Корректирующее действие оксида азота и молекулярного водорода на показатели миокардиальной и эндотелиальной дисфункции в предупреждении полиорганной недостаточности у кардиохирургических больных

Обоснование. Кардиохирургические вмешательства и искусственное кровообращение (ИК) вызывают ишемически-реперфузионное повреждение, ведущее к эндотелиальной дисфункции, системному воспалению и, в ряде случаев к полиорганной недостаточности (ПОН), ухудшающей прогноз.

Цель. Изучить влияние оксида азота (NO) и молекулярного водорода (H₂) на эндотелиальную дисфункцию, сократимость миокарда в ходе операции и послеоперационную полиорганную недостаточность.

Материалы и методы. В исследование включены 123 пациента, рандомизированных на 4 группы: 1-я (n = 30) – контроль; 2-я (n = 33) – изолированная подача NO (40 ppm) в контур ИК; 3-я (n = 30) – изолированная подача H₂ (2 об%) в контур ИК; 4-я (n = 30) – комбинированная подача NO (40 ppm) и H₂ (2 об%) в контур ИК. В процессе операции исследованы функциональные показатели сердца методом транспищеводной эхокардиографии, состояние эндотелиоцитов по анализу циркулирующих эндотелиальных клеток (ЦЭК); после операции – биохимические показатели крови, клинические исходы.

Результаты. Действие NO и H₂ улучшало сократительную функцию миокарда, снижало рост активности АСТ, АЛТ, уменьшало содержание мочевины по сравнению с контролем и сохраняло билирубин (при сочетанном действии газов) и креатинин в пределах исходных значений, что указывает на полиорганный протективный эффект. На фоне действие NO и H₂ отмечено более выраженное снижение ЦЭК, ассоциированное с меньшей частотой послеоперационных осложнений и ПОН. Сочетанное применение NO и H₂ вызывало полиорганный протективный эффект, превосходящий действие каждого газа.

Заключение. Экстракорпоральное применение NO и H₂ является эффективной стратегией коррекции миокардиальной и эндотелиальной дисфункции, что позволяет предотвратить развитие полиорганной недостаточности у кардиохирургических больных.

1. Velho TR, Pereira RM, Guerra NC, Ferreira R, Pedroso D, Neves-Costa A, et al. The impact of cardiopulmonary bypass time on the Sequential Organ Failure Assessment score after cardiac surgery. Interdiscip Cardiovasc Thorac Surg. 2024; 38(5): ivae082. doi: 10.1093/icvts/ivae082

2. Мамедов Э.А., Аникин И.В. Полиорганная недостаточность: современное состояние проблемы и перспективы исследований. Вестник науки. 2025; 6(87–1).

3. Барбараш Л.С., Григорьев Е.В., Плотников Г.П., Хаес Б.Л., Моисеенков Г.В., Шукевич Д.Л. и др. Полиорганная недостаточность после кардиохирургических вмешательств. Общая реаниматология. 2010; 6(5): 31. doi: 10.15360/1813-9779-2010-5-31

4. Кричевский Л.А., Рыбаков В.Ю., Дворядкин А.А., Проценко Д.Н. Системный воспалительный ответ в кардиохирургии. Анестезиология и реаниматология. 2021; 3: 94–102. doi: 10.17116/anaesthesiology202103194

5. Viikinkoski E, Aittokallio J, Lehto J, Ollila H, Relander A, Vasankari T, et al. Prolonged Systemic Inflammatory Response Syndrome After Cardiac Surgery. J Cardiothorac Vasc Anesth. 2024; 38(3): 709–716. doi: 10.1053/j.jvca.2023.12.017

6. Ayıkgöz Y, Salih Aydın M, Kankılıç N, Temiz E. Nuclear Factor Erythroid 2-Related Factor 2 (Nrf2), Tumor Necrosis Factor Alpha Protein (TNF-α), Heme Oxygenase-1 (HO-1) Gene Expressions during Cardiopulmonary Bypass. Gene. 2021; 790: 145690. doi: 10.1016/j.gene.2021.145690

7. Mallat J, Rahman N, Hamed F, Hernandez G, Fischer MO. Pathophysiology, mechanisms, and managements of tissue hypoxia. Anaesth Crit Care Pain Med. 2022; 41(4): 101087. doi: 10.1016/j.accpm.2022.101087

8. Cherry AD. Mitochondrial Dysfunction in Cardiac Surgery. Anesthesiol Clin. 2019; 37(4): 769–785. doi: 10.1016/j.anclin.2019.08.003

9. Zhang J, Zhang H, Wang J, Wang T, Bian L, Li Zh, et al. The organ-protective effects of nitric oxide in adult patients undergoing cardiac surgery with cardiopulmonary bypass: a systematic review and meta-analysis. BMC Anesthesiol. 2025; 25(1): 335. doi: 10.1186/s12871-025-03207-7

10. Чучалин А.Г. Оксид азота – молекула XXI века. Пульмонология. 2024;34(3): 326–335. doi: 10.18093/0869-0189-2024-34-3-326-333

11. Lei C, Berra L, Rezoagli E, Yu B, Dong H, Yu S, et al. Nitric oxide decreases acute kidney injury and stage 3 chronic kidney disease after cardiac surgery. Am J Respir Crit Care Med. 2018; 198(10): 1279–87. doi: 10.1164/rccm.201710-2150OC

12. Kamenshchikov NO, Anfinogenova YJ, Kozlov BN, Svirko YS, Pekarskiy SE, Evtushenko VV, et al. Nitric oxide delivery during cardiopulmonary bypass reduces acute kidney injury: A randomized trial. J Thorac Cardiovasc Surg. 2022; 163(4): 1393–1403e9. doi: 10.1016/j.jtcvs.2020.03.182

13. Jin J, Yue L, Du M, Geng F, Gao X, Zhou Y, et al. Molecular Hydrogen Therapy: Mechanisms, Delivery Methods, Preventive, and Therapeutic Application. Med Comm 2025; 6(5): e70194. doi: 10.1002/mco2.70194

14. Данилова Д.А., Бричкин Ю.Д., Медведев А.П., Пичугин В.В., Федоров С.А., Таранов Е.В. и др. Использование молекулярного водорода при операциях на сердце в условиях искусственного кровообращения. Современные технологии в медицине. 2021; 13(1): 71–77. doi: 10.17691/stm2021.13.1.09

15. Дерюгина А.В., Данилова Д.А. Молекулярный водород снижает степень альтерации эндотелия в условиях хронической сердечной недостаточности. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2023; 175(4): 426–429. doi: 10.47056/0365-9615-2023-175-4-426-429

16. Hu D, Kabayama S, Watanabe Y, Cui Y. Health Benefits of Electrolyzed Hydrogen Water: Antioxidant and Anti-Inflammatory Effects in Living Organisms. Antioxidants (Basel). 2024; 13(3): 313. doi: 10.3390/antiox13030313

17. Sim M, Kim CS, Shon WJ, Lee YK, Choi EY, Shin DM. Hydrogen-rich water reduces inflammatory responses and prevents apoptosis of peripheral blood cells in healthy adults: a randomized, double-blind, controlled trial. Sci. Rep. 2020; 10(1): 12130. doi: 10.1038/s41598-020-68930-2

18. Di Martino ML, Frau A, Losa F, Muggianu E, Mura MN, Rotta G, et al. Role of circulating endothelial cells in assessing the severity of systemic sclerosis and predicting its clinical worsening. Sci Rep. 2021; 11(1): 2681. doi: 10.1038/s41598-020-80604-7

19. Ndrepepa G. Aspartate aminotransferase and cardiovascular disease — a narrative review. J Lab Precis Med. 2021; 6: 6. doi: 10.21037/jlpm-20-93

20. Ndrepepa G, Kastrati A. Alanine aminotransferase — a marker of cardiovascular risk at high and low activity levels. J Lab Precis Med. 2019; 4: 29. doi: 10.21037/jlpm.2019.08.01

21. Dvořák A, Pospíšilová K, Žížalová K, Capková N, Muchová L, Vecka M, et al. The Effects of Bilirubin and Lumirubin on Metabolic and Oxidative Stress Markers. Front. Pharmacol. 2021; 12: 567001. doi: 10.3389/fphar.2021.567001

22. Paulus MC, Melchers M, van Es A, Kouw IWK, van Zanten ARH. The urea-to-creatinine ratio as an emerging biomarker in critical care: a scoping review and meta-analysis. Crit Care. 2025; 29(1): 175. doi: 10.1186/s13054-025-05396-6

23. Chang L, Jia L, Xu Y, Qian Y, Zhao S, Sun Y, et al. Association of Arterial PaCO2 with the Survival of Mechanically Ventilated Patients with Acute Respiratory Failure: A Multicenter Retrospective Cohort Study. Diagnostics. 2026; 16(3): 489. doi: 10.3390/diagnostics16030489

24. Газизова В.П., Власова Э.Е., Ширяев А.А., Акчурин Р.С. Острая сердечная недостаточность в хирургии ишемической болезни сердца. Кардиологический вестник. 2022; 17(3): 513. doi: 10.17116/Cardiobulletin2022170315

25. Nicolotti D, Grossi S, Nicolini F, Gallingani A, Rossi S. Difficult Respiratory Weaning after Cardiac Surgery: A Narrative Review. J Clin Med. 2023; 12(2): 497. doi: 10.3390/jcm12020497

26. Rodrigo R, González-Montero J, Sotomayor CG. Novel combined antioxidant strategy against hypertension, acute myocardial infarction and postoperative atrial fibrillation. Biomedicines. 2021; 9(6): 620. doi: 10.3390/biomedicines9060620

27. Князева Е.А., Дерюгина А.В., Ястребов П.В., Бояринов Г.А. Биохимические показатели крови при использовании препаратов рыбьего жира в условиях интенсивной физической нагрузки. Учёные записки Первого Санкт-Петербургского государственного медицинского университета имени академика И. П. Павлова. 2025; 32(1): 69–78. doi: 10.24884/1607-4181-2025-32-1-69-78

28. Dekker NAM, van Leeuwen ALI, van Strien WWJ, Majolée J, Szulcek R, Vonk ABA, et al. Microcirculatory perfusion disturbances following cardiac surgery with cardiopulmonary bypass are associated with in vitro endothelial hyperpermeability and increased angiopoietin-2 levels. Crit Care. 2019; 23(1): 117. doi: 10.1186/s13054-019-2418-5

29. Azem K, Novakovsky D, Krasulya B, Fein S, Iluz-FreundlichD, Uhanova J, 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; 41(9): 677–86. doi: 10.1097/EJA.0000000000002022

30. Lundberg JO, Weitzberg E. Nitric oxide signaling in health and disease. Cell. 2022; 185(16): 2853–2878. doi: 10.1016/j.cell.2022.06.010

31. Obara CJ, Nixon-Abell J, Moore AS, Riccio F, HoffmanD, ShtengelG, et al. Motion of VAPB Molecules Reveals ER–mitochondria Contact Site Subdomains. Nature. 2024; 626(7997): 169–176. doi: 10.1038/s41586-023-06956-y

32. Geng N, Gao X, Wang X, Cui Sh, Wang J, Liu Y, et al. Hydrogen helps to ameliorate staphylococcus aureus-induced mastitis in mice. International Immunopharmacology. 2022; 109: 108940. doi: 10.1016/j.intimp.2022.108940

33. Zhang Y, Chen J, Wu H, Li L, Yang X, Lai K, et al. Hydrogen regulates mitochondrial quality to protect glial cells and alleviates sepsis-associated encephalopathy by Nrf2/YY1 complex promoting HO-1 expression. International Immunopharmacology. 2023; 118: 110009. doi: 10.1016/j.intimp.2023.110009

34. Tu M, Fan X, Shi J, Jing S, Xu X, Wang Y. 2-Fluorofucose attenuates hydrogen peroxide-induced oxidative stress in HepG2 cells via Nrf2/keap1 and NF-κB signaling pathways. Life. 2022; 12(3): 406. doi: 10.3390/life12030406