Глава 14 антигипоксическая терапия (ингаляционная, трансфузионная и медикаментозная)

Мысль о лечебном применении кислорода пришла в голову еще J. Priestley, английскому священнику и естествоиспытате­лю, который в 1771 г. выделил кислород из селитры. Однако широкое применение оксигенотерапии началось лишь со време­ни первой мировой войны, когда J. S. Haldane использовал ме­тод для лечения солдат, отравленных хлором. В настоящее вре­мя кислородная терапия вышла за пределы ингаляционных ме­тодик, так как внелегочная оксигенация и другие методы анти-гипоксической терапии становятся все более распространенны­ми в практике ИТАР.

Мы рассмотрим клинико-физиологические аспекты антигипоксической терапии в такой последовательности: действие кислорода на функции организма, объективные критерии, ингаляционная оксигенотерапия, внелегочная оксигенация, медикаментозная антигипоксическая терапия.

Действие кислорода на функции организма

Поскольку кислород применяется обычно при гипоксии различного генеза, то прежде всего проявляются физиологические эффекты, связанные с устранением гипоксии, т. е. положительные свойства кислорода. Уменьшается катехоламинемия, что сопровождается снижением артериального давления и иногда сердечного выброса, нормализацией ритма сердечных сокращений, уменьшением метаболического ацидоза, улучше­нием функции печени и почек. Меняется режим вентиляции в связи со снижением импульсации с синокаротидных и других хеморецепторов.

В дальнейшем физиологические эффекты кислородной тера­пии связаны с денитрогенацией (вымывание азота) организма, задержкой углекислоты в тканях и токсическим действием молекулярного кислорода.

Денитрогенация ведет к отеку и полнокровию слизистых оболочек в различных полостях (лобные пазухи и др.), возникновению абсорбционных микроателектазов легких. Необходимость денитрогенации может служить одним из показаний к ингаляции кислорода, в частности при пневмоэнцефалографин, парезе кишечника, подкожной эмфиземе, пневмомедиастинуме и т. д.

При нормальном уровне РО₂ крови различные количества углекислоты удаляются из тканей с восстановленным гемоглобином. При повышенном Ро₂ количества восстановленного ге­моглобина снижены и углекислота задерживается в тканях.

Продолжающаяся гипероксия ведет уже и к патологическим эффектам. Избыточный кислород вмешивается в нормальные цепи биологического окисления, прерывая их и ос­тавляя большое количество свободных радикалов, оказываю­щих раздражающее, воспалительное и другое патологическое влияние на ткани. Нарушается тканевый метаболизм, что про­является в первую очередь двумя группами клинических синд­ромов— поражением ЦНС и легких.

Гипероксическое поражение ЦНС приводит к нарушению терморегуляции, психических функций, судорожно­му синдрому, иногда коматозному состоянию. В легких ги­пероксия вызывает раздражение и воспаление слизистой обо­лочки дыхательных путей, альвеол. Повреждается реснитчатый эпителий, нарушается дренажная функция дыхательных путей, увеличивается их сопротивление. Разрушается сурфактант, возрастают поверхностное натяжение альвеол и эластическое сопротивление. На фоне связанной с этими эффектами гиповентиляции возникают ателектазы и повышается шунтирование ве­нозной крови через легкие. Как было показано многочисленны­ми исследованиями, ингаляция 100% О₂ ведет к развитию «гипероксического шунта», когда в зонах легких с низким соотно­шением вентиляция/кровоток (<0,08) возникают микроателек­тазы абсорбционного характера.

При перечислении этих патологических состояний, связанных с действием кислорода, речь идет о бессмысленной гипероксии, когда проявлений гипоксии уже нет, а кислород ингалируют на всякий случай. Практика свидетельствует, что при концентрации кислорода во вдыхаемой смеси до 50% его можно применять несколько дней подряд, не опасаясь вредных физиологических эффектов. Ингаляция 100% кислорода не более суток также не вызывает нарушений в организме, которые были бы опаснее самой гипоксии.

Кислородной терапии подлежат больные с гипоксией любо­го генеза. Даже если кислородное снабжение тканей еще не нарушено, но это достигнуто выраженной гипервентиляцией, увеличением минутного объема кровообращения, избыточной активностью симпатической нервной системы, кислородная терапия все же показана. Однако эффективность ее неодинакова при различных механизмах гипоксии. Следует помнить, что кислородная терапия не может заменить адекватную вентиляцию легких, а при большом легочном шунте она вообще неэффективна, так как венозная кровь протекает через невентилируемые зоны легких. Начиная кисло­родную терапию, необходимо по возможности нормализовать объем вентиляции и кровообращения, количество гемоглобина, окислительно-восстановительные процессы в тканях, устра­нить легочный шунт крови. Не следует забывать мудрых слов R. Machintosh о том, что в добром божьем воздухе достаточно кислорода, надо только суметь довести его до больного.

Объективные критерии. Клиническими признаками гипоксии, требующей применения кислородной терапии, являются цианоз, тахипноэ, артериальная гипер- или гипотензия, тахи- или брадикардия, метаболический ацидоз. Казалось бы, объективными критериями необходимости кислородной терапии при достаточ­ном объеме вентиляции надо считать признаки артериальной гипоксемии: напряжение кислорода ниже 9,33 кПа (70 мм рт. ст.) и насыщение гемоглобина меньше 80%. Однако проблема эта гораздо сложнее, если учесть зависимость показателей кислородного гомеостаза от углекислотного, от состояния диссо­циации оксигемоглобина, гемодинамики, метаболических по­требностей и т. д.

Напомним, что не существует, строгой прямо пропорциональной зависимо­сти между напряжением кислорода (Ро₂ — парциальное давление О₂ в плазме, выраженное в мм рт. ст.), содержанием (Со₂ — количество мил­лилитров кислорода в 100 мл крови, как связанного с гемоглобином, так и рас­творенного в плазме) и насыщением гемоглобина кислородом (НbО₂ — процент связанного с кислородом гемоглобина). На взаимосвязь этих величин влияют рН крови, индивидуальные свойства гемоглобина и многие другие об­стоятельства. Например. Рао₂ 11,3 кПа (85 мм рт. ст.) —величина, достаточно удовлетворительная, однако при гемоглобине 140 г/л (14 г%) и рН 7,6 она соответствует содержанию кислорода 19,26% по объему, а при гемоглобине 90 г/л (9 г%) и рН 7,25 — только 12,05% по объему, т. е. в 1,5 раза ниже. Все эти показатели — напряжение, содержание и насыщение — можно опреде­лить прямыми методами или пересчитывать, измерив один из них с помощью специальных номограмм и линеек (например, калькулятора Северингхауса).

Зависимость между Ро₂ (напряжением) и НbО₂ (насыщени­ем гемоглобина) выражается кривой диссоциации оксигемогло­бина, имеющей S-образную форму и характеризующей сродство гемоглобина к кислороду. Численно эту способность выражает величина Р₅₀ — парциальное напряжение О₂, при котором 50% гемоглобина связано с кислородом, когда рН 7,4, а температу­ра тела 37 °С. Нормальная величина P₅₀— около 3,47 кПа (26 мм рт. ст.). Смещение кривой диссоциации вправо означа­ет уменьшение способности гемоглобина связывать кислород и, следовательно, сопровождается повышением P₅₀ При смеще­нии кривой влево наблюдаются обратные явления.

Достаточно точно величина pso может быть определена по номограмме, в которой используются две координаты — Ро₂ и НbО₂ [Виноградова И. Л. и др., 1981].

Состояние кривой диссоциации оксигемоглобина — это важнейшее условие кислородного гомеостаза в организме, потому что основная масса кислорода переносится в легких к митохондриям тканей с помощью гемоглобина (в организме его около 600 г). Целесообразно поэтому рассмотреть наиболее важные факторы, влияющие на кривую диссоциации оксигемоглобина.

1. Сродство Нb и О₂ связано в первую очередь с рН: чем выше рН, тем меньше способность гемоглобина связывать кислород и тем больше P₅₀ (эф­фект Бора). Численное выражение этой зависимости: ΔlogP₅₀/ΔpH=–40. Иначе говоря, изменение рН на 0,1 меняет Р₅₀ на 0,332 кПа (2,5 мм рт. ст.). По-видимому, около 20—25% эффекта Бора связано с действием Рсо₂: благо­даря этому в тканях гемоглобин легко отдает O₂, а в легких жадно захваты­вает его. Но по этой же причине гипокапния вызывает такое изменение P₅₀, которое затрудняет передачу О₂ тканям.

2. Способность гемоглобина связывать кислород меняет температу­ра, чем она выше, тем меньше сродство гемоглобина и О₂ и тем больше кис­лорода отдает гемоглобин. Численное выражение этой зависимости: Δlog P₅₀/ΔT°=—0,024. Проявляется этот эффект главным образом при край­них температурных режимах: при гипертермии ткани получают больше кисло­рода, тогда как при искусственной гипотермии — меньше.

3. Большое влияние на способность гемоглобина связывать и отдавать кислород оказывает содержание в эритроцитах органических фосфатов — 2,3-дифосфоглицерата (2,3-ДФГ) и АТФ, которые увеличивают деоксигенацию гемоглобина. Особая важность влияния ДФГ связана с тем, что его избыток или недостаток меняет эффект рН, Рсо₂, температуры тела и количества гемоглобина на кривую диссоциации оксигемоглобина.

А. Лабори (1980) придает 2,3-ДФГ большое значение в предупреждении агрегации тромбоцитов и эритроцитов и считает увеличение содержания ДФГ в начале шока приспособительной реакцией организма.

Ряд обстоятельств в оценке Р₅₀ кривой диссоциации оксигемоглобина имеет особое значение для анестезиолога.

При хранении консервированной крови сродство Нb и О₂ увеличивается из-за потери 2,3-ДФГ: такая кровь хуже отдает кислород тканям. Снижение 2,3-ДФГ вдвое соответствует Р₅₀ 2,8—3,07 кПа (21—23 мм рт. ст.). При нормальном P₅₀ (3,5 кПа, или 26 мм рт. ст.) 100 мл крови при содержании гемоглобина 100 г/л (10 г%) способны отдать тканям 5 мл кислорода, а при Р₅₀ 3 кПа (23 мм рт. ст.) только 3,7 мл кислорода.

При анемии Р₅₀ возрастает: при Р₅₀ 4,2 кПа (32 мм рт. ст.) те же 100 мл крови отдают тканям около 1.0 мл кисло­рода. Сродство гемоглобина и О₂ снижено (Р₅₀ повышено) при болезнях печени, анемии, болезнях системы кровообращения, хро­нической гипоксемии. Гипероксия, напротив, снижает Р₅₀.

Попытки управлять сродством гемоглобина и О₂ пока весь­ма ограничены, если не считать влияния на кислотно-щелочное состояние и температуру тела. Более сложные и менее изученные воздействия на P₅₀ состоят в изменении ДФГ с помощью введения неорганических фосфатов, пируватов, инозина, метиленового синего, сульфатов, альдостерона, преднизолона и дегидроксиацетона [Лабори А., 1980].

Вернемся, однако, к вопросу, с которого начался этот пароксизм сведений о кислородно-транспортной функции крови: что считать объективным критерием необходимости оксигенотерапии. Если исходить из того, что гипоксия — это недостаточ­ное потребностям тканей поступление в них кислорода, то с физиологической точки зрения правильнее было бы ориентироваться на напряжение О₂ не в артериальной, а в венозной кро­ви: чем более «голодны» ткани, тем больше они «съедают» кислорода, тем ниже его уровни в венозной крови. К сожалению, сделать это непросто, потому что разные ткани, органы и даже клетки одного органа имеют различные кислородные за­просы. Величина снижения Ро₂ в ткани зависит и от интенсивности метаболизма, и от объема тканевого кровотока, и от кри­тического транскапиллярного градиента кислорода, колеблю­щегося в различных органах: от 0,08 кПа (0,6 мм рт. ст.) в миокарде до 8,9 кПа (67 мм рт. ст.) в скелетных мышцах.

Артериовенозное различие кислорода в разных органах далеко не одина­ково и зависит главным образом от уровня метаболизма органа. В миокарде это различие составляет 12%, в мозге — 6, в желудочно-кишечном тракте — 3, в почках—1,5% по объему. Поскольку предел, ниже которого кислород не может утилизироваться тканями, приблизительно везде одинаков (около 10% по объему), а содержание кислорода в поступающей в органы артериальной крови также одинаково (около 20% по объему), кислородные «резервы» орга­нов совершенно различны.

Все же падение напряжения О₂ в смешанной венозной кро­ви (Pvo₂) ниже 4,6 кПа (35 мм рт. ст.) — несомненный признак гипоксии, требующей применения оксигенотерапии. Но надо исходить из функциональной оценки еще одного важного критерия. Дело в том, что гипокапния снижает приспособительные реакции организма к кислороду и уменьшает его отдачу тка­ням через сдвиг кривой диссоциации оксигемоглобина. Гиперкапния, наоборот, до определенного предела способствует адаптации организма к гипоксии — увеличивает объем венти­ляции, кровообращения, мозгового кровотока и т. д.

Для применения оксигенотерапии можно дать такие клинико-физиологические рекомендации:

1) если Раo₂ при дыхании воздухом ниже 8,6 кПа (65 мм рт. ст.), Рvо₂ ниже 4,6 кПа (35 мм рт. ст.) и гиперкапнии нет (Рaсо₂ ниже 5,3 кПа) (40 мм рт. ст.), можно применять высо­кие концентрации кислорода, не опасаясь угнетения вентиля­ции, при спонтанном дыхании;

2) когда при дыхании воздухом Рао₂ ниже 8,6 кПа (65 мм рт. ст.), Pvo₂ ниже 4,6 кПа (35 мм рт. ст.), но имеется гиперкапния (Расо₂ больше 5,8 кПа, или 44 мм рт. ст.), необходимо вводить смеси с содержанием кислорода не выше 40% (посколь­ку более высокие концентрации нарушают регуляцию дыхания) или сочетать оксигенотерапию с ИВЛ.

Кроме того, при решении вопроса об оксигенотерапии мож­но ориентироваться на величину альвеолоартериального раз­личия Ро₂(АаРo₂,). Если при дыхании 100% кислородом АаРо₂ не превышает 16 кПа (120 мм рт. ст.), в оксигенотерапии нуж­ды нет. При АаРо₂ 16—46 кПа (120—350 мм рт. ст.) надо провести ингаляцию 40% О₂ при спонтанной вентиляции. При АаРо₂ 46—60 кПа (350—450 мм рт. ст.) надо попробовать оксигенотерапию 50—60% О₂ в сочетании с режимом ПДКВ. При АаРо₂ свыше 60 кПа (450 мм рт. ст.) без ИВЛ не обойтись.

Надо помнить, что при дыхании воздухом норма Раo₂ зави­сит от возраста. В положении лежа (для практики ИТАР более распространенном) Рао₂ (мм. рт. ст.) = 109—0,43 x возраст (годы) (для выражения этой величины в килопаскалях ее нуж­но умножить на 0,133).

Методы кислородной терапии для борьбы с дыхательной недостаточностью следующие: 1) ингаляции кислородных смесей; 2) гипербарическая оксигенация — применение кислорода под повышенным давлением в специальных барокамерах; 3) энтеральная оксигенация — введение кислорода через желудочно-кишечный тракт; 4) внутрисосудистая оксигенация — введение кислородных смесей внутривенно; 5) внелегочная мембранная оксигенация крови (рис. 24).

Рис. 24. Методы искусственной оксигенации.

1 — ингаляционная; 2 — гипербарическая; 3 — инфузионная; 4 — энтеральная; 5 — мембранная экстракорпоральная.