Изучение влияния различных дыхательных объемов на конденсат выдыхаемого воздуха (КВВ) у пациентов, находящихся на ИВЛ (TDEBC)

ВВЕДЕНИЕ:

Воспаление дыхательных путей играет ключевую роль во многих заболеваниях дыхательных путей. Неинвазивные методы изучения этих воспалительных процессов и мониторинга заболеваний дыхательных путей пользуются большим спросом. Стимулирующий интерес вызывает анализ дыхания, такой как анализ конденсата выдыхаемого воздуха (КВВ), метод взятия проб жидкости эпителиальной выстилки легких (ELF), как еще более простой способ оценки воспаления дыхательных путей (1,2). Привлекательность EBC заключается в его способности неинвазивно собирать широкий спектр нелетучих молекул из дыхательных путей, в том факте, что его можно часто повторять в короткие промежутки времени без побочных эффектов, и в том, что устройства для сбора могут использоваться в широком диапазоне учреждения, включая отделения интенсивной терапии (3,4,5,6).

Анализ EBC не может ограничиваться наблюдением за пациентом и пониманием механизмов заболевания легких. Он также может стать полезным инструментом для мониторинга и скрининга здоровых людей на предмет возможного раннего повреждения легочной ткани (6,7). Существует особая потребность в дополнительных данных о внутрисубъектных и ежедневных вариациях, которые необходимы для принятия решения о том, может ли биомаркер служить инструментом исследования или даже иметь потенциал для мониторинга заболевания в клинической практике (7). .

В течение некоторого времени было признано, что искусственная вентиляция легких может вызывать повреждение и воспаление легких (8,9,10). Последние экспериментальные и клинические данные свидетельствуют о том, что в здоровых легких механическая вентиляция легких с дыхательным объемом от 7 до 12 мл/кг при отсутствии положительного давления в конце выдоха может привести к повреждению эндотелия, внеклеточного матрикса и периферических дыхательных путей без серьезной воспалительной реакции, которая дальнейшее ухудшение с более высокими дыхательными объемами (15,34). Несколько механизмов могут объяснить повреждение структуры легких, вызванное механической вентиляцией: региональное перерастяжение, «низкий объем легких», связанный с закрытием дыхательных путей, и инактивация сурфактанта (15).

Было показано, что вентиляция с высоким дыхательным объемом приводит к увеличению смертности, в то время как вентиляция с низким дыхательным объемом рассматривается как стратегия защиты легких при ОПЛ, ОРДС (11,12,13,35).

Напротив, в других рандомизированных исследованиях (31, 32), включавших гетерогенную группу крупных торакальных и абдоминальных хирургических вмешательств, защитная искусственная вентиляция легких не была связана со снижением внутрилегочного и системного воспаления. Кроме того, не было доказательств того, что защитная вентиляция предотвращает побочные эффекты со стороны легких или снижает системные уровни цитокинов при кардиохирургии (33).

В соответствии с этими наблюдениями и учитывая, что практический параметр повышенного механического напряжения легких еще предстоит продемонстрировать, исследования могут ответить на вопрос, связан ли анализ биомаркеров EBC с индуцированным вентилятором повреждением легких низким или высоким дыхательным объемом.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ:

Настоящее исследование представляет собой проспективное рандомизированное контролируемое исследование, которое будет проходить в отделении интенсивной терапии университетской больницы Ларисы, Фессалия. Разрешение было получено от Научного совета и этического комитета нашей больницы.

Пациенты:

Пациенты в отделении интенсивной терапии, нуждающиеся в ИВЛ из-за инсульта, субарахноидального и/или внутримозгового кровоизлияния и со здоровой дыхательной системой (оценивались с использованием таких критериев, как LISS - шкала тяжести повреждения легких по Мюррею) (14).

Вмешательства:

Сбор EBC будет проводиться у пациентов, находящихся на искусственной вентиляции легких через эндотрахеальную трубку в соответствии с рабочей группой ATS/ERS 2005 (7). Пациенты должны быть гемодинамически и респираторно стабильны.

Все пациенты будут находиться под седацией и будут получать вентиляцию легких с контролем громкости. Частота дыхания будет адаптирована к заданному дыхательному объему, чтобы поддерживать значения pH в пределах нормы (7,35-7,45). SaO2 будет поддерживаться равным или выше 95%.

EBC будет собираться путем введения специального канала (FILT, Lung and Chest Diagnostics Ltd. Берлин, Германия) для устройства сбора конденсата дыхания (Ecoscreen, Jaeger, Германия) в экспираторный патрубок трубки вентилятора. Время сбора для EBC будет 30 мин. Во время сбора не будет использоваться увлажнение.

Кислотность (pH) ЭВС до и после деаэрации инертным газом аргоном, 350 мл/мин в течение 10 минут (газовая стандартизация) (17) можно легко измерить с помощью pH-метра Jenway Model 3510.

Все образцы будут храниться при -80 o C для последующих измерений медиатора. Показатели вентиляции (частота, ПДКВ, FIO2, Vt), механика легких, артериальное давление, частота сердечных сокращений, сатурация артериальной крови, исследование ВЧД и газовых проб крови будут регистрироваться до и во время сбора КВК. Также будут регистрироваться показатели поражения легких (PiO2/FiO2, LISS), показатели системного воспаления (температура, количество лейкоцитов и нейтрофилов в образцах крови) за период наблюдения. Показатели тяжести заболевания (SOFA, SAPS, APACHE II) будут зарегистрированы во время первичной оценки.

Анализ ЭБК:

Собранный EBC будет проанализирован на pH, 8-изопростан, H2O2, нитриты/нитраты и цитокины. Измерение биомаркеров будет проводиться с использованием стандартных процедур, как описано ранее.

Измерения pH: pH будет измеряться, как описано ранее (16,17). Измерения H2O2: Концентрация H2O2 будет определяться ферментативным анализом с использованием пероксидазы хрена (Sigma Chemicals, Сент-Луис, Миссури), как описано ранее (17,18,19,20).

Измерения 8-изопростана: 8-изопростан будет определяться набором конкурентного иммуноферментного анализа (Cayman Chemical, Ann Arbor, MI), как описано ранее (17,18,21,29). Предел обнаружения анализа составляет 4 пг/мл.

Измерения оксидов азота, нитритов/нитратов (NO2/NO3) и сопутствующих продуктов: будут выполняться, как описано ранее (17,22). Вкратце, будет определяться с помощью спектрофотометрических анализов (реакция Грисса) (23, 24, 25, 26, 27, 28).

Измерение цитокинов: будет количественно определено с помощью наборов EIA/ELISA, как описано ранее (24, 25, 29, 30).

Детали протокола:

Пациенты после первоначальной оценки будут рандомизированы для получения ИВЛ с 6 или 12 мл/кг идеальной массы тела, рассчитанной по следующему уравнению:

Для мужчин [(Рост (см)-154) х 0,9] +50 и Для женщин [(Рост (см)-154) х 0,9] +45,5. Период наблюдения будет составлять минимум 10 дней (если это возможно), и сбор EBC будет проводиться в течение первых 24 часов после поступления (день 0) и в течение 1, 2, 4, 6, 8, 10 дней.

Сбор КВВ в день 0 будет проводиться при обоих режимах вентиляции с целью изучения количества и состава собранных КВВ у одного и того же пациента, вентилируемого с разными дыхательными объемами. Для следующих измерений сбор ЭКВ для каждой группы будет производиться при заданных условиях вентиляции.

Такие осложнения, как ВАП, ОРДС или сепсис, в период наблюдения будут регистрироваться.

Статистический анализ:

Анализ будет выполняться с помощью SPSS для Windows версии 16.0. Нормальность распределения будет проверяться критерием Колмогорова-Смирнова. Нормально распределенные данные будут представлены как среднее значение ± стандартное отклонение (SD), а искаженные данные — как медиана (межквартильный размах). Сравнения между двумя группами будут оцениваться с помощью непарных t-тестов для нормально распределенных и критерий Манна-Уитни для искаженных данных. Сравнения между более чем двумя группами будут выполняться с помощью дисперсионного анализа (ANOVA) с соответствующими апостериорными тестами.