The Effects of Prolonged Cardiopulmonary Bypass on Cell-Mediated Immunity

Summary

Studies of T-cell subsets (CD3+, CD4+, CD8+, CD8+ CD57+ cells), lymphocyte response to concanavalin A (Con A), phytohaemoagglutinin (PHA) and the alterations of white cell membranes shown by scanning electronic microscope (SEM) in 51 patients who underwent cardiac operation were performed. Out of these 51 unselected patients, for 16, duration of CPB was = 110 min (group A), while for the other 35 (group B) it was prolonged (> 110 minutes). Although variations of the lymphocyte subset observed between groups A and B were slighly significant (p<0.05 bofore CPB and on postoperative day 7), the T-cell reactivity in group B in comparison to that of group A did not normalize by postoperative day 7 regardless of Stimulation with PHA or with Con A. With the use of the SEM, the folded aspect of lymphocyte surface decreased after surgery in about 71% (group A) and 78 % (group B) of the observed cells.

The outcome of the immunological effects given by our studies could have been due to an elongated CPB even if there need to be takon into consideration multifactorial influences, i.e. biological, pharmacological and hormonal hypotheses, and rapid changes in CPB-micro-enrivonment.

Zusammenfassung

An 51 mittels extrakorporalem Kreislauf operierten Patienten wurden Untersuchungen der T-Zellen-Untergruppen, der Lymphozyten-Reaktion auf Concanavalin und Phytohämoagglutinin sowie Veränderungen der Zellmembran der Leukozyten mittels Elektronenmikroskopie vorgenommen. Die Patienten unterzogen sich einer Klapponersatz-Operation oder einem koronarchirurgischen Eingriff. Die Dauer der extrakorporalen Zirkulation betrug bei 16 Patienten weniger als 110 min (Gruppe A), bei 35 Patienten dauerte sie länger (Gruppe B). Die extrakorporale Zirkulation wurde mit einer Stöckert-Pumpeohne pulsatile Perfusion und mit einem Membranoxygenator vorgenommen.

Obwohl sich Schwankungen unter den Lymphozyten-Untergruppen zwischen Gruppe A und Gruppe B als leicht signifikant erwiesen, fand sich keine Normalisierung der T-Zellen-Reaktion in Gruppe B am 7. postoperativen Tag im Gegensatz zu Gruppe A. Bei der Elektronenmikroskopie fand sich eine Abnahme der Oberflächenfältelung der Lymphozyten nach erfolgtem chirurgischen Eingriff, in Gruppe A zu 71 % und in Gruppe B zu 78 %. Diese beobachteten immunologischen Wirkungen könnten mit einer verlängerten extrakorporalen Zirkulation zusammenhängen, wenn auch multifaktorielle Einflüsse in Betracht gezogen werden müssen.

Key words

Cell-mediated immunity - Prolonged cardiopulmonary bypass - Cardiac surgery