Klíčová slova

Hyperoxemie; Hemorheologie; Perfúze; Viskozita; Agregace; Deformovatelnost

Kyslíková terapie se v prostředí jednotek intenzivní péče (JIP) používá k prevenci nebo léčbě hypoxemie stále častěji již řadu let. Potřeba kyslíku u pacientů se předpovídá na základě hodnocení krevních plynů, ukazatelů orgánové nedostatečnosti a fyziologických nálezů postupující hypoxie. Poměr frakcionovaného inspirovaného kyslíku (FiO2), který je třeba pacientovi podávat k překonání nepříznivých účinků hypoxemie a zároveň k zamezení škodlivých účinků kyslíku, je však předmětem diskuse. Mnoho studií prokázalo existenci toxicity kyslíku v důsledku zvýšené tvorby reaktivních forem kyslíku (ROS), zejména v podmínkách hypoxie/reperfuze. Zatímco tyto účinky jsou zvláště výrazné při dlouhodobém podávání, tj. po 12-24 hodinách, několik retrospektivních studií naznačuje, že i kratší hypoxemie je rovněž spojena se zvýšenou mortalitou a morbiditou .účinnost krátkodobé ventilace s vysokým FiO2 (0,8-1,0) v perioperačním období (tj. po 12-24 hodinách), která je spojena se zvýšenou mortalitou a morbiditou, indukce nebo odvykání od anestezie, transport pacienta), sedace při invazivních výkonech (tj. katetrizace, endoskopické pokusy) nebo kardiopulmonální resuscitace (KPR) není v současné době z hlediska mikrocirkulace a orgánové perfuze prokázána.

Výměna plynů, živin a metabolitů mezi krví a tkáněmi prostřednictvím mikrocirkulační sítě je základem perfuze tkání a funkce orgánů. Koncept zahrnující jak dodávku kyslíku, tak tkáňový transport kyslíku a spotřebu kyslíku buňkami by mohl být nazván tkáňová perfuze kyslíkem . Existují různé neinvazivní metody hodnocení tkáňové perfuze a oxygenace, jako je gradient tělesné teploty, pulzní oxymetrie, spektroskopie v blízké infračervené oblasti, ortogonální polarizační spektrofotometrie, laserový dopplerovský průtokoměr, transkutánní oxymetrie a sublingvální kapnografie . Všechny tyto metody jsou částečně schopny monitorovat základní složky perfuze jako srdeční výdej, systémovou cévní rezistenci, saturaci hemoglobinu kyslíkem a integritu mikrocirkulace. Pomocí těchto metod se odhaduje přívod krve a dodávka kyslíku do tkání a udržuje se léčba kyslíkem tak, aby bylo dosaženo cílových hodnot dostatečné saturace oxyhemoglobinu a průtoku krve. Vliv hemoreologických vlastností je však často zanedbáván.

Hemorheologie se zabývá tokem a deformačním chováním krve a jí tvořených elementů (tj. RBC, WBC, trombocytů) . Protože krev je dvoufázová kapalina (plazma a buněčné elementy), je její tekutost při dané smykové rychlosti a teplotě určena reologickými vlastnostmi plazmatické a buněčné fáze a objemovou frakcí (tj. hematokritem) buněčné fáze. Kromě koncentrace buněčných prvků v krvi jsou důležitými faktory určujícími fluiditu krve také jejich reologické vlastnosti. Hlavním určujícím faktorem jsou RBC, přičemž tyto buňky vykazují velmi zvláštní reologické chování. Normální RBC jsou vysoce deformovatelná tělesa a mají tendenci orientovat se podle proudových linií, zejména pokud jsou smykové síly dostatečně velké, aby tyto buňky mírně deformovaly. Další důležitou reologickou vlastností RBC je jejich tendence agregovat se do lineárních polí, označovaných jako rouleaux, v nichž jsou uspořádány jako hromádky mincí. Lineární agregáty pak vzájemně interagují a vytvářejí trojrozměrné struktury . Fibrinogen a další velké plazmatické proteiny podporují agregaci RBC, přičemž agregace závisí na velikosti střižných sil působících na buňky. Zvýšený smyk narušuje agregáty, zatímco snížený smyk podporuje agregaci . Vzhledem k větší efektivní velikosti částic je narušení proudových linií výraznější, když se tvoří agregáty RBC a výrazně se zvyšuje viskozita krve. Agregace červených krvinek je tedy hlavním faktorem určujícím viskozitu krve za podmínek nízkého smyku . Studie spojující změny mikrovaskulární perfuze v závislosti na viskozitě s údaji relevantními pro výsledek naznačují, že viskozita plné krve a příslušné hemorheologické parametry jsou jako determinanty mikrovaskulární perfuze za fyziologických podmínek při účinné autoregulaci zanedbatelné. Protože autoregulace je vedena k udržení konstantní dodávky kyslíku, organismus bude kompenzovat změny viskozity krve, aby udržel dodávku kyslíku . Pokud jsou však fyziologické kompenzační mechanismy ztíženy v důsledku patologického průběhu nebo terapeutických zásahů (tj. mechanické ventilace, sedace atd.), mohou hemorheologické změny vést k poruchám perfuze.

Je prokázáno, že akutní hyperoxemie je spojena s cerebrální vazokonstrikcí, odumíráním neuronálních buněk, snížením srdečního indexu a srdeční frekvence při současném zvýšení periferní cévní rezistence . Navzdory rychle přibývajícím informacím o zhoršujících účincích léčby vysokým FiO2 na perfuzi prostřednictvím sníženého průtoku krve a cytotoxicity související s ROS je k dispozici jen málo údajů o vlivu hyperoxemie na reologii krve, která přímo souvisí s perfuzí tkání, zejména u kriticky nemocných pacientů. Nedávné dvě studie ukázaly, že akutní hyperoxemie způsobená hyperbarickou oxygenoterapií nebo normobarickou ventilací s vysokým FiO2 nemá významný vliv na viskozitu krve, agregaci červených krvinek nebo deformovatelnost . Navzdory dobře známým účinkům hypoxie narušujícím perfuzi, jako je snížená deformabilita červených krvinek, viskozita krve, viskozita plazmy a zvýšená agregace červených krvinek, se zdá, že hyperoxemie je z hlediska perfuze tkání prostřednictvím krevní tekutiny neúčinná a/nebo neškodná.

Inhalace s vysokým FiO2 se používá u vážně nemocných nebo zdravých osob s různými indikacemi. Akutní a chronická respirační insuficience jsou hlavními indikacemi u pacientů na jednotkách intenzivní péče. Kromě toho se KPR a mnoho dalších invazivních výkonů jako tracheální odsávání, katetrizace, intubace a extubace provádí při vysokém FiO2. Nejnovější údaje ověřují použití vysokého FiO2 k zamezení hypoxemie u akutních a krátkodobých zákroků, které čelí riziku možné kyslíkové toxicity a poruchy mikrocirkulace. K definování „bezpečného intervalu a doby trvání“ kyslíkové terapie je zapotřebí dalších studií, které by přispěly spíše ke zlepšení oxygenace než k frustraci tkáňové perfuze.

1. Hafner S, Beloncle F, Koch A, Radermacher P, Asfar P (2015) Hyperoxia in intensive care, emergency, and perioperative medicine: Hyde nebo Dr. Jekyll? Aktualizace z roku 2015. Ann Intensive Care 5: 42.
2. Gottrup F (1994) Fyziologie a měření tkáňové perfuze. Ann Chir Gynaecol 83: 183-189.
3. Alexandre L (2012) Noninvasive monitoring of peripheral perfusion. In: Vnitřní perfuze: Michael R, Pinsky LB, Jordi M, Massimo A (edr) Springer Berlin Heidelberg s. 131-141.
4. Baskurt OK, Meiselman HJ (2003) Blood rheology and hemodynamics. Semin Thromb Hemost 29: 435-450.
5. Copley AL (1990) Fluid mechanics and biorheology. Biorheology 27: 3-19.
6. Feher MD, Rampling MW, Sever PS, Elkeles RS (1988) Diabetická hypertenze – význam fibrinogenu a viskozity krve. J Hum Hypertens 2: 117-122.
7. Lenz C, Rebel A, Waschke KF, Koehler RC, Frietsch T (2008) Blood viscosity modulates tissue perfusion: Někdy a někde. Transfus Altern Transfus Med 9: 265-272.
8. Gershengorn H (2014) Hyperoxemia–Too much of a good thing? Crit Care 18: 556.
9. Sinan M, Ertan NZ, Mirasoglu B, Yalcin O, Atac N, et al. (2016) Acute and long-term effects of hyperbaric oxygen therapy on hemorheological parameters in patients with various disorders. Clin Hemorheol Microcirc 62: 79-88.
10. Ulker P (2016) Vliv akutní a krátkodobé normobarické hyperoxie na hemorheologické parametry. Biorheologie 53: 171-177.