Транспорт и обмен кислорода при травматической болезни

Функциональное состояние системы дыхания в период адаптации к экстремальной ситуации является предметом многих исследований в области физиологии и клинической медицины. Применительно к тяжелой сочетанной травме как форме экстремального состояния организма важность изучения особенностей нарушений дыхания определяется тем, что эти нарушения составляют главное звено танатогенеза при травматической болезни, от которого зависят необрати­мые повреждения клеток в связи с нарушением доставки к ним кислорода [59. 67, 89].

В стадии неустойчивой адаптации неизбежно возникают расстрой­ства во всех подотделах системы дыхания. Легочный газообмен стра­дает из-за отрицательных нейротрофических влияний, расстройств кровообращения в легких, вызванных самой травмой и инфузионными ятрогениями. Система транспорта газов кровью оказывается неэффективной вследствие гиповолемии. аномалий крови. Тканевое дыхание угнетено прежде всего из-за дисрегуляции микроциркуля­ции, патологической централизации кровообращения [52].

Нарушения внешнего дыхания при тяжелой сочетанной травме в последние годы подробно рассмотрены в работах целого ряда отече­ственных и зарубежных авторов. На кафедре военно-полевой хирур­гии этим исследованиям посвящены работы С.В.Гаврилина, соста­вившие основу его докторской диссертации (10): они использованы при подготовке клинических разделов настоящей книги. В связи с этим в обсуждаемом исследовании главное внимание привлекли осо­бенности нарушений транспорта кислорода кровью в постшоковом периоде травматической болезни.

Как известно, нарушения кровообращения после травмы приводят к неадекватному транспорту кислорода, уменьшению перфузии тка­ней, тканевой гипоксии, моно- и полиорганной недостаточности и смерти [81, 92, 101, 102].

Материалом исследования явились результаты анализа 79 наблю­дений за пострадавшими с тяжелой сочетанной травмой. Средний возраст пациентов составил 36.01+1.5 лет, тяжесть повреждений по шкале ВПХ-П |12] — 9.8+0.9 балла. При этом у 17 из них имела ме­сто тяжелая черепно-мозговая травма, у 20 пациентов тяжелая трав­ма груди сочеталась с ушибом сердца. Острая массивная кровопотеря отмечена у 42 пострадавших. Неотложные и срочные операции были выполнены 58 пациентам в первые часы после поступления в клинику, наиболее частыми оперативными вмешательствами яви­лись первичная хирургическая обработка ран, ушивание разрывов полых и паренхиматозных органов брюшной полости, фиксация ре­берного клапана, стабилизация переломов костей конечностей с по­мощью стержневых аппаратов внешней фиксации.

Методы исследования включали волюметрию, масс-спектрометрию выдыхаемого воздуха, исследование газового состава крови и кислотно-основного состояния, интегральную реографию тела (ИРГТ) по М.И.Тищенко [21], традиционные общеклинические и биохимические лабораторные тесты.

Для оценки состояния центральной гемодинамики нами использо­вался метод ИРГТ по М.И.Тищенко. В последние два десятилетия он получил широкое распространение в повседневной клинической прак­тике и получил признание в качестве удобного и надежного неинвазивного инструмента научных исследований. Основными гемодинамическими показателями, получаемыми с помощью метода ИРГТ, являют­ся ударный объем и минутный объем кровообращения. Для практиче­ских и научных целей более применимы удельные показатели, приве­денные к площади поверхности тела — ударный и сердечный индексы (УИ и СИ). Нормальное значение УИ в условиях физиологического покоя составляет 47.0±9.0 мл/м² для мужчин и 42.0±8.0 мл/м² для женщин. Нормой СИ считается 3.1±0.7л/(мин-м²).

Конечным полезным результатом функции системы транспорта кислорода кровью можно считать удельный показатель, выражаю­щий объем кислорода, поступающего в организм с кровью за еди­ницу времени. Для этого конечного показателя использовали назва­ние “индекс кислородного потока” — ИКП. В литературе, кроме того. встречаются названия “доставка кислорода”, “доступный тка­ням кислород” и другие. Нормальным значениемИКП считается 550-600 мл/(мин-м²). Его получают расчетным путем, исходя из ве­личины СИ. насыщения артериальной крови кислородом в процен­тах (St_aO₂,). концентрации гемоглобина (Нb) в г/л, используя кон­станту Хюфнера [1, 39]. по следующей формуле:

ИКП = СИ • St_a O₂• Нb • 1.39.

Для определения интегрального показателя состояния газообмена организма — потребления кислорода (ПО₂) мы применили метод масс-спектрометрии выдыхаемого воздуха в сочетании с волюметрией. Этим достигалась неинвазивность исследования, в то же время устранялась необходимость опосредованного определения ПО₂ (на основании данных СИ, Нb, насыщения артериальной и венозной крови кислородом). С расчетным методом связаны существенные методические погрешности, неизбежные, если венозную кровь полу­чают не из легочной артерии, а из верхней полой вены.

Исследование системы транспорта кислорода кровью позволило ус­тановить, что наиболее постоянной ее характеристикой в постшоковом периоде травматической болезни является снижение разовой и минут­ной производительности сердца, начиная с первых суток после повре­ждения (УИ до 25.6±1.2 мл/м² и СИ до 2.39±0.94 л/мин-м² соответст­венно). В отличие от реакции на легкую механическую травму, после тяжелой сочетанной травмы гипердинамия кровообращения развива­лась редко (в 7.6 % случаев), в то время как умеренная и выраженная гипоциркуляция отмечена в 24.1 и 27.8 % наблюдений соответственно.

От состояния центральной гемодинамики в первые сутки после повреждения во многом зависела динамика основных показателей транспорта кислорода кровью. Для пациентов, у которых в первые сутки была отмечена гипер- и нормоциркуляция, в последующем бы­ло характерно снижение показателей разовой и минутной произво­дительности сердца до нормальных и субнормальных величин. У па­циентов. перенесших в первые сутки умеренную или выраженную гипоциркуляцию, в дальнейшем наблюдалась тенденция к росту этих показателей. Ретроспективное сравнение в группах выживших и умерших пациентов продемонстрировало прогностическое значение показателей центральной гемодинамики в первые сутки постшоково­го периода. Для выживших пациентов были характерны более высо­кие их значения. УИ составил 27.1±1.3 мл/м² по сравнению с 20.812.3 мл/м² в группе впоследствии умерших (р<0.05), СИ — 2.52+0.11 и 1,98±0.17 л/мин-м² соответственно (р<0,05). В последу­ющие сутки для выживших по-прежнему была характерна тенденция к более высоким значениям этих показателей.

Рис. 2.3. Динамика транспорта кислорода у больных в постшоковом периоде (а) и при различных ведущих повреждениях (б).

В связи с этим значительными оказались различия в значениях ИКП между группами выживших и умерших, достоверные (р<0.01) на первые, третьи и четвертые сутки. Для выживших пациентов бы­ли характерны более высокие значения данного показателя, причем тенденция к его снижению в первые трое суток сменилась увеличе­нием на четвертые сутки. Напротив, в группе впоследствии умерших со вторых суток отмечалось снижение транспорта кислорода (рис. 2.3, а). В этой связи заслуживает внимания умеренная отрица­тельная корреляционная связь ИКП с тяжестью состояния постра­давших. оцененной по шкале ВПХ-СГ (г=—0.35, р<0.001).

Следует подчеркнуть, что нарушение транспорта кислорода кровью у позднее умерших пациентов было обусловлено главным образом снижением показателей центральной гемодинамики. Более частое и более длительное проведение искусственной вентиляции легких (ИВЛ), в том числе специальных ее режимов, потребовавшееся в группе позднее умерших больных (92.9 % в течение первых суток у умерших, 21.3 % у выживших), привело к тому, что нарушения легоч­ного газообмена в данной группе пострадавших в меньшей степени влияли на напряжение кислорода в артериальной крови (Рад ). В ре­зультате на протяжении всего раннего постшокового периода напря­жение кислорода в артериальной крови у впоследствии умерших было достоверно более высоким, чем у выживших.

Вместе с тем гемический компонент транспорта кислорода также играл определенную роль в формировании низких значений ИКП. Среди умерших пострадавших концентрация гемоглобина уже на первые сутки была достоверно (р<0.05) более низкой, чем у выжив­ших (98.4±4.1 и 107.8±2.2г/л соответственно). В последующем в группе умерших данный показатель также имел тенденцию к сниже­нию. Это было обусловлено большим объемом кровопотери (1.93±0.18л у умерших, 1.54±0.09л у выживших; р<0.05). Кроме того, по-видимому, у впоследствии умерших пациентов в связи с большей тяжестью повреждений увеличивалась продолжительность кровопотери по дренажам и в гематомы в местах переломов.

В общем массиве были выделены три группы пострадавших, имев­ших типовые отличия в зависимости от характера ведущего повреж­дения (рис. 2.3, б). Особенности нарушений транспорта кислорода в постшоковом периоде травматической болезни были изучены при тяжелой черепно-мозговой травме (1-я группа), при тяжелом повреж­дении груди с ушибом сердца (2-я группа), при множественных переломах длинных трубчатых костей и костей таза (3-я группа).

В первой группе состояние системы транспорта кислорода кровью изучено у 17 пострадавших с тяжелыми черепно-мозговыми повреж­дениями. Степень повреждения головного мозга у всех пациентов оценивалась как тяжелый ушиб. У 10 пострадавших диагностирова­ны переломы костей свода и основания черепа.

Таблица 2.8