Затлъстяване и ARDS

Резюме

Разпространението на затлъстяването продължава да нараства в световен мащаб, като цифрите надхвърлят 30% от някои популации. Пациентите със затлъстяване изпитват промени в изходната белодробна механика, включително запушване на въздушния поток, намален обем на белите дробове и нарушен обмен на газ. Тези физиологични промени имат последици при много заболявания, включително ARDS. Уникалната физиология на пациентите със затлъстяване засяга представянето и патофизиологията на ARDS, а пациентите със затлъстяване, които имат дихателна недостатъчност, представляват специфични предизвикателства при управлението. Въпреки че предстоят още изследвания, вентилаторните стратегии, които се фокусират върху транспулмоналното налягане като мярка за белодробен стрес, показват обещание в пилотни проучвания. Като се има предвид нарастващото разпространение на затлъстяването и променливите ефекти на затлъстяването върху дихателната механика и ARDS патофизиологията, препоръчваме индивидуализиран подход при лечението на затлъстелия пациент с ARDS.

маса 1

—Ефекти и усложнения от затлъстяването

ICP = вътречерепно налягане; OSA = обструктивна сънна апнея; T2DM = захарен диабет тип 2.

Промени в изходната физиология

Дори и без допълнителната патофизиология на ARDS, пациентите с наднормено тегло изпитват редица промени във физиологията си в сравнение с постните контролни субекти. Някои от изходните промени в дихателната механика на пациента със затлъстяване включват намаляване на общия белодробен капацитет (TLC), функционален остатъчен капацитет (FRC) и жизнения капацитет (VC), както и повишаване на плевралното налягане и горните и долните дихателни пътища съпротива.

Намалените TLC, FRC и VC се дължат на цялостно намаляване на съответствието на дихателната система, което от своя страна е вторично за увеличеното тегло на гръдната стена и повишеното коремно налягане от затлъстяване (Фигура 1). Един ключов физиологичен параметър при пациенти със затлъстяване е транспулмоналното налягане, което е разтягащото налягане в белия дроб (т.е. налягане на отваряне на дихателните пътища минус плеврално налягане) и което се различава от налягането в стената на гръдния кош (разликата между плевралното и атмосферното налягане ). 7 С повишеното плеврално налягане, което се наблюдава при затлъстяване, транспулмоналното налягане става по-малко положително (или по-отрицателно), т.е. белодробният паренхим изпитва по-малко разтягащо се (и повече колабиращо) налягане. Следователно пациентите със затлъстяване имат значителна ателектаза. Гравитационните вариации в плевралното налягане вероятно позволяват на някои единици да останат патентни (например, в независим бял дроб), докато други могат да бъдат колабирани (например в зависим бял дроб). Ателектазата при затлъстяване води до нарушен обмен на газове и намалена белодробна корекция. 8 - 11

Компоненти на белодробния обем. Пациентите със затлъстяване имат намалени белодробни компоненти (TV, ERV и RV), което води до по-ниски VC, FRC и TLC. ERV = резервен обем на издишване; FRC = функционален резервен капацитет; IRV = инспираторен резервен обем; RV = остатъчен обем; TLC = общ белодробен капацитет; TV = дихателен обем; VC = жизненоважен капацитет.

Някои автори поставят под съмнение появата на отрицателно транспулмонално налягане при затлъстяване (т.е. плеврално налягане, надвишаващо налягането, измерено в отвора на дихателните пътища). Такива повишения на плевралното налягане без пълен белодробен колапс са възможни, както обикновено се случва по време на принудително издишване, когато плевралното налягане се повишава от мускулната активност на издишването и налягането в отварянето на дихателните пътища остава атмосферно. Други ситуации, при които може да се поддържа повишаване на плевралното налягане, са условия на ограничаване на издишвания поток или затваряне на дихателните пътища, при които повишенията на плевралното налягане (т.е. налягане извън основните дихателни пътища) водят до стесняване/колапс на дихателните пътища, което позволява алвеоларното налягане да надвишава това при отварянето на дихателните пътища . По този начин отрицателното транспулмонално налягане обикновено се наблюдава клинично, дори ако не е пряко измерено. Както е описано тук, получената ателектаза е важно съображение при пациенти със затлъстяване, дори при липса на допълнителна белодробна патология.

FEV1 и FVC са намалени пропорционално един на друг при пациенти със затлъстяване, но има и данни за нарушена функция на малките дихателни пътища при пациенти със затлъстяване и, в някои случаи, ограничение на издишвания поток. Това явление може да доведе до развитие на вътрешно положително налягане в края на издишването (PEEP) в покой, а по време на тренировка може да причини улавяне на въздуха и динамично увеличаване на обема на белите дробове в края на издишването. 12 Дори и при липса на увеличен обем на белия дроб в края на издишването, алвеоларното налягане може да бъде повишено при крайно издишване вследствие на повишеното вътреабдоминално налягане, наблюдавано при затлъстяване. Тези промени, съчетани с присъщото механично натоварване на инспираторните мускули при затлъстяване, увеличават работата и разходите за кислород при дишането както в покой, така и по време на тренировка. 13 - 15

Намалено спазване и повишаване на резистентността са наблюдавани при седатирани, парализирани пациенти, които боледуват със затлъстяване без основна белодробна патология. 9 Тези механични въздействия оказват влияние върху механиката на проветряването на пациент със затлъстяване, особено в условията на ARDS или друга белодробна патология. Пациентите със затлъстяване допълнително често имат артериална хипоксемия и повишен градиент на алвеоларен към артериален кислород (A-a). Предполага се, че тази находка се дължи на комбинация от ателектаза с шунтиране и несъответствие на вентилацията/перфузията (V ˙/Q ˙) поради стесняване на дихателните пътища и вариации в белодробната перфузия.

Затлъстяването има много важни ефекти върху белодробната физиология, включително съдова физиология и ендокринната функция, и е придружено от съпътстващи заболявания, които усложняват критично заболяване при пациента със затлъстяване (Таблица 1). Тези проблеми са сложни - например измереното вътрегрудно съдово налягане е по-високо при пациенти със затлъстяване, което отразява както въпросите за точното измерване, така и действителните физиологични промени - и са прегледани подробно другаде в литературата. 16.

Затлъстяването като рисков фактор за остро нараняване на белите дробове

В допълнение към промените в дихателната механика, пациентите със затлъстяване изпитват хронични промени в циркулиращите възпалителни медиатори, получени от мастна тъкан (общо известни като адипокини). Пациентите, които са със затлъстяване, имат повишени нива на циркулация на цитокини (включително фактор на туморна некроза-α и IL-6), повишено производство на хемокини (включително IL-8) и променени нива на хормони, произвеждани от адипоцити като лептин и адипонектин. Причинно-следствената връзка между тази възпалителна среда при пациенти със затлъстяване и астма или хиперреактивност на дихателните пътища е проучена по-задълбочено, отколкото потенциалната връзка с увреждане на белите дробове. 17

Някои проучвания върху животни предполагат механизми за повишен риск от нараняване на белите дробове при затлъстяване, но не е установена причинно-следствена връзка между изходните ефекти на затлъстяването и патогенезата на увреждане на белите дробове при пациенти със затлъстяване. 18 В допълнение, степента на изходните възпалителни ефекти на затлъстяването е неизвестна и също така има ограничено сравнение на тези пътища при пациенти с остро увреждане на белия дроб (ALI)/ARDS, които са със затлъстяване и липса на затлъстяване. Понастоящем ролята на адипокините в поддържането на патогенезата на белодробните увреждания остава активно разследвана.

Управление на дихателните пътища

Управлението на дихателните пътища, включително интубация и екстубация, е ключов проблем при пациенти с белодробно увреждане, които са със затлъстяване. Дори относително здрави пациенти със затлъстяване и претърпели операция имат повишен риск от усложнения и дихателна недостатъчност периоперативно. Продължава дискусията за степента, в която затлъстяването предсказва трудна ендотрахеална интубация, а други предсказващи инструменти като скалата на Mallampati могат да надменят ИТМ като прогностичен инструмент. Едно скорошно ретроспективно проучване установи, че пациентите с обструктивна сънна апнея (OSA) изпитват по-висока честота на периоперативни усложнения. 19 Въпреки че не всички пациенти със затлъстяване имат OSA, анатомичните промени, които водят до OSA (увеличаване на меките тъкани на шията, намален диаметър на дихателните пътища и повишена сгъваемост на дихателните пътища), могат да затруднят интубацията на пациенти със затлъстяване. 20, 21 При седация и паралитици критичното налягане при затваряне на горните дихателни пътища (т.е. налягането, което трябва да бъде преодоляно, за да се поддържат дихателните пътища отворени) се увеличава с намаляване на мускулния тонус и се влияе от други фактори като структурата на дихателните пътища. 22, 23 По този начин пълното затваряне на дихателните пътища е често срещано по време на интубация на пациенти със затлъстяване след мускулна релаксация. 24

Други последствия от затлъстяване, като нарушен обмен на газ с ателектаза, V ˙/Q ˙ несъответствие и повишеното разпространение на гастроезофагеална рефлуксна болест също могат да усложнят интубацията, особено с основната обида на ALI/ARDS. Въпреки че много пациенти ще се справят добре със стандартната практика на „бърза последователност на интубацията“ (с използване на краткодействаща нервно-мускулна блокада, краткодействащи успокоителни и стандартна техника на преоксигенация), ако има допълнителни проблеми, които могат да доведат до затруднена интубация, тогава разумно е да се следва будна оптична интубация. 25

Управление на вентилатора на ARDS при пациенти със затлъстяване

Когато затлъстяването съвпада с дихателна недостатъчност (напр. ARDS), има специфични проблеми при механичната вентилация и управлението. С повишено коремно налягане и съпътстващо повишено плеврално налягане, дори в състояние на относително здраве, пациентите с наднормено тегло развиват ателектаза и следователно по-хетерогенен бял дроб, с някои области на добре аериран бял дроб и други области на относително срутен бял дроб. Едно проучване на пациенти със затлъстяване без увреждане на белите дробове, както и на пациенти с асцит, показва, че обратната позиция на Tredelenburg, при която главата на пациента в легнало положение е поставена по-високо от стъпалата под ъгъл от 45 градуса, улеснява освобождаването от вентилатора. 33 Това откритие вероятно се дължи на намаляване на трансдиафрагмалното налягане, намалена ателектаза и подобрен обмен на газ с постуралната промяна и произтичащото гравитационно разтоварване.

Хетерогенността, която обикновено се наблюдава при пациенти със затлъстяване, се комбинира с ARDS, при което повишеното плеврално налягане се комбинира с повишено повърхностно напрежение поради дисфункция на повърхностноактивното вещество, така че пациентите със затлъстяване с ARDS могат да получат значителни ателектази и алвеоларни наводнения с получени аномалии на газообмена. Ателектазата също така предразполага пациентите с ARDS към свързано с вентилатора увреждане на белите дробове, което отчасти е резултат от напрежението на срязване, което се появява при пресичането на отворени и затворени алвеоли (т.е. кръстовища между нормален и абнормен белодроб). При конвенционалните настройки на вентилатора, ефективното налягане, генерирано в тези хетерогенни области, се изчислява теоретично на над 100 cm H2O, което значително надхвърля общоприетото „безопасно“ максимално транспулмонално налягане от 25 cm H2O. 7

Тези механизми на увреждане на белите дробове са довели до стратегия за вентилация на „отворен белодроб“, при която се правят опити за създаване на паренхимна хомогенност. Стратегиите за постигане на тази цел включват маневри за набиране на персонал (напр. Прилагане на продължително високо налягане в дихателните пътища от 40 cm H2O, за кратки периоди) и PEEP титруване за оптимизиране на дихателната механика. Тази стратегия за „отворен бял дроб“ традиционно се балансира с опити за минимизиране на налягането в дихателните пътища, което също се смята, че допринася за увреждане на белите дробове, свързано с вентилатора. Фокусът е изместен от просто намаляване на налягането в дихателните пътища към намаляване на транспулмоналното налягане, разтягащото налягане в самия бял дроб. 7 С повишеното плеврално налягане, което изпитват пациентите със затлъстяване, може да е необходимо високо ниво на PEEP, за да се преодолеят тези колапсиращи влияния и да се предотврати отпадането. В условията на затлъстяване с повишено плеврално налягане могат да се прилагат високи пикови налягания в дихателните пътища (> 30 cm H2O) без преразтягане на белите дробове, тъй като транспулмоналните налягания 34, 35

Признавайки, че данните не са окончателни, ако има местен опит с техниката, препоръчваме използването на езофагеална манометрия за насочване на PEEP титриране при пациенти със затлъстяване с ARDS и продължаваща хипоксемия. Въпреки това, ако няма институционален опит в поставянето на езофагеални балони и интерпретиране на данните, препоръчваме на лекарите да титрират PEEP въз основа на други физиологични показатели за набиране. Те включват използване на профила на кривата налягане-време в дихателните пътища (индекс на напрежение) и титруване на PEEP според приливите и отливите. 39, 40 Последното е относително проста маневра до леглото - когато пациентът получава зададен дихателен обем, налягането на платото се измерва с увеличаване на PEEP. Ако платото намалява, остава същото или се издига минимално, това откритие предполага подобрена белодробна съвместимост и елемент на набираем белия дроб. Ако обаче налягането на платото се увеличи със същия или по-голям размер от увеличаването на PEEP, тази ситуация предполага, че не е настъпило набиране и че в действителност може да има зони на свръхразтягане или хиперинфлация.

Важното е, че въпреки че при затлъстяване може да се толерира високо налягане в дихателните пътища, стратегията за вентилация с нисък дихателен обем все още е от първостепенно значение и дихателните обеми трябва да се основават на идеалното телесно тегло. Тази препоръка е, защото с увеличаване на телесното тегло размерът на белите дробове не се увеличава едновременно и следователно индивидите с еднаква височина и различно тегло трябва да получават еднакъв дихателен обем (около 6 ml/kg IBW). 35, 47 Трябва да се отбележи, че тази стратегия за нисък дихателен обем често се придружава от хиперкапния, която при пациенти със затлъстяване може да отразява както острото заболяване, така и хроничната хиповентилация.

Заключение

Цялостното разбиране на физиологичните съображения, свързани с пациенти със затлъстяване с увреждане на белите дробове, става от съществено значение за оптималната грижа за пациентите, предвид пандемията от затлъстяване и продължаващото разпространение на ARDS. Индивидуалният подход към грижите за тези пациенти може да бъде безценен, тъй като подходът „универсален за всички“ може да бъде проблематичен за някои пациенти. Ние подкрепяме по-нататъшни клинични изпитвания, като използваме индивидуални измервания/отговори на пациентите за насочване на терапията, а не опростени алгоритми, които е вероятно да осигурят разнородни резултати.

Благодарности

Финансови/нефинансови оповестявания: Авторите са докладвали на CHEST за следните конфликти на интереси: Д-р Малхотра получава доходи от научни изследвания от Националния институт по здравеопазване и Американската асоциация за сърдечни заболявания, Inc. Преди това е получавал доходи от консултации и/или изследвания от Philips Respironics; Pfizer, Inc; Apnex Medical, Inc; Apnicure, Inc; Sleep Group Solutions, Inc; Центрове за здраве на съня; и Galleon Pharmaceuticals, Inc. Той се отказа от всички лични доходи от 15 май 2012 г. Д-р Hibbert и Rice съобщиха, че не съществува потенциален конфликт на интереси с нито една компания/организация, чиито продукти или услуги могат да бъдат обсъдени в тази статия.

Съкращения

Бележки под линия

Възпроизвеждането на тази статия е забранено без писмено разрешение от Американския колеж на гръдните лекари. Вижте онлайн за повече подробности.

• Връзка между затлъстяването и пулсовия натиск при децата резултати от Националното здравеопазване и
• Психично здраве и затлъстяване по време на COVID-19 GWSPH центрове и институти
• Връзка на физическата активност с показателите за затлъстяване и нивото на серумния лептин при тип 2
• Психични заболявания, често срещани при детското затлъстяване
• Връзка между инфекцията с Helicobacter pylori и затлъстяването при възрастни китайци Систематично