Рекомендуем ознакомиться: План мероприятий на 2024 год

 

Тезисы XVI Всероссийской конференции по ветеринарной анестезиологии, реанимации и интенсивной терапии

22-23 апреля 2021 г. Москва, отель «Милан»

 

Гипоксическая лёгочная вазоконстрикция. Когда стоит уйти от ингаляционного компонента анестезии?

 

Дарья Владимировна Чумакова
Ветеринарная клиника доктора Сотникова,  Санкт-Петербург

 

Сокращения:

ГЛВ – гипоксическая лёгочная вазоконстрикция

ЛГ – легочная гипертензия

ВПО – вентиляционно–перфузионное отношение

МАК – минимальная альвеолярная концентрация

АД – артериальное давление

БА — бедренная артерия

ЛА — легочная артерия

ОПСС – общее периферическое сосудистое сопротивление

ТВА – тотальная внутривенная анестезия

 

Гипоксическая лёгочная вазоконстрикция (ГЛВ) — это гомеостатический механизм, присущий лёгочной сосудистой системе.

Внутрилёгочные артерии сужаются в ответ на альвеолярную гипоксию, отводя кровь в более насыщенные кислородом сегменты лёгких, тем самым оптимизируя соответствие вентиляции/перфузии и системную доставку кислорода. В ответ на альвеолярную гипоксию митохондриальный датчик динамически изменяет активные формы кислорода и окислительно-восстановительные процессы в гладкомышечных клетках лёгочной артерии. Это ингибирует калиевые каналы, активирует напряжение стробированных кальциевых каналов и увеличивает цитозольный кальций, вызывая сужение сосудов.  Длительная гипоксия активирует rho-киназу, усиливающую вазоконстрикцию, и индуцируемый гипоксией фактор (HIF)-1α, что приводит к неблагоприятному ремоделированию лёгочных сосудов и лёгочной гипертензии.

Это механизм перераспределения кровообращения от плохо вентилируемых участков лёгких к хорошо вентилируемым.

Рисунок 1

Гипоксическая лёгочная вазоконстрикция была первоначально идентифицирована Брэдфордом и Дином и в последствии охарактеризована Эйлером и Лильестрандом. ГЛВ — это внутренний механизм лёгких для согласования перфузии с вентиляцией для оптимизации системной доставки кислорода. ГЛВ отражает сужение мелких внутрилёгочных артерий в ответ на альвеолярную гипоксию. ЛГВ может быть глобальным (в ответ на гипоксию окружающей среды), в этом случае давление в лёгочной артерии повышается; однако в большинстве случаев ГВЛ  вызывается очаговым ателектазом или пневмонией, и как альвеолярная гипоксия, так и вазоконстрикция, локализуются в лёгочном сегменте или доле.

В таких случаях кровь отводится из гипоксического сегмента лёгкого в более насыщенную кислородом часть лёгкого без повышения ОПСС.

 

ГЛВ возникает в течение нескольких секунд после воздействия гипоксии и достигает максимальной интенсивности в течение нескольких минут-часов. Хотя ГЛВ может быть устойчивым, он остаётся обратимым при восстановлении нормального уровня кислорода в дыхательных путях, если только не произошла лёгочная гипертензия (рН) и неблагоприятное ремоделирование сосудов.

 

Клиническая значимость

Хотя ГЛВ активен в нормальной физиологии, и у пациентов с распространёнными заболеваниями лёгких он остаётся недооценённым клиницистами. В дополнение к оптимизации, сочетая и системную доставку кислорода, ГЛВ используется хирургически для усиления оксигенации. ГЛВ имеет решающее значение для однолёгочной анестезии у пациентов, перенёсших торакальную хирургию, такую, как резекция опухоли лёгкого. Благодаря гипоксической вазоконстрикции, уменьшает кровоснабжение плохо вентилируемых участков лёгких, появляющихся, например, в результате бронхиальной обструкции.

Однако наиболее важна гипоксическая вазоконстрикция, вероятно, при рождении. Во время внутриутробного периода сопротивление лёгочных сосудов очень велико и через лёгкие протекает лишь около 15 % сердечного выброса. Частично это обусловлено именно гипоксической вазоконстрикцией. Когда после первого вдоха в альвеолы поступает кислород, сопротивление лёгочных сосудов вследствие расслабления гладких мышц резко падает и лёгочный кровоток мгновенно возрастает.

 

ГЛВ и ингаляционные анестетики:

Гипоксическая лёгочная вазоконстрикция является местным рефлексом, обеспечивающим уменьшение перфузии лёгких при снижении парциального давления кислорода в альвеолах. Физиологический смысл — восстановление вентиляционно-перфузионных отношений. Ингаляционные анестетики ослабляют этот рефлекс. Все ингаляционные анестетики могут уменьшать сопротивление дыхательных путей за счёт расслабления гладкой мускулатуры бронхов и уменьшения бронхоспастического действия гипоксии. Бронхоспастическое действие гистамина также может уменьшаться ингаляционными анестетиками.

Мукоцилиарный клиренс ослабляется под действием ингаляционных анестетиков преимущественно за счёт уменьшения частоты колебания ресничек. Действие сухого газа, вентиляция в режиме ПДКВ и ингаляция высоких концентраций кислорода — всё это негативно сказывается на мукоцилиарном клиренсе.

ГЛВ ингибируется ингаляционными анестетиками

  • Неингаляционные анестетики не показали лучшей оксигенации в сравнении с ингаляционными анестетиками в концентрации менее 1 МАК
  • Одной из причин снижения ГЛВ является вазодилаторный эффект ингаляционных анестетиков

Рисунок 2

Можно рассмотреть несколько статей, в основном это исследования на собаках и свиньях, об изучении роли ГЛВ  и клинического значения.

 

1) Lung perfusion, shunt fraction, and oxygenation during one-lung ventilation in pigs: the effects of desflurane, isoflurane, and propofol

Konrad Schwarzkopf 1,Torsten Schreiber,Niels-Peter Preussler,Elke Gaser,Lars Hüter,Reinhard Bauer,Harald Schubert,Waheedullah Karzai

 

Свиньи подвергались анестезии, интубации трахеи и механической вентиляции. После установки катетеров в БА и термодилюции ЛА с помощью трахеотомии была установлена левосторонняя двухпросветная трубка . После размещения  трубки  корректировали на 0,8 и продолжали анестезию в случайном порядке с 1 МАК  десфлурана, 1 МАК  изофлурана или введением пропофола.

Измерения дыхательных и гемодинамических параметров производились после стабилизации при каждом наркозе. Во время ИВЛ перфузия невентилируемого лёгкого и фракция шунта были сопоставимы во всех 3 анестетиках. PO2 было ниже при анестезии десфлураном и изофлураном по сравнению с анестезией пропофолом. АД  и сердечный выброс были ниже при применении десфлурана и изофлурана по сравнению с пропофолом.

В клинически релевантной модели сердечного выброса ГЛВ  и АД  снижались на фоне десфлурана и изофлурана по сравнению с пропофолом, в то время как перфузия невентилированной фракции лёгкого и шунта оставалась сопоставимой.

 

2) Ketamine preserves and propofol potentiates hypoxic pulmonary vasoconstriction compared with the conscious state in chronically instrumented dogs.

M Nakayama 1,P A Murray

 

Авторы проверили гипотезу, что анестезия кетамином и пропофолом изменит величину ГЛВ  по сравнению с сознательным состоянием. Кроме того, они оценили, в какой степени ингибирование циклооксигеназного пути и ингибирование чувствительных к аденозинтрифосфату калиевых каналов модулируют гипоксическую лёгочную вазоконстрикцию в сознательном состоянии и изменяются ли эти пути во время анестезии пропофолом.

20 кобелей метисов  были хронически измерены приборами для измерения соотношения давления и кровотока в левом лёгочном сосуде. Графики давления-потока измеряли во время нормоксии и гипоксии (снижение системного артериального PO2 примерно до 60 и около 50 мм рт. ст.) в отдельные дни в сознательном состоянии, во время кетаминовой анестезии и во время пропофоловой анестезии. Влияние индометацина и глибенкламида на величину гипоксической лёгочной вазоконстрикции оценивали также в сознательном и анестезированном пропофолом состояниях. Ни кетамин, ни пропофол не оказывали влияния на исходное соотношение давления и потока во время нормоксии по сравнению с сознательным состоянием. Гипоксия приводила к стимулзависимой лёгочной вазоконстрикции.

Вывод: ГЛВ сохраняется во время кетаминовой анестезии, но потенцируется во время анестезии пропофолом. Потенцированный ответ во время анестезии пропофолом, по-видимому, вызван ингибированием аденозинтрифосфат-чувствительной калиевой канальцевой опосредованной лёгочной вазодилатации.

 

3) Preservation of hypoxic pulmonary vasoconstriction during sevoflurane and desflurane anesthesia compared to the conscious state in chronically instrumented dogs

M A Lesitsky 1,S Davis,P A Murray

 

Цель авторов состояла в том, чтобы оценить степень, в которой анестезия севофлураном и десфлураном изменяет величину ГЛВ  по сравнению с реакцией, измеренной у того же животного в сознательном состоянии.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что гипоксическая лёгочная вазоконстрикция сохраняется при севофлурановой и десфлурановой анестезии по сравнению с сознательным состоянием. Таким образом, ингибирование гипоксической лёгочной вазоконстрикции не является общей характеристикой ингаляционных анестетиков. При оценке влияния физиологических или фармакологических вмешательств на величину гипоксической лёгочной вазоконстрикции следует учитывать зависящий от потока характер реакции.

 

4) Regional hypoxic pulmonary vasoconstriction in dogs with asymptomatic dirofilariasis

M W Chapleau,R E Fish,M G Levitzky

 

Легочная гемодинамическая реакция на одностороннюю альвеолярную гипоксию была исследована у собак, получавших пентобарбитал под наркозом, с легкой формой болезни сердечного червя Дирофилярии и у собак, свободных от заболевания . Азотная вентиляция левого легкого у собак с заболеванием  приводила к снижению сердечного выброса, перфузирующего левое лёгкое. Напротив, у собак с лёгкой формой заболевания не развилось значительного снижения. Этот ослабленный лёгочный сосудистый ответ на регионарную альвеолярную гипоксию у собак с болезнью был связан с нормальным лёгочным артериальным давлением , что не отличалось от того, что наблюдалось у собак с отсутствием заболевания . Эти результаты указывают на то, что лёгкое заболевание препятствует способности гипоксической лёгочной вазоконстрикции перераспределять лёгочный кровоток от гипоксических областей лёгкого.

Рисунок 3

 

Выводы

ВПЧ — это уникальный ответ лёгких, который играет важную физиологическую роль: он действует в соответствии с перфузией и вентиляцией для оптимизации PO2 . Таким образом, шунтирование крови в области с высокой вентиляцией поддерживает эффективные процессы газообмена.

Максимальный эффект развивается через 4 часа. Перераспределяет кровоток на 40% в невентилируемых участках лёгких. Эффективность ГЛВ зависит от давления в лёгочной артерии и сатурации смешанной венозной крови. Гипокапния снижает ГЛВ, приводя к увеличению шунта

Согласно анализу статей гуманной и ветеринарной медицины, роль ГЛВ значительно мала в оценке респираторного статуса пациентов во время операции при использовании ингаляционных анестетиков, что позволяет нам считать анестезию с использованием десфлюрана/севофлюрана/ изофлюрана достаточно адекватной, так же, как если бы мы использовали внутривенное введение пропофола как основного компонента анестетиков. Данных за то, чтобы были чёткие рекомендации, как заподозрить ГЛВ и перейти от ингаляционного компонента к ТВА – нет. Но, тем не менее,  о таком явлении, как ГЛВ, помнить стоит, и знать и понимать патогенез и клиническую значимость также необходимо.

 

Краткий список литературы:

1) Hypoxemia and hypoxic pulmonary vasoconstriction: autonomic nervous system versus mixed venous PO2 Andrew A. Pellett a,*, Jimmy M. Cairo a , Michael G. Levitzky b a Department of Cardiopulmonary Science, Louisiana State Uni6ersity Medical Center, 1900 Gra6ier St., New Orleans, LA 70112-1393, USA b Department of Physiology, Louisiana State Uni6ersity Medical Center, 1901 Perdido St., New Orleans, LA 70112-1393, USA Accepted 8 July 1997

2) Ketamine preserves and propofol potentiates hypoxic pulmonary vasoconstriction compared with the conscious state in chronically instrumented dogsM Nakayama 1,P A Murray   Affiliations expand/PMID: 10485788 DOI: 10.1097/00000542-199909000-00029 Free article

3)Lung perfusion, shunt fraction, and oxygenation during one-lung ventilation in pigs: the effects of desflurane, isoflurane, and propofol. Konrad Schwarzkopf 1,Torsten Schreiber,Niels-Peter Preussler,Elke Gaser,Lars Hüter,Reinhard Bauer,Harald Schubert,Waheedullah Karzai   Affiliations expand   PMID: 12635064 DOI: 10.1053/jcan.2003.13

4) Preservation of hypoxic pulmonary vasoconstriction during sevoflurane and desflurane anesthesia compared to the conscious state in chronically instrumented dog  . M A Lesitsky 1,S Davis,P A Murray. Affiliations expand. PMID: 9856726 DOI: 10.1097/00000542-199812000-00029. Free article

5) Regional hypoxic pulmonary vasoconstriction in dogs with asymptomatic dirofilariasis . M W Chapleau,R E Fish,M G Levitzky. PMID: 4026011

6) Role of airway nitric oxide on the regulation of pulmonary circulation by carbon dioxide . YASUSHI YAMAMOTO, 1 HITOSHI NAKANO, 1 HIROSHI IDE, 1 TOSHIYUKI OGASA, 1 TORU TAKAHASHI, 1 SHINOBU OSANAI, 1 KENJIRO KIKUCHI, 1 AND JUN IWAMOTO 2 . 1 Department of Internal Medicine and 2 Division of Applied Physiology, School of Nursing, . Asahikawa Medical College, Asahikawa 078-8510, Japan  Received 12 January 2001; accepted in final form 30 April 2001

7) Lung Perfusion, Shunt Fraction, and Oxygenation During One-Lung Ventilation in Pigs: The Effects of Desflurane, Isoflurane, and Propofol Konrad Schwarzkopf, MD, Torsten Schreiber, MD, Niels-Peter Preussler, MD, Elke Gaser, MD, Lars Hu¨ ter, MD,Reinhard Bauer, MD, Harald Schubert, VD, and Waheedullah Karzai, MD

8) Low- vs high-dose almitrine combined with nitric oxide to prevent hypoxia during open-chest one-lung ventilation T. Silva-Costa-Gomes . Department of Surgery, Hospital Universitari del Mar, Institut Municipal d’Investigacions Me`diques (IMIM), Universitat Auto`noma de Barcelona, Barcelona, Spain

9) ) Торакальная Анестезия Л. Кривский, FRCA Southampton University Hospital

10) Anesthesia and Pain Management for Veterinary Nurses and Technicians by Tamara L. Grubb, Mary Albi, Shelley Ensign, Janel Holden, Shona Meyer, Nicole Valdez March 2020

11) Anesthesia and Pain Management for Veterinary Nurses and Technicians by Tamara L. Grubb, Mary Albi, Shelley Ensign, Janel Holden, Shona Meyer, Nicole Valdez   March 2020

12) Modern Monitoring in Anesthesiology and Perioperative Care by Andrew B. Leibowitz, Suzan Uysal   April 2020

13) Canine and Feline Respiratory Medicine, 2nd Edition by Lynelle R. Johnson December 2019

14) BSAVA Manual of Canine and Feline Cardiorespiratory Medicine, 2nd Edition by Virginia Luis Fuentes, Lynelle Johnson, Simon Dennis July 2010 (Reprinted 2016)

15) https://obrfm.ru/main/

16) https://scihubtw.tw