Bazowym składnikiem w przypadku kardioplegii del Nido jest roztwór (nazwa komercyjna: Plasma-Lyte A) o pH 7,4, zawierający 140 mEq/l sodu, 5 mEq/l potasu, 3 mEq/l magnezu, 98 mEq/l chlorków, 27 mEq/l octanów, 23 mEq/l glukonianu. Ponadto do roztworu dodaje się mannitol (którego zadaniem jest wymiatanie wolnych rodników tlenowych oraz zmniejszenie obrzęku komórek mięśnia sercowego), wodorowęglan sodu (bufor zapewniający utrzymanie wewnątrzkomórkowego pH), chlorek potasu (zapewniający zatrzymanie serca w rozkurczu w przebiegu zmian stężenia potasu w płynie zewnątrzkomórkowym), siarczan magnezu (blokujący kanały wapniowe i poprawiający regenerację miokardium) oraz lidokainę (tab. 1).

Dodatek lidokainy jest szczególnie istotny. Zatrzymanie akcji serca w przebiegu depolaryzacji błony komórkowej, spowodowanej podaniem potasu, ma ograniczenia – zjawisko to jest związane z mniejszą zdolnością do regeneracji w trakcie reperfuzji, co wynika z wewnątrzkomórkowej akumulacji sodu i wapnia. Lidokaina nie tylko zwiększa okres refrakcji kardiomiocytów, lecz także w pewnym zakresie polaryzuje błonę komórkową, ograniczając napływ jonów wapnia i sodu do komórki. W tym miejscu należy wspomnieć, że jony wapnia odgrywają kluczową rolę w zjawisku uszkodzenia komórki w przebiegu mechanizmu niedokrwienia – reperfuzji. W badaniu, które przeprowadzili O’Brien i wsp., potwierdzono zmniejszoną wewnątrzkomórkową akumulację wapnia w przypadku stosowania kardiopleginy del Nido⁴.

Powstały roztwór zostaje następnie zmieszany z krwią w stosunku objętościowym 4:1, co powoduje, że nie jest kardiopleginą w pełni krystaliczną ani krwistą. Dwudziestoprocentowy dodatek krwi powoduje poprawę metabolizmu tlenowego, zapewnia odpowiednie parametry buforujące, a także poprawia perfuzję wieńcową⁵. Jest to również jedyny komponent zawierający jony wapnia. Zgodnie z oryginalnym protokołem roztwór podaje się w temperaturze 8-12°C, w dawce 20 ml/kg masy ciała pacjenta (1000 ml dla każdego pacjenta o masie ciała powyżej 50 kg), co ma zapewnić odpowiednią protekcję w okresie 90 minut³. Zwolennicy roztworu zwracają uwagę na niskie stężenie jonów wapnia, które w zasadzie pochodzą wyłącznie z dodatku autologicznej krwi pacjenta. Biorąc pod uwagę szczególny udział wapnia w mechanizmie niedokrwienia – reperfuzji – ma to zagwarantować skuteczność i bezpieczeństwo roztworu.

Skuteczność działania kardiopleginy del Nido została już udowodniona w randomizowanych badaniach klinicznych. W grupie dorosłych pacjentów, porównując ją do kardiopleginy krwistej, stwierdzono zmniejszenie częstości udarów mózgu i przejściowych napadów niedokrwiennych ośrodkowego układu nerwowego, krótszy czas zakleszczenia aorty i krążenia pozaustrojowego, zmniejszoną częstość defibrylacji po zdjęciu klemu aortalnego, mniejsze ryzyko pozabiegowego uszkodzenia nerek. Nie stwierdzono natomiast wpływu stosowania kardiopleginy del Nido na śmiertelność okołozabiegową⁶. Brak również randomizowanych prób, które jednoznacznie wykazałyby różne wyniki w zakresie skuteczności kardioprotekcji pomiędzy analizowanymi roztworami.

Pojawiły się natomiast randomizowane badania w populacji pediatrycznej, w której używano kardiopleginy del Nido oraz kardiopleginy krwistej 4:1 (roztwór St. Thomas [opisany szerzej w dalszej części tekstu] stanowił krystaliczną komponentę, na którą przypadały 4 jednostki objętościowe autologicznej krwi pacjenta). Wykazano, że w grupie, w której zastosowano kardiopleginę del Nido, osiągnięto lepsze wyniki w zakresie indeksu sercowego, mniejsze uwalnianie troponiny I oraz zmniejszoną okołozabiegową chorobowość. Badanie mikroskopowe wykazało ponadto lepsze zachowanie miofibryli w grupie del Nido⁷.

Możliwość przygotowania roztworu w ośrodku z oddziałem kardiochirurgii powoduje, że pojawiają się jego różne modyfikacje oraz zmiany protokołu podawania. Do najciekawszych doniesień należą te dotyczące podania ciepłej kardiopleginy krwistej w połączeniu z zimną kardiopleginą del Nido, co ma zapewnić zwiększenie bezpiecznego czasu niedokrwienia (zakleszczenia aorty) do 120 minut⁸. Należy jednak zaznaczyć, że nie są to badania randomizowane, zatem tego typu doniesienia należy traktować z dużą ostrożnością.

Kolejna modyfikacja skupia się na zastosowaniu innego roztworu bazowego (alternatywę dla roztworu Plasma-Lyte A stanowił roztwór Ringera, zawierający chlorek wapnia, chlorek potasu, chlorek sodu). Główna różnica polega więc na użyciu bazowego komponentu zawierającego jony wapnia. Mimo obaw z tym związanych, autorzy publikacji nie wykazali różnic w pomiarach wartości okołozabiegowego indeksu sercowego, w częstości występowania arytmii komorowych, przepływach stosowanych leków inotropowych, długości hospitalizacji oraz pobytu na oddziale intensywnej terapii, pozabiegowych wartościach troponiny I, czynnika martwicy nowotworu α, interleukiny 6, a także w zakresie mikroskopowej oceny miokardium. Badacze konkludują, że z uwagi na ograniczenia ekonomiczne możliwe jest stosowanie tańszego bazowego roztworu Ringera jako alternatywy dla droższego Plasma-Lyte A⁹.

Autorzy innych publikacji skupili się nie tylko na modyfikacji składu roztworu kardioplegicznego, lecz także na zmianie protokołu podawania, co dotyczy zarówno stosunku objętościowego krwi i krystaloidu, jak i temperatury podania. Sevuk i wsp. odwrócili stosunek krwi do krystaloidu (4:1) oraz temperaturę podania (kardioplegina letnia, 28°C), podając powstały roztwór co 45 minut. W odniesieniu do kardiopleginy krwistej nie stwierdzono różnic w zakresie konieczności śródzabiegowej defibrylacji, stosowania leków inotropowych i kontrapulsacji wewnątrzaortalnej, a także zachowania frakcji wyrzutowej, co dowodzi skuteczności zastosowanej protekcji¹⁰.

Przeanalizowano również wykorzystanie Quest MPS (Myocardial Protection System) w celu usunięcia krystaloidu z roztworu i zastosowania pełnej krwistej mikroplegii del Nido. W porównaniu ze standardową zimną kardiopleginą krwistą nie odnotowano różnicy w śmiertelności okołozabiegowej i odległej, stwierdzono natomiast rzadszą konieczność stosowania kontrapulsacji wewnątrzaoartalnej w grupie pacjentów, u których użyto krwistej mikroplegii del Nido¹¹. Zagadnienie mikrokardioplegii (mikroplegii) zostanie szerzej poruszone w dalszej części artykułu.

Roztwór St. Thomas

Tabela 2. Skład elektrolitowy kardiopleginy St. Thomas 2

Badacze ze szpitala St. Thomas w Londynie ustalili, że najważniejszymi komponentami skutecznej śródzabiegowej kardioprotekcji są: doprowadzenie do zatrzymania akcji serca w celu zachowania substratów energetycznych komórek, zastosowanie hipotermii w celu redukcji metabolizmu oraz dodanie komponentów mających działanie przeciwniedokrwienne. W 1975 r. Braimbridge wprowadził do użycia klinicznego roztwór St. Thomas. Był on następnie modyfikowany, aby stać się finalnie roztworem St. Thomas No. 2 (STH2, nazwa komercyjna: Plegisol), zawierającym 110 mmol/l sodu, 1,2 mmol/l wapnia, 16 mmol/l potasu, 16 mmol/l magnezu oraz 10 mmol/l wodorowęglanu sodu¹² (tab. 2). Omawianą kardiopleginę podaje się w formie zimnej infuzji (temperatura 4-8°C) w dawce 30 ml/kg. Przyjmuje się, że dodatkowe dawki są podawane co 30 minut, jednak nowe doniesienia sugerują możliwe wydłużenie tego czasu.

W badaniu in vitro wykazano, że STH2 zapewnia protekcję kardiomiocytów H9C2 poprzez zwiększenie markerów proliferacji (PCNA i Ki67), bez istotnych zmian morfologicznych mięśnia. Efekt ten jest ograniczony czasowo do 4 godzin w zakresie mioblastów. Badania ultrastrukturalne nie wykazują odmienności komórek poddanych działaniu roztworu¹³.

W retrospektywnej analizie porównującej STH2 z najpowszechniej używanym wewnątrzkomórkowym roztworem, czyli kardiopleginą Bretschneider HTK (szczegółowo omówioną poniżej), wykazano mniejsze wartości pozabiegowe biomarkerów uszkodzenia miokardium (w tym wypadku troponiny I), co zdaniem autorów powinno sugerować stosowanie STH2 w małoinwazyjnych zabiegach z pojedynczym podaniem roztworu¹⁴. W przytaczanej publikacji autorzy nie analizowali jednak zastosowania kardiopleginy del Nido. Przyjęli jako bezpieczny czas zakleszczenia 2 godziny, co jest znacznym wydłużeniem w stosunku do zakładanych 30 minut.

Kluczowe wydają się jednak porównania kardiopleginy St. Thomas (oraz jej modyfikacji) z kardiopleginą del Nido, która zyskuje coraz większą popularność. W retrospektywnych badaniach porównawczych nie stwierdzono różnic w punktach końcowych pomiędzy stosowanymi roztworami. Uzyskano jednak statystyczną różnicę w częstości występowania migotania komór po uwolnieniu klemu aortalnego na korzyść roztworu del Nido¹⁵.

W badaniu porównującym odpowiedź zapalną uzyskano istotnie lepsze wyniki w grupie kardiopleginy St. Thomas. Autorzy silnie wiążą to zjawisko z powtórnymi podaniami roztworu, co ma zapobiegać wzrostom temperatury miokardium, ograniczać zapotrzebowanie metaboliczne i hipoksję. Zwracają jednak uwagę, że zmniejszenie interwałów pomiędzy podaniami kardiopleginy mogłoby się wiązać z poprawą wyników zastosowania roztworu del Nido w tym zakresie¹⁶.

Z kolei w innym klinicznym badaniu porównawczym stwierdzono skrócony czas zakleszczenia aorty i krążenia pozaustrojowego w grupie del Nido, z lepiej zachowanymi parametrami kurczliwości (pozabiegowa frakcja wyrzutowa), bez różnic w pozostałych ocenianych parametrach¹⁷.

Jak wspomniano, istnieją również doniesienia o modyfikacjach roztworu. Zmodyfikowany roztwór St. Thomas 2, zawierający 120 mEq/l sodu, 24 mEq/l potasu, 32 mEq/l magnezu, 2,4 mEq/l wapnia, 10 mEq/l wodorowęglanu sodu, 160,4 mEq/l chlorków oraz 4 g/l mannitolu, podawany w odstępie czasowym 60 minut, okazał się efektywny w małoinwazyjnych zabiegach na zastawce mitralnej¹⁸.