Гипероксия при сепсисе и септическом шоке: комплексный обзор клинических данных и терапевтических последствий

Array ( [NAME] => Гипероксия при сепсисе и септическом шоке: комплексный обзор клинических данных и терапевтических последствий [~NAME] => Гипероксия при сепсисе и септическом шоке: комплексный обзор клинических данных и терапевтических последствий [PREVIEW_PICTURE] => Array ( [ID] => 6175 [TIMESTAMP_X] => 09.07.2025 10:00:46 [MODULE_ID] => iblock [HEIGHT] => 810 [WIDTH] => 1200 [FILE_SIZE] => 322422 [CONTENT_TYPE] => image/png [SUBDIR] => iblock/be0/sq24xibs77ogyv6m5350jt1c1by8mk1j [FILE_NAME] => Гипероксия при сепсисе и септическом шоке- комплексный обзор клинических данных и терапевтических последствий..png [ORIGINAL_NAME] => Гипероксия при сепсисе и септическом шоке- комплексный обзор клинических данных и терапевтических последствий..png [DESCRIPTION] => [HANDLER_ID] => [EXTERNAL_ID] => d547d361899e073ea9772ff3d5125593 [VERSION_ORIGINAL_ID] => [META] => [SRC] => /upload/iblock/be0/sq24xibs77ogyv6m5350jt1c1by8mk1j/%D0%93%D0%B8%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%BE%D0%BA%D1%81%D0%B8%D1%8F%20%20%20%D0%BF%D1%80%D0%B8%20%20%20%D1%81%D0%B5%D0%BF%D1%81%D0%B8%D1%81%D0%B5%20%20%20%D0%B8%20%20%20%D1%81%D0%B5%D0%BF%D1%82%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%BC%20%20%20%D1%88%D0%BE%D0%BA%D0%B5-%20%D0%BA%D0%BE%D0%BC%D0%BF%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%81%D0%BD%D1%8B%D0%B8%CC%86%20%20%20%D0%BE%D0%B1%D0%B7%D0%BE%D1%80%20%20%20%D0%BA%D0%BB%D0%B8%D0%BD%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D1%85%20%20%20%D0%B4%D0%B0%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D1%85%20%20%20%20%D0%B8%20%20%20%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%B0%D0%BF%D0%B5%D0%B2%D1%82%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D1%85%20%D0%BF%D0%BE%D1%81%D0%BB%D0%B5%D0%B4%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%B8%D0%B8%CC%86..png [UNSAFE_SRC] => /upload/iblock/be0/sq24xibs77ogyv6m5350jt1c1by8mk1j/Гипероксия при сепсисе и септическом шоке- комплексный обзор клинических данных и терапевтических последствий..png [SAFE_SRC] => /upload/iblock/be0/sq24xibs77ogyv6m5350jt1c1by8mk1j/%D0%93%D0%B8%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%BE%D0%BA%D1%81%D0%B8%D1%8F%20%20%20%D0%BF%D1%80%D0%B8%20%20%20%D1%81%D0%B5%D0%BF%D1%81%D0%B8%D1%81%D0%B5%20%20%20%D0%B8%20%20%20%D1%81%D0%B5%D0%BF%D1%82%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%BC%20%20%20%D1%88%D0%BE%D0%BA%D0%B5-%20%D0%BA%D0%BE%D0%BC%D0%BF%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%81%D0%BD%D1%8B%D0%B8%CC%86%20%20%20%D0%BE%D0%B1%D0%B7%D0%BE%D1%80%20%20%20%D0%BA%D0%BB%D0%B8%D0%BD%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D1%85%20%20%20%D0%B4%D0%B0%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D1%85%20%20%20%20%D0%B8%20%20%20%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%B0%D0%BF%D0%B5%D0%B2%D1%82%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D1%85%20%D0%BF%D0%BE%D1%81%D0%BB%D0%B5%D0%B4%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%B8%D0%B8%CC%86..png [ALT] => Гипероксия при сепсисе и септическом шоке: комплексный обзор клинических данных и терапевтических последствий [TITLE] => Гипероксия при сепсисе и септическом шоке: комплексный обзор клинических данных и терапевтических последствий ) [~PREVIEW_PICTURE] => 6175 [DETAIL_TEXT] =>

Paunikar S, Chakole V Hyperoxia in Sepsis and Septic Shock: A Comprehensive Review of Clinical Evidence and Therapeutic Implications. Cureus 16(9): e68597. DOI 10.7759/cureus.68597

Аннотация

Сепсис и септический шок - ведущие причины смерти в ОРИТ, характеризующиеся дисрегуляцией иммунного ответа на инфекцию, что приводит к тяжелой дисфункции органов. Кислородная терапия является краеугольным камнем поддерживающей терапии при лечении сепсиса, направленной на коррекцию гипоксемии и улучшение оксигенации тканей. Однако введение дополнительного кислорода должно быть тщательно продумано, чтобы избежать гипероксии, которая может привести к окислительному стрессу и дополнительному повреждению тканей. Цель данного обзора - всесторонний анализ клинических данных о гипероксии в контексте сепсиса и септического шока, оценка ее потенциальных терапевтических преимуществ и рисков, а также обсуждение последствий для клинической практики. Тщательный обзор литературы включал обсервационные исследования, рандомизированные контролируемые испытания (РКИ), мета-анализы и клинические рекомендации. Обзор посвящен патофизиологии сепсиса, механизмам повреждения, вызванного гипероксией, и клиническим исходам, связанным с различными стратегиями оксигенации. Полученные данные свидетельствуют о том, что, хотя кислород имеет решающее значение в лечении сепсиса, риск осложнений, связанных с гипероксией, весьма значителен. Гипероксия ассоциируется с увеличением смертности и неблагоприятными исходами при сепсисе из-за таких механизмов, как окислительный стресс, нарушение микроциркуляции и возможное усугубление органной дисфункции. РКИ и мета-анализы показывают, что консервативная кислородная терапия может быть полезной для снижения этих рисков, хотя оптимальные показатели оксигенации остаются в стадии изучения. Данный обзор подчеркивает важность тщательного управления кислородом при сепсисе и септическом шоке, подчеркивая необходимость индивидуализированной кислородной терапии, чтобы избежать опасностей гипероксии. Необходимы дальнейшие исследования для уточнения стратегий оксигенации, разработки четких клинических рекомендаций и оптимизации исходов у пациентов с сепсисом и септическим шоком. Баланс между адекватной оксигенацией и профилактикой повреждений, вызванных гипероксией, имеет решающее значение для улучшения прогноза этих больных.

Введение

Сепсис и септический шок характеризуются дисрегуляторным ответом организма на инфекцию, что приводит к угрожающей жизни дисфункции органов [1]. Согласно определению Sepsis-3, сепсис включает воспалительную реакцию на инфекцию, которая приводит к значительному повреждению тканей и может прогрессировать до септического шока, связанного с глубокими нарушениями кровообращения, клеточного и метаболического процессов [2]. Септический шок обычно характеризуется стойкой гипотензией, требующей применения вазопрессоров для поддержания адекватного среднего артериального давления, и высоким уровнем лактата в сыворотке крови, свидетельствующим о гипоперфузии клеток, несмотря на адекватную инфузионную терапию. Эти состояния являются основными причинами смертности в ОРИТво всем мире, что делает их лечение одним из важнейших направлений в медицине критических состояний [2]. Кислородная терапия играет важнейшую роль в ведении больных в критическом состоянии, в том числе с сепсисом и септическим шоком.

Кислородная терапия направлена на обеспечение адекватной доставки кислорода к тканям, тем самым предотвращая клеточную гипоксию и связанные с ней осложнения. Поддержание оптимальной оксигенации жизненно важно при сепсисе, когда у пациентов часто наблюдаются значительные нарушения транспорта и утилизации кислорода из-за микроциркуляторной дисфункции и митохондриальных аномалий [2]. Клиницисты обычно используют дополнительный кислород в качестве начального терапевтического вмешательства при лечении сепсиса для повышения оксигенации тканей, особенно во время острого респираторного дистресс-синдрома или шока. Однако оптимальный уровень оксигенации остается спорным, особенно в отношении потенциальных рисков, связанных как с гипоксией, так и с гипероксией [3]. Гипероксия - избыток кислорода в тканях - может возникнуть, если кислород вводится в более высоких концентрациях, чем необходимо.

Хотя обеспечение достаточной оксигенации является критически важным, гипероксия может привести к неблагоприятным физиологическим эффектам, включая окислительный стресс, который приводит к образованию реактивных видов кислорода (ROS) [3]. Эти реактивные молекулы могут вызывать повреждение клеток и тканей, способствовать воспалению и нарушать микроциркуляцию. Гипероксия также может повреждать ткань легких, снижать сердечный выброс, вызывая вазоконстрикцию, и ухудшать мозговое кровообращение, потенциально усугубляя клиническое течение сепсиса и септического шока [4]. Цель данного обзора - всесторонне изучить клинические данные о гипероксии в лечении сепсиса и септического шока, рассмотреть ее потенциальные терапевтические преимущества и риски. Критически оценивая современную литературу, данный обзор призван дать представление об оптимальном использовании кислородной терапии при сепсисе, предлагая рекомендации по сопоставлению пользы адекватной оксигенации с потенциальным вредом гипероксии. Кроме того, обзор призван выявить пробелы в знаниях и предложить направления будущих исследований в этой важнейшей области медицины критических состояний.

Патофизиология сепсиса и септического шока

Сепсис - это угрожающее жизни состояние, определяемое дисрегулярной реакцией организма на инфекцию, которая приводит к дисфункции органов. Патофизиология сепсиса включает в себя сложное взаимодействие между иммунной системой и воспалительными процессами. Вначале иммунная система организма отвечает на инфекцию выбросом провоспалительных цитокинов и активацией иммунных клеток для уничтожения патогенов [5]. Однако если инфекция сохраняется или становится непреодолимой, этот ответ может стать дезадаптивным. Такая дезадаптивная реакция часто приводит к обширному повреждению тканей и может стать причиной синдрома множественной органной дисфункции (MODS). Во время сепсиса иммунная система может перейти из состояния гиперинтенсивного воспаления в состояние иммунного паралича, что повышает восприимчивость к вторичным инфекциям. Это двойное состояние гиперинфляции с последующей иммуносупрессией представляет собой серьезную проблему в лечении сепсиса, поскольку у пациентов одновременно могут наблюдаться продолжающаяся воспалительная реакция на фоне скомпрометированной функции иммунитета [5].

Септический шок — это тяжелое прогрессирование сепсиса, характеризующееся глубокими циркуляторными, клеточными и метаболическими нарушениями. Одной из определяющих характеристик септического шока является значительная гемодинамическая нестабильность. У пациентов развивается вазодилатация, которая снижает системное сосудистое сопротивление и способствует гипотонии. На ранних стадиях организм может компенсировать это повышенным сердечным выбросом, чтобы уравновесить сниженное сосудистое сопротивление; однако этот компенсаторный механизм часто дает сбой, поскольку функция миокарда со временем ухудшается [6]. Даже при потенциально повышенном сердечном выбросе микроциркуляторная дисфункция часто приводит к недостаточной перфузии тканей и доставке кислорода, усугубляя дисфункцию органов. Эти гемодинамические изменения играют решающую роль в прогрессировании септического шока и подчеркивают важность быстрого действия для восстановления адекватной перфузии тканей и оксигенации жизненно важных органов [6].

Кислород жизненно важен для клеточного метаболизма и перфузии тканей, что становится критически важным при сепсисе. В нормальных условиях кислород доставляется тканям для поддержки аэробного метаболизма, производя аденозинтрифосфат (АТФ), необходимый для клеточной функции. Однако при сепсисе баланс между поставкой и потребностью в кислороде часто нарушается [7]. Несмотря на нормальный уровень артериального кислорода, пациенты могут страдать от тканевой гипоксии из-за нарушения микроциркуляции и снижения способности клеток использовать кислород. Это несоответствие потребности в кислороде заставляет смещаться в сторону анаэробного метаболизма, что приводит к лактатацидозу и дальнейшему повреждению клеток. Поэтому обеспечение адекватной доставки и использования кислорода имеет решающее значение для улучшения клеточной функции и содействия выздоровлению у пациентов с сепсисом [7].

Дисбаланс между поставкой и потребностью в кислороде является отличительной чертой сепсиса и септического шока, обусловленным повышенной метаболической потребностью и сниженной доставкой кислорода. Сепсис часто повышает метаболическую потребность из-за усиленного иммунного ответа, увеличивая потребление кислорода тканями [8]. В то же время гемодинамическая нестабильность, вазодилатация и микроциркуляторная дисфункция снижают эффективную доставку кислорода к тканям. Кроме того, митохондриальная дисфункция при сепсисе ухудшает способность клеток эффективно использовать кислород, даже когда кислород доступен. Этот дисбаланс в значительной степени способствует дисфункции органов и представляет собой критически важную цель для лечения сепсиса и септического шоке. Подходы к оптимизации доставки кислорода и усилению клеточного метаболизма являются ключевыми компонентами эффективного лечения сепсисом [9].

Гипероксия: определение и механизмы

Гипероксия характеризуется аномально высоким уровнем кислорода в тканях и органах, возникающим в результате избыточного снабжения кислородом сверх нормальных физиологических потребностей [10]. Это состояние обычно определяется, когда парциальное давление кислорода (PaO2) превышает 100 мм рт. ст., хотя некоторые исследования рассматривают гипероксию при уровнях выше 120 мм рт. ст. или даже 150 мм рт. ст. Гипероксия может возникать в таких условиях, как нормобарическая среда, где пациенты получают дополнительный кислород при нормальном атмосферном давлении, и гипербарические условия, где кислород вводится при повышенном атмосферном давлении. Хотя кислородная терапия необходима для лечения гипоксии, терапевтическое окно для введения кислорода узкое. Гипероксия, особенно у пациентов в критическом состоянии, может привести к неблагоприятным последствиям, если ее тщательно не контролировать [11]. Одним из основных механизмов повреждения клеток и тканей, связанных с гипероксией, является повышенная выработка ROS.

В нормальных условиях ROS жизненно важны для клеточной сигнализации, иммунных реакций и поддержания гомеостаза. Однако избыточный уровень кислорода может значительно увеличить выработку ROS, что приводит к окислительному стрессу [11]. Окислительный стресс повреждает важные клеточные компоненты, включая липиды, белки и ДНК. Например, перекисное окисление липидов может нарушить целостность клеточной мембраны, а окислительное повреждение белков может нарушить их нормальные функции. В тяжелых случаях это окислительное повреждение может инициировать каскад воспалительных реакций, способствуя повреждению тканей и ухудшению таких состояний, как острый респираторный дистресс-синдром (ARDS) и MODS [12]. Гипероксия также значительно влияет на функцию митохондрий и клеточное дыхание. Митохондрии, органеллы, вырабатывающие энергию в клетках, зависят от точного баланса кислорода для генерации АТФ посредством окислительного фосфорилирования. Избыточный уровень кислорода может вызвать дисфункцию митохондрий, снижая выработку АТФ и увеличивая выработку ROS [12]. Эта митохондриальная дисфункция может нарушить клеточный энергетический метаболизм, особенно в тканях с высокими метаболическими потребностями, таких как сердце и мозг. Возникающий в результате дефицит энергии может вызвать повреждение клеток и апоптоз, что еще больше способствует дисфункции органов. Кроме того, нарушенная митохондриальная функция может усугубить воспалительную реакцию, создавая порочный круг повреждения и воспаления [13].

Другим критическим аспектом гипероксии являются ее сосудистые эффекты, в частности вазоконстрикция и нарушение микроциркуляции. Повышенные уровни кислорода могут вызывать вазоконстрикцию в различных сосудистых руслах, включая мозговое и коронарное кровообращение, снижая кровоток и нарушая доставку кислорода к тканям, несмотря на высокий уровень кислорода в крови [14]. У пациентов в критическом состоянии это явление может усугубить гипоксию тканей и способствовать дисфункции органов. Более того, нарушение микроциркуляции из-за гипероксии может препятствовать обмену питательными веществами и продуктами жизнедеятельности на клеточном уровне, что еще больше усложняет клиническую картину и потенциально приводит к мультиорганной недостаточности [15].

Несмотря на потенциальные риски, связанные с гипероксией, существуют защитные эффекты, которые требуют рассмотрения. Одним из основных преимуществ повышенных уровней кислорода является их способность усиливать антимикробную активность. Высокие концентрации кислорода могут улучшить бактерицидную способность иммунных клеток, таких как нейтрофилы, за счет увеличения продукции ROS, что имеет решающее значение для уничтожения патогенов. Этот эффект особенно актуален при сепсисе, где гипероксия может усилить иммунный ответ против инфекций и улучшить клинические результаты [16]. Кроме того, было показано, что гипероксия модулирует иммунные ответы, потенциально уменьшая воспаление в определенных контекстах. Например, гипероксическая среда может помочь снизить регуляцию провоспалительных цитокинов при некоторых воспалительных состояниях и способствовать более сбалансированному иммунному ответу. Однако баланс между этими защитными эффектами и потенциалом окислительного повреждения остается сложным и зависящим от контекста, что подчеркивает необходимость тщательного рассмотрения при назначении кислородной терапии в клинической практике [16]. На Figure 1 показаны механизмы гипероксии

FIGURE 1: Mechanisms of hyperoxia

Клинические эффекты гипероксии при сепсисе и септическом шоке

Наблюдательные исследования и ретроспективные анализы внесли значительный вклад в наше понимание эффектов гипероксии на пациентов с сепсисом и септическим шоком. Эти исследования, которые часто охватывают большие когорты пациентов, раскрывают сложную связь между гипероксией и результатами лечения. Например, систематический обзор 12 исследований с 15 782 пациентами подчеркнул эту сложность. Шесть исследований указали на повышенный риск смертности, связанный с гипероксией, что предполагает, что избыточный кислород может быть вреден для пациентов в критическом состоянии [17]. Напротив, три исследования не обнаружили значительной разницы в смертности между гипероксической терапией и нормоксическими уровнями, в то время как одно исследование даже предположило потенциальный защитный эффект гипероксии. Эти расхождения подчеркивают изменчивость реакций пациентов и проблемы в определении оптимальных стратегий оксигенации для пациентов с сепсисом, учитывая различные определения и пороговые значения для гипероксии в разных исследованиях [17].

РКИ предлагают более контролируемый подход к оценке влияния гипероксии при сепсисе и септическом шоке. Например, post-hoc анализ исследования HYPERS2S показал, что гипероксемия была связана с повышенной 90-дневной смертностью у пациентов с сепсисом, что вызвало опасения по поводу высоких концентраций кислорода [18]. Напротив, другой post-hoc -анализ исследования оксигенации в отделении ОРИТ (ICU-ROX) предположил, что консервативная кислородная терапия может быть связана с более высокими показателями смертности. Эти противоречивые результаты определяют продолжающиеся дебаты об оптимальных концентрациях кислорода для пациентов с сепсисом и септическим шоком. Различия в дизайне испытаний, популяциях пациентов и определениях гипероксии усложняют процесс получения окончательных выводов [18].

Метаанализы и систематические обзоры предоставляют более широкую перспективу путем синтеза доказательств из нескольких исследований. Недавний метаанализ 17 РКИ с участием более 8000 пациентов показал, что периоперационная гипероксия (доля вдыхаемого кислорода, или FiO2, 0,80) была связана с уменьшением риска инфекций области хирургического вмешательства и общей смертности при обширных операциях [19]. Однако эти доказательства не фокусируются конкретно на сепсисе, и результаты не дают четких указаний по оптимальному использования кислорода у пациентов с сепсисом. Хотя гипероксия может давать преимущества в определенных контекстах, ее использование у пациентов с сепсисом остается спорным. Потенциал окислительного стресса и дисфункции органов, связанный с высоким уровнем кислорода, требует осторожного, индивидуального подхода к кислородной терапии [19].

Последствия использования гипероксии при сепсисе

Лечение сепсиса и септического шока требует тонкого подхода к кислородной терапии, особенно при рассмотрении использования гипероксии. Исследования показывают неоднозначные результаты относительно гипероксии у пациентов. Систематический обзор 10 исследований выявил различные результаты: шесть сообщили о более высоких показателях смертности, связанных с гипероксией, три не обнаружили существенной разницы, а одно предположило снижение риска смертности при гипероксии [20]. Испытание HYPERS2S еще больше подчеркнуло опасения, указав, что повышенные уровни артериального кислорода могут увеличить риск смертности у пациентов с септическим шоком, особенно когда эти уровни превышают нормальные пороговые значения. Кроме того, гипероксия была связана с системными нарушениями, потенциально усугубляя повреждение тканей и дисфункцию органов и приводя к осложнениям, таким как острое повреждение легких (ALI ) и длительное пребывание в ОРИТ [20].

Продолжаются дебаты по поводу оптимальных целевых показателей кислорода при лечении сепсиса, при этом имеются противоречивые данные о преимуществах гипероксии по сравнению с консервативной кислородной терапией. Избыточные уровни кислорода могут быть особенно вредны для уязвимых групп пациентов, таких как пожилые люди или люди с хроническими респираторными заболеваниями [17]. Напротив, консервативная кислородная терапия может смягчить некоторые риски, но также может быть связана с ее проблемами, включая потенциальные неблагоприятные эффекты. Текущие рекомендации Surviving Sepsis Campaign рекомендуют осторожное использование кислорода, подчеркивая необходимость поддержания уровней кислорода в безопасном диапазоне (PaO2 от 60 до 240 мм рт. ст.) для предотвращения гипоксии и гипероксии [21].

Руководство признает недостаточность доказательств для одобрения конкретных консервативных целей для насыщения кислородом или парциального давления кислорода. Различные общества интенсивной терапии разделяют эту позицию, выступая за индивидуальную кислородную терапию на основе индивидуальных факторов пациента и избегая гипероксии у пациентов с высоким риском, особенно у тех, у кого уже есть легочные заболевания. Подводя итог, можно сказать, что, хотя гипероксия может давать определенные преимущества, ее потенциал для побочных эффектов требует тщательного мониторинга и корректировки кислородной терапии при лечении сепсиса и септического шока. Консенсус заключается в том, чтобы избегать избыточных уровней кислорода и адаптировать кислородную терапию к индивидуальным потребностям пациента, уравновешивая преимущества и риски для оптимизации результатов [21]. Терапевтические последствия гипероксии при лечении сепсиса обобщены в Table 1.

TABLE 1: Therapeutic implications of hyperoxia in the management of sepsis and septic shock

Риски и побочные эффекты гипероксии

Гипероксия, характеризующаяся избыточным количеством кислорода в тканях, несет несколько потенциальных рисков, которые могут неблагоприятно повлиять на различные системы органов. Одним из наиболее тревожных эффектов является легочная токсичность. Высокий уровень кислорода может привести к окислительному повреждению легочных тканей [10]. Это повреждение может проявляться как ALI или ARDS - состояния, возникающие в результате воспаления и повреждения клеток, вызванных повышенным образованием активных форм кислорода. Возникающее воспаление может нарушить целостность альвеолярно-капиллярной мембраны, что приводит к отеку легких и нарушению газообмена, что затрудняет лечение пациентов в критическом состоянии [28].

Помимо легочных эффектов, гипероксия может иметь существенные сердечно-сосудистые последствия. Повышенный уровень кислорода может изменять функцию миокарда за счет снижения сердечного выброса и ударного объема при одновременном повышении системного сосудистого сопротивления. Эти физиологические изменения могут привести к снижению коронарного кровотока и потребления кислорода миокардом, что повышает риск реперфузионного повреждения из-за повышенной продукции ROS. Наблюдательные исследования связывают гипероксию с увеличением повреждения миокарда, особенно у пациентов с инфарктом миокарда, и предполагают корреляцию с более высокими показателями смертности среди пациентов в критическом состоянии [28]. Неврологические риски, связанные с гипероксией, также значительны. Повышенный уровень кислорода может вызывать гипероксическое повреждение мозга, характеризующееся церебральной вазоконстрикцией и митохондриальной дисфункцией, что ухудшает доставку кислорода к тканям мозга [29].

Это нарушение может привести к повреждению нейронов и когнитивной дисфункции, особенно у пациентов с уже существующими состояниями, такими как травматическое повреждение мозга. Длительное воздействие гипероксии связано с когнитивными нарушениями и повышенным риском нейродегенеративных процессов, что подчеркивает потенциальные долгосрочные последствия чрезмерного воздействия кислорода на здоровье мозга [30]. Риски и неблагоприятные эффекты гипероксии при сепсисе и септическом шоке обобщены в Table 2.

TABLE 2: Risks and adverse effects of hyperoxia in sepsis and septic shock

Специальные группы пациентов и соображения

Несколько ограничений характеризуют существующую литературу по гипероксии при сепсисе и септическом шоке. Многие исследования являются ретроспективными или наблюдательными, что ограничивает возможность делать окончательные выводы о причинно-следственной связи. Количество РКИ ограничено, а те, которые доступны, часто имеют методологические проблемы, такие как небольшие размеры выборки и неадекватная корректировка смешивающих переменных [17]. Кроме того, существует значительная изменчивость популяций пациентов в разных исследованиях, включая различия в основных состояниях, типах инфекций и протоколах лечения. Эта гетерогенность усложняет интерпретацию результатов и обобщаемость результатов для различных клинических условий. Кроме того, отсутствие стандартизации в определении гипероксии препятствует эффективному сравнению результатов в разных исследованиях. Различия в пороговых значениях для уровней артериального кислорода (PaO2) и продолжительности воздействия гипероксии усугубляют эту проблему [34].

Чтобы устранить эти пробелы в понимании роли гипероксии в лечении сепсиса, необходимо провести дальнейшее исследование в нескольких областях. Будущие исследования должны быть направлены на выяснение основных механизмов, посредством которых гипероксия влияет на исходы сепсиса. Изучение того, как различные уровни кислорода влияют на иммунные реакции, чувствительность бактерий к антибиотикам и клеточный метаболизм, может дать представление об оптимизации кислородной терапии. Определение наиболее эффективных стратегий оксигенации имеет решающее значение, включая определение оптимального диапазона оксигенации, который уравновешивает риски и терапевтические преимущества. Это исследование должно рассмотреть, как уровни кислорода могут нуждаться в корректировке в зависимости от конкретных патогенов и тяжести инфекции [20].

Сложность сепсиса требует перехода к персонализированной медицине, особенно в кислородной терапии. Адаптация подачи кислорода к индивидуальным характеристикам пациента, включая его физиологическую реакцию на сепсис, может улучшить результаты. Персонализированные подходы могут включать использование биомаркеров для руководства терапией, гарантируя, что пациенты получат наиболее подходящие уровни кислорода для их конкретного состояния. Биомаркеры могут играть важную роль в оптимизации кислородной терапии сепсиса [35]. Выявление конкретных биомаркеров, связанных с тяжестью сепсиса, статусом оксигенации тканей и воспалительной реакцией, может помочь врачам принимать обоснованные решения о подаче кислорода. Это может привести к более эффективным стратегиям лечения, учитывающим уникальные биологические реакции каждого пациента, потенциально снижая риски, связанные как с гипоксией, так и с гипероксией [36].

Будущие направления и пробелы в исследованиях

Существующая литература по гипероксии при сепсисе и септическом шоке выявляет несколько ограничений. Многие исследования являются ретроспективными или наблюдательными, что ограничивает возможность окончательного установления причинно-следственной связи. РКИ редки, а те, что существуют, часто страдают от методологических недостатков, таких как небольшие размеры выборки и недостаточная корректировка смешивающих переменных. Кроме того, эти исследования часто показывают значительную изменчивость в популяциях пациентов, включая различия в основных состояниях, типах инфекций и протоколах лечения [17]. Эта гетерогенность усложняет интерпретацию результатов и обобщаемость результатов в различных клинических условиях. Кроме того, отсутствие стандартизации в определении гипероксии препятствует эффективному сравнению между исследованиями. Различия в пороговых значениях для артериальных уровней кислорода (PaO2) и продолжительности воздействия гипероксии усугубляют эту проблему [37]

Для устранения этих пробелов в понимании роли гипероксии в лечении сепсиса необходимо провести дополнительные исследования в нескольких областях. Будущие исследования должны изучить механизмы, посредством которых гипероксия влияет на исходы сепсиса. Изучение того, как различные уровни кислорода влияют на иммунные реакции, чувствительность бактерий к антибиотикам и клеточный метаболизм, может дать ценную информацию об оптимизации кислородной терапии. Определение наиболее эффективных стратегий оксигенации имеет решающее значение, включая определение оптимального диапазона оксигенации, который уравновешивает риски и терапевтические преимущества. Это включает понимание того, как уровни кислорода могут нуждаться в корректировке в зависимости от конкретных патогенов и тяжести инфекции [38]. Сложность сепсиса подчеркивает необходимость перехода к персонализированной медицине, особенно в кислородной терапии. Индивидуализация подачи кислорода на основе индивидуальных характеристик пациента, включая их физиологическую реакцию на сепсис, может улучшить результаты. Персонализированные подходы могут включать использование биомаркеров для руководства терапией, гарантируя, что пациенты получат наиболее подходящие уровни кислорода для их конкретного состояния. Биомаркеры могут сыграть важную роль в оптимизации кислородной терапии сепсиса [39].

Выявление биомаркеров, связанных с тяжестью сепсиса, статусом оксигенации тканей и воспалительной реакцией, может помочь врачам принимать обоснованные решения о назначении кислорода. Такой подход может привести к более эффективным стратегиям лечения, учитывающим уникальные биологические реакции каждого пациента, потенциально снижая риски, связанные как с гипоксией, так и с гипероксией [40]. Будущие направления и пробелы в исследованиях в лечении гипероксии при сепсисе и септическом шоке обобщены в Table 3.

TABLE 3: Future directions and research gaps in hyperoxia management for sepsis and septic shock

Выводы

В заключение следует отметить, что хотя кислородная терапия остается краеугольным камнем в лечении сепсиса и септического шока, роль гипероксии требует тщательного рассмотрения из-за ее сложных и потенциально вредных эффектов. Клинические данные свидетельствуют о том, что хотя поддержание адекватной оксигенации необходимо для предотвращения гипоксии тканей, избыточный уровень кислорода может привести к окислительному стрессу, ухудшить микроциркуляцию и отрицательно повлиять на результаты у пациентов с сепсисом. Баланс между обеспечением достаточного количества кислорода для удовлетворения метаболических потребностей и избеганием пагубных эффектов гипероксии является деликатным, что подчеркивает необходимость индивидуализированных стратегий кислородной терапии. Текущие руководства и исследования рекомендуют осторожное титрование кислорода, чтобы избежать как гипоксии, так и гипероксии. Тем не менее, необходимы дополнительные исследования для определения оптимальных целевых показателей оксигенации для различных групп пациентов. Будущие исследования должны быть сосредоточены на уточнении протоколов кислородной терапии, выявлении конкретных подгрупп пациентов, которым могут быть полезны индивидуальные стратегии оксигенации, и изучении биомаркеров для руководства терапией. В конечном итоге, детальный подход к управлению подачей кислорода при сепсисе и септическом шоке, вероятно, улучшит результаты лечения пациентов и снизит частоту осложнений, связанных с кислородом.

References

1. Singer M, Deutschman CS, Seymour CW, et al.: The third international consensus definitions for sepsis and septic shock (sepsis-3). JAMA. 2016, 315:801-10. 10.1001/jama.2016.0287

2. Hotchkiss RS, Moldawer LL, Opal SM, Reinhart K, Turnbull IR, Vincent JL: Sepsis and septic shock. Nat Rev Dis Primers. 2016, 2:1-21. 10.1038/nrdp.2016.45

3. Abdelbaky AM, Elmasry WG, Awad AH: Lower versus higher oxygenation targets for critically ill patients: a systematic review. Cureus. 2023, 15:e41330. 10.7759/cureus.41330

4. Young RW: Hyperoxia: a review of the risks and benefits in adult cardiac surgery . J Extra Corpor Technol. 2012, 44:241-9.

5. Jarczak D, Kluge S, Nierhaus A: Sepsis - pathophysiology and therapeutic concepts. Front Med (Lausanne). 2021, 8:628302. 10.3389/fmed.2021.628302

6. Septic shock: Practice essentials, background, pathophysiology. (2024). Accessed: February 3, 2024: https://emedicine.medscape.com/article/168402-overview.

7. Carré JE, Singer M: Cellular energetic metabolism in sepsis: the need for a systems approach . Biochim Biophys Acta. 2008, 1777:763-71. 10.1016/j.bbabio.2008.04.024

8. Valeanu L, Bubenek-Turconi SI, Ginghina C, Balan C: Hemodynamic monitoring in sepsis - a conceptual framework of macro- and microcirculatory alterations. Diagnostics (Basel). 2021, 11:1559. 10.3390/diagnostics11091559

9. Sigg AA, Zivkovic V, Bartussek J, Schuepbach RA, Ince C, Hilty MP: The physiological basis for individualized oxygenation targets in critically ill patients with circulatory shock. Intensive Care Med Exp. 2024, 12:72. 10.1186/s40635-024-00651-6

10. Mach WJ, Thimmesch AR, Pierce JT, Pierce JD: Consequences of hyperoxia and the toxicity of oxygen in the lung. Nurs Res Pract. 2011, 2011:260482. 10.1155/2011/260482

11. Lius EE, Syafaah I: Hyperoxia in the management of respiratory failure: a literature review . Ann Med Surg (Lond). 2022, 81:104393. 10.1016/j.amsu.2022.104393

12. Juan CA, Pérez de la Lastra JM, Plou FJ, Pérez-Lebeña E: The chemistry of reactive oxygen species (ROS) revisited: outlining their role in biological macromolecules (DNA, lipids and proteins) and induced pathologies. Int J Mol Sci. 2021, 22:4642. 10.3390/ijms22094642

13. Clemente-Suárez VJ, Redondo-Flórez L, Beltrán-Velasco AI, et al.: Mitochondria and brain disease: a comprehensive review of pathological mechanisms and therapeutic opportunities. Biomedicines. 2023, 11:2488. 10.3390/biomedicines11092488

14. Smit B, Smulders YM, Eringa EC, et al.: Effects of hyperoxia on vascular tone in animal models: systematic review and meta-analysis. Crit Care. 2018, 22:189. 10.1186/s13054-018-2123-9

15. Østergaard L, Granfeldt A, Secher N, et al.: Microcirculatory dysfunction and tissue oxygenation in critical illness. Acta Anaesthesiol Scand. 2015, 59:1246-59. 10.1111/aas.12581

16. Chen Y, Gaber T: Hypoxia/HIF modulates immune responses. Biomedicines. 2021, 9:260. 10.3390/biomedicines9030260

17. Catalanotto FR, Ippolito M, Mirasola A, Catalisano G, Milazzo M, Giarratano A, Cortegiani A: Hyperoxia in critically ill patients with sepsis and septic shock: a systematic review. J Anesth Analg Crit Care. 2023, 3:12. 10.1186/s44158-023-00096-5

18. Demiselle J, Wepler M, Hartmann C, et al.: Hyperoxia toxicity in septic shock patients according to the Sepsis-3 criteria: a post hoc analysis of the HYPER2S trial. Ann Intensive Care. 2018, 8:90. 10.1186/s13613-018-0435-1

19. Yang W, Liu Y, Zhang Y, Zhao QH, He SF: Effect of intra-operative high inspired oxygen fraction on surgical site infection: a meta-analysis of randomized controlled trials. J Hosp Infect. 2016, 93:329-38. 10.1016/j.jhin.2016.03.015

20. Yamamoto R, Fujishima S, Yamakawa K, et al.: Hyperoxia for sepsis and development of acute lung injury with increased mortality. BMJ Open Respir Res. 2023, 10:001968. 10.1136/bmjresp-2023-001968

21. Evans L, Rhodes A, Alhazzani W, et al.: Surviving sepsis campaign: international guidelines for management of sepsis and septic shock 2021. Intensive Care Med. 2021, 47:1181-247. 10.1007/s00134-021-06506-y

22. Weiss SL, Peters MJ, Alhazzani W, et al.: Surviving sepsis campaign international guidelines for the management of septic shock and sepsis-associated organ dysfunction in children. Intensive Care Med. 2020, 46:10-67. 10.1007/s00134-019-05878-6

23. O'Driscoll BR, Kirton L, Weatherall M, Bakerly ND, Turkington P, Cook J, Beasley R: Effect of a lower target oxygen saturation range on the risk of hypoxaemia and elevated NEWS2 scores at a university hospital: a retrospective study. BMJ Open Respir Res. 2024, 11:002019. 10.1136/bmjresp-2023-002019

24. Singer M, Young PJ, Laffey JG, et al.: Dangers of hyperoxia. Crit Care. 2021, 25:440. 10.1186/s13054-021-03815-y

25. Weekley MS, Bland LE: Oxygen administration. StatPearls [Internet]. StatPearls Publishing, Treasure Island (FL); 2024.

26. Abraham EA, Verma G, Arafat Y, Acharya S, Kumar S, Pantbalekundri N: Comparative analysis of oxygen saturation by pulse oximetry and arterial blood gas in hypoxemic patients in a tertiary care hospital. Cureus. 2023, 15:e42447. 10.7759/cureus.42447

27. Minasyan H: Oxygen therapy for sepsis and prevention of complications . Acute Crit Care. 2022, 37:137-50. 10.4266/acc.2021.01200

28. Bossardi Ramos R, Adam AP: Molecular mechanisms of vascular damage during lung injury . Adv Exp Med Biol. 2021, 1304:95-107.10.1007/978-3-030-68748-9_6

29. Khan R, Alromaih S, Alshabanat H, et al.: The impact of hyperoxia treatment on neurological outcomes and mortality in moderate to severe traumatic brain injured patients. J Crit Care Med (Targu Mures). 2021, 7:227-36. 10.2478/jccm-2021-0014

30. Boyette LC, Manna B: Physiology, myocardial oxygen demand. StatPearls [Internet]. StatPearls Publishing,Treasure Island (FL); 2024.

31. Dushianthan A, Bracegirdle L, Cusack R, Cumpstey AF, Postle AD, Grocott MP: Alveolar hyperoxia and exacerbation of lung injury in critically ill SARS-CoV-2 pneumonia. Med Sci (Basel). 2023, 11:70.10.3390/medsci11040070

32. Lacerte M, Hays Shapshak A, Mesfin FB: Hypoxic brain injury. StatPearls [Internet]. StatPearls Publishing,Treasure Island (FL); 2024.

33. Bettiol A, Galora S, Argento FR, et al.: Erythrocyte oxidative stress and thrombosis. Expert Rev Mol Med. 2022, 24:e31. 10.1017/erm.2022.25

34. Rotter T, de Jong RB, Lacko SE, et al.: Clinical pathways as a quality strategy . Improving Healthcare Quality in Europe: Characteristics, Effectiveness and Implementation of Different Strategies [Internet]. Busse R,Klazinga N, Panteli D, et al. (ed): European Observatory on Health Systems and Policies, Copenhagen; 2019.

35. Isac S, Isac T, Tanasescu MD, et al.: The omics complexity in sepsis: the limits of the personalized medicine approach. J Pers Med. 2024, 14:225. 10.3390/jpm14030225

36. Barichello T, Generoso JS, Singer M, Dal-Pizzol F: Biomarkers for sepsis: more than just fever and leukocytosis - a narrative review. Crit Care. 2022, 26:14. 10.1186/s13054-021-03862-5

37. Bhutta BS, Alghoula F, Berim I: Hypoxia. StatPearls [Internet]. StatPearls Publishing, Treasure Island (FL)2024.

38. Avendaño-Ortiz J, Maroun-Eid C, Martín-Quirós A, et al.: Oxygen saturation on admission is a predictive biomarker for PD-L1 expression on circulating monocytes and impaired immune response in patients with sepsis. Front Immunol. 2018, 9:2008. 10.3389/fimmu.2018.02008

39. Iskander KN, Osuchowski MF, Stearns-Kurosawa DJ, Kurosawa S, Stepien D, Valentine C, Remick DG: Sepsis: multiple abnormalities, heterogeneous responses, and evolving understanding . Physiol Rev. 2013, 93:1247-88. 10.1152/physrev.00037.2012

40. Santacroce E, D'Angerio M, Ciobanu AL, et al.: Advances and challenges in sepsis management: modern tools and future directions. Cells. 2024, 13:439. 10.3390/cells13050439

41. Capellier G, Barrot L, Winizewski H: Oxygenation target in acute respiratory distress syndrome . J Intensive Med. 2023, 3:220-7. 10.1016/j.jointm.2023.03.002

42. Schrijver J, Lenferink A, Brusse-Keizer M, Zwerink M, van der Valk PD, van der Palen J, Effing TW: Selfmanagement interventions for people with chronic obstructive pulmonary disease. Cochrane Database Syst Rev. 2022, 1:CD002990. 10.1002/14651858.CD002990.pub4

43. Pelletier JH, Ramgopal S, Horvat CM: Hyperoxemia is associated with mortality in critically ill children . Front Med (Lausanne). 2021, 8:675293. 10.3389/fmed.2021.675293

44. Oropallo AR, Serena TE, Armstrong DG, Niederauer MQ: Molecular biomarkers of oxygen therapy in patients with diabetic foot ulcers. Biomolecules. 2021, 11:925. 10.3390/biom11070925

45. van der Wal LI, Grim CC, Del Prado MR, et al.: Conservative versus liberal oxygenation targets in intensive care unit patients (ICONIC): a randomized clinical trial. Am J Respir Crit Care Med. 2023, 208:770-9.10.1164/rccm.202303-0560OC

46. Higgins AM, Peake SL, Rinaldo Bellomo AO, et al.: The cost-effectiveness of early goal-directed therapy: an economic evaluation alongside the ARISE trial. Crit Care Resusc. 2021, 23:329-36. 10.51893/2021.3.OA10

[~DETAIL_TEXT] =>