Учебно-методическое пособие для врачей (стр. 2 из 6)
Кроме вышеназванного, следует отметить ряд состояний, препятствующих нормальному развитию легких. Для нормального развития легких необходимы следующие условия.
1. Адекватный объем амниотической жидкости; (препятствуют этому олигогидроамнион при агенезии почек, разрыв плодных оболочек, экстраамниотическое развитие плода).
2. Адекватный объем грудной полости; ряд состояний его уменьшают: диафрагмальная грыжа, кисты и опухоли грудной полости, дистрофии грудной клетки, кровоизлияния или выпот в плевральную полость.
3. Адекватные дыхательные движения плода. Внутриматочная экскурсия грудной клетки нарушается при анэнцефалии, пороках развития спинного мозга, патологии периферической нервной системы, пороках развития диафрагмы, нейропатиях и миопатиях.
С учетом основных этиологических факторов БЛД, для более полного понимания процесса формирования патологии следует остановиться на особенностях газообмена новорожденного ребенка.
В целом, доставка кислорода к тканям зависит от трех факторов: концентрации гемоглобина в крови, сатурации гемоглобина кислородом и сердечного выброса. Внутриутробно сатурация гемоглобина ниже и составляет примерно 80% в пупочной вене. Относительную внутриматочную гипоксемию плод компенсирует более высокой концентрацией гемоглобина, т.е. большей кислородной емкостью крови. Однако при этом доставка кислорода к тканям плода значительно ниже, чем у новорожденного и составляет 22 мл/кг/мин против 60 мл/кг/мин у новорожденного. В значительной степени это обусловлено тем, что 30% суммарного сердечного выброса плода идет к плаценте.
Потребление кислорода тканями плода также существенно отличается. Плод потребляет 7 мл/кг/мин кислорода, в то время как новорожденному ребенку необходимо 18 мл/кг/мин. Этому есть объяснение. Плод не нуждается в термогенезе, поскольку находится в полости матки. Кроме того, работа дыхания рожденного ребенка требует энергии и обуславливает 30% общего потребления кислорода.
Из всего указанного следует, что переход к внеутробному существованию предъявляет повышенные запросы к газообмену в целом и к легким в частности.
Следует отметить еще одну анатомическую особенность легких плода и новорожденного. Это отсутствие коллатеральных воздухо-проводящих путей. Легкие взрослого человека имеют анатомические сообщения, позволяющие воздуху попадать в участки легких дистальнее места обструкции. Описаны три типа сообщений: межальвеолярные, бронхилолальвеолярные и между бронхиолами. Таких коммуникаций не обнаруживается у детей раннего возраста. Отсутствие путей для коллатеральной вентиляции у новорожденного обуславливает повышенный риск ателектазов или эмфиземы, а также нарушений вентиляционно-перфузионных соотношений.
Незрелость легких недоношенного ребенка, их неспособность обеспечить адекватный газообмен, вынуждают нас оказывать таким пациентам респираторную помощь с использованием смеси для дыхания, обогащенной кислородом. Для более полного понимания механизмов патогенеза повреждения легких остановимся на токсичности кислорода.
Токсичность кислорода.
Хотя токсические эффекты кислорода были известны с конца 19-го века, первые случаи взаимосвязи между токсичностью кислорода и заболеваниями новорожденных были обнаружены в начале 1950-х, когда описаны случаи ретинопатии у недоношенных детей, дышавших кислородом высокой концентрации (Am J Ophthalmol 1952). Примерно в это же время была продемонстрирована повышенная чувствительность эритроцитов новорожденных к повреждению кислородом.
В последующие годы отмечен значительный прогресс в понимании токсичности производных кислорода и свободных радикалов. Кислород способен принимать электрон на свою внешнюю орбиталь. При этом образуются свободные радикалы кислорода, вызывающие разрушение клеточных мембран и аномалии ДНК.
Новорожденный ребенок живет в богатой кислородом окружающей среде, это ему жизненно необходимо. В организме существует баланс окислительной и антиоксидантной систем. Высвобождение активных форм кислорода является нормальным процессом. Термин активные формы кислорода включает в себя свободные радикалы, чьи атомы или молекулы содержат один или более не спаренных электронов. Основными активными формами кислорода являются супероксидный анион (О2·-), пероксид водорода (Н2О2), липидный пероксид (LOOH), гидроксильный радикал (·ОН), а также радикал оксида азота (NO·) и еще одно более крупное соединение – феноксил-радикал (С6Н5О·). Свободные радикалы могут реагировать между собой. Образующиеся молекулы могут трансформировать другие молекулы в токсичные продукты. Свободные радикалы могут реагировать с молекулами, не являющимися радикалами, посредством цепных реакций, которые тормозятся антиоксидантными ферментами или белками. Поскольку антиоксиданты не элиминируют все свободные радикалы, возможно повреждение клеток и тканей.
Дефицит антиоксидантных систем и повышенная продукция активных форм кислорода представляют серьезную проблему для плода и новорожденного, поскольку быстро растущие структуры высоко чувствительны к оксидантному стрессу, что может приводить к серьезным тканевым нарушениям. Антиоксидантный потенциал плода значительно ниже такового у старших детей и взрослых. Отмечается снижение активности ферментов инактиваторов свободных радикалов и многих других компонентов антиоксидантной системы. Исследования демонстрируют, что активность основных ферментов-разрушителей активных форм кислорода, таких как глютатион пероксидазы (GSH-Px), каталазы (Cat) и супероксид дисмутазы (SOD), нарастает по мере внутриутробного развития плода. Вот основные реакции, в которых участвуют эти ферменты:
Н2О2 + GSH
Н2О + окисленный глютатион (1)Н2О2
Н2О + О2 (2)О2·-
Н2О2 (3)По крайней мере, в легких и печени реакции (2) и (3) полноценно представлены только после рождения в срок.
У плода и новорожденного обнаруживается недостаточность также и неферментных антиоксидантных факторов, в т.ч. витамина Е. Общая антиоксидантная активность плазмы крови нарастает в процессе внутриматочного развития, но все равно оказывается низкой при рождении, особенно преждевременном. Аскорбиновую кислоту в периоде новорожденности не следует считать антиоксидантным фактором. В определенных условиях она может быть про-оксидантом. В периоде новорожденности, когда отмечается низкий антиоксидантный потенциал, высокие уровни витамина С могут стать причиной неблагоприятного исхода у недоношенных детей.
Другую сторону оксидантного баланса составляет продукция свободных радикалов и активных форм кислорода. Эти молекулы высвобождаются в процессе ксантин-ксантиноксидазной реакции и во время активации фагоцитов, каскада арахидоновой кислоты, митохондриального метаболизма и обмена катехоламинов. Другими источниками активных форм кислорода являются токсины, которые являются пусковым элементом их высвобождения. Преобладание прооксидантов над антиоксидантами объясняет развитие т.н. «болезни свободных радикалов новорожденного». Это состояние дисбаланса про- и антиоксидантов особенно важно у недоношенных детей, не только из-за низкой резистентности, но из-за большего высвобождения активных форм кислорода и большего повреждения органов и тканей.
Активные формы кислорода, наряду с инфекцией, баротравмой выступают активаторами лейкоцитов, что может служить пусковым моментом деструкции и последующей аномальной репарации легочной ткани. Активированные нейтрофилы выделяют коллагеназу и эластазу, которые непосредственно разрушают ткани. Ингибитором эластазы и ее активации свободными радикалами кислорода выступает α1-протеиназа. Ее использование для предупреждения развития БЛД у новорожденных детей находится в стадии изучения.
С учетом того, что инфекция может служить пусковым фактором каскада повреждающих процессов, в настоящее время активно идут исследования о роли пренатальных инфекций в развитии БЛД. К настоящему времени обнаружены достоверно большие уровни маркеров воспаления в пуповинной крови детей с РДС, у которых впоследствии развилась БЛД, по сравнению с новорожденным с РДС, не вышедшими на развитие БЛД. При обследовании недоношенных детей с РДС уровни интерлейкина-1 достоверно выше у тех из них, у которых впоследствии развивается БЛД. Это крайне важно, т.к. ИЛ-1 является провоспалительным цитокином и маркером воспаления (в данном случае внутриутробного?). ИЛ-1 является фактором роста фибробластов, а фиброзная перестройка всех структур легкого – патоморфологическая основа БЛД.
В 1996 году Иуун (Yoon) обнаружил повышенный уровень интерлейкина-6 в пуповинной крови недоношенных детей, у которых впоследствии развилась БЛД, что служит еще одним доказательством внутриутробного инфицирования как предрасполагающего фактора развития БЛД.
При исследовании аспирата трахеобронхиального дерева в 1-е сутки жизни у недоношенных детей, находящихся на ИВЛ, обнаруживаются активные лейкоциты. Эти лейкоциты и липидные продукты деструкции клеточных мембран активируют каскад воспалительных реакций с образованием ахаридоновой кислоты. Она, в свою очередь, катаболизируется липоксигеназой с образованием цитокинов и лейкотриенов. Эти продукты метаболизируются циклооксигеназой с образованием тромбоксана, простагландинов и простациклинов, которые вызывают вазодилятацию, увеличивают проницаемость капилляров. Пропотевание альбумина в интерстиций вынуждает ужесточать параметры ИВЛ, провоцируя баротравму.