Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы 16
1.1. Современные определения и механизмы сепсиса 16
1.2. Современные определения и механизмы острого повреждения легких 20
1.3. Современные представления о механизмах повышенной капилляр- 25 ной проницаемости и отека легких
1.3.1. Роль эндотелинов при сепсисе и остром повреждении легких 31
1.4. Методы качественной и количественной оценки отека легких 33
1.5. Основы метода транспульмональной термодилюции 34
1.6. Измерение внесосудистой воды легких при сепсисе 41
ГЛАВА 2. Материалы и методы исследования 45
2.1. Материалы исследования 45
2.1.1. Экспериментальные животные и модели повреждения легких 45
2.1.2. Пациенты и здоровые добровольцы 46
2.2. Методы обследования 48
2.2.1. Экспериментальные методы обследования 48
2.2.2. Клинические методы обследования (пациенты и здоровые добровольцы)
2.3. Протокол исследования 54
2.3.1. Экспериментальные животные 54
2.3.2. Пациенты и здоровые добровольцы
2.4. Характеристика методов лечения пациентов 55
2.5. Статистическая обработка результатов исследований з
ГЛАВА 3. Результаты исследования 61
3.1. Транспульмональная термодилюция при тяжелом сепсисе и ОПЛ 61
3.1.1. Оценка метода транспульмональной термодилюции в эксперимен- 61 тальной модели ОПЛ и отека легких
3.1.2. Внесосудистая вода легких и шкала повреждения легких Murray 66
3.1.3. Прогностическая роль внесосудистой воды легких и индексов проницаемости легочных сосудов при септическом шоке
3.2. Роль эндотелина-1 при сепсис-индуцированном повреждении легких
ГЛАВА 4. Обсуждение полученных результатов 79
4.1. Точность транспульмональной термодилюции в экспериментальных условиях и ограничения использованных методов
4.2. Внесосудистая вода легких, индексы проницаемости и шкала повреждения легких
4.3. Прогностическая значимость внесосудистой воды легких при септическом шоке и остром повреждении легких
4.4. Роль эндотелина-1 при сепсисе и остром повреждении легких 88
Заключение 91
Выводы 96
Практические рекомендации 98
Список литературы
- Современные представления о механизмах повышенной капилляр- 25 ной проницаемости и отека легких
- Клинические методы обследования (пациенты и здоровые добровольцы)
- Оценка метода транспульмональной термодилюции в эксперимен- 61 тальной модели ОПЛ и отека легких
- Прогностическая значимость внесосудистой воды легких при септическом шоке и остром повреждении легких
Современные представления о механизмах повышенной капилляр- 25 ной проницаемости и отека легких
Помимо ССВО сепсис должен быть подтвержден двукратным положительным посевом культуры крови. Тем не менее, на фоне неопровержимых клинических признаков сепсиса положительные результаты микробиологических і посевов удается получить лишь в 55% случаев [Brun-Buisson С. et al., 1995; Cohen J. etal., 1999]. і
В ряде случаев тяжесть системных нарушений при сепсисе углубляется с присоединением признаков полиорганной недостаточности (ПОН). Это состояние получило название «тяжелый сепсис» [Bone R.C. et ah, 1992; Grover R. et all, 1999; Matot I. et ah, 200І]. При тяжелом сепсисе развитие ИОН не связано на I прямую с первичным очагом инфекции.и не обусловлено хроническими сопут І ствующими поражениями. Как. правило, органная дисфункция характеризуется наличием одного или большего числа признаков, представленных: ниже: 1) Резкое нарушение сознания, не связанное с седацией или сопутствующим заболеванием центральной нервной системы. 2) Гипоксемия (РаОг/РЮг 300 мм рт. ст.) в отсутствие первичной сопутствующей патологии со стороны дыхательной системы. 3) Олигурия, определяемая как падение диуреза 0,5 мл/кг/ч в течение, по меньшей мере, 2 ч или повышение концентрации креатинина плазмы крови 0,177 ммоль/л в.течение предшествующих 48 ч в отсутствие первичной сопутствующей І патологии со стороны почек. 4) Тромбоцитопения,: характеризующаяся как снижение количества тромбоцитов 75хЮ9 /л или падение их концентрации в течение предшествующих 24 ч более чем на 50% в отсутствие исходной патологии со стороны: костного мозга. 5) Печеночная дисфункция, определяемая наличием, по меньшей мере, двух из следующих признаков в отсутствие первичной патологии со стороны печени: концентрация! билирубина плазмы крови 43 мкмоль/л; концентрация! аланинаминотрансферазы (АлАТ) более чем в 2 раза превышающая верхний предел нормы; протромбиновое международное нормализованное отношение (MHO) 1,5 или протромбиновое время (ПВ) более чем в 1,5 раза превышающее контрольный показатель или ПВ более чем в 1,5 раза превышающее средние показатели нормальных значений в отсутствие системной антикоагулянтной терапии. 6) Диссеминированное внутрисосудистое свертывание (ДВС) крови, харак теризующееся наличием по меньшей мере двух из следующих признаков: - количество тромбоцитов 75x109 /л или их снижение в течение предшествующих 24 ч более чем на 50% в отсутствие первичной сопутствующей патологии со стороны костного мозга; - MHO 1,5 или ПВ более чем в 1,5 раза превышающее контрольный показатель или ПВ более чем в 1,5 раза превышающее средние показа-тели нормальных значений в отсутствие системной антикоагулянтной терапии; - концентрация D-dimer 0,5 мкг/мл или концентрация продуктов де-градации фибрина (ПДФ) 10 мкг/мл. 7) концентрация лактата плазмы крови выше верхнего предела нормы или дефицит оснований ниже -5 ммоль/л, которые не могут быть обусловлены другими причинами.
В наиболее тяжелых случаях тяжелый сепсис прогрессирует в септический шок. Последний, согласно критериям ACCP/SCCM определяется как «гипотензия, обусловленная наличием сепсиса, персистирующая несмотря на адекватную инфузионную терапию. Септический шок отличает развитие нару шений тканевой перфузии и органной дисфункции [Bone R.C. et al., 1992]. Ги I потензия подтверждается при соответствии изменении артериального давления следующим критериям [Grover R. et al., 1999]:
Систолическое АД 90 мм рт. ст. или среднее АД (АДсред.) 70 мм рт. ст. в течение 1 ч, несмотря на адекватную инфузионную терапию, или Потребность в вазопрессорной поддержке для поддержания нормальных показателей АД: - допамин 5 мкг/кг/мин или; - норадреналин 0,05 мкг/кг/мин или; - адреналин 0,05 мкг/кг/мин или; - мезатон (фенилэфрин) 0,5 мкг/кг/мин. По мнению ряда авторов ключевую роль в развитии сепсиса играет модуляция ответа интактной или компрометированной иммунной системы факторами клеточной стенки микроорганизмов, их экзо- и эндотоксинами. Воздействие ряда триггерных компонентов сепсиса реализуется через определенные группы рецепторов клеточной стенки, например, через системы главного комплекса гистосовместимости (МНС) или через Toll-like рецепторы (TLR). Последние действуют в комплексе с CD-14, MD2 и прочими поверхностными компонентами мембраны и играют важную роль в реакции на липополисахарид грамотри-цательных бактерий [Opal S.M., 2003] (рис. 2). Связываясь со специфичным распознающим типом рецептора, компонент или продукт микроорганизма (экзотоксины, пептидогликаны, липотейхоевая кислота, флагеллин, липопепти-ды, вирусная РНК и т.д.) запускает несколько каскадов внутриклеточного сиг-наллинга, что ведет в свою очередь к активации ряда транскрипционных факторов (NF-кВ, АР-1, FOS, Jun факторы) (см. рис. 2). Транскрипционные ядерные факторы отвечают за экспрессию генов иммунного ответа и высвобождение разнообразных молекул-эффекторов, в том числе, цитокинов. Воздействуя на все звенья иммунной защиты, включая ее гуморальные (система комплемента, белки острой фазы и цитокины) и клеточные элементы (моноциты, макрофаги, нейтрофилы, дендритические клетки и т.д.), триггеры септического ответа запускают неуправляемый процесс клеточного повреждения. Ключевое место
Клинические методы обследования (пациенты и здоровые добровольцы)
Диссертационное исследование выполнено в период с 2001 по 2005 гг. на клинической базе кафедры анестезиологии и реаниматологии Северного государственного медицинского университета (многопрофильное ОРИТ МУ «Первая городская клиническая больница» г. Архангельска). В основу работы положены результаты обследования 82 больных ОРИТ (48,7±7,9 лет; 49 муж./ЗЗ жен.). Среди пациентов 46% больных были госпитализированы-по поводу хиг рургической патологии,, включавшей острый перитонит, деструктивный пан-креатит, нефролитиаз. і
На этапе лабораторной диагностики обследовали 61 пациента с тяжелым сепсисом (55,1±2,18 лет;:41 муж./20 жен.), 10 пациентов с сепсисом без явлений органной дисфункции (43,4±4,1 лет; 5 муж./5 жен.) и 11 больных с явлениями ССВО неинфекционной этиологии (49,5±6,0 лет; 2 муж./9 жен.). Дополнительно проведен забор образцов плазмы крови у 14 здоровых добровольцев из сотрудников ОРИТ (34,7±3,1 лет; 10 муж./4 жен.).
Перед началом исследования было получено письменное информированное согласие от пациента, его ближайших родственников или лечащего врача. Для установления диагноза ССВО, сепсиса, тяжелого сепсиса и септического шока, а также ОПЛ/ОРДС использовали модифицированные критерии между-народных согласительных конференций [Bernard G.R. et al., 1994; Bone R.C. et al., 1992]. Выявление дисфункции органов и систем при постановке диагноза тяжелого сепсиса проводили в соответствии с критериями, предложенными Grover [Grover R. et al., 1999].
Диагноз септического шока устанавливали при сочетании признаков тяжелого сепсиса с гипотензией (АДсред.. 70 мм рт. ст.), сохраняющейся несмотря на адекватную инфузионную нагрузку на протяжении периода более 30 мин, или необходимостьв инфузии допамина в дозе 5 мкг/кг/мин, и/или адре-налина 0,05 мкг/кг/мин, и/или норадреналина 0,05 мкг/кг/мин для поддер-жания АДсред. между 70 и 90 мм рт. ст. в течение периода более 30 мин.
При СИ 3,5 л/мин/м дополнительно назначали инфузию добутамина для поддержания СИ 3,5 л/мин/м2. Продолжительность септического шока определяли как период с момента постановки диагноза шока до его разрешения. Шок характеризовали как разрешившийся при АДсред. 70 мм рт. ст. по меньшей мере в течение 2 ч на фоне прекращения инотропной/вазопрессорной поддержки или снижения ее! дозировок (допамин 5 мкг/кг/мин, и/или адреналин 0,05 мкг/кг/мин, и/или норадреналин 0,05 мкг/кг/мин).
Критериями включения больного в различные группы были наличие ССВО несептической этиологии, сепсиса, тяжелого сепсиса, септического шока с явлениями ОПЛ/ОРДС или без таковых, диагностированных не более чем за 24 ч перед началом исследования, возраст старше 18 лет. Кроме того, необходимым критерием считалось отсутствие беременности и необратимых сопутствующих заболеваний (терминальная стадия онкологических заболеваний), а также сложно дифференцируемых причин гипотензии (остановка кровообраще-ния в анамнезе, спинальная травма). В разделе работы, посвященном измере-нию ВСВЛ и проведению волюметрического мониторинга, основным показанием к включению больного в исследование было наличие септического шока и ОПЛ/ОРДС с необходимостью респираторной поддержки. і і
Интубация трахеи выполнялась в условиях внутривенной анестезии (2% раствор тиопентала натрия - 15-20 мг/кг в наружную яремную вену). Экспери I ментальные животные были оперированы в условиях ингаляционной анестезии изофлюраном (1,5-2 об.%) с анальгезией морфином (0,3 мг/кг). После установки интродюсеров в левую наружную яремную вену и в левую общую сонную артерию, животным предоставляли период для восстановления длительностью от 1 до 4 суток. Послеоперационная анальгезия проводилась в соответствии с локальными требованиями путем двукратного введения раствора бупренорфина (Temgesic). Основной этап эксперимента проводился в экспериментальном вольере после транспортировки животного в лабораторию. Выполняли установ-ку флотационного катетера в легочную артерию (131HF7; Edwards Life Sciences, Ирвин, США) и термодилюционного катетера (4F PV2014L16, Pulsion Medical Systems, Мюнхен, Германия) в сонную артерию. Катетеры подключались к трандюсерам давления (TranspacHI, Abbott, North Chicago, США) и PV8115 (Pulsion Medical Systems, Германия), соответственно.
Средние давления в легочной артерии и правом предсердии, а также ДЗЛА отображались при помощи стандартного монитора (565А Patient Data Monitor Копе, Espoo, Финляндия). Гемодинамические параметры непрерывно регистрировались посредством многоканального устройства записи (Gould In-struments, Кливленд, США). Частота сердечных сокращений, АДсред., ИССС, ИВСВЛ, ИПЛС, ГКДО, ИВГОК, прочие гемодинамические параметры и температура крови измерялись каждый час при помощи монитора PiCCQp/z« (Р8100, Pulsion Medical Systems, Мюнхен, Германия). В каждой серии измерений проводили трехкратное введение раствора термоиндикатора в порт катетера Сван-Ганца (10 мл 5% раствора глюкозы, с температурой 8С).
Оценка метода транспульмональной термодилюции в эксперимен- 61 тальной модели ОПЛ и отека легких
Значимость количественной оценки ВСВЛ высоко оценивается в ряде экспериментальных и клинических исследований. Показатель может представлять большой интерес при диагностике отека легких и выработке тактики ведения разнообразных категорий больных ОРИТ [Boussat S. et al., 2002; Sakka S.G. et al., 2002].
На своем начальном этапе накопление ВСВЛ при отеке легких может не сопровождаться значимыми изменениями газового состава крови, рентгенологических данных и механических свойств легких. Кроме того, перечисленные признаки не отличаются диагностической специфичностью и находятся под влиянием ряда внешних и внутренних факторов [Halperin B.D. et al., 1985; Boldt J., 2002].
Результаты экспериментальной части работы показали сильную и значимую корреляцию между! значениями ИВСВЛ, измеренными с помощью изолированной транспульмональной термодилюции и посмертной гравиметрии. Однако показатели ИВСВЛ-щ несколько превышали значения, полученные при гравиметрии. Примечательно, что степень завышения увеличивалась параллельно нарастанию ИВСВЛ и тяжести ОПЛ, но, тем не менее, носила линейный характер. Подобная тенденция была подтверждена в экспериментальных и клинических условиях с использованием других моделей ОПЛ [Fernandez-Mondejar Е. et al., 2003; Michard F. et al.i 2005].
В недавнем клиническом исследовании было показано, что при сепсис-индуцированном повреждении легких такие показатели как давление в правом предсердии, ЦВД и ДЛА не могут служить надежными индикаторами отека легких [Boussat S. et al., 2002], на основании чего было рекомендовано прямое измерение ИВСВЛ. В клинической части нашего исследования было показано, что у пациентов с септическом шоком и ОПЛ показатели ЦВД, ВГОК и СИ не коррелируют со шкалой повреждения легких и ИВСВЛ. У пациентов с ОПЛ, независимо от его причин, наблюдается значимое повышение ИВСВЛ по сравнению с другими категориями больных ОРИТ [Kirov M.Y. et al., 2005]. Как уже было показано выше, измерение ИВСВЛ позволяет подтвердить диагноз и позволяет улучшить клинический исход, возможно, за счет ускорения разрешения отека легких [Mitchell J.P. et al., 1992; Eisenberg P.R., et al. 1987].
Использованные в экспериментальной части работы модели ОПЛ/ОРДС у овец отличаются сохранением у животных спонтанного дыхания и сознания. Представленные экспериментальные модели характеризуются высокой стабильностью и воспроизводимостью в отношении гемодинамических и респираторных изменений, что также подтверждено другими исследователями [Julien М., 1986; Nakazawa Н. et al., J1993].
Модель ОПЛ и некардиогенного отека легких при введении ЛПС может быть экстраполирована на повреждение легких при внелегочном сепсисе, вызванном Грам-отрицательными микроорганизмами. Подобный вариант генеза и, локализации сепсиса часто встречается в клинических условиях [Bone R.C. et al., 1998]. Модель ОПЛ, возникающего на фоне введения ОК, создает ситуацию, близкую к ОДН на фоне жировой эмболии или аспирации околоплодными водами, и также обладает всеми характерными патофизиологическими чертами непрямого ОРДС. Характерной чертой второй модели является выраженный отек
Было показано, что введение ЛПС и ОК ведет к развитию легочной гипер-тензии, значимому повышению ИВСВЛ и индекса проницаемости легочных сосудов и выраженным нарушениям газообмена. Несмотря на изменения перечисленных параметров, такие показатели как ДЗЛА, ИЛСС, ИВГОК и ИГКДО оставались на относительно постоянном уровне. Таким образом, наблюдаемые ге модинамические изменения исключали значимый вклад кардиогенного компо I і і і нента в развитие отека легких и подтверждали, что накопление ИВСВЛ проис-ходило вследствие усиления проницаемости легочных сосудов, но не на фоне роста гидродинамических давлений в малом круге кровообращения.
Наиболее выраженное повышение ИВСВЛ наблюдалось в группе овец, получавших олеиновую кислоту, что соответствует результатам других авторов [Neumann P. et al, 1998]. Введение OK приводит к развитию острого геморраги-ческого альвеолита, острого некроза эндотелиоцитов и альвеолярных клеток и накоплению богатого белком экссудата в альвеолах. В противоположность это-му, ЛПС-индуцированное ОПЛ запускается на фоне инфильтрации легочной ткани нейтрофилами и клетками лимфоидного ряда, что сопровождается менее выраженным поражением эндотелия [Brigham K.L. et al., 1986].
При введении ЛПС наблюдалось повышение СИ и снижение ИССС, что можно охарактеризовать как гипердинамическую реакцию кровообращения. Подобныйтип нарушений при сепсисе видоспецифичен и для человека, что было еще раз подтверждено в клинической части исследования. Действительно, в клинической части работы у большинства пациентов с септическим шоком и ОПЛ/ОРДС наблюдалось повышение СИ 3,5 л/мин/м и снижение ИССС ме і нее 1800 динхсек/см5/м . В модели ОПЛ, индуцированного ОК, напротив, наблюдалась гиподинамич еская реакция кровообращения, что сопровождалось системной вазоконстрикцией и снижением сократимости миокарда. Подобный тип реакции кровообращения также встречается при сепсисе у людей, хотя и несколько реже, чем гипердинамический тип [Золотов А.Н. и соавт, 2003; Parillo J.J. et al., 2003]. Таким образом, в эксперименте было достигнута большая вариабельность гемодинамических и респираторных показателей. Эти изменения были не выражены в контрольной группе, отмечались умеренностью в группе ЛПС и становились крайне тяжелыми в группе ОК.
Прогностическая значимость внесосудистой воды легких при септическом шоке и остром повреждении легких
По результатам клинического исследования у 47% пациентов причинами септического шока и ОПЛ/ОРДС стали экстрапульмональные инфекционные процессы, в то время как первичное поражение легких отмечено в 53% случаев. Общая летальность на 28-е сутки составила 58%. Острое повреждение легких (Pa02/Fi02 200-300 мм рт. ст.) было диагностировано в 29% случаев, ОРДС (Pa02/Fi02 200 мм рт. ст.) у 71% пациентов. Повышение ИВСВЛ ( 7 мл/кг) на начало исследование было отмечено у 28 (74%) пациентов, что согласуется с данными других авторов [Michard F. et al., 2002; Martin G.S. et al., 2005]. Соче-танное повышение ИВСВЛ и ИВГОК отмечено только у 26% пациентов, что практически исключает кардиогенный компонент отека легких. Повышение ИВСВЛ достоверно чаще встречалось в группе пациентов с пульмональным источником сепсиса.
Выявлена достоверная корреляция ИВСВЛ и индексов проницаемости легочных сосудов с такими составляющими шкалы ОПЛ, как комплайнс и индекс оксигенации. На первый день исследования также выявлена слабая корреляция ИВСВЛ и ИПЛС с числом рентгенологических квадрантов. Очевидно, что нали-чиє связи ИВСВЛ со шкалой повреждения легких является кумулятивным результатом корреляции ИВСВЛ с ее составляющими: комплайнсом, Pa02/Fi02 и рентгенографической оценкой изменений. Кроме того, на 1-е сутки исследования обнаружена достоверная отрицательная корреляция ИВСВЛ и ИПЛС с количеством тромбоцитов крови. Это может быть обусловлено секвестрацией и агрегацией тромбоцитов в легочном сосудистом русле на фоне сепсиса, что со-провождается высвобождением большого количества воспалительных медиаторов и прогрессированием ОПЛ [Marini J.J. et al., 1998]. В работе не было выявлено значимой связи ИВСВЛ и ИПЛС с ЦВД, СИ и ИВГОК. Последние показатели также не продемонстрировали корреляции с параметрами шкалы повреждения легких. Это указывает на высокую диагностическую значимость ИВСВЛ і и ИПЛС и дополняет результаты исследований других авторов [Sakka S.G. et al., 2002; Boussat S. et al., 2002; Szakmany T. et al., 2004; Michard F., et al., 2002; Martin S.G. et al., 2005].
При дискретном анализе данных показано, что корреляция ИВСВЛ и ИПЛС с параметрами шкалы повреждения легких преимущественно обусловлена вкладом умерших больных и больных с внелегочной локализацией источни-ка сепсиса и ОПЛ, что также может подтверждать прогностически неблагоприятное значение отека легких.
На первые сутки исследования ИВСВЛ и ИПЛС не показали достоверных различий между группами выживших и умерших пациентов. К 3-м суткам ис І следования ИВСВЛ, ВСВЛ/ВГОК и ВСВЛ/ЛОК были достоверно выше у умер І ших пациентов и превышали соответствующие значения в группе выживших на 60-70%. Параллельно течению заболевания отмечалось достоверное снижение ИВСВЛ, ВСВЛ/ВГОК и ВСВЛ/ЛОК у выживших пациентов. В группе умерших больных отмечалась тенденция к росту ИВСВЛ (р = 0,06) и достоверное нарастание ВСВЛ/ВГОК и ВСВЛ/ЛОК (р 0,05). Подобные изменения подчеркивают прогностическую роль динамической оценки ИВСВЛ и сосудистой проницаемости при сепсисе и ОПЛ.
Уровень ЭТ-1 у больных с тяжелым сепсисом был достоверно выше по сравнению с пациентами с сепсисом без органной дисфункции, ССВО и здоро I вых добровольцев. В группе больных с тяжелым сепсисом и ОПЛ плазменная концентрация ЭТ-1 достигала своего пика в начале заболевания, превышая физиологическую норму в 2,5 раза (р 0,05). Более того, на фоне сепсис-индуцированного отека легких концентрация ЕТ-1 была на 70% выше, чем у больных с нормальными показателями ИВСВЛ {р 0,02). В первые и третьи сутки ПОН содержание ЕТ-1 в плазме крови на 70-75% превышало аналогичный показатель при сепсисе без органной дисфункции, затем концентрация ЕТ-1 постепенно снижалась. Таким образом, содержание внесосудистой воды легких и проницаемость легочных капилляров, оцененные при помощи метода транспульмональной тер-модилюции, демонстрируют четкую связь с общепринятыми критериями тяжести ОПЛ и сепсиса. Выраженность капиллярной утечки и отека легких, а также их динамические изменения имеют прогностическое значение. Вместе с тем, эндотелии-1 достоверно повышен у больных с явлениями некардиогенного отека легких. С учетом значимой связи между плазменной концентрацией медиатора и индексом оксигенаиии, подобные различия могут указывать на его участие в механизмах повышенной капиллярной проницаемости при тяжелом сепсисе и ОПЛ.
