Пневмония при Covid-19: различным фенотипам повреждения легких различная респираторная поддержка? Мнение Luciano Gattinoni
В недавно опубликованном руководстве Кампании по выживаемости больных с сепсисом пациентам с Covid-19рекомендовано проводить искусственную вентиляцию легких (ИВЛ) аналогично другим пациентам с острой дыхательной недостаточностью (ДН) [1].
Тем не менее, несмотря на то, что пневмония Covid-19 [2] в большинстве случаев подпадает под Берлинские критерии диагностики острого респираторного дистресс синдрома (ОРДС) [3], является специфическим заболеванием, отличительными признаками которого являются тяжелая гипоксемия, часто сочетающаяся с почти нормальным комплайнсом дыхательной системы (более 50 % из 150 пациентов, обследованных авторами, и затем эти же данные были подтверждены несколькими коллегами в Северной Италии). Такое сочетание симптомов никогда не наблюдается при тяжелом ОРДС. Пациенты с пневмонией Covid-19, несмотря на единую этиологию заболевания, при наличии тяжелой гипоксемии могут демонстрировать различную клинику: нормальное дыхание («тихая» гипоксемия) или выраженная одышка, удовлетворительный или плохой ответ на оксид азота, выраженная гипокапния или нормо / гиперкапния, улучшение оксигенации в ответ на применение прон-позиции или нет. То есть, одно и тоже заболевание представляет собой выраженную неоднородность по своему течению.
Основываясь на подробном наблюдении за рядом случаев и обсуждении с коллегами, которые принимали участие в лечении этих пациентов, выдвигается гипотеза, о том, что поступавшие в отделение неотложной помощи пациенты с Covid-19, различались по своим характеристикам, которые зависели от сочетания трех факторов: (1) тяжесть инфекции, ответная реакция организма пациента на инфекционный процесс, физиологический резерв и сопутствующие заболевания; (2) дыхательная реакция пациента на гипоксемию; (3) время, прошедшее между началом заболевания и госпитализацией в стационар.
Взаимодействие между этими факторами приводит к развитию спектра время-зависимых состояний, в рамках двух основных «фенотипов»: тип L (Low elastance (i.e., high compliance), Low ventilation-to-perfusion ratio, Low lung weight and Low recruitability), характеризующийся низкой эластичностью (т.е. высоким комплайнсом), низким вентиляционно-перфузионным соотношением, небольшим весом легких и низкой (плохой) рекрутируемостью легких. И тип H (High elastance, High right-to-left shunt, High lung weight and High recruitability), который характеризуется высокой эластичностью (т.е. низким комплайнсом), выраженным право-левым шунтированием крови, большим весом легких и хорошей (достаточной) рекрутируемостью легких.
Пневмония Covid ‑ 19, тип L
На начальных этапах развития пневмония Covid-19 характеризуется следующими признаками:
- Низкая эластичность. Почти нормальный комплайнс указывает на то, что в легких находится достаточное количество газа.
- Низкое вентиляционно-перфузионное соотношение. Поскольку объем газа в легких практически нормальный, гипоксемия может быть обусловлена нарушением регуляции легочного кровотока и утратой гипоксической легочной вазоконстрикции. Следовательно, на этой стадии заболевания давление в легочной артерии должно находиться в пределах нормальных значений.
- Невысокий вес легких. На снимках, сделанных с помощью компьютерной томографии, присутствуют очаги уплотнения паренхимы легких в виде плотности матового стекла, расположенными субплеврально и вдоль границ долей легкого. Поэтому вес легкого увеличен незначительно.
- Низкая рекрутируемость легких. Безвоздушных участков легких немного, следовательно, и рекрутируемость паренхимы легких незначительная.
Для осмысления этих явлений, была выдвинута гипотеза о следующей последовательности событий: вирусная инфекция приводит к умеренному локальному субплевральному интерстициальному отеку (очаговые повреждения), наиболее часто расположенному на границах между легочными структурами с различными свойствами упругости паренхимы, где сосредоточены силы давления и напряжения [6]. Тяжелую гипоксемию в данной ситуации объясняет вазоплегия. Нормальным ответом на гипоксемию является увеличение минутной вентиляции, прежде всего за счет увеличения дыхательного объема [7] (до 15–20 мл / кг), что способствует формированию на вдохе еще более выраженного отрицательного внутригрудного давления. Кроме этого, вероятно, что дыхательную активность у этих пациентов, кроме гипоксемии, стимулируют еще какие-то иные факторы. Однако, почти нормальный комплайнс, объясняет, почему у некоторых пациентов практически отсутствует одышка, когда пациент вдыхает ожидаемый дыхательный объем. Такое увеличение минутной вентиляции приводит к снижению РаСО2.
Эволюция заболевания: переход одного фенотипа в другой
Состояние пациентов с повреждением легких по типу L может оставаться неизменным в течение определенного периода времени, а затем улучшиться или ухудшиться. Возможная ключевая особенность, которая определяет развитие заболевания, кроме тяжести самого заболевания, – это глубина отрицательного внутригрудного давления, которое развивается при увеличении дыхательного объема во время спонтанного дыхания.
Сочетание отрицательного внутригрудного давления на вдохе и повышенной проницаемости легких вследствие воспаления приводит к интерстициальному отеку легких. Это явление, первоначально описанное Barach в [8] и Mascheroni в [9] в эксперименте, недавно было признано основной причиной повреждения легких, которое пациент создает себе сам (нанесенное самому себе повреждение легких, или самоиндуцированное повреждение легких) [10]. Со временем отек легких усугубляется, что способствует увеличению веса легких и наложенного давления с формированием зависимых ателектазов. Когда отек легких достигает определенной величины, объем газа в легких уменьшается, и дыхательный объем, создаваемым инспираторным давлением снижается [11]. На этой стадии развивается одышка, которая, в свою очередь, приводит к прогрессированию самоиндуцированного повреждения легких. Переход повреждения легких от типа L к типу H может быть обусловлен с одной стороны развитием пневмонии Covid-19, и с другой стороны – травмой, вызванной высокострессовой и повреждающей вентиляцией.
Пневмония Covid ‑ 19, тип H
Особенности пневмонии типа H:
- Высокая эластичность легких (или низкий комплайнс) обусловлена уменьшением объема газа в легких вследствие прогрессирующего отека.
- Увеличение право-левого шунтирования крови обусловлено фракцией сердечного выброса, перфузирующей безвоздушные участки легких, которые формируются в зависимых зонах легких вследствие усугубления отека и наложенного давления.
- Увеличение веса легких. Количественный анализ компьютерной томографии демонстрирует значительное увеличение веса легких (более 1,5 кг), как при тяжелом ОРДС.
- Высокая рекрутируемость легких обусловлена увеличением объема безвоздушной ткани легких, как это встречается при тяжелом ОРДС с увеличенной рекрутируемостью.
По данным наблюдения авторов повреждение легких по типу Н встречается у 20 – 30% пациентов. Проявления данного вида повреждения соответствуют тяжелому ОРДС: гипоксемия, двусторонние инфильтраты, снижение комплайнса дыхательной системы, увеличение веса легких и возможность для рекрутирования. На рисунке 1, панели А, представлены снимки, сделанные с помощью компьютерной томографии, при спонтанном дыхании пациента при поступлении в стационар (тип L). На панели В – переход типа L в тип Н после 7 суток неинвазивной респираторной поддержки. С помощью визуализации паренхимы легких показано, что при различных видах повреждения легких имеет место идентичная степень гипоксемии.
Респираторная поддержка
Исходя из представленной концептуальной модели следует, что респираторная поддержка, предлагаемая пациентам типа L и типа H, должна быть различной.
1. Первый шаг для устранения гипоксемии – это повышение уровня FiO2, на которое пациент типа L хорошо реагирует, особенно если у него еще нет одышки.
2. У пациентов с повреждением легких по типу L и уже с одышкой доступны несколько вариантов неинвазивных респираторной поддержки: носовая канюля с высоким потоком (HFNC), постоянное положительное давление в дыхательных путях (CPAP) или неинвазивная вентиляция легких (NIV). На этом этапе измерение (или оценка) колебаний пищеводного инспираторного давления имеет решающее значение [13]. При отсутствии возможности измерить давление в пищеводе следует оценивать суррогатные показатели работы дыхания, такие как изменения центрального венозного давления [14] или клиническое выявление чрезмерных инспираторных усилий. Высокий уровень ПДКВ у некоторых пациентов может уменьшить перепады плеврального давления и прервать порочный круг, который усугубляет повреждение легких. Однако, высокий показатель ПДКВ у пациентов с нормальным комплайнсом легких может иметь пагубные последствия для гемодинамики. В любом случае, применение неинвазивных вариантов респираторной поддержки будет сомнительным, поскольку их использование сопровождается высокой частотой неэффективности и отсрочкой интубации трахеи при заболевании, которое обычно длится несколько недель.
3. Величина колебаний плеврального давления на вдохе может определить переход повреждения легких от типа L к типа Н. По мере того как перепады давления в пищеводе увеличиваются с 5 до 10 см H2O, которые обычно хорошо переносятся, до уровня выше 15 см H2O, риск повреждения легких возрастает, и поэтому в этом случае интубацию трахеи следует проводить как можно скорее.
4. После интубации и глубокой седации пациенты типа L, при наличии у них гиперкапнии, могут вентилироваться с объемами, превышающими 6 мл / кг (до 8–9 мл / кг), поскольку при высоком комплайнсе растяжение паренхимы переносится толерантно, без риска развития вентилятор-индуцированного повреждения легких. Прон-позицию следует использовать только как спасательный маневр, поскольку состояние легких «слишком хорошо» для демонстрации эффективности вентиляции в положении на животе. Уровень ПДКВ следует снизить до 8–10 см H2O, учитывая то, что рекрутируемость легких низкая, а при более высоком уровне ПДКВ возрастает риск гемодинамической недостаточности. Предотвратить переход повреждения легких по типу L в тип Н может ранняя интубация трахеи.
5. Пациентов с повреждением легких по типу H следует лечить как тяжелый ОРДС, включая более высокие уровни ПДКВ, если их применение не ухудшает гемодинамику, использовать прон-позицию и экстракорпоральную поддержку.
И в заключении, повреждение легких по типу L и типу H характеризуются различными патофизиологическими механизмами и их лучше всего идентифицировать с помощью компьютерной томографии. Если КТ недоступна, то в качестве суррогатных показателей можно использовать признаки, которые неявно присутствуют в определении типа L и типа H: эластичность дыхательной системы и рекрутируемость паренхимы легких. Для формирования рекомендаций по респираторной поддержке решающее значение имеет понимание патофизиологии повреждения легких.
Рис. 1. А. Компьютерная томография у пациента во время спонтанного дыхания. Показана хорошо вентилируемая паренхима легких. Объем неаэрированной ткани практически равен нулю. Общий вес легочной ткани 1108 г, 7,8% которой безвоздушно. Объем газа составил 4228 мл. Пациент получает кислород с помощью маски Вентури с FiO2 0,8. В. Компьютерная томография у пациента во время проведения ИВЛ с ПДКВ 5 см вод.ст., в режиме контролированной вентиляции по объему с ДО 7,8 мл/кг, частота дыхания 20 вдохов в минуту, FiO2 0,7. Общий вес ткани легкого 2744 г, 54% которой составляет неаэрированная ткань. Объем газа в легких – 1360 мл.
1. Luciano Gattinoni1, Davide Chiumello, Pietro Caironi, Mattia Busana, Federica Romitti1, Luca Brazzi5 and Luigi Camporota. COVID-19 pneumonia: different respiratory treatments for different phenotypes? Published: 14 April 2020. Intensive Care Med https://doi.org/10.1007/s00134-020-06033-2.
Доц. Танцюра Л.Д.
