Abstract

Methods: After ethics committee approval, 274 cases undergoing elective CPB surgery were included in this study and divided into two groups as diabetic (n=112) and non-diabetic (n=162) patients. Standard anesthetic, surgical, and CPB protocols were used in all patients. In accordance with the routine protocol of our clinic, diabetic patients received 5% dextrose by intravenous infusion at a fixed rate of 1.5 mg/kg/hr and insulin infusion. The insulin (50 units of regular insulin in 50 mL normal saline) infusion rate was adjusted according to the formula [units/hr= blood glucose (mg/dL)/100] that is used as our clinic's routine protocol. Blood glucose levels were measured before, during, and after CPB. The demographic data, duration of cross-clamping and CPB, intraoperative fluid management, and the amount of blood transfusions were recorded.

Results: The demographic characteristics of the diabetic group and the non-diabetic group were similar. There was a statistically significant increase in the glycemia levels of both groups from the baseline measurement values. The increase observed between the first and last glycemia level measurements was 37.16% and 43.04% in the diabetic and nondiabetic patients, respectively. It was observed that statistically significant increases from the baseline occurred in both groups; however, the glycemia levels of the group with diabetics showed less of an increase than in the non-diabetic group.

Conclusion: Our routine insulin-dextrose infusion protocol seems to be reliable for controlling blood glucose levels in diabetic patients who undergo CPB.

Gerek diyabetik gerekse diyabetik olmayan hastalarda, cerrahi ve anesteziye bağlı stres faktörlerinin dışında kardiyopulmoner bypass (KPB)'ın da tetiklediği hiperglisemi meydana gelir. Cerrahi travma ve genel anestezinin metabolizmaya olumsuz etkileri olduğu bilinen bir gerçektir. Bu durum artmış insülin gereksinimi ve kompansatuvar olarak hücre içine glikoz alımının bozulması ile karakterizedir. En tipik yanıt kan glukoz düzeyinin, travmanın şiddeti ile paralel olarak artmasıdır. Perioperatif hipergliseminin infeksiyon, atriyal fibrilasyon, düşük kalp debisi, uzamış mekanik ventilasyon ve serebrovasküler olaylarla ilişkili olduğu bilinmektedir.[3] Diyabetik hastalarda cerrahiye bağlı stres yanıt daha da abartılı olabilmektedir.[4]

Hipergliseminin, kalp ameliyatı geçiren hastalar için zararlarının bilinmesine rağmen perioperatif dönemde oluşan hipergliseminin önlenmesinde kesin olarak kabul gören protokoller bulunmamaktadır. Çalışmamızın amacı, kliniğimizde diyabetik hastalar için kullanılan yöntemin etkinliğini araştırmak ve bunu diyabetik olmayan hastalarla karşılaştırmaktır.

Methods

Ameliyat öncesi dönemde oral hipoglisemik ajan kullanan hastaların ilaçları endokrinoloji bölümü tarafından değerlendirilerek ameliyattan 12 saat önce kesildi ve ameliyat günü sabahı %5 dekstroz ve insülin infüzyonu başlandı ve ameliyat odasında ilk kan şekeri görülene kadar devam edildi. Tüm hastalara premedikasyon için ameliyattan 30 dakika önce 0.1 mg/kg peroral midazolam (Dormicum^®) (5 mg'ı geçmeyecek şekilde) verildi. Ameliyat odasına alınan hastalar 5 kanallı elektrokardiyografi (EKG), invazif olmayan kan basıncı ölçümü ve nabız oksimetresi ile monitörize edildi. Anestezi indüksiyonu intravenöz (i.v) midazolam 0.02-0.05 mg/kg, etomidat (Hypnomidate^®) 0.2-0.3 mg/kg, fentanil (Fentanyl^®) 4-8 μg/kg, veküronyum (Norcuron^®) 0.1 mg/kg ile sağlandı. Anestezi idamesinde izofluran (Forane^®) %0.8-1 konsantrasyonda ve 10 μg/kg/sa. hızda fentanil infüzyonu kullanıldı. İndüksiyon sonrasında sağ radiyal artere 20 G'lik intraket yerleştirilerek invazif kan basıncı takibine başlandı. Ultrasonografi eşliğinde sağ internal juguler ven kanülasyonu yapıldı. Nazogastrik sonda ile mide dekomprese edildi. İdrar sondası yerleştirildi. Tüm hastalara KPB öncesinde 500 ml modifiye sıvı jelatin (gelofusine^®) ve 1000 ml %0.9 NaCl verildi. Kardiyopulmoner bypass başlangıcında 250 mg sodyum tiyopental (Pentotal^®), 3 mg midazolam, 500 mg metilprednizolon (Prednol^®) ve 5 mg vekuronyum bromür yapıldı. Isınma aşamasında metilprednizolon dışındaki ilaçlar tekrarlandı. Kardiyopulmoner bypass sırasında membran oksijenatör (Cobe^® Optima^® XPTM Hollow Fiber Membrane Oxygenator, Sorin biyomedikal, İtalya) kullanıldı. Tüm hastalarda kliniğimizin protokolü gereğince standart KPB, cerrahi ve perfüzyon teknikleri uygulandı. Kardiyopulmoner bypass pulsatil olmayan akım ile perfüzyon hızı 50-70 mL/kg/dak ve ortalama arter basıncı 55-65 mmHg olacak şekilde ayarlandı. Aortik kros klemp aşamasında kristaloid kardiyopleji solüsyonu kullanıldı.

Monitörizasyon ve kateterizasyon işlemleri tamamlanan hastalardan bazal kan şekeri değerleri için kan gazı alındı. İlk kan şekeri görüldükten sonra endokrinoloji bölümünün önerileriyle başlanan infüzyon sonlandırılarak diyabetik hastalara, kliniğimizin rutin protokolü olan 1.5 mg/kg/sa. hızda %5 dekstroz ve 1 U/cc olacak şekilde hazırlanmış kristalize insülin infüzyonu, infüzyon pompası aracılığıyla başlandı. Saatlik insülin gereksinimi mg/dl biriminden kan şekeri düzeyinin 100'e bölünmesi ile hesaplanarak karşılandı. Tüm hastalarda KPB öncesi (p0), KPB sırasında 15 dakika aralıklarla ve KPB bitiminde (p6) kan şekeri ölçümleri yapılarak kristalize insülin infüzyonunda gerekli ayarlamalar yapıldı. Ayrıca hastaların yaşları, cinsiyetleri, vücut ağırlıkları, kros klemp, KPB ve ameliyat süreleri ve KPB sırasında kullanılan kan ve kan ürünleri kaydedildi. Kardiyopulmoner bypass sonrasında bakılan arteriyel kan gazında Hb<10 g/ dL olduğu durumlarda taze tam kan, taze tam kanın hazırlanamadığı hastalara ise eritrosit süspansiyonu veya taze donmuş plazma verildi.

İstatistiksel analiz
Veriler Windows için SPSS (SPSS Inc., Chicago, Illinois, USA) 15.0 versiyon paket programında tanımlayıcı istatistikler, Fisher'in ki-kare testi, bağımlı ve bağımsız gruplarda t-testleri kullanılarak değerlendirildi. İstatistiksel anlamlılık düzeyi p<0.05 olarak kabul edildi.

Results

Tablo 1: Grupların yaş, kilo, cinsiyet, kros klemp ve kardiyopulmoner bypass süreleri

Her iki grupta da kan şekeri düzeylerinin anestezi indüksiyonundan itibaren giderek arttığı, bu artışın KPB süresince devam ettiği ve KPB sonrasında kan şekeri düzeylerinin düşmeye başladığı görüldü. Çalışma boyunca diyabetik hastaların kan şekeri düzeylerinin diyabetik olmayanlardan anlamlı olarak yüksek olduğu bulundu. Diyabetik olanların kan şekerleri her ölçüm zamanında anlamlı olarak diyabetik olmayanlardan daha yüksekti (Tablo 2).

Tablo 2: Her iki grubun intraoperatif kan şekeri düzeyleri (mg/dL)

Her iki grupta da kan şekeri 70 mg/dL'nin altına düşen hasta olmaz iken, özellikle p4 ve p5 dönemlerinde kan şekeri 200 mg/dL'nin üzerinde olan 81 hasta (diyabetik olmayan grupta p4 döneminde sekiz, p5 döneminde altı; diyabetik grupta p4 döneminde 41, p5 döneminde 26 hasta) olduğu görüldü. Her iki grupta da p5 dönemine kadar (KPB süresi uzadıkça) kan şekeri düzeyindeki artışın devam ettiği ancak KPB sonlandıktan sonra (p6) kan şekeri düzeylerinde her iki grupta birden düşme olduğu görüldü. Grupların p0 ve p6 ölçümlerine bakıldığında uyguladığımız protokol ile diyabetik olmayan grupta kan şekeri %43.04'lük bir artış gösterirken, diyabetik grupta %37.16'lık bir artış gözlendi. Her iki grupta da ilk ve son ölçümler arasındaki farklar istatistiksel olarak anlamlı idi. Her iki grupta da bazal ölçüm değerlerine göre istatistiksel olarak anlamlı bir artış meydana geldiği, ancak diyabetiklerdeki artışın daha az olduğu görüldü. Diyabetik gruptaki hastaların bazal kan şekeri değeri diyabetik olmayan hastalarınkinden daha yüksek bulundu.

Her iki grupta da kan ve kan ürünlerinin benzer miktarlarda kullanıldığı belirlendi (Tablo 3).

Tablo 3: Cerrahi süresince kullanılan kan ve kan ürünleri miktarı (ünite)

Discussion

Kardiyopulmoner bypass, hem diyabetik hem de diyabetik olmayan hastalarda glukoz ve insülin dengesinde değişikliklere yol açar. Cerrahi stres ve KPB sırasında stres hormonlarındaki artış hepatik glukoz üretimini artırırken periferik insülin kullanımını ve insülin üretimini azaltarak hiperglisemiye neden olur. Hipotermik KPB sırasında hepatik glukoz üretiminin azalması ve insülin üretiminin düşük kalması kan şekeri düzeylerinin kısmen sabit kalmasını sağlarken yeniden ısınma döneminde, stres hormonlarının artışıyla kan şekeri yükselir.[6] Stres bağımlı hipergliseminin sağkalıma katkısı olan adaptif bir yanıt olduğu düşünülmekle birlikte epidemiyolojik veriler akut hipergliseminin sağkalımı olumsuz yönde etkilediğini göstermektedir.[7] Perioperatif hipergliseminin iskemiyi ve reperfüzyon hasarını artırmak ve iskemik önkoşullandırmayı azaltmak yoluyla morbiditeyi artırdığına ait bulgular vardır.[8]

Van den Berghe ve ark.nın[9] yoğun bakımda sıkı kan şekeri (80-110 mg/dL) kontrolü uyguladıkları çoğu kalp ameliyatı geçiren hastalarda morbidite ve mortalitenin azaldığını bildirmelerine rağmen bu hastalarda hipoglisemi görülmesi ve hipogliseminin ameliyat sonrası mortaliteyle ilişkili bulunması üzerine, kan şekeri kontrolünde daha esnek düzeylerin seçilmesine gereksinim duyulmuştur. Ouattara ve ark.,[10] açık kalp cerrahisi geçiren hastalarda 140-180 mg/dL arasında seyreden kan şekeri düzeylerinde ameliyat sonrası morbidite ve mortalitenin belirgin olarak azaldığını göstermişlerdir. Biz de çalışmamızda hipoglisemiden kaçınmak amacıyla 140-180 mg/dL düzeylerini hedefledik. Hipoglisemi tek başına erken ölüm nedeni olmamakla beraber, yoğun insülin tedavisi uygulanan hastalarda daha sık görülmekte ve mortalite daha yüksek bulunmaktadır. Hastalarda insülin direnci nedeniyle ekzojen insülinin fazla miktarda verilmesinin daha sonra hipoglisemi gelişmesine neden olacağı bildirilmiştir.[11] Çalışmamızda, her iki grupta da kan şekeri <70 mg/dL olan hasta olmadı. Diyabetik hastalarda bazal kan şekeri düzeyi diyabetik olmayan hastalardakinden daha yüksekti. Çalışma boyunca diyabetik hastaların kan şekeri düzeylerinin tedavi protokolüne rağmen diyabetik olmayanlara kıyasla daha yüksek seyretmiş olması dikkat çekicidir. Ancak her iki grupta da ilk ölçüme kıyasla kan şekeri düzeylerinde görülen artış oranı benzerdir. Bu da kullandığımız protokolün diyabetik hastalarda yeterli kontrolü sağladığını göstermektedir. Bununla beraber, her iki grupta da özellikle KPB süresinin uzadığı hastalarda kan şekeri düzeyi 200 mg/dL üzerine çıkan hastalar bulunmakta idi.

Kliniğimizde kan şekeri değerleri normal sınırlar içinde olmayan tüm hastalar perioperatif dönemde Endokrinoloji bölümünün önerileri ile izlenmekte ve ameliyat öncesi kan şekeri regülasyonu sağlandıktan sonra cerrahiye verilmektedir. Son 7-21 günün ortalama kan glukoz konsantrasyonu hakkında fikir veren glikohemoglobin (HbA1c) konsantrasyonunun ölçümü ameliyat öncesi dönemde hastanemiz rutin protokolü içinde olmadığından hastaların ameliyat öncesi HbA1c konsantrasyonları çalışma kapsamına alınmadı. Diyabetik olmayanlarda da KPB ile kan şekeri değişikliği olduğu bilinen bir gerçektir ancak diyabetik olmayan hastalar KPB bitimiyle beraber hormonal dengeyi sağlayabilmektedirler. Dolayısıyla bu amaçla kullanılan rutin bir uygulama bulunmamaktadır. Tip 1 ve tip 2 diyabetik hastalar için perioperatif ve KPB döneminde kullanılması gereken ayrı anestezi protokolleri yoktur.

Tip 1 diyabet insülin sekresyonundaki yetersizlikten kaynaklanırken, tip 2 diyabet insülin direnci nedeniyle meydana gelir ve insülin direnci genellikle insülin salınımındaki defektten kaynaklanır. Tip 1 diyabetik hastalar için bütün cerrahi girişimler sırasında insülin infüzyonu önerilirken, tip 2 diyabetik hastalara uygulanacak minör cerrahi girişimler sırasında bunun ihmal edilebileceği bilinmektedir. Ancak açık kalp cerrahisi gibi majör cerrahi uygulanacak tip 2 diyabetik tüm hastaların perioperatif kan şekeri regülasyonunda tip 1 diyabetik hastalardan bir farkları yoktur, aynı protokoller kullanılmaktadır.[5] Dolayısıyla, çalışmamızda d iyabetik hastalar tip 1 ve tip 2 olarak ayrılmadı.

Kan şekeri değerleri ile ameliyat sonrası komplikasyon görülme oranlarının karşılaştırıldığı 8727 hastayı kapsayan retrospektif bir çalışmada kan şekeri değerlerinin artmasıyla birlikte miyokard infarktüsü, pulmoner ve renal komplikasyonlar ve mortalitenin arttığı gösterilmiş ve çalışma sonucunda kan şekeri değerinin 200 mg/dL altında tutulması önerilmiştir.[3] Uyguladığımız protokol ile diyabetik hastaların kan şekeri değerlerinin en yüksek olduğu, KPB'nin uzadığı dönemlerde (p4 ve p5) kan şekeri düzeyleri sırasıyla 200.7±34.2 ve 211.3±31.7 mg/dL olarak bulundu. Diyabetik olmayan grupta p4 döneminde sekiz, p5 döneminde altı; diyabetik grupta p4 döneminde 41, p5 döneminde 26 hastanın kan şekeri düzeyi >200 mg/dl'den yüksek bulundu. Hastaların ilk ölçülen kan şekeri değerinin 143.7±40.3 ve KPB bitimindeki değerinin ise 197.1±37.8 mg/dL olduğu göz önüne alındığında hastalarda kısa süreli ılımlı düzeyde hiperglisemi görüldüğü ancak KPB bitimi ile kan şekeri değerinin tekrar 200 mg/dL altına düştüğü görülmektedir. Bu kan şekeri yükselmesi nedeni ısınma dönemindeki stres hormon artışına bağlı olabileceği gibi cerrahi veya akut hastalığa bağlı insülin direncine de bağlı olabilir.

Aşırı kanama veya ameliyat sonrası iskemi nedeniyle kullanılan eritrosit süspansiyonunun miktarı erken mortalitenin bağımsız prediktörüdür.[12] Hemoglobin (Hb) düzeylerinin ≤9 g/dL olduğu durumlarda ameliyat sonrası iskemi gelişebileceğinden, iskeminin önlenmesi amacıyla Hb düzeyi için basamak değerin 11 g/dL olarak kabul edildiği merkezler vardır.[12] Hastanemizin rutin protokolü olarak hematokrit düzeyi %26 olacak şekilde hemodilüsyon uygulanmakta ve hematokrit düzeyinin bunun altına düşmesi durumunda prime volüme perfüzyonist tarafından eritrosit süspansiyonu veya taze donmuş plazma ilave edilmektedir. Kardiyopulmoner bypass sonrası dönemde de Hb düzeyi >10g/dL olacak şekilde kan transfüzyonu yapılmaktadır. Ancak gerek KPB sırasında prime volümde gerekse KPB sonrası dönemde kullanılan kan ve kan ürünlerinin miktarı kan şekeri kontrolünü zorlaştırabilir. Asit-sitrat-dekstrozda saklanmış kan ve kan ürünlerinin kullanımı, KPB prime'ına dekstroz içeren sıvıların konulması eksojen insülin gereksinimini artırır. Bu durum diyabetik olmayan hastalarda hafif bir hiperglisemiye neden olurken, diyabetiklerde daha belirgin artışlara yol açabilir.[13] Bu nedenle kullanılan kan ve kan ürünlerinin miktarını da kaydettiğimiz çalışmada her iki grupta kullanılan kan ve kan ürünlerinin miktarı benzerdi. Yüksek doz inotrop destek kullanımı da eksojen insülin gereksinimini artırır.[13] Hastalar kan şekeri ölçüm zamanlarında inotropik ajan kullanmadıkları için inotropik ajan kullanım miktarları ile ilgili kayıt tutulmadı.

Sonuç olarak, hem diyabetik hem de diyabetik olmayan hastalarda KPB sırasında ve sonrasında kan şekeri düzeylerinin benzer şekilde yükseldiğini, KPB'nin sonlanmasını takiben ise düşmeye başladığını göstermektedir. Diyabetik hastaların kan şekeri düzeyleri tüm ölçümlerde diyabetik olmayan hastalara kıyasla anlamlı olarak yüksek bulunmuş olmasına rağmen 200 mg/dL üzerine çıkan hasta sayısının az olması, diyabetik hastalarda kullandığımız uygulaması ve kontrolü kolay olan protokolün kan şekeri kontrolünde etkin olduğunu göstermektedir.

Çıkar çakışması beyanı
Yazarlar bu yazının hazırlanması ve yayınlanması aşamasında herhangi bir çıkar çakışması olmadığını beyan etmişlerdir.

Finansman
Yazarlar bu yazının araştırma ve yazarlık sürecinde Başkent Üniversitesi Araştırma Fonu tarafından desteklendiğini beyan etmişlerdir.

References

1) Poulter N. Global risk of cardiovascular disease. Heart 2003;89 Suppl 2:ii2-5.

2) González Santos JM, Castaño Ruiz M. Coronary artery surgery in diabetic patients. Rev Esp Cardiol 2002; 55:1311-22.

3) Carvalho G, Schricker T. Pro: Tight perioperative glycemic control. J Cardiothorac Vasc Anesth 2009;23:901-5.

4) Moitra VK, Meiler SE. The diabetic surgical patient. Curr Opin Anaesthesiol 2006;19:339-45.

5) Robertshaw HJ, Hall GM. Diabetes mellitus: anaesthetic management. Anaesthesia 2006;61:1187-90.

6) McCowen KC, Malhotra A, Bistrian BR. Stress-induced hyperglycemia. Crit Care Clin 2001;17:107-24.

7) Mizock BA. Alterations in fuel metabolism in critical illness: hyperglycaemia. Best Pract Res Clin Endocrinol Metab 2001;15:533-51.

8) Giugliano D, Marfella R, Coppola L, Verrazzo G, Acampora R, Giunta R, et al. Vascular effects of acute hyperglycemia in humans are reversed by L-arginine. Evidence for reduced availability of nitric oxide during hyperglycemia. Circulation 1997;95:1783-90.

9) Van den Berghe G, Wouters PJ, Kesteloot K, Hilleman DE. Analysis of healthcare resource utilization with intensive insulin therapy in critically ill patients. Crit Care Med 2006;34:612-6.

10) Ouattara A, Lecomte P, Le Manach Y, Landi M, Jacqueminet S, Platonov I, et al. Poor intraoperative blood glucose control is associated with a worsened hospital outcome after cardiac surgery in diabetic patients. Anesthesiology 2005;103:687-94.

11) Van den Berghe G, Wilmer A, Milants I, Wouters PJ, Bouckaert B, Bruyninckx F, et al. Intensive insulin therapy in mixed medical/surgical intensive care units: benefit versus harm. Diabetes 2006;55:3151-9.

12) van Straten AH, Bekker MW, Soliman Hamad MA, van Zundert AA, Martens EJ, Schönberger JP, et al. Transfusion of red blood cells: the impact on short-term and long-term survival after coronary artery bypass grafting, a ten-year follow-up. Interact Cardiovasc Thorac Surg 2010;10:37-42.

13) Dinardo JA, Dönmez A, Kalp cerrahisinde anestezi. Ankara: Güneş Yayınları; 2002.