Консервация донорского сердца: история и современность с позиции трансляционной медицины
Аннотация
Консервация донорского сердца является актуальной проблемой современной трансплантологии и кардиохирургии. Несмотря на достигнутые успехи, необходимость дальнейших разработок в этой области очевидна. В настоящем обзоре приводятся данные о современных методиках консервации сердца и о перспективах дальнейшего совершенствования технологий в данной сфере. Приведено сравнительное описание растворов для консервации донорского сердца и проведен анализ путей повышения их кардиопротективных свойств. Рассмотрены такие варианты консервации донорского сердца, как постоянная перфузия, консервация при температуре ниже 0°С и кислородная персуффляция.
Об авторах
С. М. Минасян
Федеральный медицинский исследовательский центр им. В.А. Алмазова; Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И. П. Павлова
Россия
Россия
М. М. Галагудза
Федеральный медицинский исследовательский центр им. В.А. Алмазова; Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И. П. Павлова
Россия
Россия
Ю. В. Дмитриев
Федеральный медицинский исследовательский центр им. В.А. Алмазова
Россия
Россия
А. А. Карпов
Федеральный медицинский исследовательский центр им. В.А. Алмазова; Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И. П. Павлова
Россия
Россия
Е. А. Боброва
Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И. П. Павлова
Россия
Россия
А. С. Красичков
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина) (СПбГЭТУ)
Россия
Россия
Е. Б. Григорьев
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина) (СПбГЭТУ)
Россия
Россия
Т. Д. Власов
Федеральный медицинский исследовательский центр им. В.А. Алмазова; Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И. П. Павлова
Россия
Россия
Список литературы
1. Бретшнайдер Х. Ю., Гебхард М. М., Прюссе К. Ю. Кардиоплегия // Физиология и патофизиология сердца / пер. с англ.; под ред. Н. Сперелакиса: в 2 т. Т. 2. М.: Медицина, 1988. С. 291-306.
2. Вишневский А. А., Харнас С. Ш. Искусственное кровообращение и гипотермия в хирургии открытого сердца. М.: Медицина, 1968. 296 с.
3. Галагудза М. М., Некрасова М. К., Сыренский А. В., Нифонтов Е. М. Устойчивость миокарда к ишемии и эффективность ишемического прекондиционирования при экспериментальном сахарном диабете //Росс. физиол. журн. им. И. М. Сеченова. 2006. Т. 92. № 3. С. 284-291.
4. Минасян С. М., Галагудза М. М., Васильева М. С. и др. Защита миокарда от глобальной ишемии/реперфузии с использованием кардиоплегического раствора на основе буфера Кребса-Хензелайта // Росс. физиол. журн. им. И. М. Сеченова. 2010. Т. 9. № 4. С. 353-361.
5. Минасян С. М., Галагудза М. М., Сонин Д. Л. и др. Методика перфузии изолированного сердца крысы // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. 2010. Т. 8. № 4 (32). С. 54-59.
6. Минасян С. М., Галагудза М. М., Курапеев Д. И. и др. Механизмы защиты миокарда под действием кристаллоидной кардиоплегии - ключ к оптимизации интраоперационной кардиопротекции //Бюллетень Федерального центра сердца, крови и эндокринологии им. В. А. Алмазова. 2011. № 1. С. 24-31.
7. Минасян С. М., Галагудза М. М., Курапеев Д. И. и др. Разработка кристаллоидных кардиоплегических растворов на основе буфера Кребса-Хенселейта // Трансляционная медицина: сб. науч. тр. /под ред. чл.-корр. РАМН, проф. Е. В. Шляхто. СПб., 2010. C. 333-344.
8. Минасян С. М. Бадриханова Л. Р., Галагудза М. М., Курапеев Д. И. Сравнительное исследование защитного эффекта гипотермии, ишемического прекондиционирования и модифицированных кардиоплегических растворов при ишемии-реперфузии изолированного сердца крысы // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. 2008. Т 7. № 2 (26). С. 72-78.
9. Минасян С. М., Галагудза М. М., Курапеев Д. И. и др. Экспериментальное исследование кардиоплегических растворов на основе буферного раствора Кребса-Хенселейта // Бюллетень НЦССХ им. А. Н. Бакулева РАМН: Материалы 14 ежегод. сессии Научного центра сердечно-сосудистой хирургии им. А. Н. Бакулева РАМН. 2010. С. 222.
10. Писаренко О. И. Соломатина Е. С., Студнева И. М. Защитное действие глутаминовой кислоты на функцию и метаболизм сердца при кардиоплегии и реперфузии // Грудная хирургия. 1982. № 5. C. 10-16.
11. Трансплантация сердца /под ред. В. И. Шумакова. М.: Мед. информ. аг-во, 2006. 404 с.
12. Ackemann J., Gross W., Mory M. et al. Celsior versus custodiol: early postischemic recovery after cardioplegia and ischemia at 5 °C //Ann. Thorac. Surg. 2002. Vol. 74. № 2. P. 522-529.
13. Amir G., Rubinsky B., Basheer S. Y. et al. Improved viability and reduced apoptosis in subzero 21-hour preservation of transplanted rat hearts using anti-freeze protein // J. Heart Lung Transplant. 2005. Vol. 24. № 11. P. 1915-1929.
14. Aupperle H., Garbade J., Ullmann C. et al. Comparing the ultrastructural effects of two different cardiac preparation- and perfusion-techniques in a porcine model of extracorporal long-term preservation // Eur. J. Cardiothorac. Surg. 2007. Vol. 31. № 2. P. 214-221.
15. Baker T. A., Geng Q., Romero J. et al. Prolongation of myocardial viability by proteasome inhibition during hypothermic organ preservation // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2010. Vol. 401. № 4. P. 548-553.
16. Boucek M. M., Mashburn C., Dunn S. M. et al. Pediatric heart transplantation after declaration of cardiocirculatory death //New Engl. J. Med. 2008. Vol. 359. № 7. P. 709-714.
17. Bretschneider H. J., Hubner G., Knoll D. et al. Myocardial resistance and tolerance to ischemia: physiological and biochemical basis // J. Cardiovasc. Surg. (Torino). 1975. Vol. 16. № 3. Р. 241-260.
18. Bretschneider H. J. Myocardial protection // Thorac. Cardiovasc. Surg. 1980. Vol. 28. № 5. Р. 295-302.
19. Cannata A., Botta L., Colombo T. et al. Does the cardioplegic solution have an effect on early outcomes following heart transplantation? //Eur. J. Cardiothor. Surg. 2012. Vol. 41. № 4. P. e48-e53.
20. Chambers D. J., Hearse D. J. Developments in cardioprotection: «polarized» arrest as an alternative to «depolarized» arrest //Ann. Thorac. Surg. 1999. Vol. 68. № 5. Р. 1960-1966.
21. Corvera J. S., Kin H., Dobson G. P et al. Polarized arrest with warm or cold adenosine/lidocaine blood cardioplegia is equivalent to hypothermic potassium blood cardioplegia // J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 2005. Vol. 129. № 3. P. 599-606.
22. Demmy T. L., Biddle J. S., Bennett L. E. et al. Organ preservation solutions in heart transplantation-patterns of usage and related survival // Transplantation. 1997. Vol. 63. № 2. P. 262-269.
23. Edelman J. J., Seco M., Dunne B. et al. Custodiol for myocardial protection and preservation: a systematic review //Ann. Cardiothorac. Surg. 2013. Vol. 2. № 6. P. 717-728.
24. Fischer J. H. Maintenance of physiological coronary endothelial function after 3.3 h of hypothermic oxygen persufflation preservation and orthotopic transplantation of non-heart-beating donor hearts //Eur. J. Cardiothorac. Surg. 2004. Vol. 25. № 1. P. 98-104.
25. Fishbein M. C. Early phase acute myocardial infarction size quantification: validation of the tripheniltetrazolium chloride tissue enzyme staining technique //Am. Heart J. 1981. Vol. 101. № 5. P. 593-600.
26. Fridell J. A., Mangus R. S., Tector A. J. Clinical experience with histidine-tryptophan-ketoglutarate solution in abdominal organ preservation: a review of recent literature // Clin. Transplant. 2009. Vol. 23. № 3. Р. 305-312.
27. Gao L., Hicks M., MacDonald P. S. Improved preservation of the rat heart with celsior solution supplemented with cariporide plus glyceryl trinitrate // Am. J. Transplant. 2005. Vol. 5. № 8. P. 1820-1826.
28. Gebhard M. M., Preusse C. J., Schnabel P. A. et al. Different effects of cardioplegic solution HTK during single or intermittent administration // Thorac. Cardiovasc. Surg. 1984. Vol. 32. № 5. Р. 271-276.
29. George T. J., Arnaoutakis G. J., Baumgartner W. A. et al. Organ storage with University of Wisconsin solution is associated with improved outcomes after orthotopic heart transplantation // J. Heart Lung Transplant. 2011. Vol. 30. № 9. P. 1033-1043.
30. Guan Q., Li S., Yip G. et al. Decrease in donor heart injury by recombinant clusterin protein in cold preservation with University of Wisconsin solution // Surgery. 2012. Vol. 151. № 3. P. 364-371.
31. Hoenicke E. M. Donor heart preservation with a novel hyperpolarizing solution: superior protection compared with University of Wisconsin solution // J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 2000. Vol. 120. № 4. P. 746-754.
32. Jabbour A., Gao L., Kwan J. et al. A recombinant human neuregulin-1 peptide improves preservation of the rodent heart after prolonged hypothermic storage // Transplantation. 2011. Vol. 91. № 9. P. 961-967.
33. Kajihara N. The UW solution has greater potential for longer preservation periods than the Celsior solution: comparative study for ventricular and coronary endothelial function after 24-h heart preservation // Eur. J. Cardiothorac. Surg. 2006. Vol. 29. № 5. P. 784-789.
34. Katare R. G., Zhitian Z., Sodeoka M., Sasaguri S. A novel bisindolylmaleimide derivative enhances functional recovery of heart after long-term hypothermic heart preservation // Transplantation. 2007. Vol. 83. № 12. P. 1588-1594.
35. Kato H., Tomita S., Yamaguchi S. et al. Subzero 24-hr nonfreezing rat heart preservation: a novel preservation method in a variable magnetic field // Transplantation. 2012. Vol. 94. № 5. P. 473-477.
36. Kobayashi M., Tanoue Y., Eto M. et al. A Rho-kinase inhibitor improves cardiac function after 24-hour heart preservation // J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 2008. Vol. 136. № 6. P. 1586-1592.
37. Kuhn-Regnier F, Fischer J. H., Jeschkeit S. et al. Coronary oxygen persufflation combined with HTK cardioplegia prolongs the preservation time in heart transplantation // Eur. J. Cardiothorac. Surg. 2000. Vol. 17. № 1. P. 71-76.
38. Kuhn-Regnier F., Bloch W., Tsimpoulis I. et al. Coronary oxygen persufflation for heart preservation in pigs: analyses of endothelium and myocytes // Transplantation. 2004. Vol. 77. № 1. P. 28-35.
39. Larsen M., Webb G., Kennington S. et al. Mannitol in cardioplegia as an oxygen free radical scavenger measured by malondialdehyde // Perfusion. 2002. Vol. 17. № 1. P. 51-55.
40. Lee K. C., Chang C. Y., Chuang Y. C. et al. Combined St. Thomas and histidine-tryptophan-ketoglutarat solutions for myocardial preservation in heart transplantation patients // Transplant. Proc. 2012. Vol. 44. № 4. P. 886-889.
41. Lee S., Huang C. S., Kawamura T. et al. Histidine- tryptophan-ketoglutarate or celsior: which is more suitable for cold preservation for cardiac grafts from older donors? // Ann. Thorac. Surg. 2011. Vol. 91. № 3. P. 755-763.
42. Lima M. L., Fiorelli A. I., Vassallo D. V. et al. Deleterious effect of hypothermia in myocardial protection against cold ischemia: a comparative study in isolated rat hearts // Transplant. Proc. 2012. Vol. 44. № 8. P. 2326-2332.
43. Lowalekar S. K., Lu X. G., Thatte H. S. Further evaluation of Somah: long-term preservation, temperature effect, and prevention of ischemia-reperfusion injury in rat hearts harvested after cardiocirculatory death // Transplant. Proc. 2013. Vol. 45. № 9. P. 3192-3197.
44. Martin J., Lutter G., Ihling C. et al. Myocardial viability twenty-four hours after orthotopic heart transplantation from non-heart-beating donors // J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 2003. Vol. 125. № 6. P. 1217-1228.
45. McCurry K. Prospective multicenter safety and effectiveness evaluation of the organ care system device for cardiac use (PROCEED) // J. Heart Lung Transplant. 2008. Vol. 27. P. S166.
46. Michel P., Vial R., Rodriguez C. et al. A comparative study of the most widely used solutions for cardiac graft preservation during hypothermia // J. Heart Lung Transplant. 2002. Vol. 21. № 9. P. 1030-1039.
47. Mohara J., Morishita Y., Takahashi T. et al. A comparative study of Celsior and University of Wisconsin solutions based on 12-hr preservation followed by transplantation in canine models // J. Heart Lung Transplant. 1999. Vol. 18. № 12. P. 1202-1210.
48. Muhlbacher F., Langer F., Mittermayer C. Preservation solutions for transplantation // Transplant. Proc. 1999. Vol. 31. № 5. P. 2069-2070.
49. Noda K., Shigemura N., Tanaka Y. et al. A novel method of preserving cardiac grafts using a hydrogen-rich water bath // J. Heart Lung Transplant. 2013. Vol. 32. № 2. P. 241-250.
50. Ozcinar E., Okatan E. N., Tuncay E. et al. Improvement of functional recovery of donor heart following cold static storage with doxycycline cardioplegia // Cardiovasc. Toxicol. 2014. Vol. 14. № 1. P. 64-73.
51. Rosenbaum D. H., Peltz M., Di Maio J. M. et al. Perfusion preservation versus static preservation for cardiac transplantation: effects on myocardial function and metabolism // J. Heart Lung Transplant. 2008. Vol. 27. № 1. P. 93-99.
52. Rosenfeldt F., Ou R., Woodard J. et al. Twelve-hour reanimation of a human heart following donation after circulatory death // Heart Lung Circ. 2014. Vol. 23. № 1. P. 88-90.
53. Rudd D. M., Dobson G. P Eight hours of cold static storage with adenosine and lidocaine (Adenocaine) heart preservation solutions: toward therapeutic suspended animation // J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 2011. Vol. 142. № 6. P. 1552-1561.
54. Stein D. G., Drinkwater D. C. Jr., Laks H. et al. Cardiac preservation in patients undergoing transplantation. A clinical trial comparing University of Wisconsin solution and Stanford solution // J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 1991. Vol. 102. № 5. P. 657-665.
55. Suszynski T. M., Rizzari M. D., Scott W. E. et al. Persufflation (gaseous oxygen perfusion) as a method of heart preservation // J. Cardiothorac. Surg. 2013. Vol. 8. P. 105.
56. Tao Z., Da-Guo Z., Dao-Kang X. Protective effects of St. Thomas no. 2 solution supplemented with levocarnitine on preservation of hypothermic heart ex vivo // J. Clin. Rehab. Tissue Eng. Res. 2011. Vol. 15. № 31. P. 5809-5812.
57. Tenderich G. Prospective multicenter European trial to evaluate the safety and performance of the organ care system for heart transplants (PROTECT) // J. Heart Lung Transplant. 2007. Vol. 26. P. S64.
58. Tolboom H., Makhro A., Rosser B.A. et al. Recovery of donor hearts after circulatory death with normothermic extracorporeal machine perfusion // Eur. J. Cardiothorac. Surg. 2014. (In press).
59. Watson A. J., Gao L., Sun L. et al. Enhanced preservation of the rat heart after prolonged hypothermic ischemia with erythropoietin-supplemented Celsior solution // J. Heart Lung Transplant. 2013. Vol. 32. № 6. P. 633-640.
60. Yang Y., Lin H., Wen Z. et al. Keeping donor hearts in completely beating status with normothermic blood perfusion for transplants // Ann. Thorac. Surg. 2013. Vol. 95. № 6. P. 2028-2034.
61. Yotsumoto G, Jeschkeit-Schubbert S, Funcke C. et al. Total recovery of heart grafts of non-heart-beating donors after 3 hours of hypothermic coronary oxygen persufflation preservation in an orthotopic pig transplantation model // Transplantation. 2003. Vol. 75. № 6. P. 750-756.
62. Zheng X., Lian D., Wong A. et al. Novel small interfering RNA-containing solution protecting donor organs in heart transplantation // Circulation. 2009. Vol. 120. № 12. P. 1099-1107.
Рецензия
Для цитирования:
Минасян С.М., Галагудза М.М., Дмитриев Ю.В., Карпов А.А., Боброва Е.А., Красичков А.С., Григорьев Е.Б., Власов Т.Д. Консервация донорского сердца: история и современность с позиции трансляционной медицины. Регионарное кровообращение и микроциркуляция. 2014;13(3):4-16. https://doi.org/10.24884/1682-6655-2014-13-3-4-16
For citation:
Minasian S.M., Galagudza M.M., Dmitriev Yu.V., Karpov A.A., Bobrova E.A., Krasichkov A.S., Grigoriev E.B., Vlasov T.D. Donor heart preservation: history and current status in terms of translational medicine. Regional blood circulation and microcirculation. 2014;13(3):4-16. (In Russ.) https://doi.org/10.24884/1682-6655-2014-13-3-4-16
Просмотров: 384
Послать статью по эл. почте 
