Взаимосвязь параметров гемодинамики с метаболическими показателями и клиническим исходом при сепсисе и остром респираторном дистресс-синдроме

Сердечно-сосудистая система является главным связующим звеном между органами и тканями организма. Эффективность работы системы кровообращения определяет надежность снабжения клеток всеми необходимыми для жизнедеятельности веществами, и прежде всего кислородом. Адекватность доставки кислорода к отдельным органам зависит прежде всего от потока крови (объемной скорости кровотока) через каждый конкретный орган [1, 2]. Гипотетически в организме у каждого органа «равные права», схожая, структурно простая сосудистая архитектоника, и отсутствует возможность локальной регуляции потока крови через собственную сосудистую систему органов, следовательно, кровоток в каждом органе будет определяться общим потоком крови, поступающим в систему кровообращения, т. е. объемом крови, который выбрасывает сердце в аорту — сердечным выбросом. Исходя из этого увеличение потребности в кислороде и нутриентах в отдельно взятом органе теоретически может быть удовлетворено только за счет роста глобального кровотока, т. е. посредством увеличения сердечного выброса, следовательно, и увеличения кровотока через все остальные органы. Этот вариант, несомненно, является энергетически невыгодным для организма. Более того, снижение сердечного выброса неминуемо привело бы к существенному ухудшению кровотока через все органы, однако на практике этого не наблюдается благодаря определенной иерархии кровоснабжения органов. При снижении насосной функции сердца, централизация кровообращения позволяет перераспределить кровоток к наиболее важным с точки зрения выживаемости органам ценой сокращения потока крови через менее важные для поддержания жизни органы [3].

В отличие от гипотетической модели равенства органов и схожести сосудистой архитектоники в реальности практически все органы имеют систему ауторегуляции кровотока через собственную сосудистую систему, которая находится под иерархическим влиянием глобальной системы регуляции кровообращения, определяемой важностью данного органа для жизнеобеспечения [4, 5]. Кроме того, некоторые органы, такие как почки и печень, имеют сложную сосудистую архитектонику, что возлагает на их систему ауторегуляции особую ответственность за обеспечение адекватного кровоснабжения органа. В таких сложных сосудистых системах кровоток определяется не столько глобальным потоком крови, сколько давлением крови, которое создается на входе в систему кровоснабжения органа [4]. Вместе с тем все органы компактно размещены в различных полостях (полость черепа, грудная клетка, брюшная полость, фасциальное пространство и т. д.), и эффективность кровоснабжения органов данной полости среди прочего будет определяться перфузионным давлением — разницей между средним артериальным давлением (АД_ср), обеспечивающим приток крови в данную полость, и внутриполостным давлением [6].

Определенная загадка регуляции кровообращения заключается в том, что кровеносные сосуды не имеют рецепторов потока, тогда как содержат достаточно хорошо изученные рецепторы давления. По всей видимости отсутствие рецепторов потока компенсируется за счет метаболической регуляции локального и глобального кровотока веществами, вырабатываемыми органами в зависимости от адекватности их кровоснабжения [4, 7].

В связи с вышеперечисленными аргументами остается неясным, какой детерминанте системы кровообращения — сердечному выбросу (СИ) или АД принадлежит ведущая роль в регуляции кровоснабжения органов при различных критических состояниях, или эти показатели «независимо» и даже в равной степени влияют на органный кровоток, взаимодополняя друг друга. Это особенно актуально для таких многофакторных критических состояний как сепсис и острый респираторный дистресс-синдром (ОРДС).

Цель исследования — оценка кумулятивного влияния гипотензии, низкого сердечного выброса и их комбинации на показатели метаболизма и клинический исход у пациентов с сепсисом и острым респираторным дистресс-синдромом (ОРДС).

В ретроспективном порядке проведен анализ данных 5 проспективных рандомизированных контролируемых исследований, проведенных на базе кафедры анестезиологии и реаниматологии ФГБОУ ВО «Северный государственный медицинский университет» Минздрава России в период с 2005 по 2018 г: «Эффективность и безопасность метиленового синего и ингаляционного оксида азота у пациентов с септическим шоком», «Эффективность энтеральной нутриционной поддержки у пациентов в критическом состоянии», «Рекрутмент дыхательных путей в условиях заместительной терапии сурфактантом», «Маневр рекрутмента альвеол и целенаправленная дегидратационная терапия у пациентов с ОРДС» и «Прогнозирование отсроченного ответа на инфузионную нагрузку при критических состояниях». Исследования включены в ретроспективный анализ на основании следующих критериев: инвазивная оценка среднего АД_ср и термодилюционная оценка СИ на этапах исследования, многоэтапность исследования с фиксацией параметров гемодинамики в течение не менее 24 ч, оценка 28-дневной выживаемости, как критерий исхода терапии.

После сбора всего пула данных и объединения их в общую базу с целью выявления влияния параметров гемодинамики (АД_ср и СИ) на исход критического состояния выполнена оценка распределения соответствующих гемодинамических показателей, а также сопоставленных пар данных АД_ср и СИ (АД_ср—СИ) в зависимости от клинического исхода.

Для последующего анализа сформированные пары АД_ср—СИ разделены на четыре гемодинамические группы в зависимости от значения отдельных показателей в паре относительно нижней границы нормы для данного показателя (65 мм рт.ст. для АД_ср и 2,5 л/мин/м² для СИ): низкое АД_ср—низкий СИ (низ.АД_ср—низ.СИ); низкое АД_ср—нормальный и высокий СИ (низ.АД_ср—норм.в.СИ); нормальное и высокое АД_ср—низкий СИ (норм.в.АД_ср—низ.СИ); и нормальное и высокое АД_ср—нормальный и высокий СИ (норм.в.АД_ср—норм.в.СИ). В дальнейшем выполнена оценка усредненной частоты пребывания пациентов в каждой гемодинамической группе в зависимости от клинического исхода — соотношение количества пар данных в отдельной гемодинамической группе к общему количеству пар АД_ср—СИ в каждом из клинических исходов. Кроме того, определили распределение частот пребывания пациентов в состоянии неоптимальной гемодинамики (объединенные данные групп низ. АД_ср—низ.СИ, низ. АД_ср—норм.в.СИ и норм.в.АД_ср—низ.СИ) в зависимости от клинического исхода.

В последующем провели оценку абсолютных значений метаболических показателей (лактата, избытка оснований) (BE — base excess) и центральной венозной сатурации — ScvO₂), а также распространенности лактат-ацидоза (лактат >2 ммоль/л и BE <–3 ммоль/л) в отдельных гемодинамических группах, а также в отдельных группах гемодинамики в зависимости от клинического исхода.

Статистический анализ. Количественные непрерывные данные представлены в виде медианы (25-го—75-го процентилей), частотные характеристики представлены в виде процентов от общего. Межгрупповые различия частотных показателей оценивали, используя тест χ². Межгрупповые различия в количественных непрерывных данных оценивали с помощью теста Краскела—Уоллиса, с последующим попарным сравнением, используя тест Манна—Уитни с поправкой на множественные сравнения. Для всех тестов различия считались значимыми при p<0,05 с коррекцией на множественные сравнения, если в этом была необходимость.

В анализ включены данные 106 пациентов, при этом получено 730 гемодинамических пар данных. Общая летальность составила 58%. За исключением двух пациентов летальный исход у всех умерших наступил в отделении интенсивной терапии.

Количество пациентов, число пар данных и летальность в отдельных проспективных исследованиях, включенных в ретроспективный анализ, представлены в табл. 1.

Низкое значение АД_ср (<65 мм рт.ст.) наблюдалось на 14,7% всех этапов исследования у умерших пациентов, тогда как у выживших — на 5,9% всех этапов (p<0,001). В то же время низкое значение СИ (<2,5 л/мин/м²) выявлено на 13,7% этапов у умерших пациентов и на 4,7% этапов у выживших пациентов (p<0,001).

На рисунке

Значения метаболических показателей и частота наблюдения лактат-ацидоза в зависимости от гемодинамической группы представлены в табл. 3, а

Нераспознанная и своевременно неустраненная тканевая гипоперфузия является одним из ключевых факторов развития и прогрессирования полиорганной недостаточности, а также неблагоприятного исхода у пациентов в критических состояниях [8, 9]. Впервые важность своевременного оказания медицинской помощи определена в годы Первой мировой войны французским хирургом P. Santy [10], который показал, что 8-часовая отсрочка в оказании помощи пациентам с травматическими повреждениями, полученными на поле боя, повышает риск летального исхода с 10 до 75%. В дальнейшем важность своевременного начала оказания медицинской помощи подчеркнул R. Cowley [11] и ввел в практику термин «золотой час». Справедливость этого подхода подтверждена не только в травматологии, но и в других областях медицины.

Одним из основных параметров гемодинамики является А.Д. Мониторинг данного показателя доступен практически в любом лечебном учреждении и не представляет каких-либо технических трудностей. Вместе с тем особенность регуляции кровообращения заключается в том, что, повышая периферическое сосудистое сопротивление, сердечно-сосудистая система может поддерживать приемлемые показатели АД даже в условиях сниженного сердечного выброса, перераспределяя кровоток к жизненно важным органам, в ущерб «второстепенным» [12, 13]. В такой ситуации, ориентируясь только на показатели АД, в том числе АД_ср, можно подумать о «мнимом» благополучии. При этом персистирующая гипоперфузия неминуемо ведет к нарастанию кислородной задолженности.

В проведенном нами анализе выявлено, что низкое АД_ср определялось на 14,7% этапов исследований у умерших пациентов и лишь на 5,9% этапов у выживших. В цифровом выражении это близко к распределению частоты выявления низкого СИ среди умерших и выживших (13,7 и 4,7% соответственно). Однако при графическом сопоставлении соответствующих пар данных АД_ср—СИ в зависимости от клинического исхода отмечено, что среди выживших пациентов практически не наблюдалось ситуаций, когда какой-либо из показателей гемодинамической пары АД_ср—СИ был ниже границы своей нормы, тогда как среди показателей у умерших пациентов выявлено достаточно много таких отклонений (см. рисунок). В целом состояние неоптимальной гемодинамики наблюдалось более чем 25% этапов исследований у умерших пациентов, при этом не превышало 10% у выживших пациентов. Известно, что неблагоприятный исход может развиться не только при кратковременном высокоинтенсивном воздействии патологического фактора, приводящем к моментальному нарастанию значительной кислородной задолженности, но и в случае длительного или повторного субмаксимального воздействия, сопровождающегося проградиентным ухудшением органной функции. Наши результаты согласуются и с результатами других авторов. Так, в ряде работ [14, 15] показано, что эпизоды гипотензии при некардиохирургических вмешательствах ассоциируются с ростом частоты острого повреждения почек и повреждением миокарда. Кроме того, кумулятивная гипотензия во время некардиохирургических вмешательств ассоциируется с ростом вероятности летального исхода [16, 17].

В результате проведенных популяционных исследований определены нижние границы нормальных значений для показателей АД_ср и СИ, позволяющие использовать их в качестве показателей безопасности у довольно широкого круга пациентов. Логично предположить, что гемодинамическая ситуация является наиболее предпочтительной в случае, если АД_ср и СИ пациента будут по крайней мере выше нижней границы нормального значения. При этом данные о влиянии целенаправленного поддержания супранормальных значений СИ и доставки кислорода у пациентов в критическом состоянии, в том числе с септическим шоком, противоречивы [18—21]. В то же время, несмотря на отсутствие влияния на исход целенаправленного поддержания повышенного АД_ср (75—85 мм рт. ст.) у пациентов с септическим шоком и большую частоту развития аритмий, данный подход позволяет снизить риск развития острого повреждения почек у пациентов с исходной артериальной гипертензией. Такой подход в комбинации с результатами ряда других исследований [22—24] положен в основу концепции «индивидуализации» терапии пациента. Несомненно, индивидуализированный подход к интенсивной терапии, учитывающий особенности патологического процесса, степень вовлеченности разных органных систем и преморбидный фон, обеспечивает наиболее эффективную помощь пациенту. Важной составляющей такого подхода является выбор правильных ориентиров безопасности, допустимых границ отклонения физиологических показателей, в пределах которых не будет страдать функция органов-мишеней. Часто в качестве такого гемодинамического ориентира выбирается только АД_ср, или только С.И. Так, в рекомендациях Surviving Sepsis Campaign [25] в качестве начального целевого гемодинамического показателя упоминается лишь АД_ср. В то же время как показывают результаты нашего исследования, в качестве ориентира безопасности необходимо использовать не только АД_ср или СИ, а их комбинацию.

Предпочтительность стратегии норм.в.АД_ср—норм.в.СИ (АД_ср ≥65 мм рт.ст. и СИ ≥2,5 л/мин/м²) в нашей работе подтверждается наименьшими показателями лактата, дефицита оснований и частоты лактат-ацидоза в сравнении с группами неоптимальной гемодинамики. При этом параллельно с нарастанием нарушений гемодинамики отмечается прогрессивное ухудшение метаболических показателей, достигающее максимума при АД_ср<65 мм рт. ст. в комбинации с СИ <2,5 л/мин/м².

Примечательно, что частота лактат-ацидоза была выше в группе низ. АД_ср—норм.в.СИ по сравнению с группой норм.в.АД_ср—низ.С.И. Это может быть связано с ухудшением на фоне артериальной гипотензии кровотока в органах со сложной сосудистой архитектоникой, в частности в почках и печени, в том числе участвующих в метаболизме лактата и регуляции кислотно-основного равновесия [5]. Следует отметить, что, несмотря на различные варианты изменений отдельных показателей гемодинамики, метаболические индикаторы перфузии органов были более приемлемыми у выживших пациентов, существенно не отклоняясь от нормальных значений, тогда как у пациентов группы умерших выявлено прогрессивное нарастание концентрации лактата и дефицита оснований параллельно с ухудшением гемодинамики. Учитывая, что измерения гемодинамических и метаболических показателей в отдельных проспективных исследованиях выполнялись не в непрерывном режиме, а строго на определенных этапах, можно предположить, что период воздействия неблагоприятной гемодинамики у пациентов группы умерших был более продолжительным, оставляя более существенный «метаболический след», чем у выживших пациентов с непродолжительными эпизодами ухудшения гемодинамики.

Важным метаболическим показателем, отражающим баланс между доставкой и потреблением кислорода тканями, является ScvO₂ [26, 27]. В нашем исследовании выявлено, что показатель ScvO₂ был более высоким в гемодинамических группах с СИ > 2,5 л/мин/м² (группа норм.в.АД_ср—норм.в.СИ и группа низ. АД_ср—норм.в.СИ), нежели в группах с низким С.И. Это можно объяснить более высокой «ожидаемой» доставкой кислорода к тканям при нормальном или повышенном СИ, который является одной из важнейших детерминант кислородного транспорта. В то же время, несмотря на выявленную статистическую значимость различий по показателю ScvO₂ между выжившими и умершими пациентами в разных гемодинамических группах, клинически ScvO₂ не различалась при разных клинических исходах. Это может быть обусловлено высокой скоростью реакции данного показателя в ответ на быстрые изменения доставки кислорода в отличие от более инертных показателей лактата и дефицита оснований, требующих большего времени для своей элиминации [28, 29].

Наше исследование имеет ряд ограничений. В связи с техническими сложностями, возникшими в период проведения отдельных проспективных исследований, в ретроспективный анализ не включен ряд данных по метаболическим показателям, что несколько снизило мощность анализа. Также одним из ограничений является использование целевого значения АД_ср в большинстве исследований, что искусственно могло ограничить количество пар данных с АД_ср<65 мм рт. ст. Кроме того, несмотря на показанную предпочтительность стратегии АД_ср ≥65 мм рт. ст. и СИ ≥2,5 л/мин/м², мы не можем однозначно ответить на вопрос, какими средствами следует достигать этих целей.

1. Комбинация среднего артериального давления выше 65 мм рт.ст. и сердечного индекса выше 2,5 л/мин/м² является более оптимальной гемодинамической целью, чем изолированное поддержание каждой из составляющей.

2. Продолжительная экспозиция субнормальных параметров гемодинамики (среднее артериальное давление ниже 65 мм рт.ст. и/или сердечный индекс ниже 2,5 л/мин/м²) ассоциируется с неблагоприятным исходом критических состояний.

3. Среднее артериальное давление ниже 65 мм рт.ст. в сочетании с сердечным индексом выше 2,5 л/мин/м² сопровождается более выраженными метаболическими сдвигами, чем среднее артериальное давление выше 65 мм рт.ст. в сочетании с сердечным индексом ниже 2,5 л/мин/м².

4. Ухудшение гемодинамических показателей в комбинации с отрицательными метаболическими сдвигами может свидетельствовать об увеличении вероятности развития неблагоприятного клинического исхода.

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов

Сведения об авторах

Для корреспонденции: Смёткин Алексей Анатольевич, канд. мед. наук, доцент каф. анестезиологии и реаниматологии ФГБОУ ВО «Северный государственный медицинский университет» МЗ РФ, 163000, Архангельск. E-mail: anesth_sm@mail.ru