Effect of 5% albumin on endothelial glycocalyx degradation during off-pump coronary artery bypass

Abstract

Purpose: The integrity of the endothelial glycocalyx (EG), a critical player in vascular homeostasis, reportedly influences the outcomes of critically ill patients. We investigated the effect of 5% albumin, which preserved EG integrity in preclinical studies, vs balanced crystalloid solution on EG degradation in patients undergoing off- pump coronary surgery. Methods: Patients were randomized to receive either 5% albumin (N = 51) or balanced crystalloid solution (Plasma-Lyte [Baxter Incorporated, Seoul, Republic of Korea]; N = 53) for intravenous volume replacement during surgery (double-blinded). The primary outcome was plasma syndecan-1 concentration, a marker of EG degradation, measured after anesthetic induction (baseline), completion of grafting, and sternal closure. Secondary outcomes were atrial natriuretic peptide (ANP), tumour necrosis factor (TNF)-a, soluble thrombomodulin, and perioperativefluid balance. Results: The mean (standard deviation) fluid requirements were 833 (270) mL and 1,323 (492) mL in the albumin and Plasma-Lyte group, respectively (mean difference, -489 mL; 95% confidence interval [CI], -643 to-335; P <0.001). Plasma syndecan-1concentration increased after completion of grafting (median difference, 116 ng·mL-1; 95% CI,67 to 184; P < 0.001) and sternal closure (median difference, 57 ng·mL-1; 95% CI, 36 to 80; P <0.001) compared with those at baseline, without any intergroup differences. Atrial natriuretic peptide, TNF-a, and soluble thrombomodulin concentrations were similar between the two groups. The amount of chest tube drainage was greater in the albumin group than that in the Plasma-Lyte group (median difference, 190 mL; 95% CI, 18 to 276; P = 0.03). Conclusion: Off-pump coronary surgery was associated with significant EG degradation. Yet, intraoperative fluid therapy with 5% albumin could not ameliorate EG degradation when compared with balanced crystalloid solution.

배경: 혈관내피 당질층(endothelial glycocayx)은 혈관 항상성에 중요한 역할을 한다. 심장 수술, 패혈증 및 중증 외상에서 EG 의 손상이 관찰되며 나쁜 예후와 관련이 있다. 알부민은 전임상 연구에서 EG 에 대한 보호 작용을 하는 것으로 나타났으며, 이는 수술 중 수액의 선택이 EG 손상 정도에 영향을 미칠 수 있음을 시사한다. 따라서 이 연구는 무체외순환 관상동맥우회술을 받는 환자의 EG 손상에 대한 5% 알부민과 균형정질액의 효과를 비교하였다. 방법: 이중 맹검, 무작위 배정 임상시험으로 대조군(N=53)은 혈장량 보충을 위한 수액 요법으로 균형정질액(Plasmalyte)을 투여받았고 실험군(N=51)은 5% 알부민을 투여받았다. 수액 부하 여부 및 필요량은 군 배정을 알지 못하는 마취 담당의가 경식도 심초음파 소견, 혼합 정맥혈 산소포화도, 심박출지수, 활력 징후 등의 지표를 통해 임상적으로 판단하여 결정하였다. plasma syndecan-1, 심방 나트륨 이뇨 펩티드(ANP), 종양 괴사 인자(TNF)-α, soluble thrombomodulin 은 마취유도 시, 관상 동맥 문합 완료 후 및 흉골 봉합 후 측정하였다 수술 중, 수술 후 48 시간까지 수액 투여량, 소변량, 출혈량 및 수혈량을 기록하였다. 결과: 알부민 군과 균형정질액군은 각각 833 ± 270 ml 의 5% 알부민과 1323 ± 492 ml 의 plasmalyte 을 투여받았다(평균차이 -489 ml, 95% 신뢰구간 -643 ~ -335, P<0.001). EG 분해의 지표인 syndecan-1 의 혈장 농도는 관상동맥 문합 완료 후(알부민: 171 [89-353] ng/ml, 균형정질액: 168 [65-329] ng/ml) 및 흉골 봉합 후(알부민: 103 [65-210] ng/ml, 균형정질액: 98 [58-267] ng/ml) 마취유도 시(알부 민 : 43 [33-56] ng/ml, 균형정질액 : 41[31-55] ng/ml) 보다 증가하였으나 (P<0.001) 두 군 간 차이는 없었다 (P=0.651). ANP, TNF-α 및 soluble thrombomodulin 농도는 두 군 간 차이가 없었다. 수술 후 48 시간 동안 배액관을 통한 출혈량은 알부민군에서 더 많았다 (중위값차 190 ml, 95% 신뢰구간 18 ~ 276, P=0.03). 결론: 무체외순환 관상동맥우회술 중 EG 손상이 관찰되었다. 수액요법으로 5% 알부민을 사용했을 때 균형정질액에 비해 비슷한 정도의 EG 손상을 보였다.