Церебропротективные свойства оксида азота у детей в кардиохирургии (обзор литературы)

Введение. Восстановление питания у пациентов с нутритивным дефицитом, госпитализированных в отделения реанимации и интенсивной терапии, представляет сложный процесс ввиду высокого риска развития синдрома возобновленного питания. Рефидинг-синдром недостаточно изучен у детей не только в отношении патогенеза и интенсивной терапии, но и в отношении его влияния на дальнейшее развитие ребенка.

Материалы и методы. Проведен несистематический обзор источников литературы. Поиск отечественных публикаций проводили в базе данных на сайте eLibrary, зарубежных – в базах PubMed, Google Scholar, Сochrane librarу, Cyberleninka, ResearchGate в период 20170–2024 гг., проанализированы 73 полнотекстовые публикации, описывающие факторы риска, особенности механизмов развития рефидинг-синдрома у детей, клиническую картину и методы интенсивной терапии.

Результаты. В обзоре проанализированы и систематизированы стратифицированные факторы риска, особенности патогенеза и клинической картины рефидинг-синдрома у детей в зависимости от развивающихся метаболических нарушений. Продемонстрировано влияние синдрома возобновленного питания на прогрессирование нутритивной недостаточности. Представлены основные методы интенсивной терапии, в том числе нутритивной поддержки пациентов с высоким риском и развившимся рефидинг-синдромом.

Заключение. В настоящее время отсутствуют однозначное определение и критерии диагностики рефидинг-синдрома у детей. Своевременное проведение интенсивной терапии в случаях развития синдрома реалиментации позволяет скорректировать нутритивную недостаточность, повысить выживаемость пациентов, оказывает положительное влияние на дальнейшие рост и развитие ребенка.

1. Баутин А. Е., Селемир В. Д., Нургалиева А. И. и др. Ингаляционная терапия оксидом азота, полученным методом синтеза из атмосферного воздуха, в послеоперационном периоде кардиохирургических вмешательств у детей: одноцентровое ретроспективное когортное исследование // Вестник интенсивной терапии имени А. И. Салтанова. – 2021. – № 3. – С. 98‒107. DOI: 10.21320/1818-474X-2021-3-98-107.

2. Радовский А. М., Воротынцев И. В., Атласкин А. А. и др. Воздействие высокой концентрации оксида азота на оксигенаторы аппаратов искусственного кровообращения // Общая реаниматология. – 2024. – Т. 20, № 1. – С. 50‒62. DOI: 10.15360/1813-9779-2024-1-2351.

3. Alkhatip A. M., Kamel M. G., Farag E. M. et al. Deep hypothermic circulatory arrest in the pediatric population undergoing cardiac surgery with electroencephalography monitoring: a systematic review and meta-analysis // J Cardiothorac Vasc Anesth. – 2021. – Vol. 35. – № 10. – P. 2875–2888. DOI: 10.1053/j.jvca.2021.01.039.

4. Alvarez R. V., Palmer C., Czaja A. S. et al. Delirium is a common and early finding in patients in the pediatric cardiac intensive care unit // J. Pediatrics. – 2018. – Vol. 195. – P. 206–212. DOI: 10.1016/j.jpeds.2017.11.064.

5. Angelis D., Savani R., Chalak L. Nitric oxide and the brain. Part 1: Mechanisms of regulation, transport and effects on the developing brain // Pediatr Res. – 2021. – Vol. 89. – P. 738–745. DOI: 10.1038/s41390-020-1017-0.

6. Armstead W. M., Vavilala M. S. Translational approach towards determining the role of cerebral autoregulation in outcome after traumatic brain injury // Exp. Neurol. – 2019. – Vol. 317. – P. 291–297. DOI: 10.1016/j.expneurol.2019.03.015.

7. Aronowitz D. I., Geoffrion T. R., Piel S. et al. Early impairment of cerebral bioenergetics after cardiopulmonary bypass in neonatal swine // World J Pediatr Congenit Heart Surg. – 2024. – Vol. 15. – № 4. – P. 459–466. DOI: 10.1177/21501351241232077.

8. Caputo M., Pike K., Baos S. et al. Normothermic versus hypothermic cardiopulmonary bypass in low-risk paediatric heart surgery: a randomised controlled trial // Heart. – 2019. – Vol. 105. – № 6. – P. 455–464. DOI: 10.1136/heartjnl-2018-313567.

9. Chugani H. T., Müller R. A., Chugani D. C. Functional brain reorganization in children // Brain Dev. – 1996. – Vol. 18. – № 5. – P. 347–56. DOI: 10.1016/0387-7604(96)00032-0.

10. Drieu A., Levard D., Vivien D. et al. Anti-inflammatory treatments for stroke: from bench to bedside // Ther Adv Neurol Disord. – 2018. – Vol. 11, 1756286418789854. DOI: 10.1177/1756286418789854.

11. Förstermann U., Sessa W. C. Nitric oxide synthases: regulation and function // Eur Heart J. – 2012. – Vol. 33. – № 7. – P. 829–837. DOI: 10.1093/eurheartj/ehr304.

12. Gurram Venkata S. K. R., Lodha A., Hicks M. et al. Neurodevelopmental outcomes of preterm neonates receiving rescue inhaled nitric oxide in the first week of age: a cohort study // Arch Dis Child Fetal Neonatal Ed. – 2024. – Vol. 109. – № 2. – P. 211–216. DOI: 10.1136/archdischild-2023-325418.

13. Hekierski H., Pastor P., Curvello V. Armstead Inhaled nitric oxide protects cerebral autoregulation and reduces hippocampal neuronal cell necrosis after traumatic brain injury in newborn and juvenile pigs // J Neurotrauma. – 2019. – Vol. 36. – P. 630–638. DOI: 10.1089/neu.2018.5824.

14. Hirata Y. Cardiopulmonary bypass for pediatric cardiac surgery // Gener. Thorac. Cardiovasc. Surg. – 2018. – Vol. 66. – № 2. – P. 65–70. DOI: 10.1007/s11748-017-0870-1.

15. Hurford W. E. Inhaled nitric oxide // Respir Care Clin N Am. – 2002. – Vol. 8. – № 2. – P. 261–79. DOI: 10.1016/s1078-5337(02)00008-4.

16. Iadecola C., Anrather J. The immunology of stroke: from mechanisms to translation // Nat Med. – 2011. – Vol. 17. – P. 796–808. DOI: 10.1038/nm.2399.

17. Ishibashi N., Jonas R. A. Commentary: Nitric oxide: An important contributor to neuroprotection during pediatric cardiac surgery // J Thorac Cardiovasc Surg. – 2021. – Vol. 161. – № 6, e499–e500. DOI: 10.1016/j.jtcvs.2019.12.057.

18. Jia L., Bonaventura C., Bonaventura J. et al. S-nitrosohaemoglobin: a dynamic activity of blood involved in vascular control // Nature. – 1996. – Vol. 380. – P. 221–226. DOI: 10.1038/380221a0.

19. Kajimoto M., Ledee D. R., Olson A. K. et al. Selective cerebral perfusion prevents abnormalities in glutamate cycling and neuronal apoptosis in a model of infant deep hypothermic circulatory arrest and reperfusion // J Cereb Blood Flow Metab. – 2016. – Vol. 36. – P. 1992–2004. DOI: 10.1177/0271678X16666846.

20. Kajimoto M., Nuri M., Sleasman J. R. et al. Inhaled nitric oxide reduces injury and microglia activation in porcine hippocampus after deep hypothermic circulatory arrest // The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. – 2021. – Vol. 161, Is. 6. – P. e485–e498, DOI: 10.1016/j.jtcvs.2019.12.075.

21. Kamenshchikov N. O., Diakova M. L., Podoksenov Y. K. et al. Potential mechanisms for organoprotective effects of exogenous Nitric Oxide in an experimental study // Biomedicines. – 2024. – Vol. 12. – № 4. – P. 719. DOI: 10.3390/biomedicines12040719.

22. Khwaja O., Volpe J. J. Pathogenesis of cerebral white matter injury of prematurity // Arch Dis Child Fetal Neonatal Ed. – 2008. – Vol. 93. – № 2, F153–161. DOI: 10.1136/adc.2006.108837.

23. Larroque B., Ancel P. Y., Marret S. Neurodevelopmental disabilities and special care of 5-year-old children born before 33 weeks of gestation (the EPIPAGE study): A longitudinal cohort study // Lancet. – 2008. – Vol. 371. – P. 813–820. DOI: 10.1016/S0140-6736(08)60380-3.

24. Lin N., Lv M., Li S. et al. A nomogram for predicting postoperative delirium in pediatric patients following cardiopulmonary bypass: A prospective observational study // Intensive Crit Care Nurs. – 2024. – Vol. 83, 103717. DOI: 10.1016/j.iccn.2024.103717.

25. Long D., Anderson V. A., Crossley L. et al. Longitudinal cohort study investigating neurodevelopmental and socioemotional outcomes in school-entry aged children after open heart surgery in Australia and New Zealand: the NITRIC follow-up study protocol // BMJ Open. – 2023. – Vol. 13. – № 8, e075429. DOI: 10.1136/bmjopen-2023-075429.

26. Loron G., Pansiot J., Olivier P. et al. Inhaled Nitric Oxide promotes angiogenesis in the rodent developing brain // Int J Mol Sci. – 2024. – Vol. 6. – P. 5871. DOI: 10.3390/ijms24065871.

27. Maddux A. B., Mourani P. M., Banks R. et al. Inhaled Nitric Oxide use and outcomes in critically ill children with a history of prematurity // Respir Care. – 2021. – Vol. 66. – № 10. – P. 1549–1559. DOI: 10.4187/respcare.08766.

28. Marlow N., Wolke D., Bracewell M. A. Neurologic and developmental disability at six years of age after extremely preterm birth // N Engl J Med. – 2005. – Vol. 352. – P. 9–19. DOI: 10.1056/NEJMoa041367.

29. Martinez-Biarge M., Jowett V. C., Cowan F. M. et al. Neurodevelopmental outcome in children with congenital heart disease // Semin Fetal Neonatal Med. – 2013. – Vol. 18. – P. 279–285. DOI: 10.1016/j.siny.2013.04.006.

30. Neukomm A., Claessens N. H. P., Bonthrone A. F. et al. Perioperative brain injury in relation to early neurodevelopment among children with severe congenital heart disease: results from a european collaboration // J Pediatr. – 2024. – Vol. 266. – P. 113838. DOI: 10.1016/j.jpeds.2023.113838.

31. Olivier P., Loron G., Fontaine R. H. et al. Nitric Oxide plays a key role in myelination in the developing brain // Journal of Neuropathology & Experimental Neurology. – 2010. – Vol. 69, Is. 8. – P. 828–837. DOI: 10.1097/NEN.0b013e3181ea5203.

32. Pansiot J., Loron G., Olivier P. et al. Neuroprotective effect of inhaled nitric oxide on excitotoxic-induced brain damage in neonatal rat // PLoS ONE. – 2010. – Vol. 5, e10916. DOI: 10.1371/journal.pone.0010916.

33. Pastor P., Curvello V., Hekierski H. et al. Inhaled nitric oxide protects cerebral autoregulation through prevention of impairment of ATP and calcium sensitive k channel mediated cerebrovasodilation after traumatic brain injury // Brain Res. – 2019. – Vol. 1711. – P. 1–6. DOI: 10.1016/j.brainres.2019.01.008.

34. Pastuszko P., Schears G. J., Pirzadeh A. et al. Effect of granulocyte-colony stimulating factor on expression of selected proteins involved in regulation of apoptosis in the brain of newborn piglets after cardiopulmonary bypass and deep hypothermic circulatory arrest // J Thorac Cardiovasc Surg. – 2012. – Vol. 143. – P. 1436–1442. DOI: 10.1016/j.jtcvs.2012.01.018.

35. Patel A. K., Biagas K. V., Clarke E. C. Delirium in children after cardiac bypass surgery. Pediatr // Crit. Care Med. – 2017. – Vol. 18. – № 2. – P. 165–171. DOI: org/0.1097/PCC.0000000000001032

36. Pham H., Duy A. P., Pansiot J. et al. Impact of inhaled Nitric Oxide on white matter damage in growth-restricted neonatal rats // Pediatr. Res. – 2015. – Vol. 77. – P. 563–569. DOI: 10.1038/pr.2015.4.

37. Phan D. A., Pham H., Pansiot J. et al. Nitric Oxide pathway and proliferation of neural progenitors in the neonatal rat // Dev Neurosci. – 2015. – Vol. 37. – № 4–5. – P. 417–427. DOI: 10.1159/000375488.

38. Roberts J. D. Jr., Zapol W. M. Inhaled nitric oxide // Semin Perinatol. – 2000. – Vol. 24. – № 1. – P. 55–58. DOI: 10.1016/s0146-0005(00)80057-9.

39. Roberts J. D., Polaner D. M., Lang P. et al. Inhaled nitric oxide in persistent pulmonary hypertension of the newborn // Lancet. – 1992. – Vol. 340. – P. 818–819. DOI: 10.1016/0140-6736(92)92686-a.

40. Salazar J. D., Coleman R. D., Griffith S. et al. Selective cerebral perfusion: real-time evidence of brain oxygen and energy metabolism preservation // Ann Thorac Surg. – 2009. – Vol. 88. – P. 162–169. DOI: 10.1016/j.athoracsur.2009.03.084.

41. Sasaki H., Guleserian K. J., Rose R. et al. Forbess Hypothermic extracorporeal circulation in immature swine: a comparison of continuous cardiopulmonary bypass, selective antegrade cerebral perfusion and circulatory arrest // Eur J Cardiothorac Surg. – 2009. – Vol. 36. – P. 992–997. DOI: 10.1016/j.ejcts.2009.05.029.

42. Sienel R.I., Mamrak U., Biller J. et al. Inhaled nitric oxide suppresses neuroinflammation in experimental ischemic stroke // J Neuroinflammation. – 2023. – Vol. 20. – № 1. – P. 301. DOI: 10.1186/s12974-023-02988-3.

43. Siljehav V., Gudmundsdottir A., Tjerkaski J. et al. Treating very preterm European infants with inhaled nitric oxide increased in-hospital mortality but did not affect neurodevelopment at 5 years of age // Acta Paediatr. – 2024. – Vol. 113. – № 3. – P. 461–470. DOI: 10.1111/apa.17075.

44. Stamler J. S., Jia L., Eu J. P. et al. Blood flow regulation by S-nitrosohemoglobin in the physiological oxygen gradient // Science. – 1997. – Vol. 276. – P. 2034–2037. DOI: 10.1126/science.276.5321.2034.

45. Terpolilli N. A., Kim S. W., Thal S. C. et al. Inhaled Nitric Oxide reduces secondary brain damage after traumatic brain injury in mice // J. Cereb. Blood Flow Metab. – 2013. – Vol. 33. – P. 311–318. DOI: 10.1038/jcbfm.2012.176.

46. Terpolilli N. A., Kim S. W., Thal S. C. et al. Inhalation of nitric oxide prevents ischemic brain damage in experimental stroke by selective dilatation of collateral arterioles // Circ Res. – 2012. – Vol. 110. – P. 727–738. DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.111.253419.

47. Vallance P., Patton S., Bhagat K. et al. Direct measurement of nitric oxide in human beings // Lancet. – 1995. – Vol. 346. – P. 153–154. DOI: 10.1016/s0140-6736(95)91211-8.

48. Volpe J. J. Dysmaturation of premature brain: importance, cellular mechanisms, and potential interventions // Pediatr. Neurol. – 2019. – Vol. 95. – P. 42–66. DOI: 10.1016/j.pediatrneurol.2019.02.016.

49. Yu B., Ichinose F., Bloch D. B. et al. Inhaled nitric oxide // Br J Pharmacol. – 2019. – Vol. 176. – № 2. – P. 246–255. DOI: 10.1111/bph.14512.

50. Zhang S., Zhou Y., Zhang R. et al. Rationale and design of combination of an immune modulator fingolimod with alteplase bridging with mechanical thrombectomy in acute ischemic stroke (FAMTAIS) trial // Int J Stroke. – 2017. – Vol. 12. – P. 906–909. DOI: 10.1177/1747493017710340.