Введение
Кардиохирургические вмешательства, особенно с применением искусственного кровообращения (ИК), могут приводить к возникновению неврологических послеоперационных осложнений, среди которых фатальные и нефатальные инсульты, гипоксическая послеоперационная энцефалопатия и послеоперационная когнитивная дисфункция (ПОКД) [1, 2]. Когнитивный дефицит, развивающийся в раннем послеоперационном периоде, может быть преходящим, однако показано, что у 30—50% пациентов он сохраняется продолжительное время после операции [3]. Доказано, что послеоперационный когнитивный дефицит может осложнить процесс выздоровления, снизить эффективность реабилитационных мероприятий и возврат к трудовой деятельности, что увеличивает финансовую нагрузку на систему общественного здравоохранения [4]. Ухудшение когнитивного здоровья также способствует снижению приверженности пациента к лечению, что, в свою очередь, может привести к прогрессированию и ухудшению прогноза сердечно-сосудистого заболевания [2]. Таким образом, сохранение когнитивных функций у кардиохирургических пациентов является важной задачей современной медицины, что объясняет необходимость поиска новых подходов для восстановления сниженных когнитивных функций и предотвращения прогрессирования послеоперационных когнитивных расстройств.
Снижение физиологического резерва у хирургических пациентов, выявляемое в пробах с физической нагрузкой, также может являться предиктором осложнений в послеоперационном периоде [5]. Ранее показано, что кратковременные аэробные тренировки способствуют улучшению состояния сердечно-сосудистой, дыхательной и костно-мышечной систем организма у различных клинических групп пациентов [6—8]. Таким образом, физические тренировки в ходе подготовки к операции представляются перспективным вмешательством для улучшения послеоперационных исходов, в том числе неврологических. Кроме того, ранее проведенные исследования показали, что физические тренировки связаны с улучшением когнитивных функций [9, 10]. Однако в доступной литературе нет данных об использовании аэробных физических тренировок в преабилитации пациентов с ишемической болезнью сердца (ИБС), подвергающихся коронарному шунтированию (КШ) в условиях ИК, с позиции предотвращения или снижения выраженности послеоперационного когнитивного дефицита, что определяет актуальность проводимого исследования.
Принимая во внимание вышесказанное, целью настоящей работы явилось изучение влияния короткого (5—7-дневного) курса аэробных физических тренировок в предоперационном периоде КШ на нейрофизиологические показатели и частоту послеоперационных когнитивных расстройств у пациентов на 7—10-е сутки после операции.
Материал и методы
В проспективном рандомизированном исследовании участвовали 49 пациентов с ИБС мужского пола, поступившие для хирургической реваскуляризации миокарда. Исследование было выполнено в соответствии со стандартами надлежащей клинической практики (Good Clinical Practice) и принципами Хельсинкской декларации. Протокол исследования был одобрен Этическим комитетом института. До включения в исследование от всех участников было получено письменное информированное согласие. Всем пациентам перед включением в исследование проводили нейропсихологический скрининг с помощью шкал MMSE (Mini-mental State Examination) и FAB (Frontal Assessment Battery), оценивали личностную и ситуационную тревожность согласно опроснику Спилбергера—Ханина, депрессию с помощью BDI-II (Beck Depression Inventory). Пациенты с депрессивными симптомами, деменцией (суммарный балл по шкале MMSE ≤24, FAB≤11) не включались в исследование. Для устранения возможного влияния на результаты исследования пола и возраста участников были включены только мужчины в возрасте от 45 до 70 лет. Наличие жизнеугрожающих нарушений ритма, хронической сердечной недостаточности (III и выше функционального класса по NYHA), стенотических поражений сонных артерий ≥50%, хронической обструктивной болезни легких, злокачественных новообразований, зависимости от психоактивных веществ, нарушений мозгового кровоснабжения и/или травм головного мозга, а также физическая невозможность осуществлять аэробные тренировки были основанием для исключения из исследования.
В результате рандомизации методом конвертов были сформированы две группы пациентов в зависимости от применения до операции короткого курса аэробных физических тренировок. В основную группу вошли 22 пациента мужского пола (медиана возраста — 59,0 [52,5; 65,0] года), которым в процессе подготовки к КШ назначали короткий (5—7 дней) курс аэробных физических тренировок. Группу сравнения составили 27 пациентов (медиана возраста — 62,5 [56,0; 67,0] года), которые получали стандартную предоперационную подготовку. Группы были сопоставимы по характеру поражения коронарных артерий, длительности заболевания, функциональному классу стенокардии и сердечной недостаточности, морфофункциональным показателям сердца, времени ИК и пережатия аорты (табл. 1). Количественные данные в таблице представлены в виде медианы, 25 и 75 квартилей. При сравнении всех показателей статистически значимых различий не получено (p>0,05).
Таблица 1. Исходные клинико-анамнестические показатели пациентов с ИБС в обеих группах
| Показатель | Группа с физической преабилитацией (n=22) | Группа без физической преабилитации (n=27) |
| Возраст, годы | 59,0 [52,5; 65,0] | 62,5 [56,0; 67,0] |
| ФВ ЛЖ, % | 63,0 [57,0; 65,0] | 62,5 [61,0; 65,0] |
| Длительность ИБС, годы | 1,0 [0,5; 3,5] | 1,0 [1; 7] |
| ФК стенокардии, n (%) | ||
| I—II | 18 (90) | 23 (85) |
| III | 2 (10) | 4 (15) |
| Наличие артериальной гипертензии, n (%) | 21 (96) | 25 (94) |
| Длительность артериальной гипертензии, годы | 5,0 [2,0; 15,0] | 8,0 [5,0; 10,0] |
| ФК II по NYHA, n (%) | 22 (100) | 27 (100) |
| Постинфарктный кардиосклероз, n (%) | 11 (52) | 11 (40,7) |
| MMSE, баллы | 28,0 [27,0; 29,0] | 28,0 [27,0; 29,0] |
| Образование, n (%) | ||
| среднее | 15 (68) | 20 (74) |
| высшее | 7 (32) | 7 (26) |
| Стенозы сонных артерий <50٪, n (%) | 10 (45) | 10 (37) |
| Тяжесть поражения коронарных артерий по шкале Syntax, баллы | 25,0 [14,0; 30,0] | 23,5 [15,8; 27,0] |
| Длительность ИК, мин | 76,0 [71,0; 101,0] | 76,5 [73,0; 86,0] |
| Время пережатия аорты, мин | 50,0 [46,0; 62,0] | 48,0 [47,0; 56,0] |
Примечание. ФВ ЛЖ — фракция выброса левого желудочка; ФК — функциональный класс.
После прохождения курса тренировок значимых различий по основным клиническим характеристикам и морфофункциональным показателям сердца не наблюдалось.
Ежедневный курс аэробных физических тренировок на тредмиле продолжительностью 5—7 дней (под контролем частоты сердечных сокращений, артериального давления, электрокардиограммы) был проведен пациентам основной группы на этапе подготовки к КШ в условиях ИК. Курс проводился на фоне стандартной медикаментозной терапии, включавшей ингибиторы ангиотензинпревращающего фермента / антагонисты рецепторов к ангиотензину II, бета-блокаторы, статины и дезагреганты, а также лечебной и дыхательной гимнастики, психокорректирующих мероприятий. Расчет параметров тренировок был произведен индивидуально и основывался на результатах кардиопульмонального нагрузочного теста (стресс-система с газоанализом Schiller CARDIOVIT AT-104 PC Ergo-Spiro). Использовался расчет тренирующих параметров показателя пикового потребления кислорода (VO2 peak). Интенсивность нагрузки составляла 80% от максимального потребления кислорода. Нагрузочные параметры тренировок на тредмиле определяли, исходя из следующей формулы: целевое VO2=0,1×(скорость)+1,8×(скорость)×(угол наклона)+3,5, где целевое VO2 составляет 80% от VO2 peak, скорость — в м/мин, угол наклона — в % [11]. Тренировки состояли из трех этапов: подготовительного (5 мин), основного (30 мин) и заключительного (5 мин).
Плановое КШ у пациентов основной и контрольной групп выполнялось в условиях нормотермического ИК с непульсирующим кровотоком. Применялись стандартные протоколы комбинированной эндотрахеальной анестезии и перфузии. Проводился интраоперационный контроль оксигенации коры головного мозга (rSO2) в режиме реального времени (INVOS-3100, SOMANETICS, США). Количество наложенных шунтов, среднее время ИК и пережатия аорты не различались у пациентов основной и контрольной групп.
В предоперационном периоде и на 7—10-е сутки после КШ пациентам обеих групп проводили расширенное нейропсихологическое тестирование и электроэнцефалографическое (ЭЭГ) исследование. Подробное описание методики приведено ранее [12, 13]. В послеоперационном периоде изменения нейрофизиологических показателей оценивались индивидуально для каждого пациента. Процент изменения показателей рассчитывался по формуле: (исходное значение – послеоперационное значение показателя)/исходное значение × 100%. Наличие ПОКД диагностировалось у пациента при снижении послеоперационных показателей когнитивных тестов на 20% по сравнению с дооперационными в 20% тестов из всей тестовой батареи.
Полученные в результате исследования данные анализировали с помощью программы Statistica 10.0 (Stat Soft, Tulsa, OK, США). Анализ нормальности распределения клинико-анамнестических и нейрофизиологических показателей проводили с помощью критерия Колмогорова—Смирнова. В связи с их ненормальным распределением большинство показателей анализировались с использованием непараметрических критериев Уилкоксона и Манна—Уитни, также анализировалась частота ПОКД с расчетом относительного риска.
Результаты
В интраоперационном и раннем послеоперационном периоде у пациентов исследуемых групп не отмечено неблагоприятных кардиоваскулярных событий (инфаркт миокарда, инсульт, смерть).
Предоперационные показатели нейропсихологических тестов и электрической активности коры головного мозга не различались между группами. У всех пациентов на 7—10-е сутки после КШ в условиях ИК наблюдались ЭЭГ-признаки корковой дисфункции и отрицательная динамика показателей нейропсихологических тестов. Однако у основной группы наблюдалась тенденция к меньшей выраженности корковой дисфункции (меньший процент прироста тета-1- (4—6 Гц) и бета-1- (13—20 Гц) активности по сравнению с дооперационными показателями) (табл. 2).
Таблица 2. Процент прироста мощности биопотенциалов ЭЭГ в послеоперационном периоде (7—10-е сутки) у пациентов обеих групп
| ЭЭГ ритм (% прироста на 7—10-е сутки после операции по сравнению с дооперационным уровнем) | Группа с физической преабилитацией (n=22) | Группа без физической преабилитации (n=27) | p-критерий |
| Тета-1 (4—6 Гц) | –39,3 | –63,1 | 0,1 |
| Бета-1 (13—20 Гц) | –26,3 | –66,9 | 0,05 |
Анализ показателей когнитивных функций в раннем послеоперационном периоде позволил установить, что у пациентов основной группы отмечено меньшее количество ошибок в тестах психомоторных и исполнительных функций, большее количество обработанных символов при выполнении теста Бурдона, а также запоминание большого количества цифр в тесте кратковременной памяти по сравнению с пациентами без тренировок (табл. 3).
Таблица 3. Показатели когнитивных функций у пациентов обеих групп
| Когнитивный показатель | Группа с физической преабилитацией (n=22) | Группа без физической преабилитации (n=27) | p2—4-критерий | ||
| До КШ (1) | 7—10-е сутки после КШ (2) | до КШ (3) | 7—10-е сутки после КШ (4) | ||
| Сложная зрительно-моторная реакция, количество ошибок, n | 0,95±0,89 | 0,83±0,78 | 2,96±3,48 | 2,00±1,23 | 0,002 |
| Уровень функциональной подвижности нервных процессов, количество ошибок, n | 20,5±7,2 | 21,6±9,4 | 23,74±9,6 | 25,76±8,1 | 0,2 |
| Работоспособность головного мозга количество ошибок, n | 103,0±37,9 | 103,2±49,4 | 114,1±33,6 | 127,5±36,1 | 0,1 |
| Корректурная проба Бурдона, количество обработанных символов на первой минуте, n | 83,1±25,45 | 102,0±33,5 | 72,6±24,1 | 78,8±26,4 | 0,03 |
| Тест «запоминания 10 чисел», n | 5,5±1,9 | 5,0±1,7 | 4,5±1,6 | 4,1±1,4 | 0,045 |
Обнаружено, что у пациентов без преабилитации с помощью аэробных физических тренировок ранняя ПОКД выявлялась в 74% случаев на 7—10-е сутки после КШ в условиях ИК, тогда как в основной группе — только в 44% случаев. Относительный риск развития ПОКД в группе пациентов с предоперационными тренировками составил 0,24 (95% ДИ 0,07—0,81, Z=2,297, p=0,02).
Обсуждение
Полученные в нашем исследовании результаты позволили продемонстрировать благоприятное влияние короткого курса преабилитации с помощью аэробных физических тренировок на нейрофизиологические параметры и частоту ПОКД в раннем послеоперационном периоде после КШ. Пациенты, прошедшие предоперационный курс тренировок, имели лучшие показатели исполнительных функций, внимания и кратковременной памяти. Положительные когнитивные результаты сопровождались и меньшей выраженностью корковой дисфункции по данным электрической активности коры мозга.
Известно, что пациенты с сердечно-сосудистыми заболеваниями подвержены риску функционального и психологического ухудшения во время кардиохирургических операций, что снижает шансы на успешную послеоперационную реабилитацию. Имеются немногочисленные данные, свидетельствующие о позитивном влиянии физических тренировок перед коронарным шунтированием. Так, например, программа PREHAB обозначена как метод клинической предоперационной реабилитации для оптимизации предоперационного физического функционирования у пожилых пациентов, ожидающих кардиохирургическое вмешательство. Проведение в домашних условиях упражнений ≥3 раз в неделю с самостоятельным контролем уровня интенсивности в период ожидания операции ≥6 нед привело к повышению физической активности, улучшению функциональных возможностей и сокращению продолжительности пребывания в стационаре пациентов, перенесших операцию на сердце [14]. Однако в этом исследовании участвовала специфическая выборка пациентов с ИБС (пациенты пожилого возраста со старческой астенией), применялись физические тренировки низкой интенсивности и не оценивалась возможность профилактики ПОКД.
Эффективность физических тренировок в отношении улучшения когнитивного функционирования была ранее показана у здоровых пожилых людей, а также при наличии когнитивных расстройств [9, 10, 15]. Однако впервые в настоящем исследовании было продемонстрировано, что назначение короткого (5—7-дневного) курса аэробных физических тренировок в предоперационном периоде перед КШ способствует снижению проявлений послеоперационного когнитивного дефицита у кардиохирургических пациентов. В этой связи включение в программу предоперационной подготовки пациентов — кандидатов на КШ умеренной аэробной нагрузки может быть оправданным для улучшения функциональной подготовленности пациента со стороны не только сердечно-сосудистой, дыхательной систем организма, но и центральной нервной системы. При этом нейрофизиологические изменения могут быть маркерами эффективности в программах кардиореабилитации.
Заключение
Назначение короткого (5—7-дневного) курса аэробных физических тренировок способствует меньшей выраженности корковой дисфункции (меньший прирост тета-1- и бета-1-активности коры по сравнению с дооперационными показателями) и снижению частоты ПОКД в раннем послеоперационном периоде после КШ (44% против 74%). У пациентов, прошедших курс тренировок, отмечено меньшее количество ошибок в тестах психомоторных и исполнительных функций, большее количество обработанных символов при выполнении теста Бурдона, а также запоминание большего количества цифр в тесте кратковременной памяти по сравнению с пациентами без тренировок. Таким образом, аэробные физические тренировки, назначаемые в короткие сроки на дооперационном этапе перед КШ, способствуют эффективной профилактике когнитивных расстройств и нарушений мозговой активности у кардиохирургических пациентов.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
The authors declare no conflicts of interest.