Kulcsszavak

Hyperoxaemia; Hemorheology; Perfusion; Viscosity; Aggregation; Deformability

Az oxigénterápiát évek óta egyre gyakrabban alkalmazzák a hypoxaemia megelőzésére vagy kezelésére az intenzív osztályon (ICU). A betegek oxigénigényét a vérgázok, a szervi elégtelenségi mutatók és a progresszív hipoxia fiziológiai leleteinek értékelésével jelzik előre. Ugyanakkor vita tárgyát képezi, hogy a betegnek milyen arányban kell beadni a frakcionált belélegzett oxigént (FiO2) a hipoxémia káros hatásainak leküzdéséhez, miközben el kell kerülni az oxigén káros hatásait. Számos tanulmány bizonyította az oxigéntoxicitás létezését a reaktív oxigénfajok (ROS) fokozott képződése miatt, különösen hipoxia/reperfúzió esetén. Bár ezek a hatások különösen kifejezettek a hosszú távú, azaz 12-24 órán túli adagolás során, számos retrospektív tanulmány arra utal, hogy még a rövidebb ideig tartó hipoxémia is fokozott mortalitással és morbiditással jár, anesztézia bevezetése vagy leválasztása, betegszállítás), invazív eljárások (pl. katéterezés, endoszkópos kísérletek) vagy kardiopulmonális újraélesztés (CPR) szedálása jelenleg nem bizonyított a mikrokeringés és a szervi perfúzió szempontjából.

A gázok, tápanyagok és metabolitok cseréje a vér és a szövetek között a mikrokeringési hálózaton keresztül a szöveti perfúzió és a szervi működés sarokköve. Az oxigénszállítást, a szöveti oxigénszállítást és a sejtek oxigénfogyasztását egyaránt magában foglaló fogalmat szöveti oxigénperfúziónak lehetne nevezni . A szöveti perfúzió és oxigénellátás becslésére számos nem invazív módszer létezik, mint például a testhőmérséklet gradiens, pulzoximetria, közeli infravörös spektroszkópia, ortogonális polarizációs spektrofotometria, lézer Doppler áramlásmérő, transzkután oximetria és szublingvális kapnográfia . Mindezek a módszerek részben alkalmasak a perfúzió alapvető összetevőinek, mint a szívteljesítmény, a szisztémás érellenállás, a hemoglobin oxigéntelítettség és a mikrocirkuláció integritásának megfigyelésére. A vérellátás és a szövetek oxigénellátása e módszerekkel becsülhető, és az oxigénterápia fenntartása a megfelelő oxigén-hemoglobin telítettség és véráramlás célértékének elérése érdekében történik. A hemorheológiai tulajdonságok hatásait azonban gyakran elhanyagolják.

A hemorheológia a vér és az általa alkotott elemek (pl. RBC-k, WBC-k, vérlemezkék) áramlási és deformációs viselkedésével foglalkozik . Mivel a vér kétfázisú folyadék (plazma és sejtes elemek), folyékonyságát adott nyírási sebesség és hőmérséklet mellett a plazma és a sejtes fázisok reológiai tulajdonságai, valamint a sejtes fázis térfogatfrakciója (azaz a hematokrit) határozza meg. A vérben lévő sejtes elemek koncentrációja mellett azok reológiai tulajdonságai is fontos meghatározói a vér folyékonyságának. A vörösvértestek a fő meghatározója ennek a hatásnak, mivel ezek a sejtek nagyon különleges reológiai viselkedést mutatnak. A normál RBC-k erősen deformálható testek, és hajlamosak az áramlási áramvonalhoz igazodni, különösen, ha a nyíróerők elég nagyok ahhoz, hogy kissé deformálják ezeket a sejteket. Az RBC-k másik fontos reológiai jellemzője, hogy hajlamosak lineáris halmazokba, úgynevezett rouleaux-okba tömörülni, amelyekben úgy helyezkednek el, mint az érmék. A lineáris aggregátumok ezután kölcsönhatásba lépve háromdimenziós struktúrákat alkotnak. A fibrinogén és más nagy plazmafehérjék elősegítik az RBC aggregációt, az aggregáció a sejtekre ható nyíróerők nagyságától függ. A fokozott nyírás megbontja az aggregátumokat, míg a csökkentett nyírás az aggregációnak kedvez. A megnövekedett effektív részecskeméret miatt az áramlási áramvonalak zavara kifejezettebbé válik, amikor vörösvérsejt aggregátumok alakulnak ki, és a vér viszkozitása jelentősen megnő. A vörösvértest-aggregáció tehát a vér viszkozitásának fő meghatározója alacsony nyírási körülmények között . A mikrovaszkuláris perfúzió viszkozitásfüggő változásait a kimenetel szempontjából releváns adatokkal összekapcsoló vizsgálatok azt sugallják, hogy a teljes vér viszkozitása és a vonatkozó hemorheológiai paraméterek elhanyagolhatóak a mikrovaszkuláris perfúzió meghatározójaként fiziológiás körülmények között, amikor az autoreguláció hatékony. Mivel az autoreguláció az oxigénellátás állandó szinten tartására irányul, a szervezet kompenzálja a vér viszkozitásának változásait az oxigénszállítás fenntartása érdekében . Ha azonban a fiziológiai kompenzációs mechanizmusok kóros lefolyás vagy terápiás beavatkozások (pl. mechanikus lélegeztetés, szedáció stb.) miatt akadályozva vannak, a hemorheológiai változások perfúziós zavarokhoz vezethetnek.

Az akut hiperoxémia bizonyítottan összefügg az agyi vazokonstrikcióval, a neuronális sejthalállal, a szívindex és a szívfrekvencia csökkenésével, míg a perifériás érellenállás növekedésével . Annak ellenére, hogy egyre több információ áll rendelkezésre a magas FiO2 -terápia perfúziót rontó hatásairól a csökkent véráramláson és a ROS-hoz kapcsolódó citotoxicitáson keresztül, a hyperoxaemia vérreológiára gyakorolt hatásáról, amely közvetlenül korrelál a szöveti perfúzióval, különösen a kritikusan beteg betegek esetében, csak korlátozott számú adat áll rendelkezésre. A közelmúltban két vizsgálat is kimutatta, hogy a hiperbárikus oxigénterápia vagy a magas FiO2 értékű normobárikus lélegeztetés okozta akut hipertoxémia nem volt jelentős hatással a vér viszkozitására, a vörösvértestek aggregációjára vagy deformálhatóságára. A hipoxia jól ismert perfúzióromboló hatásai, mint a vörösvértestek deformálhatóságának csökkenése, a vér viszkozitása, a plazma viszkozitása és a vörösvértestek fokozott aggregációja ellenére úgy tűnik, hogy a hipoxémia hatástalan és/vagy ártalmatlan a szöveti perfúzió szempontjából a vér likviditásán keresztül.

A magas FiO2 inhalációt különböző indikációkkal alkalmazzák súlyos beteg vagy egészséges személyeknél. Az akut és krónikus légzési elégtelenségek az intenzív osztályos betegeknél a fő indikációk. Ezenkívül az újraélesztést és számos más invazív beavatkozást, mint a légcsőszívás, katéterezés, intubálás és extubálás magas FiO2 mellett végzik. A legújabb adatok igazolják a magas FiO2 alkalmazását a hipoxémia elkerülése érdekében az akut és rövid távú eljárások során, szemben az esetleges oxigén-toxicitás és a károsodott mikrocirkuláció kockázatával. További vizsgálatokra van szükség az oxigénterápia “biztonságos intervallumának és időtartamának” meghatározásához annak érdekében, hogy a szöveti perfúzió meghiúsítása helyett az oxigenizáció javításához járuljon hozzá.

1. Hafner S, Beloncle F, Koch A, Radermacher P, Asfar P (2015) Hyperoxia in intensive care, emergency, and perioperative medicine: Dr. Jekyll vagy Mr. Hyde? Egy 2015-ös frissítés. Ann Intensive Care 5: 42.
2. Gottrup F (1994) Physiology and measurement of tissue perfusion. Ann Chir Gynaecol 83: 183-189.
3. Alexandre L (2012) Noninvasive monitoring of peripheral perfusion. In: Michael R, Pinsky LB, Jordi M, Massimo A (szerk.) Springer Berlin Heidelberg p. 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) Diabetic hypertension – The importance of fibrinogen and blood viscosity. J Hum Hypertens 2: 117-122.
7. Lenz C, Rebel A, Waschke KF, Koehler RC, Frietsch T (2008) Blood viscosity modulates tissue perfusion: Néha és valahol. 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) The effect of acute and short term normobaric hyperoxia on hemorheologic parameters. Biorheology 53: 171-177.