Роль оксида азота в нефропротекции при хирургической коррекции пороков сердца у детей (обзор литературы)

Введение. Необходимость разработки эффективных методов защиты почек при кардиохирургических вмешательствах диктуется прогрессирующим ростом острого почечного повреждения (КХ-ОПП) у детей, что связано с незрелостью функции почек и повреждающими факторами искусственного кровообращения (ИК): активация системного воспалительного ответа, гипотермия, гемодилюция, гемолиз, трансфузия донорских компонентов крови, гипоксия/гипероксия. КХ-ОПП в данной популяции приводит к ухудшению как раннего, так и отдаленного прогнозов пациента. Однако общепринятая стратегия нефропротекции у детей кардиохирургического профиля отсутствует.

Цель – анализ существующих данных об эффективности применения оксида азота в качестве органопротекции почек в детской кардиохирургической популяции за 2019–2024 гг.

Материалы и методы. Анализ выполнен с использованием отечественных и международных биомедицинских баз по ключевым словам: оксид азота, ингаляция оксида азота, нефропротекция, ИК, кардиохирургия, дети. Результаты. В обзоре представлена актуальная информация по интраоперационному использованию оксида азота во время кардиохирургических операций в условиях ИК и его влияние на дальнейшее развитие острого почечного повреждения.

Заключение. Оксид азота является перспективным методом нефропротекции в кардиохирургии различных возрастных групп с использованием ИК, что подтверждается клиническими исследованиями, а также результатами отбора серологических и гистологических проб животных моделей. Данных об использовании в педиатрической группе пациентов недостаточно, что требует дальнейших исследований.

1. Балахнин Д. Г., Чермных И. И., Ивкин А. А. и др. Проблема острого повреждения почек у кардиохирургических пациентов // Вестник анестезиологии и реаниматологии. – 2022. – Т. 19, № 5. – С. 93–101. https://doi.org/10.21292/2078-5658-2022-19-5-93-101.

2. Баутин А. Е., Маричев А. О., Карпова Л. И. и др. Факторы, определяющие динамику содержания свободного гемоглобина в плазме крови при выполнении кардиохирургических вмешательств в условиях искусственного кровообращения: проспективное наблюдательное исследование // Вестник интенсивной терапии имени А. И. Салтанова. – 2024. – № 1. – С. 69–81. https://doi.org/10.21320/1818-474X-2024-1-69-81.

3. Бойко А. М., Каменщиков Н. О., Мирошниченко А. Г. и др. Влияние доставки оксида азота на повреждение почек при моделировании искусственного кровообращения с циркуляторным арестом в эксперименте // Фундаментальная и клиническая медицина. – 2023. – Т. 8, № 3. – С. 18–25. https://doi.org/10.23946/2500-0764-2023-8-3-18-25.

4. Деревягина О. С., Нароган М. В., Иванец Т. Ю. и др. Острое повреждение почек у недоношенных детей: частота, клинические особенности, ассоциированные факторы и состояния // Неонатология: Новости. Мнения. Обучение. – 2021. – Т. 34, № 4. – С. 11–19. https://doi.org/10.33029/2308-2402-2021-9-4-12-19.

5. Радовский А. М., Воротынцев И. В., Атласкин А. А. и др. Воздействие высокой концентрации оксида азота на оксигенаторы аппаратов искусственного кровообращения (экспериментальное исследование) // Общая реаниматология. – 2024. – Т. 20, № 1. – С. 50–62. https://doi.org/10.15360/1813-9779-2024-1-2351.

6. Тё М. А., Каменщиков Н. О., Подоксенов Ю. К. и др. Влияние доставки оксида азота на энергетическое обеспечение почечной ткани при проведении искусственного кровообращения: экспериментальное исследование // Сибирский журнал клинической и экспериментальной медицины. – 2024. – Т. 39, № 1. – С. 163–170. https://doi.org/10.29001/2073-8552-2022-592.

7. Тё М. А., Каменщиков Н. О., Подоксенов Ю. К. и др. Влияние доставки оксида азота на процессы апоптоза, некроптоза и пироптоза в почечной паренхиме при моделировании искусственного кровообращения: экспериментальное исследование // Вестник анестезиологии и реаниматологии. – 2024. – Т. 21, № 3. – С. 26–33. https://doi.org/10.24884/2078-5658-2024-21-3-26-33.

8. Abosamak M. F., Lippi G., Benoit S. W. et al. Bladder urine oxygen partial pressure monitoring: Could it be a tool for early detection of acute kidney injury? // Egypt J Anaesthesia. – 2021. – Vol. 37, № 1. – P. 43–49. https://doi.org/10.1080/11101849.2021.187868.

9. Azem K., Novakovsky D., Krasulya B. et al. Effect of nitric oxide delivery via cardiopulmonary bypass circuit on postoperative oxygenation in adults undergoing cardiac surgery (NOCARD trial): a randomised controlled trial // Eur J Anaesthesiol. – 2024. – Vol. 41, № 9. – P. 677–686. https://doi.org/10.1097/EJA.0000000000002022.

10. Baylis C., Qiu C. Importance of nitric oxide in the control of renal hemodynamics // Kidney Int. – 1996. – Vol. 49, № 6. – P. 1727–1731. https://doi.org/10.1038/ki.1996.256.

11. Broman L. M., Carlström M., Källskog Ö. et al. Effect of nitric oxide on renal autoregulation during hypothermia in the rat // Pflugers Arch. – 2017. – Vol. 469, № 5–6. – P. 669–680. https://doi.org/10.1007/s00424-017-1967-1.

12. Broman M., Källskog Ö., Kopp U. C. et al. Influence of the sympathetic nervous system on renal function during hypothermia // Acta Physiol Scand. – 1998. – Vol. 163, № 3. – P. 241–249. https://doi.org/10.1046/j.1365-201x.1998.00356.x.

13. Carlström M., Wilcox C. S., Arendshorst W. J. Renal autoregulation in health and disease // Physiol Rev. – 2015. – Vol. 95, № 2. – P. 405–511. https://doi.org/10.1152/physrev.00042.2012.

14. Cavalcante C. T. M. B., Cavalcante M. B., Castello Branco K. M. P. et al. Biomarkers of acute kidney injury in pediatric cardiac surgery // Pediatr Nephrol. – 2022. – Vol. 37, № 1. – P. 61–78. https://doi.org/10.1007/s00467-021-05094-9.

15. Cherry A. D., Hauck J. N., Andrew B. Y. et al. Intraoperative renal resistive index threshold as an acute kidney injury biomarker // J Clin Anesth. – 2020. – № 61. – P. 109626. https://doi.org/10.1016/j.jclinane.2019.109626.

16. Daiber A., Xia N., Steven S. et al. New therapeutic implications of endothelial nitric oxide synthase (eNOS) function/dysfunction in cardiovascular disease // Int J Mol Sci. – 2019. – Vol. 20, № 1. – P. 187. https://doi.org/10.3390/ijms20010187.

17. Deuel J. W., Schaer C. A., Boretti F. S. et al. Hemoglobinuria-related acute kidney injury is driven by intrarenal oxidative reactions triggering a heme toxicity response // Cell Death Dis. – 2016. – Vol. 7, № 1. – P. e2064. https://doi.org/10.1038/cddis.2015.392.

18. Galić S., Milošević D., Filipović-Grčić B. et al. Early biochemical markers in the assessment of acute kidney injury in children after cardiac surgery // Ther Apher Dial. – 2022. – Vol. 26, № 3. – P. 583–593. https://doi.org/10.1111/1744-9987.13736.

19. Galletti P. M., Brecher G. A. Heart-lung bypass: principles and techniques of extracorporeal circulation. – New York: Grune & Stratton, 1962.

20. Ghidini F., Benetti E., Zucchetta P. et al. Transcutaneous near-infrared spectroscopy (NIRS) for monitoring kidney and liver allograft perfusion // Int J Clin Pract. – 2021. – Vol. 75, № 5. – P. e14034. https://doi.org/10.1111/ijcp.14034.

21. Greenberg J. W., Hogue S., Raees M. A. et al. Exogenous nitric oxide delivery protects against cardiopulmonary bypass associated acute kidney injury: Histologic and serologic evidence from an ovine model // J Thorac Cardiovasc Surg. – 2023. – Vol. 166, № 5. – P. e164–e173. https://doi.org/10.1016/j.jtcvs.2023.03.030.

22. Jacob K. A., Leaf D. E. Prevention of cardiac surgery-associated acute kidney injury: a review of current strategies // Anesthesiol Clin. – 2019. – Vol. 37, № 4. – P. 729–749. https://doi.org/10.1016/j.anclin.2019.08.007.

23. Jha V., Al-Ghamdi S. M. G, Li G. et al. Global economic burden associated with chronic kidney disease: a pragmatic review of medical costs for the inside CKD research programme // Adv Ther. – 2023. – Vol. 40, № 10. – P. 4405–4420. https://doi.org/10.1007/s12325-023-02608-9.

24. Kamenshchikov N. O., Anfinogenova Y. J., Kozlov B. N. et al. Nitric oxide delivery during cardiopulmonary bypass reduces acute kidney injury: A randomized trial // J Thorac Cardiovasc Surg. – 2022. – Vol. 163, № 4. – P. 1393–1403.e9. https://doi.org/10.1016/j.jtcvs.2020.03.182.

25. Kolcz J., Karnas E., Madeja Z. et al. The cardioprotective and anti-inflammatory effect of inhaled nitric oxide during Fontan surgery in patients with single ventricle congenital heart defects: a prospective randomized study // J Intensive Care. – 2022. – Vol. 10, № 1. – P. 48. https://doi.org/10.1186/s40560-022-00639-y.

26. Kraft F., Schmidt C., Van Aken H. et al. Inflammatory response and extracorporeal circulation // Best Pract Res Clin Anaesthesiol. – 2015. – Vol. 29, № 2. – P. 113–123. https://doi.org/10.1016/j.bpa.2015.03.001.

27. Kwiatkowski D. M., Krawczeski C. D. Acute kidney injury and fluid overload in infants and children after cardiac surgery // Pediatr Nephrol. – 2017. – Vol. 32, № 9. – P. 1509–1517. https://doi.org/10.1007/s00467-017-3643-2.

28. Lee H. M., Choi J. W., Choi M. S. et al. Role of nitric oxide and protein s-nitrosylation in ischemia-reperfusion injury // Antioxidants (Basel). – 2021. – Vol. 11, № 1. – P. 57. https://doi.org/10.3390/antiox11010057.

29. Lundberg J. O., Weitzberg E. Nitric oxide signaling in health and disease // Cell. – 2022. – Vol. 185, № 16. – P. 2853–2878. https://doi.org/10.1016/j.cell.2022.06.010.

30. Minneci P. C., Deans K. J., Zhi H. et al. Hemolysis-associated endothelial dysfunction mediated by accelerated NO inactivation by decompartmentalized oxyhemoglobin // J Clin Invest. – 2005. – Vol. 115, № 12. – P. 3409–3417. https://doi.org/10.1172/JCI25040.

31. Schuermans A., Van den Eynde J., Mekahli D. et al. Long-term outcomes of acute kidney injury in children // Curr Opin Pediatr. – 2023. – Vol. 35, № 2. – P. 259–267. https://doi.org/10.1097/MOP.0000000000001202.

32. Sun Q., Yue J., Liang P. Killer hiding under normal oxygen saturation: a case report about methemoglobinemia // Transl Pediatr. – 2022. – Vol. 11, № 6. – P. 1058–1062. https://doi.org/10.21037/tp-21-588. PMID: 35800286; PMCID: PMC9253941.

33. Taylor C.T., Moncada S. Nitric oxide, cytochrome C oxidase, and the cellular response to hypoxia // Arterioscler Thromb Vasc Biol. – 2010. – Vol. 30, № 4. – P. 643–647. https://doi.org/10.1161/ATVBAHA.108.181628.

34. Vermeulen Windsant I. C., de Wit N. C., Sertorio J. T. et al. Hemolysis during cardiac surgery is associated with increased intravascular nitric oxide consumption and perioperative kidney and intestinal tissue damage // Front Physiol. – 2014. – № 5. – P. 340. https://doi.org/10.3389/fphys.2014.00340.

35. Villacorta L., Gao Z., Schopfer F. J. et al. Nitro-fatty acids in cardiovascular regulation and diseases: characteristics and molecular mechanisms // Front Biosci (Landmark Ed). – 2016. – Vol. 21, № 4. – P. 873–889. https://doi.org/10.2741/4425.

36. Vuong T. A., Rana M. S., Moore B. et al. Association between exogenous nitric oxide given during cardiopulmonary bypass and the incidence of postoperative kidney injury in children // J Cardiothorac Vasc Anesth. – 2022. – Vol. 6, № 8. – P. 2352–2357. https://doi.org/10.1053/j.jvca.2021.10.007.

37. Wang J., Cong X., Miao M. et al. Inhaled nitric oxide and acute kidney injury risk: a meta-analysis of randomized controlled trials // Ren Fail. – 2021. – Vol. 43, № 1. – P. 281–290. https://doi.org/10.1080/0886022X.2021.1873805.

38. Yaqub S., Hashmi S., Kazmi M. K. et al. A Comparison of AKIN, KDIGO, and RIFLE Definitions to Diagnose Acute Kidney Injury and Predict the Outcomes after Cardiac Surgery in a South Asian Cohort // Cardiorenal Med. – 2022. – Vol. 12, № 1. – P. 29–38. https://doi.org/10.1159/000523828.

39. Yu Y., Li C., Zhu S. et al. Diagnosis, pathophysiology and preventive strategies for cardiac surgery-associated acute kidney injury: a narrative review // Eur J Med Res. – 2023. – Vol. 28, № 1. – P. 45. https://doi.org/10.1186/s40001-023-00990-2.