Влияние общей анестезии на метаболизм метионина в период искусственного кровообращения

Установлено, что метилирование нуклеиновых кислот, белков и низкомолекулярных субстратов необходимо для обновления клеточных структур, их восстановления и цитопротекции. Важнейшая роль в этих процессах отводится метионину, однако изменяется ли его метаболизм при анестезии и как влияют на него разные анестетики, до сих пор не изучено.

Цель работы: изучить метаболизм метионина на этапе искусственного кровообращения во время операций прямой реваскуляризации миокарда и зависимость его от применяемых анестетиков (пропофола, десфлурана и севофлурана).

Материалы и методы: в исследование включены 74 пациента, оперированные по поводу ишемической болезни с искусственным кровообращением. Пациенты распределены на три группы в соответствии с использованным для анестезии анестетиком (десфлуран, n = 29; севофлуран, n = 28; пропофол, n = 17). Концентрацию метионина, гомоцистеина, цистеина и таурина) определяли в крови, забираемой из венозной магистрали и яремной вены до пережатия аорты и после снятия с нее зажима.

Результаты. Во всех трех группах выявлены снижение концентрации метионина и повышение содержания гомоцистеина после снятия зажима с аорты, особенно в бассейне яремной вены. Наиболее значимое потребление метионина отмечено при использовании пропофола. В этой же группе значимо меньшими оказались выведение из клетки в кровь гомоцистеина и образование цистеина. Значимых различий во влиянии десфлурана и севофлурана на процессы метилирования не отмечено.

Заключение. В период аноксии потребление метионина существенно возрастает, однако интенсивность процессов деметилирования/реметилирования зависит от используемых во время анестезии анестетиков. Наиболее существенное снижение уровня метионина, а также реметилирование гомоцистеина в метионин происходит при использовании пропофола, а не ингаляционных анестетиков, что может быть следствием наличия у десфлурана и севофлурана цитопротективных свойств.

1. Жлоба А. А. Лабораторная диагностика при гипергомоцистеинемии // Клинико-лабораторный консилиум. – 2009. – Т. 26, № 1. – С. 49–60. https://www.1spbgmu.ru/images/home/universitet/izdatelstvo/Kliniko-lab_konsil/2009/klk1262009.pdf.

2. Жлоба А. А., Субботина Т. Ф., Молчан Н. С., Полушин Ю. С. Уровень гомоаргинина и баланс метионин-гомоцистеин у пациентов с ишемической болезнью сердца // Клиническая лабораторная диагностика. – 2019. – Т. 64, № 9. – С. 516–524. https://www.medlit.ru/journalsview/lab/view/journal/2019/issue-9/1881-uroven-gomoarginina-i-balans-metionin-gomocistein-u-pacientov-s-ishemicheskoy-bolezn-yu-serdca/

3. Молчан Н. С., Полушин Ю. С., Жлоба А. А. и др. Влияние анестезии с пролонгированным использованием десфлурана и севофлурана на этапе искусственного кровообращения на функцию сердца при операциях аортокоронарного шунтирования // Вестник анестезиологии и реаниматологии. – 2017. – Т. 14, № 4. – С. 23–31. https://doi.org/10.21292/2078-5658-2017-14-4-23-31.

4. Молчан Н. С., Полушин Ю. С., Жлоба А. А. и др. Возможно ли усилить защиту миокарда во время искусственного кровообращения введением ингаляционных анестетиков? // Альманах клинической медицины. – 2019. – Т. 47, № 3. – С. 221–227. https://doi.org/10.18786/2072-0505-2019-47-036.

5. Полушин А. Ю., Одинак М. М., Янишевский С. Н и др. Гипергомоцистеинемия – предиктор тяжести инсульта на фоне обширности повреждения мозгового вещества // Вестник Российской Военно-медицинской академии. – 2013. ‒ Т. 4, № 4. ‒ С. 89–94.

6. Полушин Ю. С., Молчан Н. С., Жлоба А. А. и др. Доперфузионный уровень лактата и лактат-пируватного соотношения как критерий прогноза развития постперфузионной сердечной недостаточности при операции реваскуляризации миокарда в условиях искусственного кровообращения // Вестник анестезиологии и реаниматологии. – 2016. – Т. 13, № 4. – С. 19–28. https://doi.org/10.21292/2078-5658-2016-13-4-19-28.

7. Alam A., Hana Z., Jin Z. et al. Surgery, neuroinflammation and cognitive impairment // E. BioMedicine. – 2018. – Vol. 37. – P. 547-556. https://doi:10.1016/j.ebiom.2018.10.021.

8. Avidan M. S., Evers A. S. The fallacy of persistent postoperative cognitive decline // Anesthesiology. – 2016. – Vol. 124, № 2. – P. 255–258. https://doi:10.1097/ALN.0000000000000958.

9. Dash P. K., Hergenroeder G. W., Jeter C. B. et al. Traumatic brain injury alters methionine metabolism: implications for pathophysiology // Front. Syst. Neurosci. – 2016. – Vol. 10. – P. 36. https://doi:10.3389/fnsys.2016.00036.

10. Dokkedal U., Hansen T. G., Rasmussen L. S. et al. Cognitive functioning after surgery in middle-aged and elderly danish twins // Anesthesiology. – 2016. – Vol. 124, № 2. – Р. 312–321. https://doi:10.1097/ALN.0000000000000957.

11. Ekdahl C. T., Claasen J. H., Bonde S. et al. Inflammation is detrimental for neurogenesis in adult brain // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. – 2003. – Vol. 11, № 23. – Р. 13632–13637. https://doi:10.1073/pnas.2234031100.

12. Gao J., Cahill C. M., Huang X. et al. S-Adenosyl methionine and transmethylation pathways in neuropsychiatric diseases throughout life // Neurotherapeutics. – 2018. – Vol. 15, № 1. – P. 156–175. https://doi:10.1007/s13311-017-0593-0.

13. Goulart V. A. M., Sena M. M., Mendes T. O. et al. Amino acid biosignature in plasma among ischemic stroke subtypes // BioMed. Res. Int. 2019. – Article ID 8480468. https://doi.org/10.1155/2019/8480468.

14. Kabil O., Motl N., Banerjee R. H2S and its role in redox signaling // Biochim. Biophys. Acta. – 2014. – Vol. 1844, № 8. – P. 1355–1366. https://doi:10.1016/j.bbapap.2014.01.002.

15. Karas K. N. S-Adenosyl Methionine in the therapy of depression and other psychiatric disorders // Drug Dev. Res. – 2016. – Vol. 77, № 7. – P. 346‒356. https://doi:10.1002/ddr.21345.

16. Miller D., Lewis S. R., Pritchard M. W. et al. Intravenous versus inhalational maintenance of anaesthesia for postoperative cognitive outcomes in elderly people undergoing non-cardiac surgery // Cochrane Database Syst. Rev. – 2018. – Vol. 8. – CD012317. https://doi:10.1002/14651858.CD012317.pub2.

17. Moller J. T., Cluitmans P., Rasmussen L. S. et al. Long term postoperative cognitive dysfunction in the elderly ISPOCD1 study. ISPOCD investigators. International study of post-operative cognitive dysfunction // Lancet. – 1998. – Vol. 21, № 351 (9106). – P. 857–861. https://doi:10.1016/s0140-6736(97)07382-0.

18. Monk T. G., Weldon B. C., Garvan C. W. et al. Predictors of cognitive dysfunction after major noncardiac surgery. // Anesthesiology. – 2008. – Vol. 108, № 1. – P. 18–30. https://doi:10.1097/01.anes.0000296071.19434.1e.

19. Moretti R., Caruso P. The controversial role of homocysteine in neurology: from labs to clinical practice // Int. J. Mol. Sci. – 2019. – Vol. 20, № 1. – P. 231. https://doi:10.3390/ijms20010231.

20. Olotu C. Postoperative neurocognitive disorders // Curr. Opin. Anaesthesiol. – 2020. – Vol. 33, №1. – P. 101–108. https://doi:10.1097/ACO.0000000000000812.

21. Schraag S., Pradelli L., Alsaleh A. J. O. et al. Propofol vs. inhalational agents to maintain general anaesthesia in ambulatory and in-patient surgery: a systematic review and meta-analysis // BMC Anesthesiol. – 2018. – Vol. 18, №1. – P. 162. https://doi:10.1186/s12871-018-0632-3.

22. Vizcaychipi M. P. Post-оperative сognitive dysfunction: рre-оperative risk assessment and peri-operative risk minimization: а pragmatic review of the literature // J. Intens. Crit. Care. – 2016. – Vol. 2, № 2. – P. 13. https://doi:10.1007/s11695-017-2929-6.

23. Xiao Y., Su X., Huang W et al. Role of S-adenosylhomocysteine in cardiovascular disease and its potential epigenetic mechanism // Int. J. Biochem. Cell Biol. – 2015. – Vol. 67. – P. 158–166. https://doi:10.1016/j.biocel.2015.06.015.

24. Yi P., Melnyk S., Pogribna M. et al. Increase in plasma homocysteine associated with parallel increases in plasma S-adenosylhomocysteine and lymphocyte DNA hypomethylation // J. Biol. Chem. – 2000. – Vol. 275, № 38. – P. 29318–29323. https://doi:10.1074/jbc.M002725200.