Doplňkový pooperační kyslík a infekce ran u morbidně obézních pacientů

Infekce rány je častým a závažným důsledkem anestezie a chirurgického zákroku. Infekce je spojena s velkými komplikacemi včetně intraabdominálního abscesu, peritonitidy bez prosakování a sepse. Průměrná infekce rány tak prodlouží hospitalizaci o týden, zdvojnásobí potřebu péče na JIP a zdvojnásobí mortalitu.

Prvních několik hodin po bakteriální kontaminaci je rozhodujícím obdobím, během kterého dochází k infekci. Techniky zaměřené na zlepšení odolnosti vůči infekcím operační rány jsou tak nejúčinnější, jsou-li implementovány v rozhodném období – i když infekce jsou klinicky detekovány až pět až deset dní po operaci.

Primární obranou proti chirurgickým patogenům je oxidativní zabíjení neutrofily. Tato reakce kriticky závisí na tkáňovém kyslíkovém napětí. Není proto překvapivé, že kyslíková tenze podkožní tkáně (PsqO2) nepřímo koreluje s rizikem infekce operační rány. Jak lze očekávat, doplňkové perioperační podávání kyslíku zvyšuje parciální tlak kyslíku v tkáni (ve srovnání s FIO2 30 %) a snižuje riziko infekce rány. Zatímco 100% kyslík je spojen s atelektázou a plicním zánětem, my a další jsme ukázali, že 80% kyslík není.

Časté je také nedostatečné hojení. Tvorba jizev začíná transkripcí pro-kolagenu, který podléhá posttranslační hydroxylaci hojných prolinových a lysinových zbytků. To podporuje zesíťování uvnitř a mezi kolagenovými prameny, které poskytuje pevnost v tahu, která zahajuje proces hojení. Prolyl a lysylhydroxylázy, které katalyzují tuto reakci, závisí na kyslíku substrátu. Km (koncentrace substrátu, při které je rychlost reakce poloviční) pro O2 prolylhydroxylázy byla různě odhadována na 20, 25 a 100 mmHg. I při použití nejkonzervativnějšího odhadu tato data naznačují, že prolinová hydroxylace kolagenu (např. tvorba jizev) bude závislá na PO2 v rozmezí 0 až ≈200 mmHg, přičemž 90 % účinku se objeví při 90 mmHg. In vitro a in vivo důkazy na zvířatech podporují tuto teorii. Nedostatečné hojení je spojeno s únikem anastomózy, dehiscencí rány a krvácením.

U morbidně obézních pacientů je výskyt infekce a hlavních komplikací souvisejících buď s infekcí nebo s nedostatečným hojením 15–20 % po bypassu žaludku na základě našich předběžných údajů a přehledu záznamů na Washingtonské univerzitě. Zhruba 30 % americké populace je nyní obézní s indexem tělesné hmotnosti (BMI) > 30 kg/m2; asi 5 % populace je morbidně obézní, s BMI přesahujícím 40 kg/m2. Tito pacienti jsou vystaveni mimořádně vysokému riziku infekce rány a infekce u těchto pacientů jsou zvláště závažné.

Srdeční výdej, objem cirkulující krve a klidová spotřeba kyslíku jsou u obézních zvýšeny; celkový průtok krve je však ve vztahu k tělesné hmotnosti podnormální. Obezita zvětšuje velikost jednotlivých tukových buněk bez zvýšení průtoku krve. Konkrétně je tuková tkáň hypoperfundovaná a špatně okysličená. Okysličení tkání během operace je u obézních pacientů abnormálně nízké a pooperační okysličení tkání je obzvláště nízké – i když se dá zlepšit podáváním kyslíku. Zdá se tedy pravděpodobné, že nedostatečné okysličení tkání přispívá k pozorovanému mimořádně vysokému riziku infekce rány u obézních pacientů.

Ačkoli doplňkový kyslík během operace a během prvních dvou až šesti hodin po operaci snižuje riziko infekce operační rány na polovinu, zůstává neznámé, zda prodloužený doplňkový pooperační kyslík významně zvyšuje výhody intraoperačního kyslíku. Existují určité důkazy naznačující, že prodloužené pooperační podávání kyslíku může být užitečné. Například experimentální infekce u morčat se sníží podáváním doplňkového kyslíku po dobu 45 hodin. Naproti tomu omezení kyslíku na pouhých 45 minut po kontaminaci snižuje pevnost rány v tahu u králíků ne více než omezení kyslíku na celých 5 dní. Žádná studie na lidech nehodnotila účinky doplňkového pooperačního kyslíku na infekci operační rány nebo související komplikace.

Vzhledem k tomu, že doplňkový kyslík po operaci pravděpodobně sníží výskyt závažných komplikací souvisejících s infekcí a hojením rány, přínos je zvláště pravděpodobný u morbidně obézních pacientů, protože jejich výchozí okysličení tkání je obvykle suboptimální a jejich riziko je vysoké. Navrhujeme tedy otestovat hypotézu, že výskyt závažných komplikací souvisejících s infekcí nebo nedostatečným hojením je snížen u morbidně obézních pacientů, kterým bylo během operace a 12-18 hodin po operaci podáváno 80 % kyslíku vdechovaného kyslíku, ve srovnání s pacienty, kterým bylo během operace podáváno pouze 80 % kyslíku.

Pacienti budou zapsáni na dvou místech skupiny OUTCOMES RESEARCH Group: University of Louisville a Cleveland Clinic. Všem pacientům podstupujícím gastrický bypass bude podán 80% intraoperační kyslík a poté náhodně přiřazeni k 30% nebo 80% kyslíku až do prvního pooperačního rána. Primárním výsledkem bude složený z hlavních komplikací pravděpodobně souvisejících s infekcí nebo hojením. Maximálně 1 276 pacientů poskytne 90% schopnost detekovat 25% snížení podílu pacientů s alespoň jednou velkou komplikací. Doplňkový kyslík je bezpečný a levný, stojí jen několik dolarů na pacienta. Potvrzení naší hypotézy by naznačovalo, že lékaři mohou snížit riziko závažných komplikací provedením v podstatě triviální úpravy v pooperační péči o pacienty.