Circolazione Extracorporea
Bypass Cardiopolmonare
Circolazione Extracorporea
Bypass Cardiopolmonare
Dalle origini alla cardiochirurgia del domani
Circolazione Extracorporea
Bypass Cardiopolmonare
Definizione
Definizione
Il Bypass Cardiopolmonare (CEC) è una
metodica che, in cardiochirurgia, è utilizzata
per sostituire in maniera totale o parziale, la
funzione di pompa del cuore e di ematosi del
polmone
Il Bypass Cardiopolmonare (CEC) è una
metodica che, in cardiochirurgia, è utilizzata
per sostituire in maniera totale o parziale, la
funzione di pompa del cuore e di ematosi del
Circolazione Extracorporea
Bypass Cardiopolmonare
Circolazione Extracorporea
Bypass Cardiopolmonare
I principi…
I principi…
Organi e tessuti sono perfusi dal sangue ossigenato
(Le Gallois 1813)
Ossigenatori artificiali del sangue: polmoni estratti
da animali usati in laboratorio (1914)
Brukhonenko suppose che sangue trasportato in
circuiti artificiali potrebbe essere usato in interventi
per l’uomo (1929)
Organi e tessuti sono perfusi dal sangue ossigenato
(Le Gallois
1813
)
Ossigenatori artificiali del sangue: polmoni estratti
da animali usati in laboratorio (
1914
)
Brukhonenko suppose che sangue trasportato in
circuiti artificiali potrebbe essere usato in interventi
Circolazione Extracorporea
Bypass Cardiopolmonare
I principi…
Circolazione Extracorporea
Bypass Cardiopolmonare
I principi…
Circolazione Extracorporea
Bypass Cardiopolmonare
I principi…
Circolazione Extracorporea
Bypass Cardiopolmonare
La storia…
La storia…
1916 Mc Lean : Scoperta della eparina
1937 Chagraff : Scoperta della protamina
1937 John e Mary Gibbon : Studi sperimentali sulla C.E.C.
1949 Gibbon : Risultati disastrosi su animali di laboratorio
1952 FJ Lewis: primo intervento a cuore aperto con successo in
ipotermia
1954 Lillehei : Circolazione crociata controllata “genitori-figli”
1955 Kirklin : Modifica della macchina di Gibbon ed inizio
dell’era della cardiochirurgia a cuore aperto
1916 Mc Lean : Scoperta della eparina
1937 Chagraff : Scoperta della protamina
1937 John e Mary Gibbon : Studi sperimentali sulla C.E.C.
1949 Gibbon : Risultati disastrosi su animali di laboratorio
1952 FJ Lewis: primo intervento a cuore aperto con successo in
ipotermia
1954 Lillehei : Circolazione crociata controllata “genitori-figli”
1955 Kirklin :
Modifica della macchina di Gibbon ed inizio
Circolazione Extracorporea
Bypass Cardiopolmonare
Il circuito
Il circuito
La cannula venosa si collega al Reservoir che è piazzato
40-70 cm sotto il livello del cuore. Il drenaggio è determinato
dalla pvc, dall’altezza, dalla resistenza della cannula, dei tubi,
dei collettori e dall’assenza di aria. La pvc è determinata dal
sistema simpatico e dagli anestetici
La cannula in vcs è in genere 30 F, per la vci è 34 F,
l’atrio-cavale è 42 F
La cannula arteriosa si posiziona in genere in aorta
ascendente a PA 60-80 mmHg
I turniquet sono necessari per evitare sanguinamento e
ingresso di aria
La
cannula venosa
si collega al Reservoir che è piazzato
40-70 cm sotto il livello del cuore. Il drenaggio è determinato
dalla pvc, dall’altezza, dalla resistenza della cannula, dei tubi,
dei collettori e dall’assenza di aria. La pvc è determinata dal
sistema simpatico e dagli anestetici
La cannula in vcs è in genere 30 F, per la vci è 34 F,
l’atrio-cavale è 42 F
La
cannula arteriosa
si posiziona in genere in aorta
ascendente a PA 60-80 mmHg
I
turniquet
sono necessari per evitare sanguinamento e
ingresso di aria
Circolazione Extracorporea
Bypass Cardiopolmonare
Il circuito
Il circuito
Il Reservoir venoso è un contenitore ad alta
capacitanza e bassa pressione che riceve il
drenaggio venoso e ove si possono aggiungere
farmaci, fluidi o sangue autologo. Permette, inoltre,
di avere del tempo a disposizione di sicurezza in
caso di rallentamento del drenaggio venoso
Il Reservoir
venoso è un contenitore ad alta
capacitanza e bassa pressione che riceve il
drenaggio venoso e ove si possono aggiungere
farmaci, fluidi o sangue autologo. Permette, inoltre,
di avere del tempo a disposizione di sicurezza in
caso di rallentamento del drenaggio venoso
Circolazione Extracorporea
Bypass Cardiopolmonare
Il circuito
Il circuito
Nell’ossigenatore aNell’ossigenatore a bollebolle l’ossigeno viene fatto gorgogliare nel l’ossigeno viene fatto gorgogliare nel sangue. Tale gorgogliamento diretto pone problemi di formazione di
sangue. Tale gorgogliamento diretto pone problemi di formazione di
schiuma
schiuma, potenziale causa di embolia gassosa. Per tale motivo le bolle , potenziale causa di embolia gassosa. Per tale motivo le bolle sono poste a trattamento antischiuma
sono poste a trattamento antischiuma
Nell’ ossigenatore a
Nell’ ossigenatore a membrane membrane lo scambio O2-CO2 avviene tramite lo scambio O2-CO2 avviene tramite l’interposizione di una sottile ed estesa
l’interposizione di una sottile ed estesa (2-4 m (2-4 m22) ) membrana membrana (teflon o (teflon o
polipropilene o gomma di silicone)
polipropilene o gomma di silicone) dotata di micropori di circadotata di micropori di circa 100 100 m
che assicurano un gas transfer ottimale, un’alta affidabilità, un minore traumatismo sulla parte corpuscolata del sangue
Lo scambio gassoso negli ossigenatori dipende dalla pressione
Lo scambio gassoso negli ossigenatori dipende dalla pressione
parziale dei gas e dalla superficie di contatto
parziale dei gas e dalla superficie di contatto
Nell’ossigenatore a
Nell’ossigenatore a bollebolle l’ossigeno viene fatto gorgogliare nel l’ossigeno viene fatto gorgogliare nel sangue. Tale gorgogliamento diretto pone problemi di formazione di
sangue. Tale gorgogliamento diretto pone problemi di formazione di
schiuma
schiuma, potenziale causa di embolia gassosa. Per tale motivo le bolle , potenziale causa di embolia gassosa. Per tale motivo le bolle sono poste a trattamento antischiuma
sono poste a trattamento antischiuma
Nell’ ossigenatore a
Nell’ ossigenatore a membrane membrane lo scambio O2-CO2 avviene tramite lo scambio O2-CO2 avviene tramite l’interposizione di una sottile ed estesa
l’interposizione di una sottile ed estesa (2-4 m (2-4 m22) ) membrana membrana (teflon o (teflon o
polipropilene o gomma di silicone)
polipropilene o gomma di silicone) dotata di micropori di circadotata di micropori di circa 100 100 m
che assicurano un gas transfer ottimale, un’alta affidabilità, un minore traumatismo sulla parte corpuscolata del sangue
Lo scambio gassoso negli ossigenatori dipende dalla pressione
Lo scambio gassoso negli ossigenatori dipende dalla pressione
parziale dei gas e dalla superficie di contatto
Circolazione Extracorporea
Bypass Cardiopolmonare
Il circuito
Il circuito
Lo scambiatore di calore ha il compito di:
Lo scambiatore di calore ha il compito di:
Mantenere costante la temperatura del sangue di
Mantenere costante la temperatura del sangue di
perfusione e quindi la temperatura corporea
perfusione e quindi la temperatura corporea
Raffreddare e/o riscaldare il sangue per variare la
Raffreddare e/o riscaldare il sangue per variare la
temperatura corporea
temperatura corporea
Questi scambiatori di calore sono costruiti (da una lamina
Questi scambiatori di calore sono costruiti (da una lamina
di metallo) in modo che una parte dello spazio è riservata
di metallo) in modo che una parte dello spazio è riservata
al
al
mezzo di raffreddamento
mezzo di raffreddamento
o riscaldamento, cioè
o riscaldamento, cioè
l’acqua
l’acqua
,
,
e l’altra al
e l’altra al
liquido da raffreddare
liquido da raffreddare
, cioè
, cioè
il sangue
il sangue
Lo scambiatore di calore ha il compito di:
Lo scambiatore di calore ha il compito di:
Mantenere costante la temperatura del sangue di
Mantenere costante la temperatura del sangue di
perfusione e quindi la temperatura corporea
perfusione e quindi la temperatura corporea
Raffreddare e/o riscaldare il sangue per variare la
Raffreddare e/o riscaldare il sangue per variare la
temperatura corporea
temperatura corporea
Questi scambiatori di calore sono costruiti (da una lamina
Questi scambiatori di calore sono costruiti (da una lamina
di metallo) in modo che una parte dello spazio è riservata
di metallo) in modo che una parte dello spazio è riservata
al
al
mezzo di raffreddamento
mezzo di raffreddamento
o riscaldamento, cioè
o riscaldamento, cioè
l’acqua
l’acqua
,
,
e l’altra al
Circolazione Extracorporea
Bypass Cardiopolmonare
Il circuito
Il circuito
Durante la CEC la pompa meccanica ha il compito di
Durante la CEC la pompa meccanica ha il compito di sostituiresostituire la la funzione del cuore e di
funzione del cuore e di muoveremuovere il flusso del sangue nel circuito e nel il flusso del sangue nel circuito e nel sistema vascolare dell’organismo. Serve a generare un
sistema vascolare dell’organismo. Serve a generare un gradiente gradiente pressorio
pressorio
La pompa a rulli
La pompa a rulli è semplice e di basso costo e può pompare contro è semplice e di basso costo e può pompare contro alte resistenze senza ridurre il flusso, gli svantaggi sono la necessità
alte resistenze senza ridurre il flusso, gli svantaggi sono la necessità
d’occlusione, il rischio embolico ed emolitico, pompare una certa
d’occlusione, il rischio embolico ed emolitico, pompare una certa
quantità di aria e la possibilità di creare alte pressioni positive e
quantità di aria e la possibilità di creare alte pressioni positive e
negative
negative
Gli elementi costitutivi sono lo
Gli elementi costitutivi sono lo statore statore (sistema a forma di ferro di (sistema a forma di ferro di cavallo), il
cavallo), il rotorerotore (rulli mobili), ed un tratto di tubo ( (rulli mobili), ed un tratto di tubo (sottopompasottopompa))
I rulli (due cilindri ruotanti posti a 180° uno dall’altro), azionati da un
I rulli (due cilindri ruotanti posti a 180° uno dall’altro), azionati da un
motore elettrico, girano nello statore, assicurando l’aspirazione e la
motore elettrico, girano nello statore, assicurando l’aspirazione e la
propulsione in senso unidirezionale del sangue contenuto nel
propulsione in senso unidirezionale del sangue contenuto nel
sottopompa per occlusione dello stesso
sottopompa per occlusione dello stesso
Durante la CEC la pompa meccanica ha il compito di
Durante la CEC la pompa meccanica ha il compito di sostituiresostituire la la funzione del cuore e di
funzione del cuore e di muoveremuovere il flusso del sangue nel circuito e nel il flusso del sangue nel circuito e nel sistema vascolare dell’organismo. Serve a generare un
sistema vascolare dell’organismo. Serve a generare un gradiente gradiente pressorio
pressorio
La pompa a rulli
La pompa a rulli è semplice e di basso costo e può pompare contro è semplice e di basso costo e può pompare contro alte resistenze senza ridurre il flusso, gli svantaggi sono la necessità
alte resistenze senza ridurre il flusso, gli svantaggi sono la necessità
d’occlusione, il rischio embolico ed emolitico, pompare una certa
d’occlusione, il rischio embolico ed emolitico, pompare una certa
quantità di aria e la possibilità di creare alte pressioni positive e
quantità di aria e la possibilità di creare alte pressioni positive e
negative
negative
Gli elementi costitutivi sono lo
Gli elementi costitutivi sono lo statore statore (sistema a forma di ferro di (sistema a forma di ferro di cavallo), il
cavallo), il rotorerotore (rulli mobili), ed un tratto di tubo ( (rulli mobili), ed un tratto di tubo (sottopompasottopompa))
I rulli (due cilindri ruotanti posti a 180° uno dall’altro), azionati da un
I rulli (due cilindri ruotanti posti a 180° uno dall’altro), azionati da un
motore elettrico, girano nello statore, assicurando l’aspirazione e la
motore elettrico, girano nello statore, assicurando l’aspirazione e la
propulsione in senso unidirezionale del sangue contenuto nel
propulsione in senso unidirezionale del sangue contenuto nel
sottopompa per occlusione dello stesso
Circolazione Extracorporea
Bypass Cardiopolmonare
Il circuito
Il circuito
Le pompe centrifugheLe pompe centrifughe non creano il rischio di pompaggio di aria, di non creano il rischio di pompaggio di aria, di
generare alte pressioni positive e negative, di dare emolisi ma sono di
generare alte pressioni positive e negative, di dare emolisi ma sono di
alto costo, a rischio di esanguinare il paziente accidentalmente per
alto costo, a rischio di esanguinare il paziente accidentalmente per
mancanza di occlusione, e dipendenti nel flusso dalle resistenze a
mancanza di occlusione, e dipendenti nel flusso dalle resistenze a
valle
valle
Utilizzata la prima volta in cardiochirurgia nel 1974, il sangue viene Utilizzata la prima volta in cardiochirurgia nel 1974, il sangue viene
fatto entrare all’apice di una campana costituita da più coni
fatto entrare all’apice di una campana costituita da più coni
sovrapposti, i quali vengono fatti ruotare ad alta velocità
sovrapposti, i quali vengono fatti ruotare ad alta velocità
determinandone una elevata accelerazione. In conseguenza della
determinandone una elevata accelerazione. In conseguenza della
viscosità e delle forze di adesione, si determinano nella campana due
viscosità e delle forze di adesione, si determinano nella campana due
zone a diversa pressione: una centrale a bassa pressione ed una
zone a diversa pressione: una centrale a bassa pressione ed una
periferica ad alta pressione da cui viene fatto uscire il sangue. Il
periferica ad alta pressione da cui viene fatto uscire il sangue. Il
meccanismo di accelerazione e di spinta è analogo a quello che si
meccanismo di accelerazione e di spinta è analogo a quello che si
verifica in una tromba d’aria
verifica in una tromba d’aria
Le pompe centrifugheLe pompe centrifughe non creano il rischio di pompaggio di aria, di non creano il rischio di pompaggio di aria, di generare alte pressioni positive e negative, di dare emolisi ma sono di
generare alte pressioni positive e negative, di dare emolisi ma sono di
alto costo, a rischio di esanguinare il paziente accidentalmente per
alto costo, a rischio di esanguinare il paziente accidentalmente per
mancanza di occlusione, e dipendenti nel flusso dalle resistenze a
mancanza di occlusione, e dipendenti nel flusso dalle resistenze a
valle
valle
Utilizzata la prima volta in cardiochirurgia nel 1974, il sangue viene Utilizzata la prima volta in cardiochirurgia nel 1974, il sangue viene fatto entrare all’apice di una campana costituita da più coni
fatto entrare all’apice di una campana costituita da più coni
sovrapposti, i quali vengono fatti ruotare ad alta velocità
sovrapposti, i quali vengono fatti ruotare ad alta velocità
determinandone una elevata accelerazione. In conseguenza della
determinandone una elevata accelerazione. In conseguenza della
viscosità e delle forze di adesione, si determinano nella campana due
viscosità e delle forze di adesione, si determinano nella campana due
zone a diversa pressione: una centrale a bassa pressione ed una
zone a diversa pressione: una centrale a bassa pressione ed una
periferica ad alta pressione da cui viene fatto uscire il sangue. Il
periferica ad alta pressione da cui viene fatto uscire il sangue. Il
meccanismo di accelerazione e di spinta è analogo a quello che si
meccanismo di accelerazione e di spinta è analogo a quello che si
verifica in una tromba d’aria
Circolazione Extracorporea
Bypass Cardiopolmonare
Il circuito
Il circuito
I Filtri sono maglie di nylon con pori di 40-200 m
che si posizionano in genere:
Nell’ossigenatore (filtra il sangue prima di
restituirlo al paziente)
Nel reservoir (sangue aspirato e recuperato al
campo operatorio)
Sulla linea arteriosa (a valle della pompa)
I Filtri sono maglie di
nylon
con pori di
40-200
m
che si posizionano in genere:
Nell’ossigenatore (filtra il sangue prima di
restituirlo al paziente)
Nel reservoir (sangue aspirato e recuperato al
campo operatorio)
Circolazione Extracorporea
Bypass Cardiopolmonare
Il circuito
Il circuito
Priming o RiempimentoPriming o Riempimento si intende la quantità e la qualità dei liquidi si intende la quantità e la qualità dei liquidi necessari per riempire il circuito
necessari per riempire il circuito
In passato veniva effettuato con
In passato veniva effettuato con sangue eparinizzatosangue eparinizzato compatibile o con compatibile o con sangue conservato reso incoagulabile con una soluzione di
sangue conservato reso incoagulabile con una soluzione di ACD (citrato)ACD (citrato) I rischi maggiori erano rappresentati dall’epatite, dall’AIDS, dai danni alla
I rischi maggiori erano rappresentati dall’epatite, dall’AIDS, dai danni alla
microcircolazione dell’apparato respiratorio e degli organi emuntori
microcircolazione dell’apparato respiratorio e degli organi emuntori
Attualmente il riempimento utilizzato è: circa
Attualmente il riempimento utilizzato è: circa 1,5-2 litri di soluzione 1,5-2 litri di soluzione elettrolitica bilanciata (
elettrolitica bilanciata (20 ml priming x Kg di peso corporeo) (Ringer (Ringer lattato)
lattato) che rappresenta il 30-35% del volume ematico del paziente e che che rappresenta il 30-35% del volume ematico del paziente e che determina una riduzione di circa 1/3 dell’ematocrito di partenza del
determina una riduzione di circa 1/3 dell’ematocrito di partenza del
paziente, si ha quindi un ematocrito che oscilla tra
paziente, si ha quindi un ematocrito che oscilla tra 2020 e il e il 30%30% che che ritornerà nella norma a fine intervento attraverso la diuresi
ritornerà nella norma a fine intervento attraverso la diuresi Priming o Riempimento
Priming o Riempimento si intende la quantità e la qualità dei liquidi si intende la quantità e la qualità dei liquidi necessari per riempire il circuito
necessari per riempire il circuito
In passato veniva effettuato con
In passato veniva effettuato con sangue eparinizzatosangue eparinizzato compatibile o con compatibile o con sangue conservato reso incoagulabile con una soluzione di
sangue conservato reso incoagulabile con una soluzione di ACD (citrato)ACD (citrato) I rischi maggiori erano rappresentati dall’epatite, dall’AIDS, dai danni alla
I rischi maggiori erano rappresentati dall’epatite, dall’AIDS, dai danni alla
microcircolazione dell’apparato respiratorio e degli organi emuntori
microcircolazione dell’apparato respiratorio e degli organi emuntori
Attualmente il riempimento utilizzato è: circa
Attualmente il riempimento utilizzato è: circa 1,5-2 litri di soluzione 1,5-2 litri di soluzione elettrolitica bilanciata (
elettrolitica bilanciata (20 ml priming x Kg di peso corporeo) (Ringer (Ringer lattato)
lattato) che rappresenta il 30-35% del volume ematico del paziente e che che rappresenta il 30-35% del volume ematico del paziente e che determina una riduzione di circa 1/3 dell’ematocrito di partenza del
determina una riduzione di circa 1/3 dell’ematocrito di partenza del
paziente, si ha quindi un ematocrito che oscilla tra
paziente, si ha quindi un ematocrito che oscilla tra 2020 e il e il 30%30% che che ritornerà nella norma a fine intervento attraverso la diuresi
Circolazione Extracorporea
Bypass Cardiopolmonare
Il circuito
Il circuito
Eparinizzazione: Immediatamente prima di collegare il paziente alla CEC
alla dose di 3 mg/Kg
Per iniezione diretta o in atrio destro o direttamente in aorta
Durante la CEC è quindi necessario rendere il sangue incoagulabile tramite l’inibizione delle reazioni che precedono l’attivazione del fattore XII e la formazione di fibrina
L’attività dell’eparina può essere valutata mediante il tempo di coagulazione attivato (ACT). In condizioni normali l’ACT = 90”-130”
Un’adeguata anticoagulazione durante CEC si ottiene con un ACT > 480” A fine intervento la coagulazione viene ristabilita somministrando solfato di protamina alla dose di 1 mg per ogni 100 unità di eparina (1 fl di protamina=50 mg)
Eparinizzazione: Immediatamente prima di collegare il paziente alla CEC
alla dose di 3 mg/Kg
Per iniezione diretta o in atrio destro o direttamente in aorta
Durante la CEC è quindi necessario rendere il sangue incoagulabile tramite l’inibizione delle reazioni che precedono l’attivazione del fattore XII e la formazione di fibrina
L’attività dell’eparina può essere valutata mediante il tempo di coagulazione attivato (ACT). In condizioni normali l’ACT = 90”-130”
Un’adeguata anticoagulazione durante CEC si ottiene con un ACT > 480” A fine intervento la coagulazione viene ristabilita somministrando solfato di protamina alla dose di 1 mg per ogni 100 unità di eparina (1 fl di protamina=50 mg)
Circolazione Extracorporea
Bypass Cardiopolmonare
Il circuito
Circolazione Extracorporea
Bypass Cardiopolmonare
Il circuito
Circolazione Extracorporea
Bypass Cardiopolmonare
Il circuito
Circolazione Extracorporea
Bypass Cardiopolmonare
Il circuito
Circolazione Extracorporea
Bypass Cardiopolmonare
Il circuito
Circolazione Extracorporea
Bypass Cardiopolmonare
Circolazione Extracorporea
Bypass Cardiopolmonare
Materiali
Materiali
FLUSSO l/m
2Cannula arteriosa
Cannula venosa
Da 1-1,5
10
16-18
Da 2-2,5
18
24-26
Da 3-3,5
22
28-30
Superiore a 3,5
24
32-34
Resine chimicamente inerti, polimeri del vinile (cloruro di
polivinile) PVC + 30-40% di sostanza plastificante: estere
dell’acido ftalico (che li rende flessibili)
Resine chimicamente inerti, polimeri del vinile (
cloruro di
polivinile
) PVC + 30-40% di
sostanza plastificante
:
estere
dell’acido ftalico
(che li rende flessibili)
Circolazione Extracorporea
Bypass Cardiopolmonare
Materiali
Circolazione Extracorporea
Bypass Cardiopolmonare
Materiali
Materiali
Il Ventaggio è finalizzato
alla
prevenzione
della
dilatazione delle camere
cardiache,
il
rischio
d’embolismo e favorisce
una migliore esposizione
chirurgica
Il Ventaggio è finalizzato
alla
prevenzione
della
dilatazione delle camere
cardiache,
il
rischio
d’embolismo e favorisce
una migliore esposizione
chirurgica
Circolazione Extracorporea
Bypass Cardiopolmonare
Interazioni con l’organismo
Interazioni con l’organismo
Particolare attenzione bisogna porre nella scelta del
diametro dei tubi, che viene fatta tenendo conto di
particolari tabelle stilate sulla base della superficie
corporea dei pazienti: devono avere un calibro non
troppo grande, al fine di ridurre la massa necessaria
per riempire il circuito, ma sufficiente per mantenere
un flusso di perfusione adeguato a pressioni non
elevate senza creare gradienti pressori
Particolare attenzione bisogna porre nella scelta del
diametro dei tubi, che viene fatta tenendo conto di
particolari tabelle stilate sulla base della
superficie
corporea
dei pazienti:
devono avere un calibro non
troppo grande, al fine di ridurre la massa necessaria
per riempire il circuito, ma sufficiente per mantenere
un
flusso di perfusione
adeguato a pressioni non
elevate senza creare gradienti pressori
Circolazione Extracorporea
Bypass Cardiopolmonare
Interazioni con l’organismo
Interazioni con l’organismo
In condizioni normali il sangue coagula pochi minuti dopo
aver perso il rapporto diretto con l’endotelio vascolare
Pertanto quando esso giunge a contatto con una qualsiasi
delle parti del circuito della CEC, comincerebbe a coagulare
con conseguente diffusione di emboli nel paziente e blocco
completo in breve tempo della CEC
In condizioni normali il sangue coagula pochi minuti dopo
aver perso il rapporto diretto con l’endotelio vascolare
Pertanto quando esso giunge a contatto con una qualsiasi
delle parti del circuito della CEC, comincerebbe a coagulare
con conseguente diffusione di emboli nel paziente e blocco
completo in breve tempo della CEC
Circolazione Extracorporea
Bypass Cardiopolmonare
Interazioni con l’organismo
Interazioni con l’organismo
La Protamina va somministrata lentamente perché il
complesso eparina-protamina attiva il complemento
e quindi può dare ipotensione, che può essere
attenuata somministrando calcio
La Protamina va somministrata lentamente perché il
complesso eparina-protamina attiva il complemento
e quindi può dare ipotensione, che può essere
attenuata somministrando calcio
La circolazione extracorporea va terminata solo
quando: il paziente raggiunge una temperatura
corporea pari a 34-36 °C, il cuore riparte, il polmone
si riespande e ventila
La circolazione extracorporea va terminata solo
quando: il paziente raggiunge una temperatura
corporea pari a 34-36 °C, il cuore riparte, il polmone
si riespande e ventila
Circolazione Extracorporea
Bypass Cardiopolmonare
Interazioni con l’organismo
Interazioni con l’organismo
Il contatto del sangue con superfici sintetiche determina
Il contatto del sangue con superfici sintetiche determina
una massiva risposta di difesa:
una massiva risposta di difesa:
The inflammatory response to cardiopulmonary bypass
The inflammatory response to cardiopulmonary bypass
Il contatto del sangue con superfici sintetiche determina
Il contatto del sangue con superfici sintetiche determina
una massiva risposta di difesa:
una massiva risposta di difesa:
The inflammatory response to cardiopulmonary bypass
The inflammatory response to cardiopulmonary bypass
IL-6IL-6: promozione della sintesi epatica delle proteine della fase acuta, : promozione della sintesi epatica delle proteine della fase acuta,
partecipa al danno ischemia/riperfusione mediato dai neutrofili
partecipa al danno ischemia/riperfusione mediato dai neutrofili
IL-8IL-8: partecipa al danno miocardico post-riperfusione, aumentando : partecipa al danno miocardico post-riperfusione, aumentando
l’adesione dei neutrofili al miocardio
l’adesione dei neutrofili al miocardio
TNF-TNF-αα: la sua liberazione da parte dei miociti può essere causa di : la sua liberazione da parte dei miociti può essere causa di
stunning post-CEC
stunning post-CEC
IL-6IL-6: promozione della sintesi epatica delle proteine della fase acuta, : promozione della sintesi epatica delle proteine della fase acuta, partecipa al danno ischemia/riperfusione mediato dai neutrofili
partecipa al danno ischemia/riperfusione mediato dai neutrofili
IL-8IL-8: partecipa al danno miocardico post-riperfusione, aumentando : partecipa al danno miocardico post-riperfusione, aumentando l’adesione dei neutrofili al miocardio
l’adesione dei neutrofili al miocardio
TNF-TNF-αα: la sua liberazione da parte dei miociti può essere causa di : la sua liberazione da parte dei miociti può essere causa di stunning post-CEC
Circolazione Extracorporea
Bypass Cardiopolmonare
Interazioni con l’organismo
Interazioni con l’organismo
EMODILUIZIONE TOTALE
Risparmio di sangue
Prevenzione di eventuali reazioni da sangue omologo
Migliorata microcircolazione per riduzione della viscosità del
sangue (che aumenta del 5% per ogni C° di diminuizione
della T corporea)
Mantenimento della diuresi a valori alti
SVANTAGGI: Acidosi transitoria
EMODILUIZIONE TOTALE
Risparmio di sangue
Prevenzione di eventuali reazioni da sangue omologo
Migliorata microcircolazione per riduzione della viscosità del
sangue (che aumenta del 5% per ogni C° di diminuizione
della T corporea)
Mantenimento della diuresi a valori alti
SVANTAGGI: Acidosi transitoria
Circolazione Extracorporea
Bypass Cardiopolmonare
Interazioni con l’organismo
Circolazione Extracorporea
Bypass Cardiopolmonare
Interazioni con l’organismo
Circolazione Extracorporea
Bypass Cardiopolmonare
Interazioni con l’organismo
Circolazione Extracorporea
Bypass Cardiopolmonare
Interazioni con l’organismo
Circolazione Extracorporea
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Interazioni con l’organismo
Circolazione Extracorporea
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Interazioni con l’organismo
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Bypass Cardiopolmonare
Interazioni con l’organismo
Circolazione Extracorporea
Bypass Cardiopolmonare
Circolazione Extracorporea
Bypass Cardiopolmonare
Protezione cardiaca
Protezione cardiaca
E’ il termine con il quale ci si riferisce alleE’ il termine con il quale ci si riferisce alle strategie strategie e alle e alle metodiche metodiche utilizzate per attenuare o prevenire, le disfunzioni miocardiche
utilizzate per attenuare o prevenire, le disfunzioni miocardiche
post-ischemiche che si verificano durante o dopo gli interventi sul cuore
ischemiche che si verificano durante o dopo gli interventi sul cuore
1950 Bigelow: “ipotermia” forma di anestetico ,applic. sui cani 1955 Melrose, Bentall : concetto di arresto reversibile nei cani 1959 Shmway: ipotermia locale
1964 Bretshneider : arresto del cuore con una soluzione con poco sodio e calcio-libero, procaina
1964 Sondergaard : adotta la soluzione cardioplegica di Bretshneider nella pratica clinica
E’ il termine con il quale ci si riferisce alle
E’ il termine con il quale ci si riferisce alle strategie strategie e alle e alle metodiche metodiche utilizzate per attenuare o prevenire, le disfunzioni miocardiche
utilizzate per attenuare o prevenire, le disfunzioni miocardiche
post-ischemiche che si verificano durante o dopo gli interventi sul cuore
ischemiche che si verificano durante o dopo gli interventi sul cuore
1950 Bigelow: “ipotermia” forma di anestetico ,applic. sui cani 1955 Melrose, Bentall : concetto di arresto reversibile nei cani 1959 Shmway: ipotermia locale
1964 Bretshneider : arresto del cuore con una soluzione con poco
sodio e calcio-libero, procaina
1964 Sondergaard : adotta la soluzione cardioplegica di
Circolazione Extracorporea
Bypass Cardiopolmonare
Circolazione Extracorporea
Bypass Cardiopolmonare
Protezione cardiaca
Protezione cardiaca
L’arresto ischemico ottenuto con il semplice clampaggio aortico fu
introdotto da Cooley
Nelle cellule miocardiche private dell’apporto ematico cessa il
metabolismo aerobio, si ha un rapido depauperamento delle riserve energetiche, blocco delle pompe ioniche di membrana, cessa l’attività elettro-meccanica del cuore, la carenza di energia comporta anche l’incapacità da parte delle cellule a sequestrare calcio nel reticolo sarcoplasmatico con conseguente abnorme aumento del calcio intracellulare e contrattura spastica del cuore (Stone heart)
La durata del periodo di reversibilità nell’ischemia normotermica non è
ben definità, ma si ritiene che non superi i 38-40 minuti dopo i quali si verificano 3 tipi diversi di danno cardiaco (dan. ischemico/riperfusione): 1) miocardio “stunning”, 2) apoptosi, 3) infarto miocardico
L’arresto ischemico ottenuto con il semplice clampaggio aortico fu
introdotto da Cooley
Nelle cellule miocardiche private dell’apporto ematico cessa il
metabolismo aerobio, si ha un rapido depauperamento delle riserve energetiche, blocco delle pompe ioniche di membrana, cessa l’attività elettro-meccanica del cuore, la carenza di energia comporta anche l’incapacità da parte delle cellule a sequestrare calcio nel reticolo sarcoplasmatico con conseguente abnorme aumento del calcio intracellulare e contrattura spastica del cuore (Stone heart)
La durata del periodo di reversibilità nell’ischemia normotermica non è
ben definità, ma si ritiene che non superi i 38-40 minuti dopo i quali si verificano 3 tipi diversi di danno cardiaco (dan. ischemico/riperfusione): 1) miocardio “stunning”, 2) apoptosi, 3) infarto miocardico
Circolazione Extracorporea
Bypass Cardiopolmonare
Circolazione Extracorporea
Bypass Cardiopolmonare
Protezione cardiaca
Protezione cardiaca
Shumway per consentire periodi più lunghi di
ischemia (senza danni irreversibili), nel 1959
propose un modello d’ipotermia locale miocardica,
mediante irrigazione del pericardio con soluzione
salina fredda (+4°C)
Con l’ipotermia si riduce l’attività metabolica e
si ha una consistente diminuzione della domanda di
ossigeno
Shumway per consentire periodi più lunghi di
ischemia (senza danni irreversibili), nel 1959
propose un modello d’
ipotermia locale
miocardica,
mediante irrigazione del pericardio con soluzione
salina fredda (+4°C)
Con l’
ipotermia
si riduce l’attività metabolica e
si ha una consistente diminuzione della domanda di
ossigeno
Circolazione Extracorporea
Bypass Cardiopolmonare
Protezione cardiaca
Protezione cardiaca
L’attività metabolica si raddoppia o si dimezza per ogni 10 °C
in più o in meno di temperatura
Ipotermia moderata: fino a 28 °C
Ipotermia intermedia: da 28 °C a 20 °C
Ipotermia profonda: sotto i 20 °C
L’attività metabolica
si raddoppia o si dimezza per ogni
10 °C
in più o in meno di temperatura
Ipotermia moderata
: fino a 28 °C
Ipotermia intermedia
: da 28 °C a 20 °C
Ipotermia profonda
: sotto i 20 °C
Circolazione Extracorporea
Bypass Cardiopolmonare
Protezione cardiaca
Protezione cardiaca
• La La cardioplegiacardioplegia, ovvero la “quiescenza elettro-meccanica”, riduce il consumo di , ovvero la “quiescenza elettro-meccanica”, riduce il consumo di ossigeno a livelli talmente bassi che la produzione di energia spontanea è sufficiente
ossigeno a livelli talmente bassi che la produzione di energia spontanea è sufficiente
a garantire i processi essenziali al mantenimento della vitalità cellulare
a garantire i processi essenziali al mantenimento della vitalità cellulare • Inibendo il passaggio di NaInibendo il passaggio di Na++ e K e K++ attraverso la membrana plasmatica attraverso la membrana plasmatica • Bloccando il passaggio transmembrana del CaBloccando il passaggio transmembrana del Ca2+2+
• Inibendo la liberazione del CaInibendo la liberazione del Ca2+2+ dalle vescicole del RE dalle vescicole del RE
• Rallentando il passaggio del CaRallentando il passaggio del Ca2+2+ nelle vescicole e nei mitocondri al termine della nelle vescicole e nei mitocondri al termine della
contrazione
contrazione
• La combinazione cardioplegia-ipotermia costituisce la protezione miocardica idealeLa combinazione cardioplegia-ipotermia costituisce la protezione miocardica ideale
• Assicura un cuore fermo, esangue e rilasciato, condizioni ottimali per un accurato Assicura un cuore fermo, esangue e rilasciato, condizioni ottimali per un accurato intervento chirurgico
Circolazione Extracorporea
Bypass Cardiopolmonare
Protezione cardiaca
Protezione cardiaca
Condizioni normali 6,5 – 9 ml/100 gr/m’Condizioni normali 6,5 – 9 ml/100 gr/m’ Fibrillazione ventricolare 4 – 5 “ “ “ “Fibrillazione ventricolare 4 – 5 “ “ “ “ Perfusione coronaricaPerfusione coronarica
a cuore battente 4 “ “ “ “ “
a cuore battente 4 “ “ “ “ “
Arresto potassico 1,2 – 2,2 “ “ “ “ “Arresto potassico 1,2 – 2,2 “ “ “ “ “ Cardioplegia ipotermica 15 °C 0,2 “ “ “ “ “Cardioplegia ipotermica 15 °C 0,2 “ “ “ “ “ Cardioplegia ipotermica 5 °C 0,1 “ “ “ “ “Cardioplegia ipotermica 5 °C 0,1 “ “ “ “ “
Condizioni normali 6,5 – 9 ml/100 gr/m’Condizioni normali 6,5 – 9 ml/100 gr/m’ Fibrillazione ventricolare 4 – 5 “ “ “ “Fibrillazione ventricolare 4 – 5 “ “ “ “ Perfusione coronaricaPerfusione coronarica
a cuore battente 4 “ “ “ “ “
a cuore battente 4 “ “ “ “ “
Arresto potassico 1,2 – 2,2 “ “ “ “ “Arresto potassico 1,2 – 2,2 “ “ “ “ “ Cardioplegia ipotermica 15 °C 0,2 “ “ “ “ “Cardioplegia ipotermica 15 °C 0,2 “ “ “ “ “ Cardioplegia ipotermica 5 °C 0,1 “ “ “ “ “Cardioplegia ipotermica 5 °C 0,1 “ “ “ “ “
Circolazione Extracorporea
Bypass Cardiopolmonare
Protezione cardiaca
Protezione cardiaca
Le soluzioni cardioplegiche contengono una
Le soluzioni cardioplegiche contengono una
grande varietà di agenti chimici che sono disegnati
grande varietà di agenti chimici che sono disegnati
all’arresto del cuore rapidamente in diastole. Esse si
all’arresto del cuore rapidamente in diastole. Esse si
dividono in 2 tipi:
dividono in 2 tipi:
1)
1)
cristalloidi
cristalloidi
2)
2)
ematiche
ematiche
Le soluzioni cardioplegiche contengono una
Le soluzioni cardioplegiche contengono una
grande varietà di agenti chimici che sono disegnati
grande varietà di agenti chimici che sono disegnati
all’arresto del cuore rapidamente in diastole. Esse si
all’arresto del cuore rapidamente in diastole. Esse si
dividono in 2 tipi:
dividono in 2 tipi:
1)
1)
cristalloidi
cristalloidi
2)
2)
ematiche
ematiche
Circolazione Extracorporea
Bypass Cardiopolmonare
Protezione cardiaca
Protezione cardiaca
Cardioplegia St Thomas:
1Fiala da 20 ml mMol/20ml Procaina mMol 1 KCl mMol 15.96 MgCl esaidrato mMol 15.99 Diluita in: 1000 ml di Ringer-lattato 1 fl di KCl=10 mEq/l 4 fl di NaHCO3 = 40 mEq/lCardioplegia St Thomas:
1Fiala da 20 ml mMol/20ml Procaina mMol 1 KCl mMol 15.96 MgCl esaidrato mMol 15.99 Diluita in: 1000 ml di Ringer-lattato 1 fl di KCl=10 mEq/l 4 fl di NaHCO3 = 40 mEq/lCircolazione Extracorporea
Bypass Cardiopolmonare
Protezione cardiaca
Protezione cardiaca
VIA ANTEROGRADA : - BULBO AORTICO- INCANNULAZIONE OSTI CORONARICI
VIA RETROGADA :
- INCANNULAZIONE SENO VENOSO CORONARICO
Modalità di infusione: CONTINUA
INTERMITTENTE
VIA ANTEROGRADA : - BULBO AORTICO
- INCANNULAZIONE OSTI CORONARICI
VIA RETROGADA :
- INCANNULAZIONE SENO VENOSO CORONARICO
Modalità di infusione: CONTINUA
Circolazione Extracorporea
Bypass Cardiopolmonare
Casi particolari…
Casi particolari…
L’incannulazione venosa può avvenire attraverso la vena
iliaca o femorale. Viene impiegata prima dell’apertura per casi
di CEC in emergenza per assistenza o per prevenire il
sanguinamento nei reinterventi o in alcuni tipi di chirurgia
aortica e toracica. Esistono cannule che possono avanzare
fino in atrio destro sotto guida TEE.
La persistenza di una vcs sinistra (0,5% della popolazione)
può essere trattata con clampaggio del tronco venoso
anonimo o con incannulazione tramite seno coronarico
L’
incannulazione venosa
può avvenire attraverso la vena
iliaca o femorale. Viene impiegata prima dell’apertura per casi
di CEC in emergenza per assistenza o per prevenire il
sanguinamento nei reinterventi o in alcuni tipi di chirurgia
aortica e toracica. Esistono cannule che possono avanzare
fino in atrio destro sotto guida TEE.
La persistenza di una vcs sinistra (0,5% della popolazione)
può essere trattata con clampaggio del tronco venoso
anonimo o con incannulazione tramite seno coronarico
Circolazione Extracorporea
Bypass Cardiopolmonare
Casi particolari…
Casi particolari…
L’incannulazione arteriosa femorale o iliaca è indicata per
iniziare un’assistenza in condizioni di grave emorragia,
shock, dissezione intraoperatoria, reinterventi, particolare
chirurgia aortica
Altri siti d’incannulazione arteriosa sono l’arteria ascellare
che assicura un flusso anterogrado nell’arco aortico e
protegge comunque il braccio per la presenza di circoli
collaterali e in aorta ascendente tramite una cannula inserita
all’apice del ventricolo sx via valvola aortica
L’
incannulazione arteriosa
femorale o iliaca è indicata per
iniziare un’assistenza in condizioni di grave emorragia,
shock, dissezione intraoperatoria, reinterventi, particolare
chirurgia aortica
Altri siti d’incannulazione arteriosa sono l’arteria ascellare
che assicura un flusso anterogrado nell’arco aortico e
protegge comunque il braccio per la presenza di circoli
collaterali e in aorta ascendente tramite una cannula inserita
all’apice del ventricolo sx via valvola aortica
Circolazione Extracorporea
Bypass Cardiopolmonare
Casi particolari…
Casi particolari…
IPOTERMIA PROFONDA + ARRESTO ED ESANGUINAMENTO TOTALE
IPOTERMIA PROFONDA + ARRESTO ED ESANGUINAMENTO TOTALE
18 °C T. rettale18 °C T. rettale
15 °C T. naso-faringea15 °C T. naso-faringea
Protezione barbiturica (Farmotal 500mg + Gardenale 100mg Protezione barbiturica (Farmotal 500mg + Gardenale 100mg
+ Solumedrol 1 g)
+ Solumedrol 1 g)
Applicazione di ghiaccio sulla testaApplicazione di ghiaccio sulla testa
Esanguinamento del paziente (Chiusura linea arteriosa e Esanguinamento del paziente (Chiusura linea arteriosa e
drenaggio venoso)
drenaggio venoso)
Ricircolo a circuito chiuso (Ossigenazione – evitare aggregati e/o Ricircolo a circuito chiuso (Ossigenazione – evitare aggregati e/o
coaguli- riscaldamento del sangue a 28 – 30 °C)
coaguli- riscaldamento del sangue a 28 – 30 °C)
Alla riperfusione: Apertura della linea arteriosa, da Flussi 0 Alla riperfusione: Apertura della linea arteriosa, da Flussi 0
a Flussi ottimali (2.2 – 2.4 L/m
a Flussi ottimali (2.2 – 2.4 L/m22))
IPOTERMIA PROFONDA + ARRESTO ED ESANGUINAMENTO TOTALE
IPOTERMIA PROFONDA + ARRESTO ED ESANGUINAMENTO TOTALE
18 °C T. rettale18 °C T. rettale
15 °C T. naso-faringea15 °C T. naso-faringea
Protezione barbiturica (Farmotal 500mg + Gardenale 100mg Protezione barbiturica (Farmotal 500mg + Gardenale 100mg + Solumedrol 1 g)
+ Solumedrol 1 g)
Applicazione di ghiaccio sulla testaApplicazione di ghiaccio sulla testa
Esanguinamento del paziente (Chiusura linea arteriosa e Esanguinamento del paziente (Chiusura linea arteriosa e drenaggio venoso)
drenaggio venoso)
Ricircolo a circuito chiuso (Ossigenazione – evitare aggregati e/o Ricircolo a circuito chiuso (Ossigenazione – evitare aggregati e/o coaguli- riscaldamento del sangue a 28 – 30 °C)
coaguli- riscaldamento del sangue a 28 – 30 °C)
Alla riperfusione: Apertura della linea arteriosa, da Flussi 0 Alla riperfusione: Apertura della linea arteriosa, da Flussi 0 a Flussi ottimali (2.2 – 2.4 L/m
Circolazione Extracorporea
Bypass Cardiopolmonare
Casi particolari…
Casi particolari…
L’ultrafiltrazione durante CEC è una metodica sicura
che permette di rimuovere acqua libera, soluti e
farmaci
Può
migliorare
la
coagulazione
e
ridurre
l’infiammazione post CEC
L’ultrafiltrazione durante CEC è una metodica sicura
che permette di rimuovere acqua libera, soluti e
farmaci
Può
migliorare
la
coagulazione
e
ridurre
l’infiammazione post CEC
Circolazione Extracorporea
Bypass Cardiopolmonare
Le problematiche…
Le problematiche…
Il drenaggio venoso può comportare aritmie atriali, embolizzazione di aria ed ostruzioni da malposizione di catetere.
La dislocazine di placche ateromasiche durante la manipolazione dell’aorta, il clampaggio aortico, il jet della cannula sulla parete sono i fattori di rischio maggiori per stroke postoperatorio, ma anche dissezione aortica ed insufficienza renale postoperatoria
Durante l’incannulazione arteriosa: dislocazione embolica, sanguinamento, ematoma intramurale e falsi aneurismi (anche infettivi), malposizione della cannula
Il drenaggio venoso può comportare aritmie atriali, embolizzazione di aria ed ostruzioni da malposizione di catetere.
La dislocazine di placche ateromasiche durante la manipolazione dell’aorta, il clampaggio aortico, il jet della cannula sulla parete sono i fattori di rischio maggiori per stroke postoperatorio, ma anche dissezione aortica ed insufficienza renale postoperatoria
Durante l’incannulazione arteriosa: dislocazione embolica, sanguinamento, ematoma intramurale e falsi aneurismi (anche infettivi), malposizione della cannula
Circolazione Extracorporea
Bypass Cardiopolmonare
Le problematiche…
Le problematiche…
Polmonari:
Polmonari:
polmone “da CEC” – “da STASI” caratterizzato
polmone “da CEC” – “da STASI” caratterizzato
da un aumento dell’ acqua a livello extravascolare negli
da un aumento dell’ acqua a livello extravascolare negli
spazi alveolari e peribronchiali, edema delle cellule alveolari,
spazi alveolari e peribronchiali, edema delle cellule alveolari,
riduzione
del
surfactant,alterazione
dell’equilibrio
riduzione
del
surfactant,alterazione
dell’equilibrio
ventilazione-perfusione.
ventilazione-perfusione.
Renali:
Renali:
riduzione del flusso e della diuresi.
riduzione del flusso e della diuresi.
Cerebrali:
Cerebrali:
ictus o emorragia, da alterato flusso o
ictus o emorragia, da alterato flusso o
microembolie.
microembolie.
Ematologiche:
Ematologiche:
sanguinamento post-operatorio
sanguinamento post-operatorio
o CID da
o CID da
diminuzione dei fattori della coagulazione dei globuli rossi
diminuzione dei fattori della coagulazione dei globuli rossi
(conseguenza emodiluizione) e riduzione delle piastrine.
(conseguenza emodiluizione) e riduzione delle piastrine.
Polmonari:
Polmonari:
polmone “da CEC” – “da STASI” caratterizzato
polmone “da CEC” – “da STASI” caratterizzato
da un aumento dell’ acqua a livello extravascolare negli
da un aumento dell’ acqua a livello extravascolare negli
spazi alveolari e peribronchiali, edema delle cellule alveolari,
spazi alveolari e peribronchiali, edema delle cellule alveolari,
riduzione
del
surfactant,alterazione
dell’equilibrio
riduzione
del
surfactant,alterazione
dell’equilibrio
ventilazione-perfusione.
ventilazione-perfusione.
Renali:
Renali:
riduzione del flusso e della diuresi.
riduzione del flusso e della diuresi.
Cerebrali:
Cerebrali:
ictus o emorragia, da alterato flusso o
ictus o emorragia, da alterato flusso o
microembolie.
microembolie.
Ematologiche:
Ematologiche:
sanguinamento post-operatorio
sanguinamento post-operatorio
o CID da
o CID da
diminuzione dei fattori della coagulazione dei globuli rossi
diminuzione dei fattori della coagulazione dei globuli rossi
(conseguenza emodiluizione) e riduzione delle piastrine.
Circolazione Extracorporea
Bypass Cardiopolmonare
Le problematiche…
Le problematiche…
Molti sono gli studi che dimostrano che i principali mediatori
del danno reversibile o irreversibile da ischemia/riperfusione sono:
1) Abnorme concentrazione intracellulare di calcio 2) ROS (reactive oxygen species)
3) NO
4) Progressivo depauperamento del sistema antiossidante ( GSH/GSSG, NADPH/NADP+ )
Molti sono gli studi che dimostrano che i principali mediatori
del danno reversibile o irreversibile da ischemia/riperfusione sono:
1) Abnorme concentrazione intracellulare di calcio 2) ROS (reactive oxygen species)
3) NO
4) Progressivo depauperamento del sistema antiossidante ( GSH/GSSG, NADPH/NADP+ )