Zimno ratuje życie

Do celów leczniczych zaczynamy wykorzystywać zjawiska zachodzące w przyrodzie

Dr Andrzej Byszewski– anestezjolog z Centrum Zdrowia Dziecka w Warszawie

Kiedy na przełomie listopada i grudnia z napięciem śledziliśmy losy małego Adasia, który wyszedł w nocy i został znaleziony w stanie skrajnego wyziębienia, prof. Skalski często podkreślał, że życie chłopcu uratowało równomierne obniżenie temperatury. Jak zatem jest z hipotermią w medycynie?
– Leczenie zimnem było stosowane jeszcze w czasach wojny rosyjsko-japońskiej 1904 r. i to była jedna z pierwszych metod znieczulenia miejscowego. Wtedy amputacje wykonywało się po zamrożeniu, a konkretnie zanurzeniu kończyny w przerębli. Ale już w latach 70. zaczęto przeprowadzać operacje kardiochirurgiczne w głębokiej hipotermii, czyli po obniżeniu temperatury ciała do 15-16 st. C, po podłączeniu krwiobiegu do krążenia pozaustrojowego.
Po co obniżało się temperaturę?
– Wówczas nie można było operować bijącego serca, należało je zatrzymać, a to jest możliwe tylko w hipotermii, ponieważ niska temperatura ma ogromne znaczenie dla ochrony komórek organizmu przed niedotlenieniem i w konsekwencji ich śmiercią. W temperaturze 15-16 st. C czynność bioelektryczna mózgu maksymalnie zwalniała, co istotnie zmniejszało zapotrzebowanie na tlen i jego metabolizm.
A co mogłoby się stać, gdyby nie oziębiono ciała?
– Ponieważ w tej technice operacyjnej zatrzymuje się serce pacjenta oraz maszynę do krążenia pozaustrojowego, człowiek by nie przeżył. Zimno ma działanie ochronne, opóźnia biologiczne i fizyczne uszkodzenie tkanek i komórek.
Rozumiem.
– Pionierzy kardiochirurgii dziecięcej w latach 70. obniżali temperaturę do 15-16 st. i od razu szybko operowali, ponieważ starali się zmieścić w 40 minutach. Jeżeli czas zatrzymania krążenia się wydłużał, automatycznie rosło ryzyko powikłań neurologicznych.

Operacja w 16 st. C

Jak teraz wyglądają takie operacje?
– Postęp medycyny w zakresie nauk podstawowych, nasza wiedza dotycząca zachowania się organizmu w krążeniu pozaustrojowym skłoniły nas do bardziej fizjologicznego prowadzenia go. Nie byłoby to możliwe bez ogromnego postępu technologicznego, inżynierii materiałowej i wiedzy dotyczącej patofizjologii chorób i wad serca. Jednocześnie postęp technik operacyjnych i intensywnej terapii umożliwił przeprowadzanie korekcji coraz większej liczby skomplikowanych wad serca u noworodków i niemowląt. Niemniej jednak w dalszym ciągu wykorzystuje się wymyślone w latach 70. techniki perfuzji, czyli zastosowania krążenia pozaustrojowego, aczkolwiek w ograniczonym zakresie. Większość operacji przez trzy czwarte czasu wykonujemy w temperaturze 26 st. Chodzi o to, aby zminimalizować ryzyko uszkodzenia ośrodkowego układu nerwowego. Postęp polega na tym, że dzięki technikom perfuzji i nowoczesnej kardiochirurgii nie ma potrzeby zatrzymywania krążenia krwi na całą operację i obniżania temperatury ciała do 16 st. Obecnie więc stosuje się techniki łączone, w celu jak największej ochrony mózgu.
Maksymalnie skraca się czas ochładzania ciała.
– Inaczej przebywania człowieka w głębokiej hipotermii, czyli gdy ciało ma 15-16 st. C. Bo to nie jest dla niego obojętne.
Dlaczego?
– Ponieważ jeśli zatrzymujemy jednocześnie krążenie, to w miarę upływu czasu zawsze rośnie ryzyko uszkodzenia wielonarządowego, w tym mózgu.
Powiedzmy, że chory jest na sali operacyjnej…
– Pacjent musi być znieczulony ogólnie, tzn. ma spać, nie może go nic boleć i nie może się ruszać, czyli również mieć dreszczy przy oziębianiu. Potem kardiochirurdzy zakładają specjalne kaniule do aorty i układu żylnego, a następnie włączają sztuczne płuco-serce, które składa się z pomp zastępujących prawą i lewą komorę serca, oksygenatora (pełniącego funkcję płuc) i wymiennika cieplnego. W tej maszynie dochodzi do utlenowania krwi i obniżenia jej temperatury. Równocześnie stosuje się chłodzenie powierzchniowe ciała pacjenta – za pomocą materaca wodnego. Po operacji w tej samej maszynie zastępującej serce jednocześnie podgrzewamy krew chorego i tłoczymy ją do jego własnego krwiobiegu.
Myślałam, że obniża się temperaturę ciała człowieka, a nie jego krwi w maszynie.
– Temperaturę ciała pacjenta obniża się poprzez ochłodzenie jego krwi, która dociera do wszystkich narządów i tkanek ustroju.
Teraz jasne. O jakich operacjach serca mówimy?
– Dotyczy to klasycznych operacji wewnątrzsercowych, w innych głębokiej hipotermii się nie stosuje. Trzeba bowiem pamiętać, że podłączenie człowieka do krążenia pozaustrojowego jest obarczone ryzykiem powikłań. Dlatego u osób starszych i słabszych operacje pomostowania naczyń wieńcowych kardiochirurdzy obecnie starają się wykonywać na bijącym sercu.
Mówił mi pan, że bezpieczniej jest stosować hipotermię u dzieci niż u dorosłych. Dlaczego?
– Przy ochłodzeniu ciała występuje ryzyko zaburzeń rytmu serca. A im mniejsze dziecko, tym rzadziej do tego dochodzi. Mięsień sercowy dorosłych już swoje przeszedł. Choroby cywilizacyjne, takie jak miażdżyca, oraz przechodzone infekcje, zwłaszcza wirusowe, uszkadzają serce. Dochodzi wtedy do poinfekcyjnych zapaleń mięśnia sercowego, potem powstają blizny, a na końcu mamy złe przewodzenie impulsów elektrycznych i w następstwie zaburzenia rytmu. A w ogóle liczba uderzeń serca w życiu człowieka jest ograniczona. Serce przypomina silnik, który niestety się zużywa. Tak więc przy 26 st. u osoby dorosłej w trakcie operacji już dochodzi do zaburzeń rytmu.
A jak to wygląda u noworodków, które są operowane?
– Kiedy stopniowo obniżamy temperaturę ciała, przy 18 st. serce takiego malucha pracuje wolno, ale miarowo. Dlatego m.in. serduszko tego Adasia, o którym pisano, biło, bo i w jego przypadku proces schładzania nastąpił w odpowiednim czasie, był długi i równomierny. Serce chłopca biło wtedy kilkanaście czy 20 razy na minutę. Bo takie było zapotrzebowanie organizmu i mózgu na tlen – czyli na tyle niskie, że to wystarczyło do przeżycia.

Noworodek w „zimnym kapeluszu”

Gdzie jeszcze, poza operacjami, stosuje się obniżanie temperatury?
– Na przykład w transplantologii. Po pobraniu od dawcy narządu wypłukuje się go z krwi, następnie umieszcza w specjalnym pojemniku lodówce, a potem transportuje do biorcy. Przygotowanie narządu też odbywa się w misce z lodem. Cały ten okres od momentu pobrania aż do przeszczepienia nazywa się zimnym niedokrwieniem narządu. Każdy narząd ma inny czas, w którym może być bezpiecznie przeszczepiany, najkrótszy jest dla serca, najdłuższy dla nerek.
Zeszliśmy na dość specjalistyczne tematy…
– Wobec tego opowiem pani o historycznych już doświadczeniach kardiochirurgii syberyjskiej, gdzie świetni, niezwykle sprawni operatorzy, nie mając żadnej technologii ani maszyn do krążenia pozaustrojowego, umieszczali uśpione dziecko w wannie i tam okładali lodem. Obniżali w ten sposób temperaturę ciała, wtedy zatrzymywało się krążenie, wówczas operowali, a potem ogrzewali malucha. I dzieci to przeżywały.
Chyba nareszcie zrozumiałam, że obniżenie temperatury ciała służy do zatrzymania krążenia – po to, aby móc operować serce.
– Tak, ale chodzi o zatrzymanie tego krążenia w odpowiedniej temperaturze. Bo jeśli zatrzyma się krążenie i pracę serca w normalnej temperaturze, to po czterech minutach bez czynności resuscytacyjnych (przywracających krążenie i oddech) człowiek umiera. Natomiast gdybyśmy wpadli zimą do stawu i zatrzymałoby się nam serce przy temperaturze ciała 18-20 st. C, to jakby nas wyciągnęli po godzinie i prawidłowo resuscytowali, mielibyśmy bardzo duże szanse na przeżycie. Dlatego np. nie można stwierdzić zgonu u pacjenta w głębokiej hipotermii.
Proszę opowiedzieć o innych sytuacjach, w których stosuje się obniżenie temperatury ciała.
– Porozmawiajmy o noworodkach. W wyniku urazu okołoporodowego i niedotlenienia, np. po owinięciu pępowiną, dzieci, które urodziły się w zamartwicy, są zagrożone śmiercią lub ciężkimi powikłaniami neurologicznymi. Dziecięce porażenie mózgowe jest tragedią dla rodziców i całkowicie zmienia ich życie. Dlatego w neonatologii próbuje się wykorzystać miejscowe chłodzenie ośrodkowego układu nerwowego u tych dzieci za pomocą cool cap (zimnego kapelusza). Takie urządzenia są już dostępne również w Polsce. Niestety, nie każdemu noworodkowi uda się w ten sposób pomóc, ale niektórym tak. Ta technologia jest nieinwazyjna, tzn. nie wymaga chirurgicznego wprowadzenia kaniul do krwiobiegu. To metoda powierzchniowa, która wykorzystuje również obecność ciemienia u noworodka.
Co daje „zimny kapelusz”?
– Tutaj niestety czynnik uszkadzający już zadziałał, zależy nam natomiast na maksymalnym obniżeniu metabolizmu mózgu i zapobieganiu wtórnym urazom związanym z uwolnieniem szkodliwych substancji i metabolitów. Jednocześnie wierzymy, że potencjał regeneracyjny noworodka jest na tyle duży, że dziecko przeżyje i uda się zminimalizować powikłania neurologiczne. W końcu człowiek dorosły używa zaledwie 10% swoich komórek mózgowych.

Do ochrony mózgu i serca

Czy także w leczeniu udarów wykorzystuje się zimno?
– Nie znam się na osobach dorosłych, bo całe życie zajmuję się dziećmi. Natomiast jestem przekonany, że stosowanie niskiej temperatury w udarach czy urazach głowy może poprawiać rokowanie. Ciężki uraz głowy można porównać do przejścia tornada przez czaszkę – takie jest działanie przeciążeń na mózg człowieka. Jeżeli po takim urazie występuje obrzęk mózgu niedający się kontrolować metodami konwencjonalnymi, np. farmakologicznie, warto obniżyć temperaturę ciała, nawet o 2 st. C.
A czy człowiek sam może sobie pomóc, gdyby upadł i uderzył się w głowę? Czy warto wtedy wsadzić ją pod kran z zimną wodą?
– Mówimy o takich urazach, kiedy pacjent jest nieprzytomny i ma kilka procent szans na przeżycie. Parę lat temu mieliśmy taki przypadek. To była kilkunastoletnia dziewczyna po wypadku samochodowym, z obrzękiem mózgu, z którym już po usunięciu krwiaka nie mogliśmy dać sobie rady. W geście rozpaczy postanowiliśmy obniżyć temperaturę ciała i przez 10 dni utrzymywaliśmy dziecko w temperaturze 34 st. To oczywiście stwarzało wiele problemów medycznych z układem immunologicznym, hormonalnym, krążenia, krzepnięcia, które musieliśmy rozwiązać, ale się udało. Po kilkunastu dniach pacjentka została obudzona, otworzyła oczy i zapytała: „Co tutaj robię?”. A po trzech tygodniach poszła normalnie do szkoły.
Jak państwo wtedy oziębili jej ciało?
– Powierzchniowo, za pomocą specjalnych materaców podłączonych do wymiennika cieplnego o dużej sprawności, używanego rutynowo właśnie w kardiochirurgii. Pacjentka leżała na jednym materacu, a drugim była przykryta.
Czyli ochładza się człowieka zewnętrznie i wewnętrznie.
– Tak jest. Ale też przy okazji powiem, że trzeba zapobiegać wzrostowi temperatury po ciężkim urazie, np. spowodowanym wypadkiem. Hipertermię należy wówczas leczyć, bo wtedy zwiększa się zapotrzebowanie metaboliczne. Aby poprawić tzw. bilans energetyczny mózgu, należy ochłodzić pacjenta, w ten sposób zwiększymy jego szanse na przeżycie. Mówiąc krótko, niskie temperatury działają ochronnie na mózg.
Czy to wszystko o hipotermii w medycynie?
– Zimno wykorzystujemy także w leczeniu bólu, wykonując kriolezję, czyli czasowe zniszczenie korzeni nerwowych za pomocą specjalnych aplikatorów, dzięki którym zamrażamy tkankę nerwową z użyciem temperatury minus 60 st. C. Wskazań do stosowania tej metody jest stosunkowo dużo, np. dyskopatia, bóle pleców innego pochodzenia. Ponadto powszechnie znane są metody krioterapii, które stosujemy w medycynie sportowej i fizjoterapii. Inną dziedziną medycyny, w której wykorzystuje się działanie niskich temperatur, jest kardiologia i elektrofizjologia interwencyjna. Za pomocą techniki zwanej krioablacją niszczy się dodatkowe drogi przewodzenia w mięśniu sercowym, których istnienie powoduje poważne zaburzenia rytmu serca, co grozi np. nagłym zgonem. W tym przypadku do serca wprowadza się specjalne elektrody i aplikatory, a następnie po zlokalizowaniu odpowiedniego miejsca mrozi się je, przerywając nieprawidłowe drogi przewodzenia. Choroby cywilizacyjne, miażdżyca, przebyte choroby wirusowe bądź wrodzone skłonności predysponują do tych ciężkich zaburzeń. Prawdopodobnie bardzo duża część nagłych, niewyjaśnionych zgonów podczas wysiłku fizycznego jest spowodowana zaburzeniami rytmu serca.
W jakich schorzeniach można będzie stosować hipotermię w przyszłości?
– Myślę, że będziemy szli w kierunku leczenia nowotworów. Medycyna jest już na takim etapie, że niewiele więcej da się osiągnąć za pomocą czystych technik chirurgicznych. W tej dziedzinie zrobiono już prawie wszystko, idziemy więc teraz w kierunku nauk podstawowych, czyli szukamy leczenia biologicznego (przykładem są szczepionki na czerniaka) i czynników fizycznych. Przy usuwaniu guzów stosujemy już np. wysokie temperatury, jest to termoablacja, za pomocą której niszczymy tkankę. Jak pani widzi, zjawiska fizyczne, ciepło i zimno, a także fale radiowe i elektryczność, mogą być stosowane w leczeniu. Zaczynamy do celów leczniczych wykorzystywać zjawiska zachodzące w przyrodzie.
Czym pan się zajmuje na co dzień?
– Jestem anestezjologiem, znieczulam pacjentów, zajmuję się intensywną terapią, transplantologią dziecięcą, byłem członkiem zespołu wykonującego pierwsze przeszczepy wątroby u dzieci. Najmniejsze dziecko, które znieczulałem, ważyło 450 g i było długości mojej dłoni. Największy mój pacjent ważył 130 kg. To, co uprawiam, jest medycyną zabiegową. Mimo że jest to ciężka praca – nie tylko psychicznie, ale i fizycznie – daje mi bardzo wiele satysfakcji.