心筋保護と心停止液

心筋保護とは、心臓手術中に冠血流が遮断される際に、心筋への損傷を制限するために用いられる一連の戦略を指します。その中心的な方法は心停止液（cardioplegia）です。これは、心臓を意図的に可逆的に停止させるもので、通常はカリウムを豊富に含む溶液を用いて心臓を拡張期に停止させ、その代謝要求を大幅に低下させます。これにより、心筋は大動脈遮断の虚血期間に耐えることができます。

Definition

心停止液（cardioplegia）とは、心臓の誘発された可逆的な電気機械的停止を指します。これは通常、高カリウム溶液によって達成され、心臓手術中に大動脈が遮断されている間、心筋の代謝要求を減らし、虚血性損傷から心筋を保護するために使用されます。

Scope

このトピックでは、停止した心臓を保護する根拠、心停止液による停止の原理、主要な溶液の種類（晶質液対血液）、および投与経路と温度について扱います。これは教育的な参考文献であり、用量、製剤、プロトコルは意図的に省略されています。臨床的または手術上のガイダンスではありません。

Core questions

• 心臓手術中に心筋を保護する必要があるのはなぜですか？
• 心停止液はどのようにして心臓を停止させ、その代謝要求を低下させるのですか？
• 晶質液と血液心停止液の違いは何ですか？
• 投与経路と温度は保護にどのように影響しますか？

Key concepts

• 誘発された可逆的心停止
• 高カリウム性拡張期停止
• 心筋酸素需要の減少
• 虚血再灌流傷害
• 晶質液対血液心停止液
• 順行性および逆行性投与
• 冷心停止液対温心停止液

Mechanisms

大動脈が遮断されると、冠灌流が停止し、拍動する心筋は急速にエネルギー貯蔵を使い果たし、虚血性損傷を蓄積します。心停止液は、心臓を停止させることでこれを防ぎます。高カリウム濃度の溶液は心筋細胞膜を脱分極させ、心臓を拡張期停止状態に保ち、収縮の代謝コストを排除します。温度を下げること（冷心停止液）は代謝率をさらに低下させ、一方、温心停止液は停止中の好気性代謝の維持を目指します。溶液は晶質液または血液ベースのいずれかであり、後者は酸素運搬能力と緩衝作用を追加します。これらは大動脈基部または冠動脈口を介して順行性に、あるいは順行性血流が損なわれている場合には冠静脈洞を介して逆行性に投与することができます。遮断期間の終わりに再灌流を行うことで血流が再開され、再灌流傷害を制限することも保護戦略の一部です。

Clinical relevance

心筋保護は、手術の虚血期間後に心臓がどの程度機能を回復させるかを決定し、その概念は心臓外科生理学を理解する上で中心的なものです。この項目では保護の原則について説明しており、溶液、濃度、プロトコルを特定するものではなく、個別の治療の根拠となるものではありません。

Evidence & guidelines

この分野は、心停止液のヨーロッパでの起源とセントトーマス病院の溶液から、バックバーグによる血液心停止液の開発、そして温心停止液対冷心停止液、順行性対逆行性投与の試行に至るまで、数十年にわたる実験的および臨床的研究に基づいています。溶液の種類、温度、経路に関する比較研究は継続されており、すべての状況において単一のアプローチが普遍的に優れているとは見なされていません。

History

手術のために心臓を停止させるという考えは20世紀半ばの実験に遡り、現代の心停止液は、ハース、ブライムブリッジらが開発したセントトーマス病院の心停止液に代表される、晶質液に関するヨーロッパの研究を通じて1970年代から1980年代にかけて成熟しました。バックバーグによる血液心停止液の導入と、その後の温心停止液、冷心停止液、順行性、逆行性戦略の探求が、心筋保護の現代的なレパートリーを形成しました。

Debates

血液心停止液対晶質液心停止液

血液心停止液は酸素運搬能力と緩衝作用を追加する一方、晶質液はより単純です。相対的な利点は状況によって異なり、この比較は心筋保護における長年の議論の的となっています。

温心停止液対冷心停止液、および間欠的対持続的投与

心停止液の温度とタイミングは、低体温による代謝抑制と好気性代謝の維持、および術野の視認性との間でトレードオフの関係にあり、間欠的順行性温血液心停止液などのアプローチは、競合する戦略を示しています。

Key figures

• Gerald Buckberg
• David Hearse
• Mark Braimbridge
• Antonio Maria Calafiore

Seminal works

• buckberg-1989
• braimbridge-1990
• chambers-1989

Frequently asked questions

心臓手術中に心臓を意図的に停止させるのはなぜですか？

心停止液で心臓を拡張期に停止させることで、収縮の代謝コストが排除され、外科医は静止した無血の術野を得ることができます。これにより、心筋は自身の血液供給が遮断される期間に耐えることができます。

血液心停止液と晶質液心停止液の違いは何ですか？

晶質液心停止液は塩基性の溶液であるのに対し、血液心停止液は停止液を患者の血液と混合して、酸素運搬能力と緩衝作用を追加します。どちらも使用されますが、選択は外科医の戦略と臨床状況によって異なります。