN. Plasma levels of lysozyme, a characteristic product of PMN degranulation, did not show significant differences between the study groups.Wstęp: Krążenie pozaustrojowe stosowane podczas operacji pomostowania aortalno-wieńcowego prowadzi do wyzwolenia ogólnosystemowej reakcji zapalnej. W jej wyniku dochodzi do aktywacji granulocytów obojętnochłonnych mających szkodliwy wpływ na niedokrwiony/reperfundowany mięsień sercowy. Jedną z metod ochrony miokardium podczas operacji kardiochirurgicznych jest użycie kardiopleginy krwistej. Jej protekcyjne działanie polega na ochłodzeniu serca i zmniejszeniu jego metabolizmu, dostarczeniu tlenu zawartego w erytrocytach; posiada również cechy zmiatacza wolnych rodników tlenowych. Jednak kardioplegina krwista zawiera też niepożądane składniki morfotyczne krwi bezpośrednio przyczyniające się do uszkodzenia mięśnia sercowego.Cel: Celem niniejszej pracy była ocena wpływu zastosowania filtrów leukocytarnych na aktywność garnulocytów obojętnochłonnych (PMN) u chorych poddanych chirurgicznej rewaskularyzacji mięśnia sercowego. Aktywność neutrofilów oceniono na podstawie pomiaru osoczowych aktywności enzymów granulocytarnych — lizozymu i beta-glukuronidazy.Metody: Badania przeprowadzono u 40 chorych poddanych zabiegowi rewaskularyzacji serca przy użyciu krążenia pozaustrojowego. Pacjentów losowo podzielono na dwie równe grupy. W grupie I kardiopleginę krwistą podawano za pomocą filtrów leukocytarnych, w grupie II kardioplegina krwista była podawana bez użycia filtra. Próbki do badań uzyskiwano z osocza krwi tętniczej oraz z krwi spływającej do zatoki wieńcowej. Pobierano je przed zakleszczeniem aorty, bezpośrednio po odkleszczeniu i po 25 min reperfuzji. Ponadto w grupie I do badań pobierano kardiopleginę z linii przed i po filtrze podczas pierwszego i ostatniego podania. Osoczowe stężenia beta-glukuronidazy i lizozymu oznaczano na podstawie wcześniej opisanych metod.Wyniki: Stwierdzono istotny statystycznie spadek liczby leukocytów w kardiopleginie filtrowanej pobranej podczas pierwszego podania 0,27 ± 0,07 G/L w stosunku do kardiopleginy pobranej przed filtrem 1,73 ± 0,049 G/L. Również podczas ostatniego podania stwierdzono spadek liczby leukocytów w kardiopleginie po przejściu przez filtr, odpowiednio 0,66 ± 0,35 G/L i 3,64 ± 1,14 G/L. W grupie I zanotowano znacząco niższe osoczowe stężenia beta-glukuronidazy w porównaniuz grupą II. W osoczu krwi tętniczej pobranej bezpośrednio po odkleszczeniu aorty stężenie beta-glukuronidazy wynosiło 5,59 ± 1,63 μg/ml, a w osoczu pobranym po 25 min reperfuzji 6,59 ± 1,98 μg/ml, co stanowiło wartości istotnie niższe (p < 0,02) niż w osoczu uzyskanym z krwi tętniczej pobranej w tym samym czasie u chorych, u których nie zastosowano filtrów leukocytarnych; analogicznie: 10,19 ± 2,66 i 12,83 ± 1,88 μg/ml. W grupie II stężenie beta-glukuronidazy w próbkach osocza z zatoki wieńcowej pobranych po odkleszczeniu aorty i na końcu reperfuzji było istotnie wyższe (p < 0,04) niż w grupie I. W grupie I osoczowe stężenia lizozymu w próbkach uzyskanych z krwi tętniczej i żylnej nie zmieniały się w sposób istotny podczas trwania zabiegu. Natomiast w próbkach z zatoki wieńcowej w grupie II stwierdzono znamienny statystycznie wzrost stężenia lizozymu (p < 0,014) pod koniec reperfuzji w porównaniu z próbkami pobranymi przed zakleszczeniem aorty.Wnioski: Stwierdzono znacząco niższe stężenia beta-glukuronidazy w osoczu żylnym, tętniczym i uzyskanym z krwi z zatoki wieńcowej. Wydaje się to potwierdzać fakt mniejszej aktywacji PMN i/lub zmniejszonej infiltracji mięśnia sercowego przez aktywowane granulocyty. Osoczowe stężenia lizozymu, będącego charakterystycznym produktem degranulacji PMN, nie wykazywały istotnych różnic między grupami