Острый респираторный дистресс-синдром

Острый респираторный дистресс-синдром (ОРДС) является клиническим синдромом, который в настоящее время довольно часто встречается у больных как хирургических, так и терапевтических отделений. В основе развития ОРДС лежит повреждение эпителиального и эндотелиального барьеров легких, острый воспалительный процесс и отек легких, которые приводят к развитию острой дыхательной недостаточности (ОДН). Первое подробное описание ОРДС принадлежит Ashbaugh и соавт., которые в 1967 г. наблюдали 12 больных с острым началом тахипноэ, гипоксемии, снижением комплаенса респираторной системы и диффузными легочными инфильтратами, по данным рентгенографии грудной клетки [1]. Через несколько лет этот синдром получил название респираторного дистресс-синдрома взрослых (РДСВ) [2]. Синонимом РДСВ (ОРДС) явился термин “некардиогенный отек легких”, который подчеркивал, что причиной отека легких в условиях нормального давления наполнения левого желудочка является повышение проницаемости альвеолярно-капиллярной мембраны для жидкости и белка. Другими синонимами ОРДС, которые в настоящее время сохраняют лишь историческое значение, являются термины “мокрое легкое”, “тяжелое легкое”, “шоковое легкое” [3].

Современное определение ОРДС
В 1992 г. состоялось заседание Американо-Европейской согласительной конференции (АЕСК) по острому респираторному дистресс-синдрому (acute respiratory distress syndrome), где было предложено новое название заболевания: ОРДС вместо РДСВ, т.е. слово “взрослых” в названии было заменено словом “острый”, таким образом, подчеркивая основную клиническую характеристику данного синдрома [4]. Кроме того, было предложено выделять две формы данного заболевания: 1) острое повреждение легких (ОПЛ) (acute lung injury), которое включает в себя как начальный, более легкий этап заболевания, так и наиболее тяжелые формы, 2) собственно ОРДС, являющийся наиболее тяжелым заболеванием. (Таким образом, любой ОРДС можно отнести к ОПЛ, но не все формы ОПЛ являются ОРДС.) Согласно АЕСК ОПЛ/ОРДС определяется как воспалительный синдром, связанный с повышением проницаемости альвеолярно-капиллярной мембраны и ассоциированный с комплексом клинических, рентгенологических и физиологических нарушений, которые не могут быть объяснены наличием левопредсердной или легочной капиллярной гипертензией (но могут с ней сосуществовать). ОПЛ и ОРДС имеют острое начало, могут длиться несколько дней, а иногда и недель, связаны с одним или несколькими факторами риска и характеризуются артериальной гипоксемией, резистентной к оксигенотерапии, и диффузными рентгенологическими инфильтратами. Хронические заболевания легких, такие как интерстициальный легочный фиброз или саркоидоз, которые технически соответствуют критериям определения ОПЛ, кроме хронического течения, исключаются из группы заболеваний ОПЛ и ОРДС. Рекомендованные критерии ОПЛ и ОРДС представлены в табл. 1.
Следует отметить, что данное определение не является идеальным. Так, предлагается использование значений PaO₂/FiO₂ без учета положительного давления в фазу выдоха (РЕЕР), хотя хорошо известно, что РЕЕР оказывает значительное влияние на показатели оксигенации. Наличие двусторонних легочных инфильтратов обязательно для определения ОРДС, однако характеристика инфильтратов плохо очерчена, многие эксперты признают, что данные изменения не являются ни симметричными, ни диффузными [5].

Причины ОРДС
ОРДС может быть следствием как “прямого”, так и “непрямого” повреждения легких. “Непрямой” механизм ОПЛ/ОРДС связан с внелегочными заболеваниями, при которых повреждение легких является результатом системной воспалительной реакции организма, т.е. ассоциировано с повреждающими эффектами цитокинов и других биохимических и клеточных медиаторов. Наиболее часто встречающиеся клинические состояния, ассоциированные с развитием ОРДС, представлены в табл. 2.
Определение факторов риска развития ОРДС особенно важно в свете разработки мероприятий, позволяющих предотвратить прогрессирование повреждения легких у больных, имеющих эти факторы риска. В нескольких проспективных исследованиях были изучены состояния, ассоциированные с развитием ОРДС, и определена заболеваемость ОРДС при данных состояниях [6, 7]. Распространенность факторов риска значительно варьирует в зависимости от региона, популяции и профиля больных, однако сепсис, аспирация желудочного содержимого, тяжелая пневмония и травма, безусловно, являются самыми частыми причинами ОРДС (табл. 3).

Патогенез ОПЛ/ОРДС
В основе ОРДС лежит воспалительный процесс, что кардинальным способом отличает его от кардиогенного (гидростатического) отека легких. В воспалительном ответе участвуют гуморальные и клеточные элементы. Гуморальное звено включает в себя повышение продукции и активацию различных систем, такие как системы комплемента, коагуляции, кинины, цитокины, активные продукты кислорода, нейропептиды, вазоактивные пептиды, простагландины, оксид азота, тромбоцитарные факторы и др. Клеточное звено воспалительного процесса при ОРДС состоит из процессов адгезии, хемотаксиса и активации нейтрофилов, макрофагов и лимфоцитов [8].
Нейтрофил является центральной клеткой воспалительного ответа при ОРДС: повышенную аккумуляцию нейтрофилов обнаруживают как в ткани легочной паренхимы, так и в бронхоальвеолярном лаваже [9]. Однако ОРДС может развиться и у больных с нейтропенией, что говорит в пользу важной роли в генезе ОПЛ/ОРДС и других клеток, например альвеолярных макрофагов. И нейтрофилы, и макрофаги продуцируют провоспалительные цитокины и свободные радикалы. Персистирующее повышение в плазме крови цитокинов – фактора некроза опухоли (TNFa), интерлейкинов (IL-1, 6, 8) – ассоциировано с низкой выживаемостью больных ОРДС [10].

Газообмен
Основным механизмом гипоксемии при ОПЛ/ОРДС является внутрилегочный шунт справа налево. Если в норме величина шунта составляет 3–5% от сердечного выброса, то у больных с ОРДС он может превышать 25%. Причиной формирования шунта является перфузия затопленных экссудатом и спавшихся (ателектазированных) альвеол. Нормальной компенсаторной реакцией на альвеолярную гипоксию является гипоксическая легочная вазоконстрикция, однако при ОПЛ/ОРДС данный механизм либо недостаточен, либо отсутствует [11]. Гипоксемия, в основе которой лежит шунт, рефрактерна к оксигенотерапии даже с очень высокой фракцией О₂ во вдыхаемой смеси (FiO₂), поэтому в данной ситуации основным методом улучшения оксигенации является создание положительного дополнительного давления в дыхательных путях, что позволяет восстановить вентиляцию в невентилируемых легочных регионах и уменьшить шунт.

Механика дыхания
Для больных с ОРДС характерны выраженные изменения механики дыхания, т.е. параметры, описывающие объемы легких, потоки и давления в дыхательных путях (табл. 4). Статический комплаенс (изменение легочного объема на заданное изменение транспульмонального давления) респираторной системы Crs у больных ОРДС практически всегда снижен [12]. В исследованиях, в которых использовались пищеводные катетеры, было показано, что легочный комплаенс CL также снижен до 32–72 мл/см H2O (40–60% от нормы), комплаенс грудной клетки Ccw составляет 59–147 мл/см H2O (50–80% от нормы). Снижение Ccw вызвано нарушениями эластических свойств грудной клетки и стенок брюшной полости (повышение давления в брюшной полости и повышение ригидности стенок) [12].
К сожалению, статический комплаенс не дает информации о региональных особенностях легких у больных ОРДС, в данной ситуации большое значение приобретает оценка кривой “давление-объем”, которая обычно строится во время инфляции в дыхательные пути последовательных порций заданных объемов с помощью большого шприца (super-syringe method) [13]. Полученная кривая имеет два “колена” (рис. 1): нижнее “колено” (low inflection point) и верхнее “колено” (upper inflection point). Считается, что при уровне давления менее точки нижнего “колена” альвеолы находятся в спавшемся, коллабированном состоянии, а при давлении больше точки верхнего “колена” альвеолы перерастянуты [14]. В идеале колебания положительного давления в дыхательных путях больного во время респираторной поддержки должны колебаться между точками верхнего и нижнего “колен” [15].
Все компоненты сопротивления в дыхательных путях у больных ОРДС также обычно значительно повышены (см. табл. 4). Данные изменения связаны с накоплением клеточных элементов и жидкости в дыхательных путях, отеком бронхов, бронхиальной гиперреактивностью, уменьшением легочных объемов, а также количества функционирующих дыхательных путей [16].

Легочная гемодинамика
Повышение давления в легочной артерии является довольно характерным признаком ОРДС. Среднее давление в легочной артерии обычно составляет около 30 мм рт. ст. [17]. У больных ОРДС легочная гипертензия приводит к нарушению функции правого желудочка, снижению сердечного выброса и снижению транспорта кислорода к тканям и может являться дополнительным фактором развития полиорганной недостаточности. Генез легочной гипертензии при ОПЛ/ОРДС обычно мультифакторный: гипоксическая вазоконстрикция, вазоспазм, вызванный такими вазоактивными медиаторами, как тромбоксан, лейкотриены и эндотелин, внутрисосудистая обструкция тромбоцитарными тромбами и периваскулярный отек [17]. На поздних этапах ОРДС большую роль могут играть такие механизмы, как фиброз и облитерация легочных сосудов (ремоделирование).

Диагноз ОПЛ/ОРДС
Клиническая картина
Развитие ОПЛ/ОРДС происходит чаще всего в первые 12–48 ч от начала развития основного события (заболевания), хотя в ряде случаев возможно развитие ОПЛ/ОРДС и через 5 дней [18]. Пациент с ОРДС часто жалуется на диспноэ, дискомфорт в грудной клетке, сухой кашель, причем данные симптомы могут на несколько часов опережать развитие диффузных инфильтратов легких, по данным рентгенографии грудной клетки. Осмотр больного выявляет цианоз, тахипноэ, тахикардию и признаки повышенной работы дыхания (участие в дыхании вспомогательных мышц). На ранних этапах развития заболевания больной часто возбужден, ажитирован, при прогрессировании нарушений газообмена – заторможен, оглушен, возможно развитие гипоксемической комы.
Частой клинической находкой у больных с ОРДС также является гипертермия и артериальная гипотензия. Характерными аускультативными признаками ОРДС являются диффузная крепитация, жесткое, а иногда и бронхиальное “амфорическое” дыхание [3].
Облигатным признаком ОРДС является гипоксемия (SpO₂ ниже 90%, часто ниже 75%). Больные с ОРДС практически всегда рефрактерны к терапии кислородом, что отражает основной механизм нарушения газообмена при ОРДС – развитие внутрилегочного шунта. Для ранних этапов ОРДС характерно наличие гипокапнии (РаСО₂>45 мм рт. ст.) и респираторного алкалоза (рН>7,45), связанных с высокой минутной вентиляцией, однако по мере прогрессирования заболевания, повышения альвеолярного мертвого пространства, высокой продукции CO₂ и развития усталости дыхательных мышц происходит нарастание РаСО₂ и алкалоз сменяется ацидозом.
Лабораторные признаки малоспецифичны для ОРДС, большинство из них связаны с основным заболеванием. Так как ОПЛ/ОРДС часто сопутствует системной воспалительной реакции организма на инфекцию или другие факторы, лабораторные параметры отражают данные изменения: лейкоцитоз или лейкопения, анемия. Тромбоцитопения также встречается нередко и отражает либо системную воспалительную реакцию, либо повреждение эндотелия [19]. Так как ОРДС часто является проявлением полиорганной недостаточности, то лабораторные тесты могут давать информацию о наличии недостаточности функции печени (цитолитиз, холестаз) или почек (повышение креатинина, мочевины). При анализе бронхоальвеолярного лаважа (БАЛ) характерной находкой у больных ОРДС в первые дни заболевания является высокое содержание нейтрофилов – более 60% (в норме менее 5%), которое по мере обратного развития заболевания уступает место альвеолярным макрофагам [20].
Рентгенография и компьютерная томография грудной клетки
Характерной рентгенологической находкой ОРДС является появление картины “матового стекла” и диффузных мультифокальных инфильтратов довольно высокой плотности (консолидация) с хорошо очерченными воздушными бронхограммами, т.е. развитие обширного поражения паренхимы легких (рис. 2). Кроме того, довольно часто может также наблюдаться небольшой плевральный выпот. Рентгенографическую картину ОРДС довольно непросто дифференцировать с кардиогенным отеком легких. В пользу ОРДС свидетельствует более периферическое расположение инфильтративных теней, нормальные размеры сердечной тени и отсутствие или небольшое количество линий Керли В.
Необходимо помнить, что терапевтические вмешательства также могут влиять на рентгенологическую картину ОРДС. Так, избыточное введение растворов может привести к усилению альвеолярного отека и усилению выраженности рентгенологических изменений, в то время как терапия диуретиками может уменьшить их. Искусственная вентиляция легких – ИВЛ (особенно при использовании РЕЕР) повышает среднее давление в дыхательных путях, инфляцию легких, что также может уменьшить регионарную плотность легких, приводя к ошибочному впечатлению об улучшении патологического процесса. На поздних этапах развития ОРДС очаги консолидации сменяются интерстициальными изменениями, возможно появление кистозных изменений [21].
Компьютерная томография (КТ) позволяет получить дополнительную информацию о степени и протяженности поражения паренхимы легких, а также выявить наличие баротравмы или локализованной инфекции, т.е. те данные, которые не могут быть получены при обычной рентгенографии. Ранние КТ-исследования структуры легких отвергли концепцию гомогенного поражения легких у больных с ОРДС [5]. Было показано, что локализация легочных инфильтратов носит пятнистый, негомогенный характер, причем существует вентрально-дорсальный градиент легочной плотности: нормальная аэрация легочной ткани в вентральных (так называемых независимых) отделах, картина “матового стекла” в промежуточных зонах и плотные очаги консолидации – в дорсальных (зависимых) отделах (рис. 3) [22]. Причиной развития плотных очагов в дорсальных отделах является зависимое от силы тяжести распределение отека легких и, в большей степени, развитие “компрессионных ателектазов” зависимых зон вследствие их сдавления вышележащими отечными легкими [23].

Терапия ОПЛ/ОРДС
Первым принципом терапии ОПЛ/ОРДС является диагностика и лечение заболевания, приведшего к развитию ОПЛ/ОРДС. Необходимо прекратить воздействие первичного повреждающего фактора и предотвратить дальнейшую стимуляцию воспалительного ответа организма. Так как инфекция и сепсис являются наиболее частой причиной ОПЛ/ОРДС, то в качестве терапии первичного повреждающего фактора обычно рассматриваются антибиотики. В некоторых ситуациях, например при абдоминальном сепсисе или при абсцессах любой локализации, может потребоваться проведение хирургических операций, направленных на ограничение локального воспалительного процесса. В тех ситуациях, когда терапия основного события или заболевания, вызвавшего ОРДС, невозможна (например, после массивных гемотрансфузий, аортокоронарного шунтирования и т.д.), возможно только проведение поддерживающей терапии ОПЛ/ОРДС, т.е. терапии, направленной на ограничение системного воспалительного ответа и обеспечение адекватной доставки О₂ к тканям в течение того времени, которое требуется для разрешения основной причины ОРДС. Поддерживающую терапию ОРДС условно можно разделить на респираторную поддержку и консервативную (фармакологическую) терапию.

Респираторная поддержка при ОРДС
Хотя некоторые больные с ОРДС способны поддерживать адекватную оксигенацию тканей при спонтанном дыхании во время проведения О₂-терапии или неинвазивной вентиляции легких через маску, большинство пациентов нуждаются в проведении интубации трахеи и ИВЛ. Задачами респираторной поддержки является обеспечение нормального газообмена (PaO₂ в пределах 60–75 мм рт. ст., SaO₂ – 90–93%).

Протективная вентиляция легких
Недавние исследования показали, что традиционная ИВЛ может приводить к развитию вентиляториндуцированного повреждения легких (ВИПЛ, ventilator-induced lung injury) [24]. В течение последнего десятилетия знания о ВИПЛ значительно расширились: к традиционному осложнению ИВЛ, связанному с высоким уровнем давления в дыхательных путях (баротравма), прибавились данные о повреждающем действии больших дыхательных объемов (волютравма) [25], о возможности развития ВИПЛ вследствие повторных, от цикла к циклу, расправлений и спадений альвеол (ателектравма) [26] и о развитии во время ИВЛ воспалительного ответа со стороны легких вследствие высвобождения провоспалительных медиаторов (биотравма) [27].
При традиционной ИВЛ обычно применяют дыхательный объем (VT) 10–15 мл на 1 кг массы тела больного. Такой VT намного выше, чем те объемы, которые использует здоровый человек в условиях покоя (6–8 мл/кг), однако большие объемы необходимы для достижения нормальных значений РаСО₂ и рН артериальной крови и предотвращения развития ателектазов. В течение пяти последних лет было опубликовано 5 рандомизированных контролируемых исследований, в которых изучалась эффективность ИВЛ с использованием малых дыхательных объемов (табл. 5) [28–32]. В самом крупном исследовании ARDS Network Study (включавшем 861 больного с ОРДС) было убедительно доказано, что использование VT, равное 6 мл на 1 кг массы тела, приводит к снижению летальности больных с ОРДС на 22% по сравнению с использованием ИВЛ с обычным VT 12 мл/кг [32]. Такой подход к ИВЛ при ОРДС получил название “протективная вентиляция”. При данном подходе акцент смещен не на достижение нормокапнии и нормального рН, а на поддержание небольших давлений в дыхательных путях (давление плато не должно превышать 30–35 см вод. ст.). Протокол ARDS Network Study представлен в табл. 6.
Ranieri и соавт. показали, что “протективная вентиляция” по сравнению с традиционной ИВЛ ассоциирована с более низкими уровнями воспалительных медиаторов в плазме крови и БАЛ (IL-1b, IL-6, IL-8, TNFa и др.), т.е. приводит к снижению риска развития биотравмы [33].
Постепенное повышение РаСО₂ до 80–100 мм рт. ст. и снижение рН до 7,2 (“пермиссивная гиперкапния”) обычно удовлетворительно переносятся больными, однако, конечно, сопряжены с рядом потенциальных побочных явлений (вазодилатация, снижение сократимости миокарда, отек головного мозга), что делает непригодным использование пермиссивной гиперкапнии у больных с коронарной болезнью сердца или повышением внутричерепного давления. Использование бикарбоната для коррекции гиперкапнии и ацидоза довольно дискутабельно [34].

Выбор РЕЕР
Кроме проблемы выбора VT при ОРДС одним из важнейших параметров ИВЛ является выбор РЕЕР. Потенциальными достоинствами РЕЕР являются улучшение оксигенации и защита против развития ВИПЛ. Добавление РЕЕР обеспечивает рекрутирование и стабилизацию поврежденных альвеол, таким образом, приводя к улучшению соотношений VА/Q и комплаенса легких [35]. В свою очередь улучшение оксигенации снижает потребность в высокой FiO₂ и предотвращает дальнейшее повреждение альвеол высокими концентрациями О₂. Кроме того, РЕЕР предохраняет легкое от дальнейшего повреждения: 1) препятствует повторным, от цикла к циклу, расправлениям и спадениям альвеол; 2) уменьшает действие “растягивающих сил” (shear forces) положительного давления, создаваемого при ИВЛ; 3) улучшает распределение вентиляции и предотвращает таким образом региональное перерастяжение альвеол.
Очень высокие значения РЕЕР могут привести к перерастяжению альвеол, снижению легочного комплаенса и сердечного выброса. Такие наблюдения привели к развитию концепции “лучшего РЕЕР”, т.е. такого уровня давления в фазу выдоха, которое балансирует между благоприятными и неблагоприятными эффектами РЕЕР. Точный уровень “лучшего РЕЕР” пока не известен, в настоящее время рекомендовано назначать РЕЕР от 5 см вод. ст. со ступенчатым повышением на 3–5 см вод. ст. (до максимальных цифр 20–24 см вод. ст.) для достижения SaO₂>90%, минимальной FiO₂ и удовлетворительного гемодинамического статуса [32]. Рекомендуемые сочетания РЕЕР и FiO₂ представлены в табл. 6. Другими подходами к выбору РЕЕР является титрация РЕЕР для достижения максимального статического комплаенса респираторного аппарата [36] или подбор РЕЕР на основании построения кривой “давление-объем”: значения РЕЕР выбирают с учетом кривой “давление-объем”, на 2 см вод. ст. выше нижнего “колена” (lower inflection point), которое теоретически отражает уровень давления, необходимый для предотвращения спадения (дерекрутирования альвеол) [31,37].