Гипотермия, индуцированная бронхоальвеолярным лаважом перфторуглеродными жидкостями, как способ лечения альвеолярной стадии токсического отёка лёгких. Экспериментальное обоснование

Введение. Стремительное развитие химической промышленности в Российской Федерации сопровождается наращиванием масштабов производства и хранения высокотоксичных веществ, относящихся к группе пульмонотоксикантов, наиболее тяжёлой формой поражения которыми является токсический отеки лёгких (ТОЛ). Лечение ТОЛ включает в себя медикаментозную и респираторную терапию, однако подобное сочетание оказывается недостаточным, в связи с чем разработка новых методов лечения альвеолярной стадии является важной задачей современной медицины. Одним из таких подходов является использование терапевтической гипотермии, которая может уменьшить выраженность ТОЛ в целом и альвеолярной стадии в частности. В последнее время всё большее внимание специалистов привлекает использование различных вариантов жидкостной вентиляции лёгких с применением перфторуглеродов (ПФУ) для индукции терапевтической гипотермии. В данной статье представлены результаты экспериментальной оценки влияния гипотермии, индуцированной бронхоальвеолярным лаважом (БАЛ) с ПФУ жидкостью, на течение альвеолярной стадии ТОЛ.

Цель исследования — определить влияние гипотермии, индуцированной бронхоальвеолярным лаважом предварительно охлаждённой ПФУ жидкостью, на течение альвеолярной стадии токсического отёка лёгких.

Материалы и методы. Исследование выполнено на самцах крыс вида Вистар возрастом 4 месяца, массой 200–220 г. ТОЛ моделировали интратрахеальным введением 0,1 М раствора HCl в дозе 2 мл/кг. Животным проводилась премедикация атропином, затем животных анестезировали, интубировали канюлей, вводили модельное вещество и подключали к аппарату искусственной вентиляции лёгких. После чего проводилась рандомизация животных по массе на две группы по 6 особей в каждой. Животным опытной и контрольной групп при снижении сатурации кислорода (SpO₂) ниже 80% проводили 2 процедуры бронхоальвеолярного лаважа (БАЛ) ПФУ жидкостью в разовой дозе 2,0 мл/кг, но с различной температурой. В качестве ПФУ жидкости использовали перфтордекалин. В экспериментальной группе температура ПФУ жидкости при проведении БАЛ составляла 0,5°С, в контрольной — 38,0°C. Регистрировали частоту сердечных сокращений (ЧСС), сатурацию кислородом, ректальную температуру (Т_рект) и продолжительность выживания.

Результаты. Сразу после инстилляции 0,1 М раствора HCl у всех животных наблюдалось резкое снижение SpO₂ (с 97±1,3 до 64±11,5) и частоты сердечных сокращений (ЧСС), (с 269±8,7 до 123±24,5). Восстановление показателей наблюдалось после введения атропина сульфата. В течении последующих 25–30 мин. было отмечено появление и дальнейшее изменение следующих признаков: снижение SpO₂ ниже 80%, увеличение ЧСС до 302±11,4 уд./мин., наличие влажных хрипов в лёгких и выделение экссудата из эндотрахеального катетера. В ответ на проведение БАЛ у всех животных отмечалось повышение SpO₂ и уменьшение ЧСС. Так, в контроле в ответ на проведение БАЛ SpO₂ повышалось на 8,0±2,5%, а ЧСС снижалось на 21,0±5,4 уд./мин. В то время как в опытной группе наблюдалось увеличение SpO₂, которое составляло 11,0±3,1%, и снижение ЧСС на 57,0±10,2 уд/мин. При этом в ходе эксперимента в контрольной группе наблюдалось повышение Трект на 0,08±0,02°С, а в опытной — её снижение на 0,70±0,07°С. Средняя продолжительность выживания животных в контрольной и опытной группах составила 64,8±2,2 мин. и 91,2±5,9 мин. соответственно.

Заключение. Применение БАЛ ПФУ жидкостью с низкой температурой позволяет увеличить продолжительность выживания мелких лабораторных животных в альвеолярной стадии ТОЛ за счёт развития локальной и общей гипотермии. Развитие локальной гипотермии при БАЛ лёгких позволяет удалить значительное количество отёчной жидкости, что в свою очередь проявляется менее выраженными нарушениям со стороны дыхания и системной гемодинамики.

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, редактирование;
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: 17.05.2024 / Дата принятия к печати: 20.05.2024 / Дата публикации: 20.06.2024

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. Kawakita K., Shishido H., Kuroda Y. Review of Temperature Management in Traumatic Brain Injuries. J Clin. Med. 2024. https://doi.org/10.3390/jcm13072144

3. Марино П.Л. Интенсивная терапия. 2-е изд., 2022: 393–398.

4. Kohlhauer M., Boissady E., Lidouren F., de Rochefort L., Nadeau M., Rambaud J., et al. A new paradigm for lung-conservative total liquid ventilation. EBioMedicine. 2020; 52: 102365. https://doi.org/10.1016/j.ebiom.2019.08.026

5. Rambaud J., Lidouren F., Sage M., Kohlhauer M., Nadeau M., Fortin-Pellerin É. et al. Hypothermic total liquid ventilation after experimental aspiration-associated acute respiratory distress syndrome. Ann. Intensive Care. 2018; 8(1): 57. https://doi.org/10.1186/s13613-018-0404-8

6. 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.

7. Бонитенко Е.Ю., Баринов В.А., Белякова Н.А., Буров А.А., Применение перфторуглеродов при лечении тяжёлой бронхолёгочной патологии. часть II: частичная жидкостная вентиляция лёгких (аналитический обзор). Медлаин.ру. 2023; 24: 1494–1552.

8. Баринов В.А., Бонитенко Е.Ю., Гладчук А.С., Белякова Н.А., Применение перфторуглеродов при лечении тяжёлой бронхолёгочной патологии. часть III: таргетная доставка лекарственных средств (аналитический обзор). Медлаин.ру. 2024; 25: 71–101.

9. 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). Медлаин.ру. 2023; 24: 1368–1397.

10. Wei F., Wen S., Wu H., Ma L., Huang Y., Yang L. Partial liquid ventilation–induced mild hypothermia improves the lung function and alleviates the inflammatory response during acute respiratory distress syndrome in canines. Biomed Pharmacother. 2019; 118: 109344. https://doi.org/10.1016/j.biophah.2019.109344

11. Исабеков Н.Р., Тоньшин А.А., Бонитенко Е.Ю. Обоснование возможности использования бронхоальвеолярного лаважа с перфторуглеродными жидкостями для лечения альвеолярной стадии токсического отёка лёгких. Медицина труда и промышленная экология. 2024; 64(2): 105–110. https://doi.org/10.31089/1026-9428-2024-64-2-105-110

12. Angus S.A., Henderson W.R., Banoei M.M., Molgat-Seon Y., Peters C.M., Parmar H.R., et al. Therapeutic hypothermia attenuates physiologic, histologic, and metabolomic markers of injury in a porcine model of acute respiratory distress syndrome. Physiol. Rep. 2022; 10(9): e15286. https://doi.org/10.14814/phy2.15286

13. Макаров А.Ф., Ткачук Ю.В., Тоньшин А.А., Бухтияров И.В. Искусственный гипобиоз как способ защиты организма в условиях острой гипобарической гипоксии. Медицина труда и промышленная экология. 2023; 63(2): 102–108. https://doi.org/10.31089/1026-9428-2023-63-2-102-108

14. Pasquier M., Cools E., Zafren K., Carron P.N., Frochaux V., Rousson V. Vital Signs in Accidental Hypothermia. High Alt. Med. Biol. 2021; 22(2): 142–147. https://doi.org/10.1089/ham.2020.0179

15. Pedersen M.V., Andelius T.C.K., Andersen H.B., Kyng K.J., Henriksen T.B. Hypothermia and heart rate variability in a healthy newborn piglet model. Sci Rep. 2022; 12(1): 18282. https://doi.org/10.1038/s41598-022-22426-3