Влияние доставки оксида азота на повреждение почек при моделировании искусственного кровообращения с циркуляторным арестом в эксперименте

Цель. Оценить эффективность и безопасность доставки оксида азота для защиты почек при моделировании искусственного кровообращения и циркуляторного ареста в эксперименте.

Материалы и методы. Выполнено экспериментальное моделирование искусственного кровообращения с циркуляторным арестом на экспериментальных животных - 20 баранах Алтайской породы массой 30-32 кг. Циркуляторный арест выполнялся в условиях умеренной гипотермии (30-32°С) в течение 15 мин с последующей реперфузией и согреванием до 37°С. Животные были разделены на 2 равные группы: 10 баранов получали терапию оксидом азота (NO) в виде ингаляционной подачи и до ставки в оксигенатор аппарата искусственного кровообращения в дозе 80 ppm (основная группа); 10 баранов составили контрольную группу (без NO-терапии). Проводился забор биологических жидкостей и биопсийного материала для последующей оценки безопасности применения NO и его нефропротективных свойств.

Результаты. Предлагаемая методика терапии оксидом азота при моделировании искусственного кровообращения с циркуляторным арестом в эксперименте является безопасной и не приводит к увеличению потенциально опасных метаболитов выше допустимых значений. В основной группе средняя концентрация NO2 на протяжении всего периода эксперимента составляла 1,2 ± 0,19 ppm при максимально допустимом уровне 3 ppm., концентрация метгемоглобина (MetHb) в крови - 2,3 ± 0,34% при максимально разрешенном уровне 5%. Выявлено статистически значимое снижение липокалина, ассоциированного с нейтрофильной желатиназой (uNGAL): в основной группе 0,67 ± 0,255 нг/мл против 2,23 ± 0,881 в контрольной группе, p = 0,0001. По морфологическим данным, признаки острого повреждения почек в основной группе выражены в меньшей степени.

Заключение. Предлагаемая методика терапии NO в дозе 80 ppm при моделировании искусственного кровообращения и циркуляторного ареста в эксперименте является безопасной и ассоциирована со снижением маркеров повреждения и выраженности морфологических признаков острого почечного повреждения.

1. Clouse W.D., Hallett J.W.Jr., Schaff H.V., Gayari M.M., Ilstrup D.M., Melton L.J. Improved prognosis of thoracic aortic aneurysms: a population-based study. JAMA. 1998;280(22):1926-1929. https://doi.org/10.1001/jama.280.22.1926

2. Olsson C., Thelin S., Stahle E., Ekbom A., Granath F. Thoracic aortic aneurysm and dissection: increasing prevalence and improved outcomes reported in a nationwide population-based study of more than 14,000 cases from 1987 to 2002. Circulation. 2006;114(24):2611-2618. https://doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.106.630400

3. Isselbacher E.M. Thoracic and abdominal aortic aneurysms. Circulation. 2005;111(6):816-828. https://doi.org/10.1161/01.CIR.0000154569.08857.7A

4. Ortega-Loubon C., Tamayo E., Jorge-Monjas P. Cardiac Surgery-Associated Acute Kidney Injury: Current Updates and Perspectives. J. Clin. Med. 2022;11(11):3054. https://doi.org/10.3390/jcm11113054

5. Lei C., Berra L., Rezoagli E., Yu B., Dong H., Yu S., Hou L., Chen M., Chen W., Wang H., Zheng Q., Shen J., Jin Z., Chen T., Zhao R., Christie E., Sabbisetti V.S., Nordio F., Bonventre J.V., Xiong L., Zapol W.M. Nitric Oxide Decreases Acute Kidney Injury and Stage 3 Chronic Kidney Disease after Cardiac Surgery. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2018;198(10):1279-1287. https://doi.org/10.1164/rccm.201710-2150OC

6. Lieberthal W., Nigam S.K. Acute renal failure. I. Relative importance of proximal vs. distal tubular injury. Am. J. Physiol. 1998;275(5):F623-631. https://doi.org/10.1152/ajprenal.1998.275.5.F623

7. Siegel N.J., Devarajan P., Van Why S. Renal cell injury: metabolic and structural alterations. Pediatr. Res. 1994;36(2):129-136. https://doi.org/10.1203/00006450-199408000-00001

8. Meola M., Nalesso F., Petrucci I., Samoni S., Ronco C. Pathophysiology and Clinical Work-Up of Acute Kidney Injury. Contrib. Nephrol. 2016;188:1-10. https://doi.org/10.1159/000445460

9. Ostermann M., Kunst G., Baker E., Weerapolchai K., Lumlertgul N. Cardiac Surgery Associated AKI Prevention Strategies and Medical Treatment for CSA-AKI. J. Clin. Med. 2021;10(22):5285. https://doi.org/10.3390/jcm10225285

10. Nadim M.K., Forni L.G., Bihorac A., Hobson C., Koyner J.L., Shaw A., Arnaoutakis G.J., Ding X., Engelman D.T., Gasparovic H., Gasparovic V., Herzog C.A., Kashani K., Katz N., Liu K.D., Mehta R.L., Ostermann M., Pannu N., Pickkers P., Price S., Ricci Z., Rich J.B., Sajja L.R., Weaver F.A., Zarbock A., Ronco C., Kellum J.A. Cardiac and Vascular Surgery-Associated Acute Kidney Injury: The 20th International Consensus Conference of the ADQI (Acute Disease Quality Initiative) Group. J. Am. Heart Assoc. 2018;7(11):e008834. https://doi.org/10.1161/JAHA.118.008834

11. Ostermann M., Liu K. Pathophysiology of AKI. Best. Pract. Res. Clin. Anaesthesiol. 2017;31(3):305-314. https://doi.org/10.1016/j.bpa.2017.09.001

12. Zhou F., Luo Q., Wang L., Han L. Diagnostic value of neutrophil gelatinase-associated lipocalin for early diagnosis of cardiac surgery-associated acute kidney injury: a meta-analysis. Eur. J. Cardiothorac. Surg. 2016;49(3):746-755. https://doi.org/10.1093/ejcts/ezv199

13. Shang W., Wang Z. The Update of NGAL in Acute Kidney Injury. Curr. Protein. Pept. Sci. 2017;18(12):1211-1217. https://doi.org/10.2174/1389203717666160909125004

14. Marakala V. Neutrophil gelatinase-associated lipocalin (NGAL) in kidney injury - A systematic review. Clin. Chim. Acta. 2022;536:135-141. https://doi.org/10.1016/j.cca.2022.08.029

15. Haase M., Bellomo R., Haase-Fielitz A. Neutrophil gelatinase-associated lipocalin. Curr. Opin. Crit. Care. 2010;16(6):526-532. https://doi.org/10.1097/MCC.0b013e328340063b

16. Haase M., Bellomo R., Devarajan P., Schlattmann P., Haase-Fielitz A; NGAL Meta-analysis Investigator Group. Accuracy of neutrophil gelatinase-associated lipocalin (NGAL) in diagnosis and prognosis in acute kidney injury: a systematic review and meta-analysis. Am. J. Kidney. Dis. 2009;54(6):1012-1024. https://doi.org/10.1053/j.ajkd.2009.07.020

17. Kamenshchikov N.O., Anfinogenova Y.J., Kozlov B.N., Svirko Y.S., Pekarskiy S.E., Evtushenko V.V., Lugovsky V.A., Shipulin V.M., Lomivorotov V.V., Podoksenov Y.K. Nitric oxide delivery during cardiopulmonary bypass reduces acute kidney injury: A randomized trial. J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 2022;163(4):1393-1403.e9. https://doi.org/10.1016/j.jtcvs.2020.03.182

18. Troncy E., Francoeur M., Salazkin I., Yang F., Charbonneau M., Leclerc G., Vinay P., Blaise G. Extra-pulmonary effects of inhaled nitric oxide in swine with and without phenylephrine. Br. J. Anaesth. 1997;79(5):631-640. https://doi.org/10.1093/bja/79.5.631