Journal of Chest Surgery

The Korean Society for Thoracic and Cardiovascular Surgery (대한심장혈관흉부외과학회)
권호 표지

The Changes of Brain Injury Markers(S100-$\beta$, Neuron-Specific enolase) After Retrograde Cerebral Perfusion Under Total Circulatory Arrest in Pigs

돼지에서 역행성 뇌관류 시행 후 혈청 및 소변의 뇌손상 관련지표(S100-$\beta$, Neuron-specific enolase)의 변화

  • 김상윤 (서울대학교병원 신경과, 서울대학교 의과대학 신경과학교실) ;
  • 김만호 (서울대학교병원 신경과, 서울대학교 의과대학 신경과학교실) ;
  • 김경환 (서울대학교병원 흉부외과, 서울대학교 의과대학 흉부외과학교실)
  • Published : 2002.12.01
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Abstract

We previously published the data that proved the safety of retrograde cerebral perfusion for 120 minutes. At this time, we planned to check the neuron-specific enolase and S100-$\beta$ in serum and urine to assess the possibility of early detection of cerebral injury. Material and Method: We used pigs(Landrace species) weighing 35 kg and performed RCP for 120 minutes. After the weaning of cardiopulmonary bypass, we observed the pigs for another 120 minutes. Systemic arterial pressure, central venous pressure, and serum and urine levels of neuron-specific enolose (NSE) and S100$\beta$ protein were checked. Central venous pressure during RCP was maintained in the range of 20 to 25 mmHg. Result: Serum levels of NSE(ng/$m\ell$) were 0.67$\pm$0.18(induction of anesthesia), 0.53$\pm$0.47(soon after CPB), 0.44$\pm$0.27(20min alter CPB), 0.24$\pm$0.09(RCP 20min), 0.37$\pm$0.35(RCP 40min), 0.33$\pm$0.21 (RCP 60min), 0.37$\pm$0.22(RCP 80min), 0.41$\pm$0.23(RCP 100 min), 0.48$\pm$0.26(RCP 120min), 0.42$\pm$0.29(30min after rewarming), 0.35 $\pm$0.32(60min after rewarming, 0.42$\pm$0.37(CPBoff 30min), 0.47$\pm$0.34(CPBOff 60min), 0.47$\pm$0.28(CPBOff 90min), and 0.57$\pm$0.29(CPBOff 120min). There was no statistically significant difference in levels between before and after RCP(ANOVA, p＞0.05). Urine levels of NSE also showed no statistically significant difference in levels between before and after RCP. There was no correlation between urine and serum levels of NSE(Pearson correlation, p＞0.05). Serum levels of S100$\beta$ protein(ng/$m\ell$) during the same time frames were 0.14$\pm$0.08, 0.15$\pm$0.07, 0.22$\pm$0.15, 0.23$\pm$0.07, 0.28$\pm$0.10, 0.40$\pm$0.05, 0.47$\pm$0.03, 0.49$\pm$0.12, 0.43$\pm$0.11, 0.46$\pm$0.15, 0.62$\pm$0.17, 0.77$\pm$0.21, 0.78$\pm$0.23, 0.77$\pm$0.23, and 0.82$\pm$0.33. There was statistically significant difference in levels between before and after RCP(ANOVA, p＜0.05). Urine levels of NSE also showed statistically significant difference in levels between before and after RCP(ANOVA, p＜0.05). There was significant correlation between urine and serum levels of NSE(Pearson correlation, p＜0.05). Conclusion: The author observed the increase in serum and urine levels of S100$\beta$ after 120 minutes of RCP. Significant correlation between serum and urine levels was observed. The results were considered to be the fundamental data that could correlate this study with human-based study.

저자는 이미 120분간의 역행성 뇌관류를 시행하여 이의 안전성에 대한 결과를 발표한 바 있다. 이번 연구는 neuron-specific enolase와 S100 베타 단백의 혈청 및 소변내 농도와의 관계 및 변화를 관찰하고 소변 검체를 통한 뇌손상 조기 검출 가능성에 대하여 규명하고자 계획하였다. 대상 및 방법: 35 kg 돼지를 이용하여 120분간 역행성 뇌관류를 시행한후, 심폐기 이탈을 시행하고 2시간 동안 생존을 유도하였으며, 시간 변화에 따른 동맥 혈압, 경정맥압, 혈청 및 소변내 neuron-specific enolose (NSE) 및 S100베타 단백치를 측정하였다. 역행성 뇌관류 시행 중 중심정맥압은 20~25 mmHg를 유지하였다. 결과: neuron-specific enolase의 혈청농도(ng/$m\ell$)는 마취 유도 시 0.67$\pm$0.18, 심폐기 가동 직후에 0.53$\pm$0.47, 심폐기 가동 후 20분대에 0.44$\pm$0.27, 역행성 뇌관류 20분대에 0.24$\pm$0.09, 40분대에 0.37$\pm$0.35, 60분대에 0.33$\pm$0.21, 80분대에 0.37$\pm$0.22, 100분대에 0.41$\pm$0.23, 120분대에 0.48\ulcorner0.26, 심폐기 재가동후 30분대에 0.42$\pm$0.29, 60분대에 0.35$\pm$0.32, 심폐기 이탈 후 30분대에 0.42$\pm$0.37, 60분대에 0.47$\pm$0.34, 90분대에 0.47$\pm$0.28, 120분대에 0.57$\pm$0.29 로 나타나 역행성 뇌관류 전후에 유의한 변화 양상을 관찰할 수 없었다(ANOVA, p＞0.05). 요중 농도(ng/$m\ell$) 또한 역행성 뇌관류 전후에 유의한 변화 양상을 관찰할 수 없었다(ANOVA, p＞0.05). 또한 혈중 농도와 요중 농도간의 상관성을 발견할 수 없었다(Pearson correlation, p＞0.05). 동일한 측정 시점에서의 S-100 베타 단백 혈청 농도(ng/$m\ell$)는 0.14$\pm$0.08, 0.15$\pm$0.07, 0.22$\pm$0.15, 0.23$\pm$0.07, 0.28$\pm$0.10, 0.40$\pm$0.05, 0.47$\pm$0.03, 0.49$\pm$0.12, 0.43$\pm$0.11, 0.46$\pm$0.15, 0.62$\pm$0.17, 0.77$\pm$0.21, 0.78$\pm$0.23, 0.77$\pm$0.23, 0.82$\pm$0.33으로 뇌관류를 시행한 이후에서 시행이전에 비해 유의하게 상승하였음을 관찰할 수 있었다(ANOVA, p＜0.05, post hoc test). S-100 베타 단백의 소변내 농도(ng/$m\ell$)는 역행성 뇌관류 기간을 제외하고 동일한 측정시점에서 측정할 수 있었으며, 심폐기 가동전에 비해 재가동 후 측정치가 모두 통계적으로 유의하게 상승하였다(ANOYA, p＜0.05). 혈중 측정치와 요중 측정치는 모두 역행성 뇌관류 후 증가하는 양상을 보였으며 의미 있는 상관성을 발견할 수 있었다(Pearson correlation, p＜0.05). 결론: 뇌손상 여부를 판단하기 위하여 시행한 검사 중 S-100 베타 단백의 혈청 및 소변에서의 수치는 뇌관류 전보다 유의하게 증가하는 양상을 보였으며 두 검체 사이에는 의미 있는 상관관계가 있음을 알 수 있었다. 뇌손상의 조기 지표로서 S-100 베타단백을 활용할 수 있는 기초자료가 되었다고 생각되며, 환자를 대상으로 한 임상 연구를 할 수 있는 토대가 되었다고 사료된다.

Keywords

References

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