Легочное кровообращение во время анестезии и искусственной
advertisement
Легочное кровообращение во время анестезии и искусственной вентиляции легких Prof. Lars J. Bjertnæs, MD, PhD Dept. of Anesthesiology, Institute of Clinical Medicine, University of Tromsø, Tromsø, Norway Легочное кровообращение Легкие получают весь минутный объем кровообращения (сердечный выброс) В покое СВ составляет 5-6 л/мин, при нагрузке – 25-30 л/мин Минутная альвеолярная вентиляция: VA= [(VT-VD) × f] = [(500-150) × 14]= 4900 мл, что соответствует сердечному выбросу Легочное сосудистое сопротивление: Давление в легочной артерии (ДЛА / PAP) 20 / 8 мм рт. ст., среднее 15 мм рт. ст. Сердечный выброс (СВ / CO) = 5 л/мин Давление в левом предсердии (ДЛП / LAP) 4-5 мм рт. ст. ст. Легочное сосудистое сопротивление (ЛСС / PVR) = (ДЛАс–ДЛП)/СВ PVR = (15 – 5) / 5 = 2 мм. рт. ст. = 2 × 80 = 160 дин/сек/см5/м2 Факторы, влияющие на легочной кровоток и его распределение Пассивные факторы: Активные факторы: • Гравитационные силы • Гипоксическая легочная вазоконстрикция (ГЛВ / HPV) • Вентиляция с положительным давлением • Ателектазирование • Пневмоторакс • Эффекты анестетиков • Повышение внутрибрюшного давления • Эндогенные вазоактивные соединения • Легочная гипертензия Терминальные бронхиолы с альвеолярными сосудами Сатурация крови, притекающей в легочные капилляры обычно составляет 75% Отношение между легочным сосудистым сопротивлением и объемом легких Региональный комплайнс ΔV / ΔPtp ОЕЛ Альвеолы Ptp Легкое, «свисающее» с купола плевральной полости Альвеолы Альвеолярные сосуды Влияние вентиляции с положительным давлением на распределение легочного кровотока Альвеолы Альвеолярные сосуды Внутрилегочной шунт: поддержание перфузии невентилируемых зон Альвеолы Альвеолярные сосуды Qs/QT=Cc’O2-CaO2/Cc’O2 – CvO2 QS = кровоток через шунт QT= сердечный выброс Cc’O2 = содержание O2 в конечно-капиллярной крови CaO2= содержание O2 в системной артериальной крови CvO2= содержание O2 в смешанной венозной крови Повышение мертвого пространства: не перфузируемые, вентилируемые зоны Альвеолы Альвеолярные сосуды VD = VT × [PaCO2 – PECO2 / PaCO2] Отношение венозного возврата и давления в правом предсердии. Эффект различных давлений наполнения… Что происходит во время вентиляции с положительным давлением? Сопоставление кривых венозного возврата и функции сердца Оксид азота (NO) образуется из Lаргинина при участии NO-синтаз Лигирование и пункция слепой кишки (CLP): модель сепсиса и острого повреждения легких Kuklin V. Thesis. University of TromsŒ 2005 Методы: через 12 часов после CLP Легкие изолированы и перфузируются кровью крыс той же группы В перфузат добавлен папаверин (0,1 мкг/кг) Kuklin V. Thesis. University of TromsŒ 2005 Изолированные легкие крысы перфузируемые кровью Вес легких Давление в Левом предсердии Вентилятор Резервуар Давление в дыхательных путях (Paw) Давление в легочной артерии Перфузионный насос Изолированные легкие крысы перфузируемые кровью Вес легкого Давление в Left atrial левом pressure (LAP) предсердии Рост давления в левом предсердии на 5,8 мм рт. ст. на 6 мин Вентилятор Резервуар Давление в дых. путях (Paw) Давление в Легочной артерии Перфузионный насос Уравнение Старлинга S = K [(Pmv-Ppmv) – F(πmv -πpmv)] –Qlymph S суммарный фильтрируемый (внесосудистый) объем K коэффициент фильтрации (мл/кг/мм рт. ст./мин) Pmv микроваскулярное гидростатическое давление (мм рт. ст.) Ppmv перимикроваскулярное гидростатическое давление (мм рт. ст.) F коэффициент отражения Bmv микроваскулярное онкотическое давление (мм рт. ст.) B pmv перимикроваскулярное онкотическое давление (мм рт. ст.) Qlymph лимфотток Коэфициент фильтрации: Kf = ΔW / ΔPmv / 100 g Δt Изменения веса (dW - g) 1,2 1,0 dW = 0,0 0,8 0,5 0,0 0 Время (мин) 6 Коэфициент фильтрации: Kf = ΔW / ΔPmv / 100 g Δt Изменения веса (dW - g) 1,2 1,0 dt dW = 0,4 0,8 0,5 0,0 0 Время (мин) 6 Модель для изучения циркуляторных изменений при сепсисе и ОПЛ (овца) • Вводная анестезия (тиопентал) и поддержание анестезии для установки катетеров (изофлюран и морфин) • 1-5 дней на восстановление в зависимости от инвазивности процедур • В послеоперационном периоде обезболивание морфином 40 мг п/к и далее бупренорфином 0,6 мг 3 раза в день • Длительность экспериметов 8-12 или 24 ч • В большинстве случаев – рандомизация на 3 группы: контрольное вмешательство, контрольная группа (LPS) и группа вмешательства (LPS + метод терапии) В лаборатории университета Тромсе, Норвегия, 2005 г. Статические и волюметрические параметры центральной гемодинамики у овцы (в сознании) после инфузии эндотоксина E. Coli в течение 24 часов. Тезосентан Модели ОПЛ у овец используемые в нашей лаборатории • Введение эндотоксина (в/в) • Введение олеиновой кислоты (в/в) • Вентилятор-индуцированное ОПЛ • Постпневмонэктомический отек Влияние повышенного внутрибрюшного давления на функциональную отстаточную емкость Распространение зависимых зон легких после индукции в анестезию TokicsL et al. J Appl Physiol 1996; 81: 1822-33. Гипоксическая легочная вазоконстрикция (ГЛВ / HPV) • ГЛВ преимущественно работает во внутриутбном периоде, отводя кровь от легких к плаценте, для ее аретриализации • С первого вдоха происходит падение легочного сосудистого сопротивления с формированием легочной перфузии • После рожденияЭ, механизм ГЛВ учавствует в перераспределении перфузии от плохо аэрированных или ателектазированных областей паренхимы к тем зонам легких, аэрация (содержание O2) которых выше Bjertnaes L. Acta Anaesth Scand 1977: 21: 133-147 Bjertnaes L. Acta Anaesth Scand 1977: 21: 133-147 Bjertnaes L. Acta AnaesthScand1977: 21: 133-147 Bjertnæs L et al ActaPhysiolScand 1980: 109: 447-462. BjertnÕs L., et al. ActaAnaesthScand 1980: 24: 109-118. Верхняя часть: прессорный ответ на альвеолярную гипоксию при • Венозном • Артериальном • Ингаляционном Введении галотана Нижняя часть: давление в дыхательных путях Средний: легочные прессорные ответы на гипоксию в легких крысы после ингаляционного введения фентанила Нижний: небулизация фентанила через легочную артерию Сцинтиграфия легких Верхняя часть: при дыхании воздухом – распределение кровотока по 50% на каждое легкое Средняя часть: односторонняя гипоксия – 100% N2 в правом легком и 100% O2 в левом легком. Кровоток в правом легком 28% Нижняя часть: одностороння гипоксемия без изменений, введение диэтилового эфира в гипоксичное (правое) легкое. Распределение кровотока (BFD) – 48% BjertnÕs L. : Hypoxia-induced vasoconstriction in man: Inhibition due to diethyl ether and halothane anesthesia. Acta Anaesth Scand 1978: 22: 570-588 Гипоксическая легочная вазоконстрикция и общая анестезия • Закись азота и традиционные внутривенные анестетики не оказывают влияния на ГЛВ • «Старомодные» анестетики, такие как диэтиловый эфир и галотан при назначении в относительно высоких концентрациях блокируют ГЛВ • Изофлюран и энфлюран вызывают более выраженное ухудшение оксигенации при однолегочной вентиляции, чем в/в пропофол • При использовании изофлюрана, десфлюрана и севофлюрана на фоне однолегочной вентиляции отмечается умеренное повышение шунтирования ВЫВОДЫ • Распределение легочного кровотока находится под влиянием гравитационных сил • Клетки эндотелия легочных сосудов способны продуцировать ряд вазоактивных веществ, включая оксид азота и его антагонист эндотелин • Гипоксическая легочная вазокоснтрикция является важным механизмом перераспределения крови от плохо оксигенированных областей к зонам, оксигенированным должным образом • На ГЛВ могут оказывать влияние вазодилататоры и некоторые ингаляционные анестетики, особенно, при использовании последних в высоких концентрациях • Надлежащие знания о легочном кровообращении играют ключевую роль в адекватном ведении пациентов в условиях анестезии и ИВЛ АНЕСТЕЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ
