Комментарий к статье Р.Ю. Овсянникова и К.М. Лебединского «Корреляция между изменениями парциального давления кислорода в артериальной крови, поглощения кислорода и выделения углекислого газа легкими при изменении положительного давления в конце выдоха: проспективное наблюдательное исследование»

Я с большим интересом прочел публикацию Овсянникова Р.М. и соавт. «Можно ли заменить анализатор газов крови метаболографом при настройке ПДКВ?» [1]. Попытки применить газовый мониторинг — выделения углекислоты (VCO2) и потребления кислорода (VO2) для оценки нарушений альвеолярной вентиляции и выбора уровня конечно-экспираторного давления (РЕЕР) предпринимаются достаточно давно [2, 3]. Тем не менее публикация оставила у меня очень много вопросов, которые ограничивают использование результатов этого интересного по задумке исследования на практике. Изложу мои соображения по пунктам.

  1. Для начала вспомним о зависимости величин парциального давления кислорода в артериальной крови (PaO2), насыщения гемоглобина кислородом в артериальной крови (SaO2) и VO2. Зависимость между PaO2 и SaO2 — кривая диссоциации оксигемоглобина. Учитывая, что в плановой анестезиологии сатурация редко падает ниже 90 %, мы принимаем за основу почти линейную зависимость между PaO2 и SaO2 на участке SaO2 90–99,99999 % (т. е. в диапазоне PaO2 60–100 мм рт. ст., при гипероксии будет по-другому, см. п. 2) [4]. Теперь вспомним про зависимость между содержанием кислорода в крови, сердечным выбросом (минутный объем кровообращения — МОК) и потреблением кислорода — закон Фика: МОК = VO2 / (CaO2 − Cv’O2) [5]. В той же плановой ситуации (исходя из представленных авторами данных о структуре вмешательств) в ровном «полете анестезии на заданном эшелоне» уверен, что и МОК, и Sv'O2 (точнее, содержание кислорода в смешанной венозной крови Cv’O2), и реальный (не измеренный!) VO2 будут константами. Соответственно, в «обратном» уравнении Фика VO2 = МОК × (CaO2 − Cv’O2) из 4 переменных минимум 2 являются константами, если мы начнем манипулировать с CaO2, т. е. расчетный VO2 может (кратковременно) меняться исходя из изменения CaO2 (гемоглобин у нас неизменен, значит, его изменение зависит от сатурации, которая находится в линейной зависимости от PaO2 60–100 мм рт. ст.). Так, мы на основании уравнения Фика можем предположить какие-то отклонения VO2 при «нестабильности» системы. Рассуждения авторов про физиологический шунт (до 4 %), поры Кона и т. д. правильны, но вносят лишь небольшую погрешность в эти расчеты в отличие от более важных параметров, о которых речь пойдет ниже.
  2. Однако при гипероксемии (что чаще бывает в операционной!) PaO2 может варьировать от 100 до 673 мм рт. ст. (при обычном атмосферном давлении в зависимости от фракции кислорода и индекса P/F). При этом (т. к. сатурация уже 99,9999 %) клинически значимого увеличения содержания кислорода в крови происходить не будет. Потребление кислорода, как известно, в отсутствие шока (т. е. в отсутствие «поток-зависимой» части кривой зависимости доставки/потребления) находится на плато («поток-независимой» части) зависимости доставки [6]. Соответственно, увеличение PaO2 не приведет к увеличению VO2. Может ли меняться VO2 при гипероксии? Может! Но в этом случае мы должны думать о периферическом шунтировании крови при гипероксии вследствие спазма периферических сосудов (прекапиллярных сфинктеров), что приведет к заниженному (ошибочному) снижению показателя потребления кислорода (VO2) на мониторе/метаболографе, хотя при этом ткани могут испытывать кислородный голод (т. е. их реальное желание потреблять кислород не изменилось!) [7].
  3. Если авторы предполагают возможное колебание компонентов формулы Фика (о чем упоминается в «Дискуссии»), тогда в исследование следовало бы добавить и инвазивный (или другой) мониторинг сердечного выброса, и оценку газов смешанной венозной крови для оценки всех компонентов уравнения Фика, что придало бы трактовкам результатов достоверности. Иначе все рассуждения о VO2 выглядят лишь как гипотезы.
  4. Не стоит «все-таки» (любимая фраза проф. Э.М. Николаенко) забывать о нескольких компонентах, влияющих на значение VO2 на мониторе — это собственно потребление тканями (метаболизм), транспорт кислорода кровью и его поглощение легкими. Авторы предположили (вполне обоснованно, учитывая «стабильный полет анестезии»), что метаболизм и транспорт кислорода были константами, соответственно, изменение VO2 отнесли за счет поглощения его легкими (или, как называют это авторы, диффузии). Впрочем, в альвеоле у нас еще есть и CO2, который может внезапно и кратковременно изменять «соотношение сил» между значениями VCO2 и VO2 на мониторе.
  5. Думаю, что упоминание закона диффузии Фика в этом контексте не очень уместно — диффузионных проблем как таковых (проблем альвеоло-капиллярной мембраны) у наших пациентов нет. Но самое главное, чего нет в законе диффузии Фика, — он не учитывает комплексную физиологию пациента, а именно два основных момента.

    Первое, диффузия в реальной жизни ограничена перфузией, т. е. зависит от кровотока, хотя и это не совсем так. Раньше считали, что ускорение кровотока не дает гемоглобину насытиться кислородом. В реальных исследованиях оказалось, что диффузия не так сильно зависит от перфузии, т. к. весь процесс диффузии успевает произойти за первые 20 мкм капилляра при полной длине до 600 мкм [8–9], а время транзита эритроцита в легочных капиллярах не 0,75 с, как нас учили в медицинской школе, а около 4 с при МОК около 4 л/мин и 1 с при МОК 12 л/мин [10]. При времени, необходимом для полной диффузии (около 0,25 с), этого более чем достаточно [11].

    Второе (на мой взгляд, самое важное) — диффузия осуществляется не по прямому градиенту парциальных давлений (как было бы, если бы кислород переносила плазма крови, например, хотя и тут есть свои ограничения, связанные с переходом кислорода в другую среду), а между альвеолой и гемоглобином, соответственно, скорость диффузии будет определяться SaO2 (и уровнем гемоглобина)! При росте SaO2 выше 95 % диффузия падает! Значит, изменения VO2 на мониторе могут быть не следствием увеличения альвеолярной поверхности диффузии, а следствием изменения SaO2!
  6. Соотношение между VCO2 и VO2 (VCO2/VO2), т. е. дыхательный коэффициент (RQ), при плановой анестезии в «ровном полете» тоже является константой, составляя около 0,8, что и получили авторы, высчитав коэффициенты корреляции Спирмена для пар VCO2/PaO2 и VO2/PaO2: поделив коэффициент корреляции пары VCO2/PaO2 (rho = 0,77) на коэффициент корреляции пары VO2/PaO2 (rho = 0,92), получим RQ 0,83 (как и должно быть при нормальном метаболизме). Судя по этим данным, во время анестезии не было выраженной гипероксии, иначе бы не сработало.
  7. Увеличение РЕЕР от 2 до 5 мбар у здоровых легких обычно не приводит к увеличению PaO2, если только пациенты не имеют факторов риска ателектазирования (например, ожирения). В этом случае, конечно, увеличение PaO2 закономерно [12]. А вот гиперинфляция альвеол «со сдавлением легочных капилляров» в таких диапазонах никем не описана — в большинстве работ можно наблюдать такой эффект при РЕЕР > 12–14 мбар [13]. Вообще, гиперинфляцию альвеол (выраженную как «сдавление легочных капилляров», а не снижение легочной податливости) принято смотреть по динамике выделения легкими CO2, т. е. газа, выходящего из капилляров в альвеолы. На этот счет есть классические формулы (уравнение Бора), показывающие альвеолярное мертвое пространство (т. е. снижение легочной перфузии) [4]. Применение для этой цели VO2 в физиологии не принято (вероятно, из-за ошибочности). Авторы же настаивают на оценке перфузии на основании динамики VO2, а не VCO2/PetCO2 (компоненты уравнения оценки альвеолярной вентиляции). Конечно, при изменении VCO2 будет меняться и VO2, пока не достигнуто равновесие — оба газа в одной альвеоле (уравнение альвеолярного газа) [4]. Несколько последних лет исследования показывали необходимость увеличения РЕЕР в операционной, и я очень опасаюсь, что результаты этого исследования будут иметь обратный эффект и вернут в операционную уровень РЕЕР, близкий к нулю!
  8. Под диффузионной способностью в клинике (вне выраженной рестрикции) обычно понимают не площадь диффузии, хотя в законе диффузии Фика она есть (т. е. площадь альвеолярной поверхности), а именно свойства альвеоло-капиллярной мембраны, которая, конечно, у пациентов не страдала. Давно известно, что гипоксемия возникает из-за несоответствия вентиляции и перфузии (в первую очередь из-за венозного примешивания — шунта), т. е. уменьшения площади вентилируемых альвеол при сохраненной перфузии. Заключения авторов про диффузию тут не совсем валидны, потому что для оценки диффузионной способности в клинике используют метод оценки диффузионной способности монооксида углерода (DLCO) вкупе с оценкой легочных объемов и внесения поправки на шунт. Без поправки на шунт оценка диффузии будет ошибочна.

На мой взгляд, хорошая гипотеза оценки метода в работе не доказана из-за недостаточного мониторинга для ее подтверждения. Иначе мы рискуем доказать корреляционную связь между компонентами внутри одного уравнения (Фика, альвеолярного газа, RQ), как, например, выявить наличие корреляции между номером этажа и номером квартиры (кстати, в реальной истории одни авторы нашли корреляцию между номером квартиры и частотой выявления дизентерии в очаге при отсутствии в поселке воды, что потом объяснили трудностью подъема ведер с водой наверх и, соответственно, плохой гигиеной).

Надеюсь, что авторы продолжат эту интересную по задумке работу, чтобы уменьшить количество вопросов и перевести результаты из гипотезы в клинические рекомендации.

 

Конфликт интересов. Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.

Disclosure. The author declares that he have no competing interests.

Вклад автора. Автор участвовал в разработке концепции статьи, получении и анализе фактических данных, написании и редактировании текста статьи, проверке и утверждении текста статьи.

Author contribution. Author according to the ICMJE criteria participated in the development of the concept of the article, obtaining and analyzing factual data, writing and editing the text of the article, checking and approving the text of the article.

Информация о финансировании. Автор заявляет об отсутствии внешнего финансирования при проведении исследования.

Funding source. This study was not supported by any external sources of funding.