Злокачественная гипертермия | |
---|---|
Другие имена | Злокачественная гиперпирексия, гипертермия, связанная с анестезией [1] |
Аномалии в гене рианодинового рецептора 1 обычно обнаруживаются у людей, перенесших эпизод злокачественной гипертермии. | |
Специальность | Анестезиология , интенсивная терапия |
Симптомы | Мышечная ригидность, высокая температура тела , учащенное сердцебиение [1] |
Осложнения | Рабдомиолиз , высокий уровень калия в крови [1] [2] |
Причины | Летучие анестетики или сукцинилхолин у восприимчивых лиц [1] [3] |
Метод диагностики | На основании симптомов и ситуации [2] |
Дифференциальная диагностика | Сепсис , анафилаксия , серотониновый синдром , злокачественный нейролептический синдром [3] |
Профилактика | Избегать потенциальных триггеров у восприимчивых людей [2] |
Уход | Дантролен , поддерживающая терапия [4] |
Прогноз | Риск смерти: 5% (лечение), 75% (без лечения) [3] |
Частота | ~1 из 25 000 случаев использования анестезирующих газов [1] |
Злокачественная гипертермия ( ЗГ ) — это тип тяжелой реакции, которая возникает в ответ на определенные лекарственные препараты, используемые во время общей анестезии , среди тех, кто восприимчив. [1] Симптомы включают мышечную ригидность , лихорадку и учащенное сердцебиение . [1] Осложнения могут включать разрушение мышц и высокий уровень калия в крови . [1] [2] Большинство людей, восприимчивых к ЗГ, обычно не страдают от нее, если не подвергаются воздействию провоцирующих агентов. [3]
Воздействие провоцирующих агентов (определенных летучих анестетиков или сукцинилхолина ) может привести к развитию ЗГ у восприимчивых людей. [1] [3] Восприимчивость может возникнуть из-за по крайней мере шести генетических мутаций , наиболее распространенной из которых является мутация гена RYR1 . [1] Эти генетические вариации часто наследуются по аутосомно-доминантному типу. [1] Состояние может также возникать как новая мутация или быть связано с рядом наследственных мышечных заболеваний, таких как заболевание центрального сердечника . [1] [4]
У восприимчивых людей лекарства вызывают высвобождение накопленных ионов кальция в мышечных клетках . [1] Результирующее увеличение концентрации кальция в клетках заставляет мышечные волокна сокращаться. [1] Это приводит к образованию избыточного тепла и вызывает метаболический ацидоз . [1] Диагноз ставится на основании симптомов в соответствующей ситуации. [2] Члены семьи могут быть проверены на восприимчивость с помощью мышечной биопсии или генетического тестирования . [4]
Лечение проводится с помощью дантролена и быстрого охлаждения вместе с другими поддерживающими мерами . [2] [4] Рекомендуется избегать потенциальных триггеров у восприимчивых людей. [2] Это состояние поражает одного из 5000–50000 случаев, когда людям вводят анестезирующие газы. [1] Мужчины страдают чаще, чем женщины. [3] Риск смерти при надлежащем лечении составляет около 5%, а без него — около 75%. [3] Хотя случаи, которые кажутся похожими на ЗГ, были зарегистрированы с начала 20-го века, это состояние было официально признано только в 1960 году. [3]
Типичные признаки злокачественной гипертермии обусловлены гиперкатаболическим состоянием, которое проявляется в виде очень высокой температуры , учащенного сердцебиения и ненормально быстрого дыхания , повышенного образования углекислого газа , повышенного потребления кислорода, смешанного ацидоза , ригидности мышц и рабдомиолиза . [5] Эти признаки могут развиться в любое время во время введения анестетических триггерных агентов. В редких случаях признаки могут развиться в течение 40 минут после окончания анестезии. [6]
Злокачественная гипертермия — это расстройство, которое можно считать взаимодействием гена и окружающей среды. У большинства людей с восприимчивостью к злокачественной гипертермии симптомы отсутствуют или проявляются в небольшом количестве, если они не подвергаются воздействию провоцирующего агента. Наиболее распространенными провоцирующими агентами являются летучие анестезирующие газы, такие как галотан , севофлуран , десфлуран , изофлуран , энфлуран или деполяризующие миорелаксанты суксаметоний и декаметоний, используемые в основном при общей анестезии. [5] В редких случаях триггером могут быть биологические стрессы от физических упражнений или тепла. [5] [7] Фактически, восприимчивость к злокачественной гипертермии (ЗГТ), предрасположенность к которой обусловлена мутациями в канале высвобождения кальция скелетными мышцами (RYR1), является одним из самых тяжелых заболеваний, связанных с теплом. Восприимчивость к теплу, связанная с MHS, в основном поражает детей и метаболически активных молодых людей, что часто приводит к опасным для жизни гиперметаболическим реакциям на тепло. [8]
Другие анестетики не вызывают злокачественную гипертермию. Некоторые примеры препаратов, которые не вызывают ЗГ, включают местные анестетики ( лидокаин , бупивакаин , мепивакаин ), опиаты ( морфин , фентанил ), кетамин , барбитураты , закись азота , пропофол , этомидат и бензодиазепины . Недеполяризующие миорелаксанты панкуроний , цисатракурий , атракурий , мивакурий , векуроний и рокуроний также не вызывают ЗГ. [ необходима цитата ]
Появляется все больше доказательств того, что у некоторых людей с восприимчивостью к злокачественной гипертермии может развиться ЗГ при физических упражнениях и/или при воздействии высоких температур. [9]
Злокачественная гипертермия наследуется по аутосомно-доминантному типу с переменной пенетрантностью. [5] Дефект обычно локализуется на длинном плече хромосомы 19 (19q13.2 [10] ), затрагивая рецептор рианодина . [5] Более 25 различных мутаций в этом гене связаны со злокачественной гипертермией. [5] Эти мутации имеют тенденцию группироваться в одном из трех доменов внутри белка, обозначенного как MH1-3. MH1 и MH2 расположены на N-конце белка, который взаимодействует с кальциевыми каналами L-типа и Ca2+
. MH3 расположен в трансмембранном формировании C-конца. Этот регион важен для обеспечения Ca2+
прохождение через белок после открытия. [ необходима цитата ]
Также были замешаны хромосома 7q и хромосома 17. Также было высказано предположение, что MH и болезнь центрального ядра могут быть аллельными и, таким образом, могут наследоваться совместно. [ необходима цитата ]
В значительной части (50–70%) случаев склонность к злокачественной гипертермии обусловлена мутацией рианодинового рецептора (тип 1), расположенного на саркоплазматическом ретикулуме (SR), органелле внутри клеток скелетных мышц , которая хранит кальций . [11] [12] RYR1 открывается в ответ на конформационные изменения в кальциевых каналах L-типа после деполяризации мембраны, что приводит к резкому повышению внутриклеточного уровня кальция и сокращению мышц. RYR1 имеет два участка, которые, как полагают, важны для реагирования на изменение Ca2+
концентрации: А-сайт и I-сайт. А-сайт является высокоаффинным Ca2+
Сайт связывания, который опосредует открытие RYR1. I-сайт — это сайт с более низким сродством, который опосредует закрытие белка. Кофеин , галотан и другие триггерные агенты действуют, резко увеличивая сродство A-сайта к Ca2+
и одновременное уменьшение сродства I-сайта в мутантных белках. Mg2+
также влияют на активность RYR1, заставляя белок закрываться, действуя либо на A-, либо на I-сайты. В мутантных белках MH сродство к Mg2+
в любом из этих мест значительно уменьшен. Результатом этих изменений является значительно увеличенный Ca2+
высвобождение из-за пониженного порога активации и повышенного порога дезактивации. [13] [14] Процесс секвестрации этого избытка Ca2+
потребляет большое количество аденозинтрифосфата (АТФ), основного клеточного энергоносителя, и генерирует избыточное тепло (гипертермию), которое является отличительной чертой заболевания. Мышечная клетка повреждается истощением АТФ и, возможно, высокими температурами, а клеточные компоненты «просачиваются» в кровообращение, включая калий , миоглобин , креатин , фосфат и креатинкиназу . [ необходима цитата ]
Другим известным причинным геном для MH является CACNA1S , который кодирует α-субъединицу потенциалзависимого кальциевого канала L-типа . Существуют две известные мутации в этом белке, обе затрагивающие один и тот же остаток, R1086. [15] [16] Этот остаток расположен в большой внутриклеточной петле, соединяющей домены 3 и 4, домен, возможно, участвующий в отрицательной регуляции активности RYR1. Когда эти мутантные каналы экспрессируются в клетках эмбриональной почки человека ( HEK 293 ), полученные каналы становятся в пять раз более чувствительными к активации кофеином (и, предположительно, галотаном) и активируются при 5–10 мВ более гиперполяризованных. Кроме того, клетки, экспрессирующие эти каналы, имеют повышенный базальный цитозольный Ca2+
концентрация. Поскольку эти каналы взаимодействуют с RYR1 и активируют его, эти изменения приводят к резкому увеличению внутриклеточного Ca2+
, и, тем самым, возбудимость мышц. [17]
Были выявлены и другие мутации, вызывающие МХ, хотя в большинстве случаев соответствующий ген еще предстоит идентифицировать. [18]
Исследования злокачественной гипертермии были ограничены до открытия « синдрома свиного стресса » (PSS) у датского ландраса и других пород свиней , отобранных для наращивания мышечной массы, состояния, при котором у свиней, находящихся в состоянии стресса, развивается «бледная, мягкая, экссудативная» плоть (проявление эффектов злокачественной гипертермии), что делает их мясо менее пригодным для продажи при убое. Этот «пробуждающий триггер» не наблюдался у людей и изначально вызывал сомнения в ценности модели животных, но впоследствии было обнаружено, что восприимчивые люди «пробуждают триггер» (развивают злокачественную гипертермию) в стрессовых ситуациях. Это поддерживало использование модели свиней для исследований. Свиноводы используют конусы галотана на свинарниках, чтобы подвергнуть поросят воздействию галотана. Те, кто умирал, были восприимчивы к MH, таким образом экономя фермеру расходы на выращивание свиньи, мясо которой он не мог бы продать. Это также сократило использование племенного скота, несущего гены PSS. Это состояние у свиней также вызвано дефектом рецепторов рианодина. [19]
Джиллард и др. обнаружили причинную мутацию у людей только после того, как подобные мутации были впервые описаны у свиней. [11]
У лошадей также развивается злокачественная гипертермия. Причинный мутировавший аллель , ген рианодинового рецептора 1 (RyR1) в нуклеотиде C7360G, вызывающий замену аминокислоты R2454G. [20] был выявлен у американской четвертьхвостовой лошади и пород с происхождением четвертьхвостовой лошади, наследуется как аутосомно-доминантный . [21] [22] Это может быть вызвано переутомлением, анестезией или стрессом. [23] У собак это наследуется аутосомно-рецессивно . [5]
Была создана мышь MH, несущая мутацию R163C, распространенную у людей. Эти мыши демонстрируют признаки, схожие с признаками пациентов с MH, включая чувствительность к галотану (учащенное дыхание, температура тела и смерть). Блокада RYR1 дантроленом предотвращает неблагоприятную реакцию на галотан у этих мышей, как и у людей. Мышцы этих мышей также показывают повышенный уровень K+
-индуцированная деполяризация и повышенная чувствительность к кофеину. [24]
Самые ранние признаки могут включать: контрактуру жевательной мышцы после введения сукцинилхолина, повышение концентрации углекислого газа в конце выдоха (несмотря на увеличение минутной вентиляции), необъяснимую тахикардию и мышечную ригидность. [5] Несмотря на название, повышение температуры тела часто является поздним признаком, но может проявиться рано в тяжелых случаях. Респираторный ацидоз присутствует повсеместно, и у многих пациентов развился метаболический ацидоз на момент постановки диагноза. Также могут наблюдаться учащенное дыхание (у пациента со спонтанным дыханием), цианоз , гипертония, аномальный сердечный ритм и высокий уровень калия в крови . Температура тела должна измеряться у любого пациента, подвергающегося общей анестезии более 30 минут. [ необходима цитата ]
Злокачественная гипертермия диагностируется на основании клинических данных, но различные лабораторные исследования могут подтвердить это. К ним относятся повышенный уровень креатинкиназы, повышенный уровень калия, повышенный уровень фосфата (что приводит к снижению уровня кальция) и — если определено — повышенный уровень миоглобина; это является результатом повреждения мышечных клеток. Тяжелый рабдомиолиз может привести к острой почечной недостаточности , поэтому функция почек обычно измеряется на частой основе. Пациенты также могут испытывать преждевременные сокращения желудочков из-за повышенного уровня калия, выделяемого мышцами во время эпизодов. [ необходима цитата ]
Основными кандидатами на тестирование являются те, у кого есть близкий родственник, у которого был эпизод ЗГ или который был признан восприимчивым. Стандартная процедура - "тест на контрактуру с кофеином и галотаном", CHCT. Биопсия мышц проводится в одобренном исследовательском центре под местной анестезией. Свежая биопсия погружается в растворы, содержащие кофеин или галотан, и наблюдается сокращение; в хороших условиях чувствительность составляет 97%, а специфичность - 78%. [25] Отрицательные биопсии не являются окончательными, поэтому любой пациент, у которого подозревается ЗГ по его истории болезни или истории болезни кровных родственников, обычно лечится нетриггерными анестетиками, даже если биопсия была отрицательной. Некоторые исследователи рекомендуют использовать тест "выделение кальция, вызванное кальцием" в дополнение к CHCT, чтобы сделать тест более специфичным. [ необходима цитата ]
Были предложены менее инвазивные диагностические методы. Внутримышечная инъекция галотана 6 об.% показала более высокие, чем обычно, увеличения локального pCO2
2среди пациентов с известной восприимчивостью к злокачественной гипертермии. Чувствительность составила 100%, а специфичность — 75%. Для пациентов с аналогичным риском, как в этом исследовании, это приводит к положительной прогностической ценности 80% и отрицательной прогностической ценности 100%. Этот метод может стать подходящей альтернативой более инвазивным методам. [26]
Исследование 2002 года изучало другой возможный метаболический тест. В этом тесте внутримышечная инъекция кофеина сопровождалась локальным измерением pCO
2; у тех, у кого была известна восприимчивость к ЗГ , pCO2 был значительно выше
2(63 против 44 мм рт. ст.). Авторы предлагают более масштабные исследования для оценки пригодности теста для определения риска ЗГ. [27]
Генетическое тестирование проводится в ограниченном объеме для определения восприимчивости к ЗГ. [5] У людей с семейным анамнезом ЗГ может быть полезен анализ на мутации RYR1 . [18]
Консенсусная конференция 1994 года привела к формулированию набора диагностических критериев. Чем выше балл (выше 6), тем более вероятно, что реакция представляет собой ЗГ: [28]
В прошлом профилактическое использование дантролена рекомендовалось для пациентов, восприимчивых к ЗГ, которым проводилась общая анестезия. [29] Однако многочисленные ретроспективные исследования продемонстрировали безопасность общей анестезии без триггера у этих пациентов при отсутствии профилактического введения дантролена. В самом крупном из этих исследований рассматривались карты 2214 пациентов, которым проводилась общая или регионарная анестезия для плановой мышечной биопсии. Около половины (1082) пациентов имели положительную мышечную биопсию для ЗГ. Только у пяти из этих пациентов наблюдались признаки, соответствующие ЗГ, четверо из них были успешно вылечены парентеральным дантроленом, а оставшийся один выздоровел только с помощью симптоматической терапии. [30] После взвешивания его сомнительных преимуществ и возможных побочных эффектов (включая тошноту, рвоту, мышечную слабость и длительную продолжительность действия недеполяризующих нервно-мышечных блокаторов [31] ), эксперты больше не рекомендуют использовать профилактический дантролен перед общей анестезией без триггера у пациентов, восприимчивых к ЗГ. [29]
Анестезия для людей с известной восприимчивостью к ЗГ требует избегания концентрации провоцирующего агента выше 5 частей на миллион (все летучие анестетики и сукцинилхолин). Большинство других препаратов безопасны (включая закись азота), как и методы региональной анестезии. Если планируется общая анестезия, ее можно безопасно обеспечить либо промыванием аппарата, либо использованием угольных фильтров. [ необходима цитата ]
Чтобы промыть аппарат, сначала снимите или отключите испарители, а затем промойте аппарат потоком свежего газа 10 л/мин или выше в течение как минимум 20 минут. Во время промывки аппарата вентилятор должен быть настроен на периодическую вентиляцию нового дыхательного контура. Натронную известь также следует заменить. После подготовки аппарата анестезия должна быть вызвана и поддерживаться нетриггерными агентами. [31] Время, необходимое для промывки аппарата, различается для разных аппаратов и летучих анестетиков. Этот метод профилактики был оптимизирован для подготовки наркозных аппаратов старого поколения. Современные анестезиологические аппараты имеют больше резиновых и пластиковых компонентов, которые обеспечивают резервуар для летучих анестетиков, и их следует промывать в течение 60 минут. [32]
Угольные фильтры можно использовать для подготовки анестезиологического аппарата менее чем за 60 секунд для людей с риском злокачественной гипертермии. Эти фильтры предотвращают возникновение злокачественной гипертермии остаточным анестетиком в течение 12 часов, даже при низких потоках свежего газа. [33] Перед установкой угольных фильтров аппарат следует промыть потоками свежего газа более 10 л/мин в течение 90 секунд. [34]
Текущим методом выбора является внутривенное введение дантролена , единственного известного антидота, прекращение приема провоцирующих агентов и поддерживающая терапия, направленная на коррекцию гипертермии, ацидоза и дисфункции органов. Лечение должно быть начато быстро при клиническом подозрении на начало злокачественной гипертермии. [31]
Дантролен — миорелаксант, который, по-видимому, действует непосредственно на рианодиновый рецептор, предотвращая высвобождение кальция. После широкого внедрения лечения дантроленом смертность от злокачественной гипертермии снизилась с 80% в 1960-х годах до менее 5%. [5] Дантролен остается единственным препаратом, который, как известно, эффективен при лечении ЗГ. [29] Рекомендуемая доза дантролена составляет 2,5 мг/кг, при необходимости ее можно повторить. [5] Рекомендуется, чтобы каждая больница имела минимальный запас в 36 флаконов дантролена (720 мг), что достаточно для четырех доз для человека весом 70 кг. [35]
Быстрое распознавание и лечение ЗГ использует навыки и процедуры, которые применяются с низкой частотой и высоким риском. [36] Проведение обучения кризису ЗГ для периоперационных бригад может выявить системные сбои, а также улучшить реагирование на эти события. [37] Также было показано, что методы моделирования , включающие использование когнитивных средств, улучшают коммуникацию при клиническом лечении ЗГ. [38] [39]
Прогноз неблагоприятный, если это состояние не лечить агрессивно. [5] В 1970-х годах смертность превышала 80%; однако при нынешнем лечении смертность сейчас составляет менее 5%. [5]
Это происходит с частотой от 1:5000 до 1:100000 при процедурах с использованием общей анестезии. [5] Это расстройство встречается во всем мире и затрагивает все расовые группы.
В регионе Манавату в Новой Зеландии до 1 из 200 человек подвержены высокому риску этого заболевания. [40]
Синдром был впервые обнаружен в Королевской больнице Мельбурна , Австралия, у пострадавшей семьи Денборо и др. в 1962 году. [41] [42] Денборо провел большую часть своей последующей работы по этому заболеванию в Королевской больнице Канберры . [43] Похожие реакции были обнаружены у свиней. [44] Эффективность дантролена в качестве лечения была обнаружена южноафриканским анестезиологом Гейсфордом Харрисоном и сообщена в статье 1975 года, опубликованной в British Journal of Anaesthesia . [45] После того, как дальнейшие исследования на животных подтвердили возможную пользу дантролена, исследование 1982 года подтвердило его полезность для людей. [46]
В 1981 году была создана горячая линия Ассоциации злокачественной гипертермии США (MHAUS) для предоставления телефонной поддержки клиническим бригадам, лечащим пациентов с подозрением на злокачественную гипертермию. Горячая линия начала работать в 1982 году, и с тех пор MHAUS обеспечивает постоянный доступ к сертифицированным анестезиологам для оказания помощи бригадам в лечении. [47]
Другие животные, включая некоторые породы свиней, собак и лошадей, подвержены злокачественной гипертермии. [5]
У собак наследование аутосомно-доминантное . [48] Синдром был зарегистрирован у пойнтеров, борзых, лабрадоров-ретриверов, сенбернаров, спрингер-спаниелей, бишон-фризе, золотистых ретриверов и бордер-колли. [49]
У свиней наследование аутосомно-рецессивное . [5]
У лошадей это заболевание наследуется аутосомно-доминантно и чаще всего встречается у американских четвертьхвостов, хотя может встречаться и у других пород. [50]
Азумоленом является аналог дантролена , растворимый в воде в 30 раз больше , который также снижает высвобождение внутриклеточного кальция за счет своего воздействия на рецептор рианодина. У свиней, восприимчивых к MH, азумолен был таким же мощным, как дантролен. [51] Он еще не был изучен in vivo на людях, но может представлять собой подходящую альтернативу дантролену при лечении MH. [ необходима цитата ]