Новости
хирургии
Журнал включен
в систему цитирования Scopus

ССЫЛКА

2018 г. №2 Том 26

ОБЗОРЫ

DOI: https://dx.doi.org/10.18484/2305-0047.2018.2.226   |  

Ю.П. ОРЛОВ 1, В.В. АФАHАСЬЕВ 2

ГИПОКСИЯ И ГИПЕРОКСИЯ В ПРАКТИКЕ АHЕСТЕЗИОЛОГА-РЕАHИМАТОЛОГА. РОЛЬ СУКЦИHАТОВ ПРИ КРИТИЧЕСКИХ СОСТОЯHИЯХ

Омский государственный медицинский университет Минздрава РФ 1, г. Омск,
Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И. Мечникова, г. Санкт-Петербург 2,
Российская Федерация

Целью обзора являлся анализ потенциально негативных эффектов гипероксии у разных групп пациентов, находившихся в критическом состоянии, в том числе после остановки сердца, черепно-мозговой травмы, инсульта, а также в случаях развития сепсиса. Установлено, что при указанных патологических процессах и нозологических формах имеются доказательства того, что гипероксия может оказывать прямой и косвенный повреждающий эффект. Тяжелыми следствиями гипероксии являются не только активация свободно-радикального окисления и чрезмерный синтез активных форм кислорода, но и прямое токсическое повреждение легких, которое связано с развитием ателектазов, трахеобронхита и интерстициального фиброза. Гипероксия может вызывать повреждение любых тканей и органов посредством периферической вазоконстрикции, что крайне неблагоприятно для пациентов после остановки сердца, после перенесенной черепно-мозговой травмы и инсульта, а также для септических пациентов.
Данные обзора подчеркивают, что с учетом индивидуальной адаптации к гипоксии, кислород должен использоваться индивидуально, в соответствии с оценкой текущей потребности в нем. При использовании гипероксии у пациентов в критическом состоянии возможно уменьшение токсического эффекта кислорода с помощью сукцинатов, обеспечивающих поддержание механизма адаптации к гипоксии, и оказывающих актиоксидантный и антигипоксантный эффекты. При проведении оксигенотерапии необходимо по возможности избегать высоких концентраций кислорода, а в случаях, требующих высоких концентраций, уменьшать токсические эффекты кислорода с помощью сукцинатов.

Ключевые слова: гипоксия, гипероксия, сукцинаты, остановка сердца, травма, инсульт, сепсис
с. 226-237 оригинального издания
Список литературы
  1. Helmerhorst HJ, Schultz MJ, van der Voort PH, de Jonge E, van Westerloo DJ. Bench-to-bedside review: the effects of hyperoxia during critical illness. Crit Care. 2015 Aug 17;19:284. doi: 10.1186/s13054-015-0996-4.
  2. Savino PB, Sporer KA, Barger JA, Brown JF, Gilbert GH, Koenig KL, Rudnick EM, Salvucci AA. Chest pain of suspected cardiac origin: current evidence-based recommendations for prehospital care. West J Emerg Med. 2015 Dec;16(7):983-95. doi: 10.5811/westjem.2015.8.27971.
  3. Glober NK, Sporer KA, Guluma KZ, Serra JP, Barger JA, Brown JF, Gilbert G, Koenig K, Rudnick E, Salvucci A. Acute Stroke: Current Evidence-based Recommendations for Prehospital Care. West J Emerg Med. 2016 Mar;17(2):104-28. doi: 10.5811/westjem.2015.12.28995.
  4. Iscoe S, Beasley R, Fisher JA. Supplementary oxygen for nonhypoxemic patients: O2 much of a good thing? Crit Care. 2011;15(3):305. doi: 10.1186/cc10229.
  5. Smith JL. The pathological effects due to increase of oxygen tension in the air breathed. J Physiol. 1899 Mar 22;24(1):19-35.
  6. Parke RL, Eastwood GM, McGuinness SP. Oxygen therapy in non-intubated adult intensive care patients: a point prevalence study. Crit Care Resusc. 2013 Dec;15(4):287-93.
  7. de Jonge E, Peelen L, Keijzers PJ, Joore H, de Lange D, van der Voort PH, Bosman RJ, de Waal RA, Wesselink R, de Keizer NF. Association between administered oxygen, arterial partial oxygen pressure and mortality in mechanically ventilated intensive care unit patients. Crit Care. 2008;12(6):R156. Published online 2008 Dec 10. doi: 10.1186/cc7150.
  8. Brueckl C, Kaestle S, Kerem A, Habazettl H, Krombach F, Kuppe H, Kuebler WM. Hyperoxia-induced reactive oxygen species formation in pulmonary capillary endothelial cells in situ. Am J Respir Cell Mol Biol. 2006 Apr;34(4):453-63. doi: 10.1165/rcmb.2005-0223OC.
  9. Zaher TE, Miller EJ, Morrow DMP, Javdan M, Mantell LL. Hyperoxia-induced signal transduction pathways in pulmonary epithelial cells. Free Radic Biol Med. 2007 Apr 1; 42(7): 897-908. doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2007.01.021
  10. Sjöberg F, Singer M. The medical use of oxygen: a time for critical reappraisal. J Intern Med. 2013 Dec;274(6):505-28. doi: 10.1111/joim.12139.
  11. Orbegozo CD, Puflea F, Donadello K, Taccone FS, Gottin L, Creteur J, Vincent JL, De Backer D. Normobaric hyperoxia alters the microcirculation in healthy volunteers. Microvasc Res. 2015 Mar;98:23-8. doi: 10.1016/j.mvr.2014.11.006.
  12. Dell’Anna AM, Lamanna I, Vincent JL, Taccone FS. How much oxygen in adult cardiac arrest? Crit Care. 2014 Oct 7;18(5):555. doi: 10.1186/s13054-014-0555-4.
  13. Kilgannon JH, Jones A.E, Shapiro NI, Angelos MG, Milcarek B, Hunter K, Parrillo JE, Trzeciak S. Association between arterial hyperoxia following resuscitation from cardiac arrest and in-hospital mortality. JAMA. 2010;303(21):2165-2171. doi: 10.1001/jama.2010.707.
  14. Stub D, Smith K, Bernard S, Nehme Z, Stephenson M, Bray JE, Cameron P, Barger B, Ellims AH, Taylor AJ, Meredith IT, Kaye DM. Air versus oxygen in ST-segment-elevation myocardial infarction. Circulation. 2015 Jun 16;131(24):2143-50. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.114.014494.
  15. Hofmann R, James SK, Svensson L, Witt N, Frick M, Lindahl B, östlund O, Ekelund U, Erlinge D, Herlitz J, Jernberg T. Determination of the role of Oxygen in suspected Acute Myocardial Infarction trial. Am Heart J. 2014 Mar;167(3):322-28. doi: 10.1016/j.ahj.2013.09.022.
  16. Elmer J, Scutella M, Pullalarevu R, Wang B, Vaghasia N, Trzeciak S, Rosario-Rivera BL, Guyette FX, Rittenberger JC, Dezfulian C.The association between hyperoxia and patient outcomes after cardiac arrest: analysis of a high-resolution database. Intensive Care Med. 2015 Jan;41(1):49-57. doi: 10.1007/s00134-014-3555-6.
  17. Davis DP, Meade W, Sise MJ, Kennedy F, Simon F, Tominaga G, Steele J, Coimbra R. Both hypoxemia and extreme hyperoxemia may be detrimental in patients with severe traumatic brain injury. J Neurotrauma. 2009 Dec;26(12):2217-23. doi: 10.1089/neu.2009.0940.
  18. Brenner M, Stein D, Hu P, Kufera J, Wooford M, Scalea T. Association between early hyperoxia and worse outcomes after traumatic brain injury. Arch Surg. 2012 Nov;147(11):1042-6. doi: 10.1001/archsurg.2012.1560.
  19. Singhal AB. Oxygen therapy in stroke: past, present, and future. Int J Stroke. 2006 Nov;1(4):191-200. doi: 10.1111/j.1747-4949.2006.00058.x.
  20. Taher A, Pilehvari Z, Poorolajal J, Aghajanloo M. Effects of normobaric hyperoxia in traumatic brain injury: a randomized controlled clinical trial. Trauma Mon. 2016 Feb;21(1):e26772. Published online 2016 Feb 6. doi: 10.5812/traumamon.26772.
  21. Asfar P, Calzia E, Huber-Lang M, Ignatius A, Radermacher P. Hyperoxia during septic shock–Dr. Jekyll or Mr. Hyde? Shock. 2012 Jan;37(1):122-3. doi: 10.1097/SHK.0b013e318238c991.
  22. Rodríguez-González R, Martín-Barrasa JL, Ramos-Nuez Á, Cañas-Pedrosa AM, Martínez-Saavedra MT, García-Bello MÁ, López-Aguilar J, Baluja A, Álvarez J, Slutsky AS, Villar J. Multiple system organ response induced by hyperoxia in a clinically relevant animal model of sepsis. Shock. 2014 Aug;42(2):148-53. doi: 10.1097/SHK.0000000000000189.
  23. Stolmeijer R, ter Maaten JC, Zijlstra JG, Ligtenberg JJ. Oxygen therapy for sepsis patients in the emergency department: a little less? Eur J Emerg Med. 2014 Jun;21(3):233-5. doi: 10.1097/MEJ.0b013e328361c6c7.
  24. Girardis M, Busani S, Damiani E, Donati A, Rinaldi L, Marudi A, Morelli A, Antonelli M, Singer M. Effect of conservative vs conventional oxygen therapy on mortality among patients in an intensive care unit: the oxygen-ICU randomized clinical trial. JAMA. 2016 Oct 18;316(15):1583-89. doi: 10.1001/jama.2016.11993.
  25. Manning HL, Schwartzstein RM. Pathophysiology of dyspnea. N Engl J Med. 1995 Dec 7;333(23):1547-53.
  26. Abernethy AP, McDonald CF, Frith PA, Clark K, Herndon JE, Marcello J, Young IH, Bull J, Wilcock A, Booth S, Wheeler JL, Tulsky JA, Crockett AJ, Currow DC. Effect of palliative oxygen versus room air in relief of breathlessness in patients with refractory dyspnoea: a double-blind, randomised controlled trial. Lancet. 2010 Sep 4;376(9743):784-93. doi: 10.1016/S0140-6736(10)61115-4.
  27. Ventilation with lower tidal volumes as compared with traditional tidal volumes for acute lung injury and the acute respiratory distress syndrome. N Engl J Med. 2000;342:1301-1308. doi: 10.1056/NEJM200005043421801.
  28. Manja V, Lakshminrusimha S, Cook DJ. Oxygen saturation target range for extremely preterm infants: a systematic review and meta-analysis. JAMA Pediatr. 2015 Apr;169(4):332-40. doi: 10.1001/jamapediatrics.2014.3307.
  29. Panwar R, Hardie M, Bellomo R, Barrot L, Eastwood GM, Young PJ, Capellier G, Harrigan PW, Bailey M. Conservative versus liberal oxygenation targets for mechanically ventilated patients. A Pilot multicenter randomized controlled trial. Am J Respir Crit Care Med. 2016 Jan 1;193(1):43-51. doi: 10.1164/rccm.201505-1019OC.
  30. He H, Long Y, Liu D, Liu D, Wang X, Zhou X. Clinical classification of tissue perfusion based on the central venous oxygen saturation and the peripheral perfusion index. Crit Care. 2015;19(1):330. Published online 2015 Sep 14. doi: 10.1186/s13054-015-1057-8.
  31. Martin DS, Grocott MP. Oxygen therapy in critical illness: precise control of arterial oxygenation and permissive hypoxemia. Crit Care Med. 2013 Feb;41(2):423-32. doi: 10.1097/CCM.0b013e31826a44f6.
  32. Tannahill GM, Curtis AM, Adamik J, Palssonn-McDermott EM, McGettrick AF, Goel G, Frezza C, Bernard NJ, Kelly B, Foley NH, Zheng L, Gardet A, Tong Z, Jany SS, Corr SC, Haneklaus M, Caffrey BE, Pierce K, Walmsley S, Beasley FC, Cummins E, Nizet V, Whyte M, Taylor CT, Lin H, Masters SL, Gottlieb E, Kelly VP, Clish C, Auron PE, Xavier RJ, O’Neill LA. Succinate is an inflammatory signal that induces IL-1β through HIF-1α. Nature. 2013 11 Apr;496:238-42. doi: 10.1038/nature11986.
  33. Лукьянова ЛД. Современные проблемы адаптации к гипоксии. Сигнальные механизмы и их роль в системной регуляции. Патол Физиология и Эксперим Терапия. 2011;(1):3-19.
  34. Krebs HA, Kornberg HL, Burnon K. A survey of the energy transformations in living matter. Ergeb Physiol. 1957;49:212-98.
  35. Singer M. The role of mitochondrial dysfunction in sepsis-induced multi-organ failure. Virulence. 2014 Jan 1;5(1):66-72. doi: 10.4161/viru.26907.
  36. Chouchani ET, Pell VR, Gaude E, Aksentijevic D, Sundier SY, Robb EL, Logan A, Nadtochiy SM, Ord ENJ, Smith AC, Eyassu F, Shirley R, Hu CH, Dare AJ, James AM, Rogatti S, Hartley RC, Eaton S, Costa ASH, Brookes PS, Davidson SM, Duchen MR, Saeb-Parsy K, Shattock MJ, Robinson AJ, Work LM, Frezza C, Krieg T, Murphy MP. Ischaemic accumulation of succinate controls reperfusion injury through mitochondrial ROS. Nature. 2014 Nov 20;515(7527):431-5. doi: 10.1038/nature13909.
  37. Krebs HA. Some aspects of the energy transformation in living matter. Br Med Bull. 1953;9(2): 97-104. https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.bmb.a074347
  38. Сукач МС. Сравнительная оценка влияния гептрала и цитофлавина на реологические свойства крови при экспериментальном панкреонекрозе. Омск Науч Вестн. 2013;(1):89-91.
  39. Шидловский АС, Салтанов АИ. Варианты механизмов изменения активности трансаминаз: клиническая интерпретация. Вестн Интенсив Терапии. 2015(1):22-32.
  40. Ehinger JK, Piel S, Ford F, Karlsson M, Sjövall F, Frostner EA, Morota S, Taylor RW, Turnbull DM, Cornell C, Moss SJ, Metzsch C, Hansson MJ, Fliri H, Elmér E. Cell-permeable succinate prodrugs bypass mitochondrial complex I deficiency. Nat Commun. 2016 Aug 9;7:12317. doi: 10.1038/ncomms12317.
  41. Jalloh I, Helmy A, Howe D, Shannon RJ, Grice P, Mason A, Gallagher CN, Stovell MG, van der Heide S, Murphy MP, Pickard JD, Menon DK, Carpenter TA, Hutchinson PJ, Carpenter KL. Focally perfused succinate potentiates brain metabolism in head injury patients. J Cereb Blood Flow Metab. 2017 Jul;37(7):2626-38. doi: 10.1177/0271678X16672665.
  42. Westerblad H, Allen DG. Emerging roles of ROS/RNS in muscle function and fatigue. Antioxid Redox Signal. 2011 Nov 1;15(9):2487-99. doi: 10.1089/ars.2011.3909.
  43. Орлов ЮП, Говорова НВ, Глущенко АВ, Ефремов ЕН, Василенко ЮБ. Критический инцидент на марафонской дистанции как следствие декомпенсации метаболических процессов. Клиническое наблюдение. Клин Медицина. 2017;95(1):85-89.
  44. Hill GB. Hyperbaric oxygen exposures at 3 and 4 atmospheres absolute pressure for experimental gas gangrene: succinate protection against oxygen toxicity. Antimicrob Agents Chemother. 1972 Nov;2(5):384-89.
Адрес для корреспонденции:
644119, Российская Федерация,
г. Омск, ул. Перелета, д. 9,
Городская клиническая больница
скорой медицинской помощи № 1,
кафедра анестезиологии и реаниматологии,
Омский государственный медицинский университет,
тел.: +381-2-75-32-64,
е-mail: orlov-up@mail.ru,
Орлов Юрий Петрович
Cведения об авторах:
Орлов Юрий Петрович, д.м.н., профессор кафедры анестезиологии и реаниматологии, Омский государственный медицинский университет, г. Омск, Российская Федерация.
http://orcid.org/0000-0002-6747-998X
Афанасьев Василий Владимирович, д.м.н., профессор кафедры неотложной медицины, Северо-Западный государственный медицинский университет имени И.И. Мечникова, г. Санкт-Петербург, Российская Федерация.
http://orcid.org/0000-0001-6504-8169
Контакты | ©Витебский государственный медицинский университет, 2007