Elhízás és ARDS

Absztrakt

Az elhízás prevalenciája folyamatosan növekszik globálisan, egyes népességek 30% -át meghaladva. Az elhízott betegek megváltoztatják a kiindulási tüdőmechanika változásait, beleértve a légáramlás elzáródását, csökkent tüdőmennyiséget és károsodott gázcserét. Ezek a fiziológiai változások számos betegségre vonatkoznak, ideértve az ARDS-t is. Az elhízott betegek egyedi fiziológiája befolyásolja az ARDS megjelenését és patofiziológiáját, az elhízott betegek pedig, akiknek légzési elégtelenségük van, speciális kezelési kihívásokat jelentenek. Bár újabb tanulmányok várnak rájuk, a kísérleti tanulmányokban ígéretesnek bizonyultak azok a lélegeztetőgép-stratégiák, amelyek a transzpulmonalis nyomásra összpontosítanak, mint a tüdő stresszének mérésére. Tekintettel az elhízás növekvő prevalenciájára és az elhízás légzőmechanikára és ARDS patofiziológiára gyakorolt változó hatásaira, az ARDS-ben szenvedő elhízott beteg kezelésének egyéni megközelítését javasoljuk.

Asztal 1

- Az elhízás hatásai és szövődményei

típus	Krónikus hatás	Akut kezelési kérdések
Idegi	Fokozott ICP, agyi érrendszeri betegségek, rendellenes légzés, szorongás, depresszió	Szedáció, rendellenes légzésszabályozás
Kardiovaszkuláris	Ischaemiás szívbetegség magas vérnyomás,	Hemodinamikai instabilitás, monitorozási problémák, megnövekedett töltési nyomás a légkörhöz viszonyítva
Tüdő	OSA, elhízás hipoventiláció, atelectasis	Aspirációs kockázat, bonyolult intubációk, káros szellőzés és gázcsere
Test habitus	Mellkasfal korlátozás, mozgáskorlátozás	Szállítás és pozícionálás, eljárási nehézségek (vaszkuláris hozzáférés, képalkotás)
GI/vese	Cholelithiasis, alkoholmentes steatosis, hasnyálmirigy-gyulladás, glomerulosclerosis	Megváltozott farmakokintetika, alultápláltság, hasi rekesz szindróma
Endokrin	T2DM, hiperlipidémia	Glükózzavarok

ICP = koponyaűri nyomás; OSA = obstruktív alvási apnoe; T2DM = 2-es típusú diabetes mellitus.

Az alapfiziológia változásai

Az elhízott betegek az ARDS további patofiziológiája nélkül is számos változást tapasztalnak élettanukban a sovány kontroll alanyokhoz képest. Az elhízott páciens légzési mechanikájának néhány alapvető változása a teljes tüdőkapacitás (TLC), a funkcionális maradványkapacitás (FRC) és a vitális kapacitás (VC) csökkenése, valamint a pleurális nyomás, valamint a felső és az alsó légutak növekedése. ellenállás.

A csökkent TLC, FRC és VC a légzőrendszeri megfelelés általános csökkenésének köszönhető, ami viszont másodlagos a mellkasfal megnövekedett súlya és az elhízás miatt megnövekedett hasi nyomás miatt (1. ábra). Az elhízott betegek egyik legfontosabb fiziológiai paramétere a transzpulmonáris nyomás, amely a tüdőn átterjedő nyomás (azaz a légúti nyitási nyomás mínusz a pleurális nyomás), és amelyet megkülönböztetnek a mellkason átnyúló nyomástól (a pleurális és a légköri nyomások közötti különbség). ). 7 Az elhízás során tapasztalt megnövekedett pleurális nyomással a transzpulmonalis nyomás kevésbé pozitív (vagy inkább negatív) lesz, vagyis a tüdő parenchima kevésbé feszül (és jobban összeomlik). Az elhízott betegek tehát jelentős atelectasissal rendelkeznek. A pleurális nyomás gravitációs variációi valószínűleg lehetővé teszik egyes egységek szabadalmaztatását (pl. Nem függő tüdőben), míg mások összeomolhatnak (pl. Függő tüdőben). Az elhízás atelektázisa káros gázcserét és csökkent tüdőkompatibilitást eredményez. 8 - 11

A tüdő térfogatának összetevői. Az elhízott betegek tüdőtérfogatának csökkenése (TV, ERV és RV) csökken, ami alacsonyabb VC, FRC és TLC értéket eredményez. ERV = a kilégzési tartalék térfogata; FRC = funkcionális tartalékkapacitás; IRV = a belégzési tartalék térfogata; RV = maradék térfogat; TLC = teljes tüdőkapacitás; TV = árapály térfogata; VC = létfontosságú kapacitás.

Egyes szerzők megkérdőjelezték az elhízás negatív transzpulmonalis nyomásának előfordulását (azaz a légutak nyílásánál mért nyomást meghaladó pleurális nyomást). Ilyen pleurális nyomásemelkedés lehetséges a tüdő teljes összeomlása nélkül, mint általában a kényszerű kilégzés során, amikor a pleurális nyomást a kilégző izomaktivitás emeli, és a légutak nyitási nyomása légköri marad. További helyzetek, amikor a pleurális nyomás emelkedése fennállhat, a kilégzési áramlás korlátozásának vagy a légutak bezárásának feltételei, amelyekben a pleurális nyomás emelkedése (azaz a fő légutakon kívüli nyomás) a légutak szűküléséhez/összeomlásához vezet, lehetővé téve az alveoláris nyomás meghaladását a légutak nyílásánál . Így a negatív transzpulmonalis nyomást általában klinikailag észlelik, még akkor is, ha nem közvetlenül mértük. Amint itt leírtuk, az eredő atelectasis fontos szempont elhízott betegeknél, még további tüdőpatológia hiányában is.

Az elhízott betegeknél a FEV1 és az FVC egymáshoz képest arányosan csökken, de bizonyíték van arra is, hogy elhízott betegeknél kismértékű légúti diszfunkció, és egyes esetekben a kilégzési áramlás korlátozása áll fenn. Ez a jelenség nyugalmi állapotban intrinsic pozitív vég-kilégzési nyomás (PEEP) kialakulását eredményezheti, edzés közben pedig levegő-csapdát okozhat és a vég-kilégzéses tüdő térfogatának dinamikus növekedését okozhatja. 12 Megnövekedett vég-kilélegzett tüdőtérfogat hiányában is az alveoláris nyomás megnövekedhet a végső kilégzés során az elhízásnál tapasztalt megnövekedett intraabdominális nyomás miatt. Ezek a változások, a belégző izmok elhízásban bekövetkező mechanikus terhelésével kombinálva, növelik a légzés munkáját és oxigénköltségét nyugalmi állapotban és edzés közben egyaránt. 13 - 15

A megfelelőség csökkenését és a rezisztencia növekedését figyelték meg szedált, megbénult betegeknél, akik kórházi elhízásban szenvednek, anélkül, hogy tüdőbetegségük lenne. Ezek a mechanikai hatások kihatással vannak az elhízott beteg szellőztetésének mechanikájára, különösen ARDS vagy más tüdőbetegség esetén. Azoknál a betegeknél, akik elhízottak, emellett gyakran artériás hipoxémiában és emelkedett alveoláris-artériás oxigén (A-a) gradiensben szenvednek. Feltételezések szerint ennek a megállapításnak az oka az atelektázis és a tolatás kombinációja, valamint a légutak szűkülete és a tüdő perfúziójának variációi miatt kialakuló ventiláció/perfúzió (V ˙/Q ˙) eltérése.

Az elhízásnak számos fontos hatása van a nem pulmonáris fiziológiára, beleértve az érfiziológiát és az endokrin funkciókat, és kísérő betegségek kísérik, amelyek bonyolítják a kritikus betegségeket az elhízott páciensnél (1. táblázat). Ezek a kérdések összetettek - például az elhízott betegeknél a mért intratorakális vaszkuláris nyomás magasabb, ami tükrözi a pontos mérés kérdéseit, valamint a tényleges fiziológiai változásokat -, és a szakirodalom más részein átfogóan áttekintik őket. 16.

Az elhízás mint az akut tüdősérülés kockázati tényezője

A légzési mechanika változásain túl az elhízott betegek krónikus változásokat tapasztalnak a zsírszövetből származó keringő gyulladásos mediátorokban (együttesen adipokinek néven). Az elhízott betegek megnövekedett keringési szintje a citokinek (beleértve a tumor nekrózis-α és IL-6 faktorokat), megnövekedett kemokin termelés (beleértve az IL-8-ot), és megváltozott az adipociták, például a leptin és az adiponektin által termelt hormonok szintje. Az elhízott betegek e gyulladásos környezete és az asztma vagy a légutak túlérzékenysége közötti ok-okozati összefüggést alaposabban feltárták, mint a tüdőkárosodás lehetséges összefüggését. 17.

Néhány állatkísérlet javasolta az elhízással járó tüdõkárosodás megnövekedett kockázatának mechanizmusait, de az elhízás kiindulási hatása és a tüdõkárosodás patogenezise között nem találtak ok-okozati összefüggést elhízott betegeknél. 18 Ezenkívül az elhízás kiindulási gyulladásos hatásainak nagysága nem ismert, és ezen utak korlátozott összehasonlítását is követték akut tüdőkárosodásban (ALI)/ARDS szenvedő és elhízott betegeknél. Jelenleg az adipokinek szerepe a tüdőkárosodás patogenezisének fenntartásában továbbra is aktív vizsgálat alatt áll.

Légutak kezelése

A légutak kezelése, beleértve az intubációt és az extubációt, kulcsfontosságú kérdés az elhízott tüdősérült betegeknél. Még viszonylag egészséges, elhízott és műtéten átesett betegeknél is nagyobb a szövődmények és a légzési elégtelenség kockázata perioperatív módon. Folyamatban van a vita arról, hogy az elhízás mennyire jósolja meg az endotracheális nehéz intubációt, és más prediktív eszközök, mint például a Mallampati-skála, megdönthetik a BMI-t prognosztikai eszközként. Egy nemrégiben végzett retrospektív tanulmány kimutatta, hogy az obstruktív alvási apnoében (OSA) szenvedő betegeknél a perioperatív szövődmények gyakoribbak. 19 Bár nem minden elhízott betegnek van OSA-ja, az OSA-t eredményező anatómiai változások (megnövekedett lágyrész a nyakban, csökkent légúti átmérő és megnövekedett légúti összecsapódás) megnehezíthetik az elhízott betegek intubációját. 20, 21 Szedációval és bénulással a felső légutak kritikus zárónyomása (vagyis a légnyomás fennmaradásához szükséges nyomás) növekszik, ahogy az izomtónus csökken, és más tényezők, például a légutak szerkezete befolyásolja. 22., 23. Így az izomlazítást követően elhízott betegek intubációja során a légutak teljes lezárása gyakori. 24.

Az elhízás egyéb következményei, például az atelektázissal károsodott gázcsere, a V˙/Q˙ eltérése és a gastrooesophagealis reflux betegség fokozott előfordulása szintén bonyolíthatja az intubációt, különösen az ALI/ARDS mögöttes sértésével. Bár sok beteg jól jár a „gyors szekvencia intubálás” szokásos gyakorlatával (rövid hatású neuromuszkuláris blokád, rövid hatású nyugtatók és az előzetes oxigénellátás technikájának alkalmazásával), ha további problémák merülhetnek fel, nehéz intubációhoz vezethet ésszerű az éber száloptikai intubációt folytatni. 25

Az ARDS lélegeztető kezelése elhízott betegeknél

Ha az elhízás egybeesik a légzési elégtelenséggel (pl. ARDS), akkor a mechanikus szellőzés és kezelés kezelése sajátos kérdéseket vet fel. Megnövekedett hasi nyomás és egyidejűleg megemelkedett pleurális nyomás, még relatív egészségi állapotban is, az elhízott betegeknél atelektázis és ezért heterogénebb tüdő alakul ki, a jól levegőzött tüdő egyes területeivel és a viszonylag összeomlott tüdő más területeivel. A tüdőkárosodás nélkül elhízott és aszciteszes betegek egyik vizsgálata azt mutatta, hogy a fordított Tredelenburg-helyzet, amelyben a fekvő beteg fejét a lábaknál magasabbra helyezzük 45 fokos szögben, megkönnyíti a szellőztetőből való felszabadulást. 33 Ez a megállapítás feltehetően a transz-diafragmatikus nyomás csökkenésének, az atelektázis csökkenésének és a testtartás változásával járó jobb gázcserének és az ebből adódó gravitációs kirakodásnak köszönhető.

Az elhízott betegeknél általában megfigyelhető heterogenitást az ARDS növeli, amelyben a megnövekedett pleurális nyomás a felületaktív diszfunkció következtében megnövekedett felületi feszültséggel kombinálódik, így az elhízott, ARDS-ben szenvedő betegek jelentős atelectasist és alveoláris elárasztást tapasztalhatnak, ami ebből adódó gázcserezavarokkal jár. Az atelectasis hajlamosítja az ARDS-ben szenvedő betegeket a lélegeztetőgéppel összefüggő tüdőkárosodásra is, amely részben a nyírófeszültségekből adódik, amelyek a nyitott és zárt alveolusok metszéspontjában (azaz a normál és a kóros tüdő közötti kereszteződésekben) jelentkeznek. A hagyományos lélegeztetőgép-beállításoknál az ezeken a heterogén területeken létrehozott effektív nyomás elméletileg meghaladja a 100 cm H2O-t, ami nagymértékben meghaladja az általánosan elfogadott, 25 cm H2O maximális transzpulmonális nyomást. 7

A tüdőkárosodás ezen mechanizmusai a „nyílt tüdő” szellőztetési stratégiához vezettek, amelynek során megpróbálják parenhimális homogenitást létrehozni. Az e cél elérésére irányuló stratégiák magukba foglalták a toborzási manővereket (pl. Tartósan magas, 40 cm H2O légúti nyomást alkalmazva rövid ideig) és a PEEP titrálást a légzési mechanika optimalizálása érdekében. Ezt a „nyitott tüdő” stratégiát hagyományosan kiegyensúlyozzák a légutak nyomásának minimalizálására irányuló kísérletekkel, amelyekről úgy gondolják, hogy hozzájárulnak a lélegeztetőgéppel társuló tüdőkárosodáshoz is. A hangsúly a légúti nyomás egyszerű csökkentéséről a transzpulmonalis nyomás csökkentésére, a tüdő egészére kiterjedő nyomásra vált. 7 Az elhízott betegek fokozott pleurális nyomása miatt magas szintű PEEP-re lehet szükség ezeknek az összeomló hatásoknak a leküzdésére és a visszavétel megakadályozására. A megnövekedett pleurális nyomással járó elhízás esetén magas légúti csúcsnyomás (> 30 cm H2O) alkalmazható tüdő túlterjedése nélkül, mivel a transzpulmonalis nyomás 34, 35

Felismerve, hogy az adatok nem véglegesek, ha helyi szakértelem áll rendelkezésre a technikával kapcsolatban, javasoljuk a nyelőcső-manometria alkalmazását a PEEP-titrálás irányítására azoknál a betegeknél, akik elhízottak ARDS-szel és folyamatos hipoxémiával. Ha azonban nincs intézményi tapasztalat a nyelőcső léggömbjeinek elhelyezésében és az adatok értelmezésében, javasoljuk, hogy a szakemberek titrálják a PEEP-et a toborozhatóság más fiziológiai mutatói alapján. Ide tartozik a légúti nyomás-idő görbe profil (stressz index) és a PEEP titrálása az árapály-megfelelésnek megfelelően. 39, 40 Ez utóbbi egy viszonylag egyszerű manőver az ágy mellett - amikor a beteg meghatározott árapály térfogatot kap, a PEEP növekedésével a plató nyomást mérik. Ha a fennsík csökken, változatlan marad, vagy minimálisan emelkedik, akkor ez a megállapítás a tüdő jobb megfelelésére és a toborozható tüdő elemére utal. Ha azonban a fennsík nyomása ugyanannyival vagy nagyobb mértékben növekszik, mint a PEEP növekedése, ez a helyzet azt jelenti, hogy a toborzás nem történt meg, és hogy valójában lehetnek túllépési vagy hiperinflációs területek.

Fontos, hogy annak ellenére, hogy az elhízás esetén a magas légúti nyomás elviselhető, az alacsony árapály térfogatú szellőzés stratégiája továbbra is a legfontosabb, és az árapály mennyiségének az ideális testtömegen kell alapulnia. Ennek az ajánlásnak az az oka, hogy a testtömeg növekedésével a tüdő mérete nem növekszik egyidejűleg, ezért az azonos magasságú és különböző súlyú egyéneknek ugyanolyan árapálytérfogatot kell kapniuk (kb. 6 ml/kg IBW). 35, 47 Meg kell jegyezni, hogy ezt az alacsony árapálytérfogat-stratégiát gyakran hypercapnia kíséri, amely elhízott betegeknél egyaránt tükrözheti az akut betegséget és a krónikus hipoventilációt.

Következtetés

A tüdőkárosodásban elhízott betegekkel kapcsolatos élettani szempontok alapos megértése elengedhetetlenné válik az optimális betegellátáshoz, tekintettel az elhízási járványra és az ARDS folyamatos prevalenciájára. Ezeknek a betegeknek az egyénre szabott megközelítése felbecsülhetetlen lehet, mivel az „egy méret mindenkinek” megközelítés problémás lehet egyes betegek számára. Támogatjuk a további klinikai vizsgálatokat, a betegek terápiájának irányításához egyedi mérésekkel/válaszokkal, nem pedig egyszerűsített algoritmusokkal, amelyek valószínűleg heterogén eredményeket hoznak.

Köszönetnyilvánítás

Pénzügyi/nem pénzügyi közzétételek: A szerzők a CHEST-nek a következő összeférhetetlenségről számoltak be: Dr. Malhotra kutatási bevételeket kap az Országos Egészségügyi Intézetektől és az American Heart Association, Inc.-től. Korábban tanácsadói és/vagy kutatási bevételeket kapott a Philips Respironics-tól; Pfizer, Inc.; Apnex Medical, Inc.; Apnicure, Inc.; Sleep Group Solutions, Inc.; Alvó Egészségügyi Központok; és Galleon Pharmaceuticals, Inc. 2012. május 15-től lemondott minden külső személyes jövedelemről. Dr. Hibbert és Rice arról számoltak be, hogy nincsenek potenciális összeférhetetlenségek olyan vállalatokkal/szervezetekkel, amelyek termékeiről vagy szolgáltatásairól ebben a cikkben szó eshet.

Rövidítések

ALI	akut tüdőkárosodás
FRC	funkcionális maradványkapacitás
OSA	obstruktív alvási apnoe
KUKUCSKÁL	pozitív kilégzési nyomás
TLC	teljes tüdőkapacitás
VC	életerő
V ˙/Q ˙	szellőzés/perfúzió

Lábjegyzetek

A cikk reprodukálása tilos az Amerikai Mellkasorvosok írásos engedélye nélkül. További részletekért lásd online.