Энтеральная оксигенация

Введение кислорода в желудок с последующим его пассажем в кишечник и всасыванием имеет давнюю историю. Метод применялся как средство борьбы с асфиксией новорожденных и дыхательной недостаточностью взрослых людей, но было доказано, что количеств всасываемого в желудочно-кишечном тракте кислорода недостаточно для обеспечения метаболизма при нарушении легоч­ного дыхания.

В клинике внутренних болезней энтеральную оксигенацию применяли для дегельминтизации, вводя кислород через зонд, однако наибольшее распространение получила беззондовая энтеральная оксигенация по методу Сиротинина (больной проглатывает кислород в виде пены). Этот способ применяют для борьбы с поздними токсикозами беременности, ожирением, для профилактики преждевременного старения. Надо полагать, что в физиологических механиз­мах энтеральной оксигенации при таком ее использовании далеко не послед­нюю роль играет эффект плацебо.

По данным М. Н. Сперанского (1940), из тонкого кишечника кислород всасывается со скоростью 0,15 мл/(см²·ч^-1), а из толстого — 0,11 мл/(см²·ч^-1). В пересчете на площадь внутренней поверхности тонкого и толстого кишечника количество всасываемого при достаточном кровотоке кислорода должно составить около 300 мл/мин, тогда как для поддержания основного обмена организму требуется около 200 мл/мин. Едва ли способ кишечного дыхания станет когда-нибудь широко применяться, но научиться использовать его в практике ИТАР необходимо.

В практике ИТАР энтеральная оксигенация имеет наибольшее значение для улучшения функций печени, так как всасывающийся в пищеварительном тракте кислород оксигенирует кровь воротной вены, поступающую в печень, хотя эффективность метода, видимо, преувеличена.

Трансфузионая оксигенация

Трансфузионная оксигенация может рассматриваться в трех аспектах: 1) инфузия оксигенированных препаратов; 2) применение искусственных носителей кислорода (кровезаменителей), переносящих кислород при легочной их оксигенации; 3) экстракорпоральная оксигенация крови.

Инфузия оксигенированных препаратов. Известно, что если скорость введения газообразного кислорода превышает 2—3 мл/(кг·мин^-1), неизбежно возникает газовая эмболия [Ефуни С. Н. и др., 1974]. Однако применение микроэмульсии кислорода, получаемой вспениванием гидролизата казеина с помощью кислорода, позволяет существенно увеличить объем вводимого O₂. Расчеты показывают, что для внутривенного введения 200 мл О₂ в минуту, необходимого для основного обмена, общая поверхность пузырьков О₂ должна быть 1,7 м². При среднем диаметре пузырьков кислорода около 1 мкм удается вводить кислород в количестве 6 мл/кг·мин^-1) без возникновения газовой эмболии и поддерживать достаточную оксигенацию тканей, в том числе мозга, в течение 30 мин [Шальнев Б. И., 1971]. Оксигенация не подменяет утилиза­цию СО₂, поэтому ее необходимо компенсировать введением трис-буфера. Не­решенной проблемой этого метода остается избыточное введение жидкости, поступающей с кислородной эмульсией.

Вариантом оксигенированной трансфузии является насыщение консервированной крови кислородом под давлением 1—2 ата. Такую кровь трансфузируют в систему полой или портальной вены. Поскольку ограничен объем крови, которую можно трансфузировать, эффективность этого метода как средства искусственной оксигенации очень мала.

Большой интерес представляет внутривенная инфузия 0,12—0,24% раство­ра перекиси водорода, которая под действием фермента каталазы разлагается на воду и молекулярный кислород (у человека в отличие от многих экспериментальных животных каталазная активность очень высока). Метод требует дальнейшего клинико-физиологического изучения, однако многочисленные ис­следования свидетельствуют о больших возможностях эндогенной оксигенации перекисью водорода [Герасименко Н. И. и др., 1978], в том числе при ее внутрипортальном и внутриперитонеальном введении.

Применение искусственных носителей кислорода. Интенсивному экспериментальному изучению подвергается проблема ис­пользования жидкостей — носителей О₂ и СО₂. Эта проблема имеет два аспекта: вентиляция легких жидкими средами и перфузия ими системы кровообращения. Для обеих целей исполь­зуют эмульсии фтороорганических соединений. Так, в 100 мл наиболее широко используемого перфтортетрагидрофурана, который в эмульгированном виде называется FX-80, может раствориться при температуре 37 °С 48,3 мл О₂ и 160 мл СО₂, тогда как в 100 мл воды при той же температуре — только 3 мл О₂.

Впервые FX-80 был применен при жидкостной вентиляции легких в 1966 г., а для перфузии системы кровобращения — в 1968 г. С этого времени начались физиологические исследова­ния поразительных феноменов, которые можно было бы обо­значить как дыхание без воздуха и кровообра­щение без крови.

Многочисленные исследования 70-х годов показали, что вентиляция лег­ких FX-80 обеспечивает необходимый уровень кислородного гомеостаза, а дру­гие функции легких при этом существенно не меняются. Так, Рао₂ при венти­ляции легких FX-80 в течение часа составляло свыше 26,7 кПа (200 мм рт. ст.), а Расо₂ —6—6,7 кПа (45—50 мм рт. ст.) [Белоярцев Ф. Ф. и др., 1978; Modell J. H. et al., 1971]. Растяжимость легких, дыхательное сопротивление и дыхательное мертвое пространство, а также показатели гемодинамики сущест­венно не менялись. Значительных структурных повреждений легких также не наблюдалось [Горчакова А. И. и др., 1979; Calderwood H. W. et al., 1973]. Ис­пользование FX-80 для перфузии системы кровообращения в течение 2 ч пока­зало, что его газотранспортная функция вполне удовлетворительна, но транс­порт электролитов и метаболитов недостаточен.

Помимо фторкарбоновых носителей О₂, пытаются создать растворы модифицированного гемоглобина, причем получены обнадеживающие результаты [Розенберг Г.Я. и др., 1979].

Растворы гемоглобина в концентрации около 70 г/л при достаточной кислородной емкости и онкотическом давлении являются ньютоновской жидкостью, имеющей вязкость более низкую, чем кровь, и не зависящую от скорости потока. Растворы гемоглобина, пригодные для клинического использования, должны быть очищены от агрессивных веществ плазмы и мембраны эритроци­та, чтобы не оказывать вредного функционального и морфологического дейст­вия на почки и печень, не поглощаться эндотелиальной системой и не вызы­вать агрегацию собственных эритроцитов больного.

Помимо фторкарбоновых эмульсий и растворов гемоглобина, в качестве жидкостей, переносящих кислород, изучаются хелаты, в которых главным эффектором являются железо и кобальт.

Использование трансфузионной оксигенации перспективно при всех вариантах гемической гипоксии, а также для общей перфузии организма с целью детоксикации, искусственного кровообращения и для изолированной перфузии органов при трансплантации.

Экстракорпоральная оксигенация крови. Этот метод кислородной терапии близок к искусственному кровообращению и применяется в последнее десятилетие при временной неспособности легких обеспечить адекватный газообмен, в частности при синдроме шокового легкого, постперфузионном легочном синдроме, жировой эмболии, тотальной пневмонии и т. п. Мем­бранный оксигенатор впервые использован с этой целью в кли­нической практике еще в 1958 г.

Мембранный оксигенатор представляет собой два тонких параллельных слоя_хполимерной тефлоновой пленки, между которыми протекает кровь. Сна­ружи пленки находится 100% кислород. Пленка имеет микропоры диаметром 3—5 мкм, через которые свободно проходят кислород и углекислый газ, а плаз­ма и клетки крови задерживаются. Движение крови обеспечивается специаль­ным насосом с забором крови из системы нижней полой вены и возвратом в яремную вену или бедренную артерию с объемной скоростью около 0,5—1 л/мин.

Через мембранный оксигенатор проходит лишь часть циркулирующего объема крови, что позволяет использовать его в течение нескольких дней и да­же недель без значительной травмы клеток крови. Принципиальное отличие кислородной терапии с помощью мембранного оксигенатора от метода искусственного кровообращения (ИК) состоит в том, что Экстракорпоральная окси­генация осуществляется при параллельном ИК и работающем сердце. Мембран­ный оксигенатор с прокачиванием крови нужен лишь для ее оксигенации, но не обеспечения кровообращения.

Диффузионная способность мембранного легкого для кислорода приближается к способности альвеолокапиллярной мембраны. СО₂ при экстракорпоральной оксигенации удаляется очень быстро; по Т. Kolobow (1977), для этого достаточен поток 250 мл/мин.

Подробные сведения об экстракорпоральной оксигенации крови представлены А. А. Писаревским и соавт. (1980), А. Б. Карасевым и соавт. (1981), W. M. Zapol и соавт. (1980), но мы хотели бы сделать здесь важное клинико-физиологическое обобщение. Экстракорпоральная мембранная оксигенация несомненно поддерживает адекватный газообмен, но не излечи­вает острую и тем более хроническую дыхательную недостаточность, связанную с поражением легких. Более того, видимо, при веноартериальном пути экстракорпоральной оксигенации состояние легких даже ухудшается. Мы видим единственно возможную причину такого ухудшения: альвеолярная часть легкого питается от легочной артерии, которая приносит в легкие столь же плохую по газовому составу кровь, как и до экстра­корпоральной оксигенации, но в меньшем количестве, так как часть крови прошла мембранный оксигенатор, но миновала легкие.

Может быть, учитывая наличие выраженного альвеолярного шунта, при далеко зашедшей острой дыхательной недостаточности следует использовать вено-венозную перфузию оксигенатора? Но не будут ли легкие при этом еще больше забиваться агрегатами? Может быть, даже исключить из системы насос и проводить артериовенозную перфузию, пустив кровь через ок­сигенатор самотеком?

В любом случае острой дыхательной недостаточности пораженные легкие надо лечить в полном (или даже большем) объеме, несмотря на улучшение газообмена с помощью мембранной оксигенации, которая пока почти не снижает леталь­ность от дыхательной недостаточности. Но надо надеяться, что этот пессимизм — явление временное, потому что на наших глазах родился принципиально новый метод оксигенотерапии, который R. О. Heimbecker (1977) вполне справедливо назвал «тихой» революцией.

В нашей стране разработка проблем экстракорпоральной мембранной оксигенации начата А. А. Писаревским и соавт. в 1978 г. Метод имеет хорошие перспективы в комплексной интенсивной терапии дыхательной недостаточности. Надо только понимать, что, подобно тому как гемодиализ не излечивает поражение почек, а аортальная контрпульсация — инфаркт миокарда, мембранная оксигенация улучшает функции организма, но не ликвидирует в легких источ­ник дыхательных нарушений.

Медикаментозная антигипоксическая терапия

Периодически в физиологии возникает стремление исклю­чить из классификации гипоксии гистотоксическую гипоксию — неспособность тканей усваивать кислород. Об этом высказыва­лись Г. Г. Дервиз (1948), Н. Н. Сиротинин (1973), С. Н. Ефуни и В. А. Шпектор (1981) и др. Если ткань не может усвоить кислород, следовательно, он имеется в ней в избытке. Можно ли в таких случаях говорить о гипоксии, т. е. недостатке кислоро­да? И главное, надо ли лечить гистотоксическую гипоксию дополнительной оксигенацией или искать иные меры физиологической терапии?

Гипоксии делят на гипоксидации и гипоксидозы:

Гипоксидация (снижение потребности в кислороде)	Гипоксидоз (невозможность окисления)
Гипотермия	Отсутствие адекватной доставки
Гибернация	Нарушение ферментативных процессов
Гипотиреоз	Недостаток энергетических веществ
Гипокинезия	Задержка метаболитов

Правомерность таких вопросов хорошо видна из классификации гипоксии, приведенной Н. С. Сиротининым (1973) и тре­бующей от врача в ряде случаев гипоксии менее активно про­водить оксигенацию, чтобы избежать гипероксии.

Дополнительная оксигенация показана лишь при гипоксидозах. Применение ее при гипоксидациях ведет к патологичес­ким эффектам гипероксии. Следовательно, надо искать иные меры физиологической терапии.

С. Н. Ефуни и В. А. Шпектор (1981) считают гипоксией детально н четко разработанные состояния, при которых ткани не получают адекватного количества кислорода из-за поражения легких, крови и кровообращения. Посколь­ку кислород нужен тканям для выработки энергии, они предлагают термин гипоэргоз, который разделяют на гипоксический, субстратный и энзиматический, тем самым еще раз подчеркивая, что при выработке энергии тканями есть ситуации, при которых не хватает кислорода, но есть и совсем иные.

Е. D. Robin предложил термин д и з о к с и я — нарушение усвоения клеткой кислорода, в отличие от гипоксии — недостатка кислорода. В 1980 г. он сообщает о конкретных методах объективного контроля дизоксии — ядерном магнитном ре­зонансе, микроэлектродной внутриклеточной технике, НАДФ-флавопротеиновой флюрометрии и др. [Robin E. D., 1980].

Надо полагать, что дизоксия может наблюдаться в трех формах:

1. Гипоксическая дизоксия: при ней утилизация кислорода клеткой нарушена из-за недостаточного его поступления. Естественно, что главной мерой физиологической терапии гипоксической дизоксии должно быть увеличение доставки О₂ в клетку.

2. Нормоксическая дизоксия: кислорода поступает достаточ­но, но клетка не в состоянии утилизировать его из-за отсутст­вия энергетических веществ, поражения ферментов и т. п.

3. Гипероксическая дизоксия: избыток кислорода сам повреждает ферментативные системы для его утилизации. Это может быть при истинном избытке О₂ (ГБО) и при относительном его избытке, когда метаболизм клетки снижен из-за тем­пературных, гормональных или иных причин.

Этим теоретическим вступлением мы хотели бы подчерк­нуть, что клеточный метаболизм держится на трех основах: кислороде, системе его утили­зации и транспорте самого О₂ и метаболи­тов в обе стороны (рис. 25).

Кислород нужен организму как активный участник биологического окисления, которое хотя и не останавливается без кислорода, но не обеспечивает необходимый для жизни уровень продукции энергии. Существуют способы антигипоксической терапии, которые направлены на улучшение тканевого дыхания при имеющихся количествах кислорода. Фактически это попытка управления метаболизмом на тканевом уровне с помощью различных методов.

Переходной формой от кислородной терапии к управлению тканевым дыханием с помощью медикаментов является медикаментозное улучшение транспорта к тканям кислорода, а из тканей — конечных продуктов метаболизма. К этой переходной форме относятся все средства улучшения микроциркуляции — реополиглюкин, ганглиоблокаторы, β-адреномиметики и др. Естественно, что нормализация ОЦК, работы сердца и лег­ких — это фон, на котором применяются остальные упоминаю­щиеся здесь методы.

Антигипоксические методы можно разделить на четыре группы по ьшинципу воздействия на биологическое окисление.

Первая группа антигипоксических методов — подавле­ние общего уровня метаболизма нейростабилизаторами типа дроперидола или аминазина. Точно так же действуют (β-адренолитики типа индерала. Это хорошо зарекомендовавший себя способ снижения потребности в кислороде, которым надо поль­зоваться достаточно широко, но с учетом активного влияния препаратов на гемодинамику.

Рис. 25. «Три кита», на которых держатся окислительные процессы в тканях организма

I — энергетические вещества; II — кислород; III — транспорт метаболитов.

Вторая группа методов — попытка улучшить диссоци­ацию оксигемоглобина в тканях, чтобы в них попало больше кислорода (это, пожалуй, тоже переходная форма между кислородной и медикаментозной антигипоксической терапией). От­дача кислорода тканям повышается при накоплении в них молочной и угольной кислоты, но это, видимо, расстройства микроциркуляции сделают и без нас. Так же действует препарат мексамин, близкий по строению и свойствам к серотонину и применяемый как средство противолучевой защиты.

Третья группа антигипоксических средств — вещества, меняющие пути биологического окисления с I на III и наоборот. I путь дает меньше энергии, но дает быстро, III путь—больше энергии, но медленнее (см. главу 8).

С I на III путь биологическое окисление переводят оксибутират натрия (как раз в этом и состоят его часто упоминаю­щиеся антигипоксические свойства), серотонин (уже упоминав­шийся мексамин).

Так же действуют барбитураты и фенотиазины, противогипоксический эффект которых связан, видимо, и с общим тор­можением метаболизма нервной клетки.

С III на I путь биологического окисления переводят инсу­лин, введение которого в комплексе с глюкозой и калием по­казано при необходимости срочного получения энергии.

Четвертая группа антигипоксических средств самая большая. Это ферменты, коферменты, донаторы и акцепторы электрона и тиоловых групп, улучшающие биологическое окисление. К ним относятся почти все витамины и аминокислоты, выпускаемые в качестве медикаментов.

В группу входят также метиленовый синий (хромосмон), унитиол и дикаптол, применяемые для лечения .различных отравлений, а также пентоксил, метилурацил (метацил), используемый при лечении лейкопении, и цистамин — противолучевое средство.

Условным делением антигипоксических медикаментов на четыре группы мы лишь пытаемся облегчить восприятие этого несомненно перспективного раздела метаболической коррекции, в котором вопросов пока еще гораздо больше, чем убедитель­ных или хотя бы одинаковых ответов.

Г л а в а 15