Comparative efficiency of using infusion media for the therapy of arterial hypotension and shock in the early neonatal period

Kryuchko D.S.

Academician V.I. Kulakov Research Center of Obstetrics, Gynecology and Perinatology, Ministry of Health of Russia, Moscow
Objective: to evaluate the efficiency of using hydroxyethyl starch (HES) 130/0.4 (Voluven 6%) versus physiologic saline (PS) as an initial agent for the therapy of arterial hypotension in the early neonatal period.
Subjects and methods. A prospective randomized open-label study was conducted from January 2010 to September 2011. The study included all neonates admitted to a neonatal intensive care unit (NICU) regardless of diagnosis and gestational age who were diagnosed with arterial hypotension in the first 24 hours of life. The exclusion criterion was acute bleeding in neonates. In all the neonatal infants enrolled in the trial, the vital parameters were routinely monitored including blood pressure (BP), heart rate, and diuresis. Before and after therapy, the investigators determined blood pH, pCO2, pO2, glucose, and lactate, performed echocardiography, and studied regional hemodynamics in the anterior cerebral artery, renal artery, and upper mesenteric artery. HES 130/0.4 (Voluven 6%) and PS were used as a volume-replacement solution. After using the solutions, the examination protocol involved a hemostatic study and biochemical and clinical blood tests. BP normalization time and therapeutic effect duration were also recorded. Case history data were used to estimate the length of a hypotensive episode, the total one- and 7-day dose of cardiotonic agents, and the duration of their use.
Results. PS and HES 130/0.4 infusions normalized regional blood flow. What is more, there was a significant rise in diuresis after infusion of both agents. Pre- and postinfusion measurements of pH and lactate levels showed a significant increase in pH after using both solutions. A significant drop in lactate levels to the normal values was recorded only after Voluven 6% infusion; there was no elevation of serum sodium concentrations after use of both agents. No differences were found in liver enzymes and protein C levels and prothrombin index. In-depth analysis revealed that the administration of Voluven 6% in extremely low birth weight babies elevated blood creatinine levels, prolonged activated partial thromboplastin time, and increased the rate of intraventricular hemorrhage. At the same time, the described complications were not characteristic of neonates weighing 1000 g or more. Evaluation of therapeutic effectiveness in relation to birth weight indicated that Voluven had some advantage over PS in decreasing the needs for cardiotonic support only in the patients weighing 1000 g or more.
Conclusion. Voluven 6% is more effective than PS in increasing cardiac output (CO), myocardial contractility, daily diuresis, maintaining normal fluid balance, resolving tissue hypoxia (normalizing lactate level), decreasing the need for a subsequent infusion of dopamine, reducing its dose and cardiotonic support time. Voluven may be recommended for the therapy of arterial hypotension in neonatal infants weighing more than 1000 g along with PS particularly in the situations when besides BP normalization, there was a need for promptly and effectively increased CO and normalized microcirculation in shock states.

Keywords

neonate
arterial hypotension
shock
neonatal intensive care unit
hydroxyethyl starch
Voluven

Артериальная гипотония является одним из распространенных патологических состояний у новорожденных в отделениях интенсивной терапии и реанимации (ОРИТН), в особенности это касается недоношенных пациентов [1, 2]. На основании ряда исследований предполагается причинно-следственная связь между системной гипотензией и рядом тяжелых осложнений неонатального периода, таких как внутрижелудочковые кровоизлияния (ВЖК) и неблагоприятные неврологические исходы [1, 3, 4]. Частота артериальной гипотонии среди пациентов ОРИТН по данным разных авторов составляет 16–52%. [1–4]

Существует несколько алгоритмов терапии артериальной гипотонии у новорожденных, включающих введение объемзамещающих растворов с последующим назначением кардиотонических препаратов. В подавляющем большинстве клиник в качестве первого шага в терапии артериальной гипотонии используется инфузия физиологического раствора в дозе 10–15 мл/кг/ч [5–7]. Значительно реже с этой целью используются другие растворы – ГЭК и альбумин [8]. Вопрос об использовании альбумина в неонатологии остается до настоящего времени весьма спорным. Отсутствие убедительных данных о его преимуществах перед физиологическим раствором (ФР), большое число осложнений, связанных с его применением, привели к тому, что в последние годы альбумин не используется в мировой неонатальной практике в качестве объемзамещающего раствора.

ГЭК, напротив, доказали свою эффективность и безопасность в экспериментальных работах, они широко используются в педиатрической и взрослой практике, в особенности у хирургических пациентов [9]. Однако отношение к использованию ГЭК в неонатальной практике оставалось до сих пор настороженным, несмотря на то что ряд препаратов этого класса зарегистрирован для применения по этим показаниям у новорожденных. Одним из наиболее современных препаратов этого класса, разрешенных для применения в неонатологии, является волювен (ГЭК 130/0,4 – 6% гидроксиэтилкрахмал; Fresenius Kabi, Германия). Волювен является раствором ГЭК, который получают из амилопектина, средний молекулярный вес составляет 130 000 Да, а степень замещения – 0,38–0,45 (130/0,4), что означает, что на 10 глюкозных остатков амилопектина приходится около 4 гидроксиэтиловых групп. Волювен 6% структурно родственен гликогену, что объясняет его высокую толерантность и низкий риск анафилактических реакций. Фармакокинетика ГЭК зависит от молекулярного веса и степени молекулярного замещения вещества. После внутривенного введения гидроксиэтилкрахмалов молекулы размером менее 60 000–70 000 Да (порога почечной фильтрации) быстро выводятся с мочой, а более крупные молекулы, в том числе и волювен, расщепляются α-амилазой плазмы крови, после чего тоже выводятся через почки. Средний молекулярный вес волювена в первые минуты после инфузии составляет в плазме крови in vivo 70 000–80 000 Да и остается выше порога почечной фильтрации в течение всего периода лечения.

По сравнению с ГЭК 200/0,5 (рефортан, инфукол) волювен обладает оптимизированной фармакокинетикой при сопоставимом плазмозамещающем эффекте. Кроме того, волювен в меньшей степени влияет на систему гемостаза, чем ГЭК 200/0,5.

Целью нашего проспективного рандомизированного открытого исследования была оценка эффективности применения ГЭК 130/0,4 (волювен 6%) как стартового препарата для терапии артериальной гипотонии в раннем неонатальном периоде.

Материал и методы исследования

Исследование проводилось в период с января 2010 г. по сентябрь 2011 г. на базе ФГБУ Научный Центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. академика В.И. Кулакова Минздрава России (ФГБУ НЦ АГиП МЗ РФ), директор – академик РАМН Г.Т. Сухих. В исследование включались новорожденные, поступившие в отделение реанимации и интенсивной терапии отдела неонатологии и педиатрии ФГБУ НЦ АГиП МЗ РФ, заведующий О.В. Ионов. Дизайн исследования был одобрен этическим комитетом Центра.

Критерии включения: все новорожденные, поступавшие в отделение интенсивной терапии и реанимации новорожденных, независимо от диагноза и гестационного возраста (ГВ), у которых диагностировали артериальную гипотонию в первые сутки жизни. Критерии артериальной гипотонии: среднее артериальное давление (мм рт. ст.), измеренное осциллометрическим методом на правом или левом плече манжетой соответствующего размера в трех последовательных измерениях – меньше ГВ в неделях.

Критерии исключения: Активное кровотечение у новорожденного: желудочно-кишечное кровотечение, легочное кровотечение, свежее (менее 24 ч) ВЖК, кровоточивость из мест инъекций, кефалогематома.

Исключение из исследования новорожденных с геморрагическим синдромом было обусловлено отсутствием достоверных данных о безопасности применения гидроксиэтилкрахмалов у новорожденных при нарушениях гемостаза.

Рандомизация проводилась с помощью календаря на основании даты включения в исследование:

Четные числа (2, 4, 6… и т. д.) – вводился волювен 6% в объеме 10 мл/кг в течение 1 ч.

Нечетные числа (1, 3, 5… и т. д.) – вводился физиологический раствор (ФР) в объеме 10 мл/кг в течение 1 ч.

Последующее ведение пациентов строго соответствовало принятому в исследовании протоколу: если через 30 мин после начала введения объемзамещающего раствора (волювен или ФР) не происходило нормализации среднего АД, в терапию включался допамин в дозе 2 мкг/кг/мин (для новорожденных с экстремально низкой массой тела (ЭНМТ) – с 1 мкг/кг/мин) с увеличением дозы на 1–2 мкг/кг/мин каждые 15 мин до нормализации АД.

Всем новорожденным, включенным в исследование, проводился мониторинг артериального давления, ЧСС, диуреза. До начала терапии и после инфузии объемзамещающего раствора исследовался рН крови, уровень рСО2, рО2, глюкозы, лактата, ВЕ, а также проводилось эхокардиографическое исследование. Оценивались следующие параметры: фракция выброса, фракция укорочения, сердечный выброс, в передней мозговой артерии (ПМА) и почечной артерии (ПА) – индекс сосудистой резистентности (Ri), усредненная по времени максимальная линейная скорость кровотока (Tамx), в верхней брыжеечной артерии – индекс сосудистой резистентности, пульсативный индекс, конечная диастолическая скорость (MD). В протокол обследования после применения объемзамещающего раствора входили следующие исследования: исследование гемостаза (фибриноген, активированное частичное тромбопластиновое время (АЧТВ), протромбиновый индекс (ПТИ), протеин С), биохимический анализ крови, клинический анализ крови. Мониторировалось также время нормализации АД и продолжительность регистрации стабильного АД после введения препарата.

В дальнейшем оценивались следующие показатели: продолжительность эпизода гипотонии, суммарная доза кардиотоников за сутки, за 7 сут и длительность применения кардиотоников.

Статистический анализ. Для исследования различий средних значений показателей в группах использовался непараметрический критерий Манна–Уитни для количественных значений, а также критерии Фишера и χ2 для сравнения количественных значений. При значении р<0,05 отмечаемые различия в средних значениях показателя между сравниваемыми группами считались достоверными. Числовые данные в таблицах указаны по единому принципу – это либо абсолютные числа с указанием процента от общего числа, либо М±SD, где М – среднее значение, SD – стандартное отклонение.

Результаты исследования и обсуждение

В результате рандомизации в группу, получившую в качестве стартовой терапии артериальной гипотонии ФР, были включены 69 новорожденных. В группу, получившую в качестве стартовой терапии волювен, были включены 36 новорожденных. В табл. 1 представлена характеристика новорожденных, включенных в исследование. Группы были сопоставимы по весу, росту, гестационному возрасту, распределению по полу, оценке по шкале Апгар, количеству новорожденных с задержкой внутриутробного развития, а также возрасту включения в исследование (возрасту регистрации артериальной гипотонии). Распределение основных диагнозов в группах также достоверно не отличались.

В качестве критерия эффективности оценивалась потребность в последующей инфузии допамина, ее объем и последующая продолжительность кардиотонической поддержки. Изолированное применение волемической нагрузки (без возникновения потребности в кардиотонической терапии) было эффективно в отношении нормализации АД в 69,4% случаев при применении волювена 6% и в 52% случаев при применении ФР.

В группе волювена достоверно меньше была потребность в допамине и суммарная продолжительность кардиотонической поддержки. Суммарная доза (в мкг/кг веса) допамина оценивалась за сутки и за 7 сут. В группе ФР она составила 3139±2596 мкг/кг и 14449±1415,6 мкг/кг соответственно, в группе волювена – 740±98,9 мкг/кг и 9866±1052 мкг/кг (р<0,0001 в обоих случаях). Суммарная продолжительность кардиотонической поддержки составила 110±15,3 ч в группе ФР и 65±58 ч в группе волювена (р<0,0001).

Кроме того, потребность в инфузии допамина возникала достоверно позже в группе волювена – через 6,6±3,67 ч, чем в группе ФР – через 2,3±0,6 ч (р<0,0001). Данные демонстрируют значительное преимущество применения волювена в качестве стартовой терапии новорожденных в отношении снижения потребности в последующей кардиотонической поддержке.

При сравнительном анализе показателей центральной и регионарной гемодинамики у новорожденных (табл. 2), получавших в качестве стартовой терапии артериальной гипотонии волювен и ФР, выяснилось следующее. На фоне инфузии обоих растворов отмечалось достоверное увеличение фракции выброса, достоверное увеличение сердечного выброса. При этом увеличение сердечного выброса при инфузии волювена 6% значительно выше в сравнении с ФР, что может иметь решающее значение при шоках. Достоверное увеличение фракции укорочения на фоне инфузии отмечено только при использовании волювена 6%.

На основании полученных нами данных можно говорить о том, что инфузия обоих препаратов нормализует регионарный кровоток, увеличивая объемные скорости мозгового, почечного и кишечного кровотока, снижая индекс сосудистой резистентности в передней мозговой и почечной артериях, в верхней брыжеечной артерии отмечалось достоверное снижение индекса сосудистой резистентности и пульсативного индекса.

После инфузии обоих препаратов отмечалось достоверное увеличение диуреза. Исследование уровня рН и лактата до и после инфузии препарата показало достоверное увеличение рН при использовании обоих растворов. Однако достоверное снижение уровня лактата до нормальных значений регистрировалось только после инфузии волювена 6% (табл. 2), что может играть решающую роль при выборе препарата при терапии артериальной гипотонии, сопровождающейся снижением перфузии тканей (шоке). Несмотря на содержание натрия в обоих растворах, достоверного увеличения уровня натрия в сыворотке крови при применении обоих препаратов отмечено не было.

С целью оценки выраженности прибавки массы и косвенной оценки развития отечного синдрома мы проанализировали также объемы вводимой жидкости, суточный диурез и данные об изменениях массы тела в первые 72 ч жизни у новорожденных с артериальной гипотонией, терапия которой проводилась ФР или волювеном.

Выяснилось, что в первые сутки жизни детям, получившим в качестве стартовой терапии волювен, потребовался достоверно больший объем жидкости в пределах средних нормативных для этого возраста и веса значений (97,9±20,06 мл/кг против 87,8±17,3 мл/кг, р=0,009). Вероятно, это было обусловлено более высоким в сравнении с группой ФР диурезом (4,3 мл/кг/час против 2,45 мл/кг/час, р<0,0001). Объем жидкости на 2-е и 3-е сутки жизни достоверно не различался в обеих группах, в то время как диурез оставался более высоким в группе волювена в сравнении с группой ФР.

Учитывая, что для новорожденных первых 24 ч жизни характерна потеря массы тела, мы проанализировали долю новорожденных, прибавивших в массе в каждой группе.

Несмотря на то что количество новорожденных, прибавивших в весе, достоверно не различалось в обеих группах (около 30%), средняя прибавка массы в 1-е сутки была достоверно ниже в группе волювена и составила 22,0±10,0 г, в то время как прибавка веса в группе ФР была 42,0±36 г, р=0,002.

Таким образом, можно говорить о том, что при применении волювена в качестве препарата для терапии артериальной гипотонии не происходит патологической задержки жидкости и достоверно увеличивается диурез.

С целью изучения профиля безопасности применения препарата волювен 6% всем новорожденным исследовался гемостаз и биохимический анализ крови после инфузии.

При исследовании гемостаза после применения препаратов (ФР и волювен) у новорожденных группы волювена отмечено умеренное удлинение АЧТВ в сравнении с группой ФР (77,9±22,9 с против 68,2±18 с, р=0,019). Также у новорожденных группы волювена отмечено увеличение уровня креатинина. Достоверных отличий в содержании печеночных ферментов, уровня протеина С и показателях протромбинового индекса выявлено не было.

Учитывая удлинение АЧТВ после терапии волювеном 6%, было решено проанализировать особенности новорожденных с удлинением АЧТВ. Подавляющее большинство из них относились к новорожденным с ЭНМТ. В связи с этим было решено проанализировать уровень АЧТВ и креатинина отдельно по группам в зависимости от веса при рождении.

Как видно из диаграммы (рис. 1), достоверных различий в уровне креатинина до и после инфузии волювена в сравнении с ФР не было выявлено в группе новорожденных с массой при рождении 1000 г и более. С другой стороны, в группе пациентов с ЭНМТ отмечался достоверно более высокий уровень креатинина плазмы.

Достоверное удлинение АЧТВ при применении волювена (рис. 2) отмечается только в группе новорожденных с ЭНМТ (65,33±11,06 с в группе ФР и 82,8±22,9 с в группе волювена), в то же время отсутствуют достоверные различия в продолжительности АЧТВ у новорожденных весом 1000 г и более (68,7±19,3 с в группе ФР и 67,1±16,14 с в группе волювена).

Потребность в допамине у пациентов массой более 1000 г в группе ФР была достоверно выше (41,6%), чем в группе волювена (22,2%), р=0,03. В то же время при анализе потребности в инфузии допамина у пациентов массой менее 1000 г достоверных отличий выявлено не было (группа ФР – 45,8%, группа волювена – 66,6%, р=0,735). Таким образом, преимущество волювена перед ФР в отношении снижения потребности в кардиотонической поддержке отмечено только у пациентов с массой тела 1000 г и более.

Исходы анализировались отдельно в весовой группе до 1000 г (ЭНМТ) и 1000 г и более (табл. 3). Внутри групп новорожденные, получившие волювен и ФР, были сопоставимы по весу, росту, ГВ и оценке по шкале Апгар, они достоверно не различались по летальности до выписки из стационара.

В группе новорожденных с ЭНМТ имелись достоверные различия по исходам – чаще дети, получившие волювен, развивали тяжелые ВЖК и дольше они требовали ИВЛ (расшифровка). В группе с массой тела 1000 г и более различий в отношении потребности в ИВЛ и частоте ВЖК отмечено не было.

Заключение

В результате проведенного исследования выяснилось следующее. Инфузия ФР и волювена у новорожденных с артериальной гипотонией достоверно увеличивает диурез, объемную скорость мозгового, почечного и кишечного кровотока, снижает индекс сосудистой резистентности в описанных артериях.

На фоне терапии обоими препаратами достоверно увеличивается фракция выброса и сердечный выброс. При этом влияние на сердечный выброс в большей степени выражено при инфузии волювена.

Применение волювена в сравнении с ФР с целью терапии артериальной гипотонии имеет ряд преимуществ: отмечается улучшение сократительной способности миокарда (выражающееся в увеличении фракции укорочения), эффективность препарата в терапии артериальной гипотонии была выше (52 против 69,4%). При этом потребность в присоединении инфузии допамина у новорожденных, получивших волювен, возникала достоверно позже, была достоверно меньше выражена, кроме того, достоверно меньше была продолжительность кардиотонической поддержки.

К очевидным преимуществам волювена можно отнести достоверное снижение уровня лактата до нормальных значений на фоне его инфузии, более выраженное влияние на уровень сердечного выброса и уровень суточного диуреза, что может иметь решающее значение при терапии шока.

В результате проведенного детального анализа выяснилось, что осложнения от введения волювена (увеличение частоты тяжелых ВЖК, высокий уровень креатинина и АЧТВ) отмечаются только у категории пациентов с ЭНМТ, у которой не отмечено преимуществ от его введения.

При этом следует отметить, что число пациентов с ЭНМТ, получивших волювен и ФР, было невелико (18 человек), поэтому для получения более достоверной информации о применении ГЭК у детей с ЭНМТ, вероятно, требуются более масштабные исследования. Однако в настоящее время препарат не может быть рекомендован как стартовая терапия артериальной гипотонии у новорожденных с ЭНМТ.

Таким образом, волювен может быть рекомендован для терапии артериальной гипотонии у новорожденных наряду с ФР, в особенности в ситуациях, когда помимо нормализации АД необходимо быстрое и эффективное увеличение СВ и нормализация перфузии тканей – при шоковых состояниях.

References

  1. Dempsy E.M., Barrington K.J. Evaluation and treatment of hypotension in the preterm infant. Clin. Perinatol. 2009; 36(1): 75–85.
  2. Barrington K.J. Hypotension and shock in the preterm infant. Semin. Fetal Neonatal Med. 2008; 13(1): 16–23.
  3. Schmaltz C. Hypotension and shock in the preterm neonate. Adv. Neonatal Care. 2009; 9(4): 156–62.
  4. Pellicer A., Bravo M.C., Madero R., Salas S., Quero J., Cabañas F. Early systemic hypotension and vasopressor support in low birth weight infants: impact on neurodevelopment. Pediatrics. 2009; 123(5): 1369–76.
  5. Noori S., Seri I. Neonatal blood pressure support: the use of inotropes, lusitropes, and other vasopressor agents. Clin. Perinatol. 2012; 39(1): 221–38.
  6. Evans J.R., Lou Short B., Van Meurs K., Cheryl Sachs H. Cardiovascular support in preterm infants. Clin. Ther. 2006; 28(9): 1366–84.
  7. Dempsey E.M., Barrington K.J. Treating hypotension in the preterm infant: when and with what: a critical and systematic review. J. Perinatol. 2007; 27: 469–78.
  8. Liet J.M., Kuster A., Denizot S., Caillaux-Varin G., Gras-Leguen C., Rozé J.C. Effects of hydroxyethyl starch on cardiac output in hypotensive neonates: a comparison with isotonic saline and 5% albumin. Acta Paediatr. 2006; 95(5): 555–60.
  9. Sümpelmann R., Kretz F.J., Luntzer R., de Leeuw T.G., Mixa V., Gäbler R. et al. Hydroxyethyl starch 130/0.42/6:1 for perioperative plasma volume replacement in 1130 children: results of an European prospective multicenter observational postauthorization safety study (PASS). Paediatr. Anaesth. 2012; 22(4): 371–8.

About the Authors

Kryuchko Daria Sergeevna, MD, PhD, Senior researcher of Federal State Insitution Research Center for Obstetrics, Gynaecology and Perinatology Ministry of Healthcare RF, Neonatal Intensive Care Unit. Address: 117815, Oparina str., 4. Moscow Russia. Tel. +7 910 4795369/ E-mail: krdarya@gmail.com

Similar Articles

By continuing to use our site, you consent to the processing of cookies that ensure the proper functioning of the site.