Обоснование возможности использования бронхоальвеолярного лаважа с перфторуглеродными жидкостями для лечения альвеолярной стадии токсического отёка лёгких

Введение. Токсический отёк лёгких — остро возникающий синдром, характеризующийся накоплением жидкости во внесосудистых пространствах лёгких, нарушением газообмена, формированием тканевой гипоксии и ацидоза, который может возникать при острых ингаляционных отравлениях пульмонотоксикантами на производстве. Существующие методы медикаментозной и респираторной терапии малоэффективны при развитии альвеолярного отёка лёгких (терминальной стадии острого респираторного дистресс-синдрома; ОРДС). В связи с этим поиски новых подходов к лечению этого состояния, характеризующегося практически 100% летальностью, имеют важное практическое значение. Одним из таких подходов является использование перфторуглеродных (ПФУ) жидкостей, которые за счёт своих уникальных физико-химических свойств способны не только обеспечить эвакуацию отёчной жидкости из альвеол и дыхательных путей, но и восстановить газообмен в заполненных ими отделах лёгких. В данной статье будет представлена экспериментальная оценка применения ПФУ жидкостей на модели альвеолярной стадии токсического отёка лёгких.

Цель исследования — определить влияние бронхоальвеолярного лаважа (БАЛ) с использованием жидких перфторуглеродов на показатели острой дыхательной недостаточности и исход альвеолярной стадии токсического отёка лёгких.

Материалы и методы. Исследование проведено на крысах самцах породы Вистар возрастом 4 месяца, массой 180–230 г. Токсический отёк лёгких инициировался эндотрахеальным введением 0,1 М раствора HCl. Наркотизированных крыс интубировали канюлей после чего интратрахеально вводили 0,1 М раствора HCl в дозе 2 мл/кг и подключали к аппарату искусственной вентиляции лёгких. После чего проводилась рандомизация животных по массе на группы по 6 особей в каждой. Животным опытной группы при снижении сатурации ниже 80%, проводили 2–6 процедур бронхоальвеолярного лаважа оксигенированной ПФУ жидкостью в разовой дозе 2,0 мл/кг. В качестве ПФУ жидкости использовали перфтордекалин. Регистрировали частоту сердечных сокращений, сатурацию кислородом, продолжительность выживания, а также общую выживаемость по группам.

Результаты. У всех крыс после введения HCl отмечалось снижение сатурации кислорода (SpO₂) и частоты сердечных сокращений (ЧСС), которое восстанавливалось до нижних границ нормы в течение 5 минут. Однако спустя 25–30 минут у животных наблюдалось быстрое снижение SpO₂, увеличение ЧСС, появление влажных хрипов в лёгких, а также выделение пенистой жидкости из катетера. На этом фоне наступала быстрая гибель животных, при этом средняя продолжительность выживания составила 30,6±3,3 мин. В свою очередь у животных экспериментальной группы после каждой процедуры БАЛ отмечалось увеличение сатурации, удавалось эвакуировать из лёгких в общей сложности в среднем 9,1±0,8 мл/кг отёчной жидкости. Так же было отмечено, что средняя продолжительность выживания крыс в экспериментальной группе была в 1,69 раза и составила 51,6±3,8 мин.

Выводы. Применение БАЛ с ПФУ жидкостями в альвеолярной стадии токсического отёка лёгких позволяет эвакуировать значительное количество отёчной жидкости из нижних отделов лёгких за счёт её вытеснения перфторуглеродом с более высокой плотностью; кратковременно уменьшить выраженность проявлений острой дыхательной недостаточности после инстилляции оксигенированной жидкости; увеличить продолжительность выживания животных за счёт обеспечения газообмена в ранее не участвующих в нем отделах лёгких.

Этика. Исследования с участием лабораторных животных проходили с соблюдением следующих нормативных актов: Хельсинкской декларации 2000 г. «О гуманном отношении к животным», Приказа Минздрава СССР № 755 от 12.08.1977 г. «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных», Приказа Минздравсоцразвития России № 199н от 01.04.2016 г. «Об утверждении правил лабораторной практики». Протокол исследования был одобрен этическим комитетом ФГБНУ «Научно-исследовательский институт медицины труда имени академика Н.Ф. Измерова». Протокол № 4 от 25 мая 2022 года.

Участие авторов:
Исабеков Н.Р. — концепция и дизайн исследования, сбор и обработка данных, написание текста, редактирование;
Тоньшин А.А. — концепция и дизайн исследования, написание текста;
Бонитенко Е.Ю. — концепция и дизайн исследования, редактирование.

Финансирование. Работа была выполнена в рамках государственного задания, код темы FGFE-2024-0003.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Дата поступления: 18.01.2024 / Дата принятия к печати: 06.02.2024 / Дата публикации: 15.03.2024

1. Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека. Государственный доклад. О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Российской Федерации в 2021–2022 г.: 145–164.

2. Чеснокова Н.П., Брилль Г.Е., Моррисон В.В., Полутова Н.В., Понукалина Е.В. Отёк лёгких: этиология и патогенез. Научное обозрение. Медицинские науки. 2017: 2; 51–52.

3. Máca J., Jor O., Holub M., Sklienka P., Burša F., Burda M. et al. Past and present ARDS mortality rates: A systematic review. Respir Care. 2017; 62(1): 113–122. https://doi.org/10.4187/respcare.04716

4. Острый респираторный дистресс-синдром: практическое руководство. под ред.: Б.Р. Гельфанда, В.Л. Кассиля. М. Литтерра; 2007.

5. Марино П.Л. Интенсивная терапия. 2-е изд., 2022: 522–529

6. Dirkes S. Liquid ventilation: new frontiers in the treatment of ARDS. Crit Care Nurse. 1996; 16(3): 53–58.

7. Тоньшин А.А., Баринов В.А., Бонитенко Е.Ю., Белякова Н.А., Гайкова О.Н., Баринов В.В., и др. Экспериментальная оценка возможности применения жидкостной искусственной вентиляции лёгких для лечения профессиональных заболеваний, вызванных ингаляцией промышленных аэрозолей. Мед. труда и пром. экол. 2022; 62(11): 747–754. https://doi.org/10.31089/1026-9428-2022-62-11-747-754

8. Баринов В.А., Бонитенко Е.Ю., Белякова Н.А., Родченкова П.В., Тоньшин А.А., Панфилов А.В., и др. Использование перфторуглеродных жидкостей в лечении респираторного дистресс-синдрома. Медлайн.ру. 2022; 23: 515–555.

9. Foust R. 3rd, Tran N.N., Cox C., Miller T.F. Jr., Greenspan J.S., Wolfson M.R., et al. Liquid assisted ventilation: an alternative ventilatory strategy for acute meconium aspiration injury. Pediatr Pulmonol. 1996 May; 21(5): 316–322. https://clck.ru/39EjFP

10. Hirschl R.B., Parent A., Tooley R., Shaffer T., Wolfson M., Bartlett R.H. Lung management with perfluorocarbon liquid ventilation improves pulmonary function and gas exchange during extracorporeal membrane oxygenation (ECMO). Artificial Cells Blood Substit Immobil Biotechnol. 1994; 22(4): 1389–1396. https://doi.org/10.3109/10731199409138842

11. Costantino M.L. The use of liquid perfluorocarbons for neonatal lung ventilation. Int. J. Artif. Organs. 1996 May; 19(5): 284–290.

12. Бонитенко Е.Ю., Белякова Н.А., Баринов В.А., Краснов К.А., Гладчук А.С., Буров А.А., и др. Применение перфторуглеродов при лечении тяжёлой бронхолёгочной патологии. часть I: классификация методов (аналитический обзор). Медлайн.ру. 2023; 24: 1368–1397.

13. Voelker M.T., Laudi S., Henkelmann J., Bercker S. Extracorporeal membrane oxygenation and perfluorocarbon in a therapy refractory case of acute respiratory distress syndrome. Ann. Thorac. Surg. 2022; 113(5): e355–e358 https://doi.org/10.1016/j.athoracsur.2021.07.045