Влияние электролитного состава крови на риск развития фибрилляции предсердий после операции на сердце

Послеоперационная фибрилляция предсердий (ПОФП) возникает у 18-50% пациентов, перенесших операцию на сердце, и ассоциирована с длительным пребыванием в стационаре, увеличением затрат на здравоохранение и повышением краткосрочного и долгосрочного риска смертности [1-3]. Считается, что концентрации калия и магния в плазме являются важными факторами в развитии фибрилляции предсердий (ФП), а введение препаратов калия для предотвращения ПОФП является обычной практикой, основанной на электрофизиологии сердечных миоцитов [4]. Добавки магния также часто используются для профилактики и лечения ФП [5]. Тем не менее отсутствуют убедительные доказательства в поддержку добавления электролитов в качестве средства профилактики ФП, и исследования, в которых изучались предикторы ПОФП, не смогли определить послеоперационные концентрации электролитов или терапию добавками как факторы риска (ФР) [6].

Анализируя данные 1800 пациентов, Lancaster TS, et al. (2016) сообщили, что пациенты, перенесшие ФП после операции на сердце, имели более высокие концентрации магния (0,96 vs 0,89 ммоль/л) и калия (4,30 vs 4,21 ммоль/л) во время начала ФП в сравнении с теми, у которых ПОФП не случилось [7]. С другой стороны, в рандомизированном контролируемом исследовании с участием 910 кардиохирургических пациентов Hoekstra M, et al. (2016) не удалось выявить преимущества с точки зрения снижения частоты ФП от введения калия с целью достижения послеоперационных концентраций калия в сыворотке ≥4,5 ммоль/л [8].

Отсутствие четких доказательств привело к исключению добавок калия и магния из рекомендаций Общества сердечно-сосудистых анестезиологов/Европейской ассоциации кардиоторакальных анестезиологов по лечению ФП после операций на сердце [9]. Однако, несмотря на отсутствие подтверждающих доказательств, в исследовании текущей практики интенсивной терапии более трех четвертей респондентов заявили, что их первичное лечение ПОФП будет включать добавление электролитов до достижения уровня калия крови >4,5 ммоль/л [10].

Цель данного исследования — определить связь низкой концентрации калия крови до операции на сердце с риском развития ПОФП.

Нулевая гипотеза заключалась в том, что после учета искажающих факторов не было бы никакой разницы в концентрациях электролитов или скорости приема электролитов у тех, кто страдал и не страдал ФП.

Материал и методы

Были собраны и проанализированы данные пациентов, поступивших в отделение реанимации "Научно-исследовательского института — Краевой клинической больницы № 1" г. Краснодара, после операции на сердце в период времени с января 2023г по июнь 2023г. Критериями включения в исследование явились следующие: возраст старше 18 лет, согласие пациента на участие в исследовании, проведенная плановая кардиохирургическая операция (аортокоронарное шунтирование и/или протезирование одного или нескольких клапанов сердца). Пациенты, перенесшие трансплантацию или экстренную операцию (например, по поводу острой диссекции аорты), а также те, у кого до операции была диагностирована фибрилляция или трепетание предсердий, были исключены из исследования. Дизайн исследования представлен на рисунке 1.

За исследуемый период прооперирован 691 пациент. Было исключено 153 пациента по причине проведенной трансплантации сердца (3 пациента), экстренной операции (36 пациентов) и анамнеза ФП до выполнения оперативного лечения (114 пациентов). В общей сложности было выявлено 532 подходящих пациента. Из них у 96 (13,9%) пациентов развилась ПОФП, которые составили группу А, и у 436 пациентов пароксизмов ритма зафиксировано не было, в связи с чем при помощи генератора случайных чисел из данной когорты пациентов была сформирована идентичная по численности группа из 96 пациентов с синусовым ритмом и названа группой Б.

Пациенты с ПОФП в сравнении с пациентами без ПОФП были старше, с большей вероятностью были женского пола и курили в настоящее время, а также имели достоверно более низкие значения липопротеинов высокой плотности и чаще страдали сахарным диабетом (СД).

Медиана (межквартильный размах) времени до начала ФП составила 39,0 (29,2-51,0) ч.

Почасовая оценка сердечного ритма выполнялась лечащими врачами путем изучения непрерывных кривых электрокардиограммы, отображаемых на прикроватных мониторах Draeger Infinity (Draeger, Германия). Концентрация калия крови измерялась с помощью аппарата анализатора газов крови Gem5000 (Instrumentation Laboratory, США) каждые 3 ч с момента перевода из операционной в отделение реанимации после выполненной интервенции.

Основной вопрос заключался в том, связаны ли концентрации калия <4,5 ммоль/л с ПОФП. Пороговое значение для калия (4,5 ммоль/л) было выбрано, поскольку это пороговое значение использовалось в предыдущих исследованиях [9].

Статистический анализ. Программное обеспечение IBM SPSS Statistics версии 20.0 использовалось для анализа данных. Характер распределения количественных признаков определяли по методу Колмогорова-Смирнова; в случае нормального распределения рассчитывали среднее значение (M) и стандартное отклонение (SD). Межгрупповое сравнение по распределению качественных характеристик проводили с помощью критерия χ². Учитывая то, что в группах распределение количественных признаков не соответствовало нормальному, был использован критерий Манна-Уитни. Во всех процедурах статистического анализа критический уровень значимости для отклонения нулевой статистической гипотезы (р) принимался равным 0,05. Прогностическое значение гипокалиемии оценивалось по площади под кривой рабочей характеристики приемника (ROC), прогностически значимым являлось значение >0,5.

Результаты

Подробная характеристика пациентов из сравниваемых групп представлена в таблице 1. Группы сопоставимы по основным анамнестическим данным, однако пациенты из группы А были значимо старше, чаще среди них встречались женщины, отмечался более низкий уровень липопротеинов высокой плотности, были более распространены курение и СД. Дополнительно был проведен поданализ пациентов из группы А в зависимости от наличия или отсутствия СД (табл. 2). Из полученных данных видно, что группы идентичны по основным сравниваемым признакам, за исключением более низкой скорости клубочковой фильтрации у пациентов с СД. Это объясняется патогенетическими механизмами развития диабетической нефропатии и исключает СД как ФР развития ПОФП [11].

Переменные, полученные при анализе кислотно-щелочного состояния крови пациентов, подробно описаны в таблицах 3 и 4.

Концентрация калия крови за час операции была значительно снижена в сыворотке пациентов, у которых развилась ПОФП, по сравнению с контрольной группой (р<0,001) (рис. 2).

Для определения чувствительности и специфичности связи гипокалиемии с развитием ПОФП мы использовали подтверждающий статистический метод, а именно метод построения ROC-кривых.

AUC для концентрации калия сыворотки крови составила 0,640 (95% доверительный интервал: 0,562-0,718; р<0,001), что говорит о значимой связи между исследуемым параметром и вероятностью развития ФП после плановых кардиохирургических операций (рис. 3).

Обсуждение

Калий играет важную роль в электрофизиологии сердца. Концентрации в сыворотке калия обычно низкие после операции на сердце и незначительно ниже в нехирургических когортах среди пациентов, страдающих предсердными аритмиями. Несмотря на отсутствие доказательств того, что эта связь является причинно-следственной, усилия по поддержанию сывороточного калия в диапазоне "высокой нормы" (4,5-5,5 ммоль/л), считаются "рутинной практикой" для профилактики ФП у пациентов после операции во многих центрах по всему миру. Эффективность практики поддержания нормального уровня калия в сыворотке крови остается недоказанной, а данные, подтверждающие ее, крайне ограниченны, поскольку получены в результате обсервационных, а не интервенционных исследований [6].

Это исследование показало, что чем ниже концентрация калия крови, тем выше риск развития ФП. Концентрации электролитов сами по себе не могут в полной мере объяснить риск развития ФП, и модели, направленные на выявление лиц с риском развития ФП, вряд ли будут в значительной степени полагаться на анализ концентраций электролитов. Однако оптимизация электролитного баланса и, в частности, поддержание концентрации калия >4,5 ммоль/л может предотвратить развитие ФП у некоторых пациентов [12].

В исследовании Hoekstra M, et al. не удалось выявить преимущества поддержания более высоких концентраций калия, возможно, потому, что средняя концентрация в плазме, достигнутая в их группе с более высокой целевой концентрацией (4,33 ммоль/л), была всего на 0,11 ммоль/л выше, чем средняя концентрация, достигнутая в группе с более низкой целевой концентрацией (4,22 ммоль/л) [8].

В своем ретроспективном анализе данных о кардиохирургических пациентах Lancaster TS, et al. сравнили концентрации калия (у 1688 пациентов) и концентрации магния (у 925 пациентов) между группами, у которых развилась и не развилась ПОФП [7]. При однофакторном анализе исследование Ланкастера показало, что примерно во время начала ФП средние концентрации калия и магния были выше, чем у тех, у кого аритмия не развилась. Однако связь между концентрацией калия и ФП не была подтверждена в ходе многопараметрического логистического регрессионного анализа.

Существующие модели, которые были разработаны для прогнозирования ФП после операции на сердце, в значительной степени основаны на предоперационных характеристиках пациента. В то время как предоперационные ФР, безусловно, важны, послеоперационные ФР являются не менее значимыми и в случае их коррекции возможно повлиять на прогноз пациента в лучшую сторону. Когда послеоперационные ФР анализируются с помощью существующих оценок риска, включенные послеоперационные переменные в основном базируются на назначении лекарственной терапии. Следовательно, некоторые из лекарств, включенных в качестве переменных, таких как бета-блокаторы, в настоящее время широко назначаются после операции на сердце как часть протоколов лечения [13].

Заключение

Это исследование продемонстрировало связь низкой концентрации калия крови до операции с риском развития ПОФП. Концентрации электролитов сами по себе не могут в полной мере объяснить риск развития аритмии, однако оптимизация электролитного баланса и, в частности, поддержание концентрации калия >4,5 ммоль/л может предотвратить развитие ФП у некоторых пациентов.

Отношения и деятельность: все авторы заявляют об отсутствии потенциального конфликта интересов, требующего раскрытия в данной статье.