Гипероксия у пациентов в критическом состоянии с сепсисом и септическим шоком: систематический обзор

F Catalanotto, M Ippolito, A Mirasola, G Catalisano, M Milazzo, A Giarratano and A Cortegiani

Hyperoxia in critically ill patients with sepsis and septic shock: a systematic review

J Anesth Analg Crit Care (2023) 3:12

Абстракт

У пациентов с сепсисом гипероксия может способствовать бактерицидному эффекту, но может вызывать системные нарушения. Роль гипероксии и соответствующая мишень кислорода у этих пациентов неизвестна. Целью данного систематического обзора было обобщение имеющихся литературных данных. Провели систематический поиск в PubMed и Cochrane Library. Были включены и описаны исследования взрослых пациентов с сепсисом или септическим шоком, поступивших в отделение интенсивной терапии, в которых рассматривалась тема гипероксии. Включили 12 исследований, в общей сложности включивших 15 782 пациента. Пять исследований представляли собой рандомизированные контролируемые исследования (РКИ) или анализы РКИ, три — проспективные наблюдательные исследования и четыре — ретроспективные наблюдательные исследования. Определение гипероксии было неоднородным во включенных исследованиях. Смертность была наиболее частым исходом: шесть исследований показали повышение уровня или риска смертности при гипероксии, три не выявили различий, а одно - протективный эффект гипероксии. На этапе критической оценки не было выявлено серьезных методических недостатков, за исключением одноцентрового пилотного исследования с отсутствием поправки на факторы, искажающие результаты, и дисбалансом между группами. Оптимальный диапазон уровня кислорода, способный минимизировать риски и принести пользу пациентам с сепсисом или септическим шоком, по-видимому, до сих пор неизвестен. Клиническое равновесие между гипероксией и нормоксией неясно, поскольку существуют противоречивые данные. Дальнейшие исследования должны быть направлены на определение наилучшего диапазона оксигенации и ее оптимальной продолжительности, изучение того, как эффекты различных уровней кислорода могут различаться в зависимости от выявленных патогенов, источника инфекции и назначенных антибиотиков у пациентов в критическом состоянии с сепсисом и септическим шоком.

Ключевые слова: Сепсис, Септический шок, Кислород, ОИТ, Гипероксия.

Сепсис и септический шок являются основными причинами смертности и заболеваемости пациентов, поступающих в отделения интенсивной терапии (ОИТ). Патофизиология септического шока заключается в нарушении баланса между доставкой кислорода и его потреблением [1]. Поэтому многим пациентам с сепсисом в ОИТ требуются вазопрессоры, инвазивная вентиляция и дополнительное введение кислорода. Однако подходящий режим введения кислорода неизвестен [2]. В руководстве Surviving Sepsis Campaign [3] говорится о недостаточной доказательной базе для выработки рекомендаций по использованию целевых показателей кислорода у взрослых с сепсис-индуцированной гипоксемической дыхательной недостаточностью, поэтому не приводится никаких пороговых значений парциального давления кислорода (PaO₂) или сатурации кислородом артериальной крови (SaO₂).

Несмотря на то, что кислородная терапия необходима большинству тяжелобольных пациентов, при воздействии на них высокого уровня кислорода у них может развиться состояние гипероксии, потенциально способное нанести вред здоровью. Последствия высокого PaO₂ противоречивы: с одной стороны, кислород обладает бактерицидными свойствами, а с другой - гипероксемия, по-видимому, способна вызывать системные осложнения. Действительно, избыток кислорода может приводить к продукции реактивного кислорода (ROS) [4, 5], изменению митохондриального дыхания, активации пути апоптоза, ателектазу [6] и вазоконстрикции [7].

Кроме того, исследования in vitro показали, что воздействие различных уровней кислорода может изменять чувствительность бактерий к антибиотикам [8]. Таким образом, уровень кислорода может влиять на исход у больных сепсисом через несколько механизмов. В последние годы в литературе было опубликовано множество работ, посвященных изучению влияния гипероксемии в условиях реанимации. В одних из них показано, что гипероксемия может повышать смертность, особенно в таких ситуациях, как травматическое повреждение головного мозга и восстановление кровообращения после остановки сердца [9-11]. Однако роль гипероксии у пациентов с сепсисом или септическим шоком остается неясной. Поэтому мы стремились обобщить имеющиеся данные о роли гипероксии у тяжелобольных пациентов с сепсисом или септическим шоком и о связи гипероксии со смертностью и другими клиническими исходами (например, гемодинамикой, функцией почек и т.д.), что изучено в доступной литературе.

Основной текст

Для целей настоящего обзора мы провели систематический поиск в базах данных PubMed и The Cochrane Library, последняя версия которых была обновлена 17 апреля 2023 года. Мы включили в поиск следующие ключевые термины: "сепсис" или "септический шок", "гипероксия" и "реанимация", а также соответствующие синонимы, альтернативы и множественное число. Полная стратегия поиска представлена в Supplementary Material 1. Также проводился скрининг ссылочного списка релевантных статей (т.е. метод "снежного кома"). Систематический обзор проводился в соответствии с рекомендациями PRISMA [12]. Исследования проверялись независимо друг от друга двумя авторами (F.R.C., A.M.) по заголовкам и аннотациям с целью выявления всех релевантных записей и проверялись по полному тексту на соответствие заранее установленным критериям включения и исключения теми же авторами. Разногласия решались путем консенсуса с третьим автором (M. I.). Критериями приемлемости были признаны исследования, в которых оценивалось влияние гипероксии у взрослых (≥ 18 лет), поступивших в реанимацию по поводу сепсиса или септического шока. Мы включали исследования независимо от определения гипероксии. Исключались исследования, включавшие менее 10 пациентов, отчеты о случаях, рефераты, обзорные статьи, а также статьи на языках, отличных от английского. Также исключались исследования, проведенные на детях и исследования на животных. Ни одно исследование не было исключено по результатам. Авторы, публикации, дата публикации, определение гипероксии, первичные и вторичные исходы были извлечены из каждой оригинальной статьи и сведены в таблицы. Включенные исследования оценивались с помощью контрольных списков критической оценки JBI (https://jbi.global/critical-appraisal-tools) [13-15] в соответствии с их дизайном.

Всего было получено 725 записей. После проверки записей и удаления дубликатов было проанализировано 33 записи, из которых 21 исследование было исключено, а 12 - включено, что составило 15 782 включенных пациента. Все пациенты получали дополнительный кислород, и большинство из них находились на механической вентиляции легких. На этапе критической оценки не было выявлено серьезных методологических недостатков, за исключением пилотного обсервационного исследования, проведенного в одном центре с отсутствием поправки на сбивающие факторы и нечетким балансом характеристик пациентов между группами [16]. На этом этапе не было исключено ни одного исследования.

Подробно процесс включения/исключения представлен в виде блок-схемы PRISMA, как показано на Fig 1. В число включенных исследований вошли 1 рандомизированное клиническое исследование (РКИ), 4 вторичных анализа РКИ, 3 проспективных обсервационных исследования и 4 ретроспективных обсервационных исследования. Группой сравнения, представленной в 10 исследованиях, была нормоксия, а наиболее часто изучаемыми исходами были смертность, приобретенная в реанимации слабость, образование ателектаза, длительность пребывания в ОИТ, частота применения заместительной почечной терапии и острой почечной недостаточности (ОПП), длительность примененияы вазопрессоров и инотропных средств, процент разрешения первичных и вторичных инфекций, продолжительность ИВЛ, сосудистые эффекты, оксидативный стресс, частота сепсис-ассоциированной энцефалопатии (САЭ). Основные характеристики включенных исследований представлены в Table 1. Контрольный список PRISMA доступен в Supplementary Material 2.

Кислородная терапия при сепсисе и септическом шоке

Сепсис является неотложной ситуацией, поэтому ранняя диагностика и адекватное лечение улучшают исход заболевания [28-30]. Лечение основано на ранней и адекватной антимикробной терапии, контроле источника, инфузионной терапии, а в конечном итоге (например, при септическом шоке) - на применении вазоактивных препаратов и ИВЛ [31]. Пациенты часто получают кислород [32]. Однако в руководстве Surviving Sepsis Campaign[28] нет указаний на целевые значения парциального давления кислорода в артериальной крови или насыщения артериальной крови кислородом. Физиологические эффекты гипероксии и ее роль на клинические исходы наглядно представлены на Fig. 2.

Определения гипероксии

Описана высокая частота гипероксии у больных сепсисом, достигающая в среднем 92,8% в проспективном исследовании [16], проведенном на 83 пациентах, несмотря на то, что они были включены в исследование в соответствии со старым определением. Эффекты гипероксии у пациентов с сепсисом или септическим шоком вызывают все больший интерес в течение последних трех десятилетий [33]. В разных исследованиях гипероксия определялась по-разному. В некоторых исследованиях к "группе гипероксии" относили пациентов, получавших фиксированную FiO₂ 1,0 [17, 20, 27]. В некоторых исследованиях для определения гипероксии использовался порог PaO₂ > 100 мм рт.ст [16, 23], PaO₂ > 120 мм рт.ст [26], PaO₂ > 150 мм рт.ст [21] или SpO₂ > 96% [22] для определения состояния гипероксии. Отсутствие единого определения может быть одним из основных вопросов по данной теме как в клинических условиях, так и в исследовательской области.

Патофизиология

Окислительное повреждение клеток широко изучается в медицинских исследованиях и ассоциируется с нарушением активности митохондрий и продукцией активных форм кислорода (ROS) [4, 5]. Дыхание с избытком кислорода может увеличить образование ROS, таких как гидроксильный радикал (OH-) и пероксинитрит (ONOO-), способных взаимодействовать с липидами, белками и нуклеиновыми кислотами [34], определяя тем самым прямой окислительный стресс [35] и непрямое повреждение через радикально-опосредованные механизмы, вызывая некроз или апоптоз клеток. Более того, нейтрофилы могут использовать кислород для образования супероксида и других активных форм кислорода, которые, несмотря на свою полезность для уничтожения микроорганизмов, могут стать опасными в условиях дисрегуляции реакции хозяина, например, при сепсисе. С точки зрения гемодинамики, гипероксия вызывает системную вазоконстрикцию за счет продукции ROS [36] и низкой биодоступности NO [37]. Продукция ROS также рассматривается в качестве одного из возможных механизмов развития синдрома приобретенной слабости в ОИТ [38]. Важными легочными эффектами являются ателектаз [39], а также повреждение легочных клеток [40] и снижение продукции секрета бронхов [40]. Действительно, при использовании высокого FiO₂ альвеолярный азот, являющийся инертным газом, постепенно замещается кислородом и вымывается, определяя тем самым альвеолярный коллапс после поглощения кислорода в кровь.

В целом патофизиологические эффекты гипероксии при сепсисе противоречивы. С одной стороны, дополнительный кислород может спасти жизнь таким пациентам, и даже гипероксия может быть полезна благодаря своему бактерицидному действию, но, с другой стороны, использование высокого FiO₂ может вызвать системные нарушения.

Кроме того, устройства, используемые для доставки кислорода, могут оказывать и не связанные с кислородом эффекты, которые могут рассматриваться в качестве конфаундеров чистого эффекта кислорода как такового. Действительно, у септических больных наблюдается повышенный респираторный драйв и обычно высокие спонтанные усилия [41-43], и было показано, что применение HFNC может снизить респираторный драйв у таких больных по сравнению с низкопоточной кислородной терапией и способствовать поддержанию состояния нормоксии [44, 45] за счет устранения мертвого пространства, компенсации избыточной продукции углекислого газа вследствие гиперметаболического состояния и обеспечения экспираторного положительного давления [46, 47], в целом снижая работу дыхания [44].

Смертность при сепсисе/септическом шоке

Смертность оценивалась в 10 из включенных исследований. В 6 из них была выявлена более высокая смертность или повышенный риск смертности среди пациентов с сепсисом/септическим шоком и гипероксией [24, 25], в 3 - отсутствие разницы в смертности между двумя группами [16, 22, 26], и в 1 - снижение риска смертности [23] среди пациентов с гипероксией.

Вторичный анализ проспективного обсервационного [23], включавшего 454 пациента после операций с сепсисом или септическим шоком и необходимостью ИВЛ, показал, что гипероксия, определяемая как PaO₂ > 100 мм рт.ст. в течение первых 48 ч после крупной операции, ассоциируется с более низким риском 90-дневной смертности (OR 0,61, 95% ДИ: 0,39-0,95, p = 0,029) по сравнению с PaO₂ < 100 мм рт.ст. независимо от возраста, наличия хронической почечной недостаточности, уровня прокальцитонина или балла APACHE II. Вначале пациентам проводилась эмпирическая антибиотикотерапия до оценки чувствительности к антибиотикам с последующим подбором целевой терапии в соответствии с полученными результатами. В частности, для лечения MRSAиспользовали линезолид или тейкопланин, а для лечения Pseudomonas aeruginosa - хотя бы один из следующих антибиотиков: имипенем, цефепим или пиперациллин-тазобактам в сочетании с амикацином или ципрофлоксацином.

В двух ретроспективных когортных исследованиях не было обнаружено значимой связи между гипероксией и смертностью в ОИТ у пациентов с септическим шоком, находящихся на ИВЛ. В первом исследовании [26] гипероксия определялась как PaO₂ > 120 мм рт.ст. в течение первых 24 ч пребывания в ОИТ а в исследование были включены 488 пациентов с септическим шоком, определенным в соответствии с критериями SEPSIS-3. Во втором исследовании [22] оценивали 83 пациента, получавших традиционную оксигенацию (SpO₂ ≥ 96%), и 130 пациентов с относительной гипоксией (SpO₂ 88-92% или PaO₂ до 60 мм рт.ст.; снижение FiO₂ при PaO₂ > 110 мм рт.ст.). Статистически значимой разницы в летальности в ОИТ не было (p = 0,18).

Stolmeijer et al. провели одноцентровое проспективное обсервационное исследование [16], включавшее небольшую выборку из 83 больных с сепсисом и не обнаружили существенных различий между группами гипероксии и нормоксии по показателям внутрибольничной и 28-дневной смертности. Однако результаты этого исследования должны рассматриваться в контексте ограничений, характерных для дизайна исследования. В недавнем post hoc анализе [19] РКИ ALBIOS не было выявлено связи между выживаемостью и гипероксией.

Авторы включили 1632 пациента с сепсисом, выживших в течение первых 48 ч после рандомизации, и разделили их на две группы в зависимости от среднего уровня PaO₂ в течение первых 48 ч (PaO₂ 0-48 ч) с отсечением 100 мм рт.ст. (среднее PaO₂ 0-48 ч > 100 мм рт.ст.: группа гипероксемии - n = 971; PaO₂ 0-48 ч ≤ 100: группа нормоксемемии - n = 661). Анализ данных не выявил существенных различий между двумя группами в отношении смертности на 90 и 28 сутки. Однако анализ подгрупп, проведенный в том же исследовании и включавший пациентов с легкими как первичным очагом инфекции (n = 663), показал снижение риска смертности в течение 90 дней у пациентов с гипероксемией. В четырех из включенных исследований было выявлено увеличение смертности в группе пациентов с гипероксией.

В многоцентровом РКИ HYPERS2S [17] Asfar et al. сравнивали эффекты гипероксии (FiO₂ 1,0 в течение 24 ч после включения) и нормоксии у 434 пациентов с септическим шоком, находившихся наИВЛ. Исследование было досрочно прекращено в связи с более высокой 28-дневной летальностью в группе с гипероксией. В этом исследовании гипероксия была связана с более высоким риском смертности, хотя и не была статистически значимой; 28-дневная смертность была зарегистрирована у 434 пациентов; 93 (43%) из 217 пациентов умерли в группе гипероксии против 77 (35%) из 217 пациентов в группе нормоксии (HR 1,27 (95% ДИ 0,94-1,72); p = 0,12).

В post hoc-анализе [20] того же исследования было проведено сравнение показателей смертности у 397 пациентов, у которых исходно был доступен уровень лактата, для сравнения подгруппы пациентов с шоком по критериям Sepsis-3 [48] (лактат > 2 ммоль/л) и пациентов только с вазопрессорно-зависимой гипотензией (лактат ≤ 2 ммоль/л). Использование гипероксии в течение 24 ч по сравнению с "нормоксией" было связано с более высокой смертностью у пациентов с септическим шоком, определенным в соответствии с определением Sepsis-3 (57,4% против 44,3%, p = 0,054). У пациентов с лактатом ≤ 2 ммоль/л гипероксия не оказывала влияния на смертность (p= 0,680).

Young et al. провели post hoc анализ [24] исследования ICU-ROX на подгруппе из 251 пациента с сепсисом. В исследовании ICU-ROX сравнивалась консервативная кислородная терапия (FiO₂ максимально снижен до 0,21 при поддержании SpO₂ < 97%) с обычной кислородной терапией (без определенных пороговых значений FiO₂ иSpO₂) у 1000 пациентов, поступивших в ОИТ на ИВЛ. Во вторичном анализе в группе консервативной кислородной терапии не выявили статистически значимого снижения 90-дневной смертности (95% ДИ - от 4,6 до 18,6% баллов; p = 0,24) по сравнению с группой обычной кислородотерапии в больных с сепсисом. Однако авторы отметили, что для выявления влияния на 90-дневную смертность анализ был недостаточно мощным.

Одноцентровое ретроспективное обсервационное исследование [21], проведенное на 49 пациентах с сепсисом, которым до госпитализации проводилась вспомогательная механическая вентиляция легких, показало, что гипероксия, определяемая как PaO₂> 150 мм рт.ст. при поступлении в ОИТ, ассоциировалась со смертностью на 28-й день у пациентов сепсисом при использовании анализа по шкале склонности, включающего оценку по шкале SOFA, продолжительность госпитализации, лактат и большой объем инфузионной терапии до госпитализации (p = 0,02, OR [ДИ 95] = 1,59 [1,20-2,10]) [21]. Однако существенным ограничением исследования была неизвестная продолжительность гипероксемии, которую невозможно было определить, поскольку включенные в исследование пациенты получали помощь на догоспитальном этапе и подвергались ИВЛ до поступления в стационар. В настоящее время продолжаются дальнейшие исследования по этой теме, в том числе с изучением смертности в качестве первичного результата, которые вполне могли бы способствовать получению полезных данных по этой теме (NCT04198077).

Наконец, еще одно обсервационное когортное исследование [25] было проведено на выборке из 11740 больных сепсисом, получавших кислородную терапию в ОИТ или периоперационном периоде, отобранных из баз данных MIMIC IV и eICU. Авторы наблюдали прямо пропорциональную зависимость между кислородотерапией и частотой развития сепсис-ассоциированной энцефалопатии (САЭ). Под САЭ понимается когнитивная дисфункция, обусловленная системной воспалительной реакцией в отсутствие непосредственного инфицирования ЦНС (в данном исследовании определяемая как GCS < 15 и/или пациенты с диагнозом "делирий"). Авторы отметили более высокую смертность среди пациентов с сепсисом, у которых развилась САЭ, по сравнению с теми, у кого она не развилась, а также более высокие значения PaO₂ и PaO₂/ FiO₂ среди пациентов, не выживших после развития САЭ. Обсервационный характер исследования, безусловно, является ограничением, однако они отметили, что диапазон значений PaO₂ (97-339) мм рт.ст., PaO₂/FiO₂ (189-619) и SpO2 ≥ 93% снижает частоту развития САЭ и может уменьшить госпитальную смертность при САЭ. Напротив, гипоксия (SPO₂ < 93%, PaO2 < 97 мм рт. ст. и PaO₂/FiO₂ < 189) и гипероксия (PaO₂ > 339 мм рт. ст. и PaO₂/FiO₂ > 619) были связаны с увеличением частоты САЭ. Таким образом, пониженная или повышенная оксигенация может вызывать САЭ.

Другие исходы

В исследованиях, включенных в анализ, оценивали десять дополнительных показателей: слабость, вызванная пребыванием в ОИТ, формирование ателектаза, продолжительность пребывания в ОИТ, частота применения заместительной почечной терапии и острого почечного повреждения (ОПП), количество дней до отмены вазопрессоров или инотропов, процент разрешения первичных и вторичных инфекций, продолжительность механической вентиляции, сосудистые эффекты и оксидативный стресс.

В РКИ HYPERS2S в группе гипероксии [17] по сравнению с группой нормоксии было выявлено большее число пациентов с приобретенной в ОИТ слабостью (24 [11%] против 13 [6%]; p = 0,06) и ателектазом (26 [12%] против 13 [6%]; p = 0,04) в течение первых 3 суток. Вторичные исходы: длительность пребывания в ОИТ (p = 0,49) и потребность в заместительной почечной терапии (p = 0,74) - не имели существенных различий. Во вторичном анализе проспективного обсервационного исследования, проведенного Martnn-Fernbndez et al., гипероксемия (PaO₂ > 100 мм рт.ст.) была связана с меньшей продолжительностью пребывания в ОИТ (5 [9] против 8 [13] дней, p < 0,001) и уменьшением продолжительности ИВЛ (1 [4] против 2 [8] дней, p < 0,001). В одноцентровом ретроспективном исследовании [22] между группами с традиционными целевыми показателями оксигенации и консервативными целевыми показателями было выявлено уменьшение продолжительности пребывания в ОИТ (11,0 [IQR: 6,0-19,0] дней против 9,0 [IQR: 4,0-15,0] дней, p = 0,02) и продолжительности ИВЛ (11,0 [IQR: 6,0-19,0] дней против 7,0 [IQR: 3,0-14,0] дней, p = 0,01).

В недавнем post hoc анализе РКИ [19] AKI, процент пациентов, которым проводилась заместительная почечная терапия, время остановки вазопрессоров и инотропных средств, разрешение первичной инфекции и смертность в ОИТ существенно не отличались между исследуемыми группами. Напротив, у пациентов с нормоксемией было выявлено уменьшение длительности ИВЛ и продолжительности пребывания в ОИТ по сравнению с группой с гипероксемией.

Rossi et al. [27] в проспективном исследовании оценили сосудистые эффекты во время ИВЛ у 14 больных с сепсисом. После 20-минутного периода гипероксической вентиляции (FiO₂ 1,0) с помощью обычной ультрасонографии и импульсной допплерографии одновременно с инвазивным измерением артериального давления регистрировались двухмерные изображения площади поперечного сечения плечевой артерии и скорости брахиального кровотока. Наблюдалось уменьшение площади поперечного сечения плечевой артерии и увеличение САД примерно на 7%, увеличение пульсового давления и индекса резистентности, снижение коэффициента растяжимости и поперечного сечения, что свидетельствует о повышении вазомоторного тонуса. Вазоконстрикция в ответ на гипероксию, по-видимому, приводит к парадоксальному снижению артериальной доставки кислорода из-за ухудшения артериального кровотока, по крайней мере, для верхних конечностей.

В дополнительном исследовании ICU-ROX RCT [18] на 27 пациентах с сепсисом корреляцию между гипероксией ( SpO₂ ≥ 97%) и усилением окислительного стресса оценивали, сравнивая уровни аскорбата (одного из наиболее мощных водорастворимых антиоксидантов в плазме крови человека) и белковых карбонилов (биомаркера окисления белков). Анализ данных показал, что консервативная кислородная терапия не изменяет системные маркеры окислительного стресса у тяжелобольных вентилируемых пациентов с сепсисом по сравнению со стандартной кислородной терапией.

Ограничения

Данный обзор имеет ограничения. Основное ограничение связано с неоднородностью определения гипероксии, принятого в разных исследованиях, что ограничивает возможность дальнейшего обобщения и анализа данных. Кроме того, в большинстве включенных в обзор исследований не приводились подробные данные о микроорганизмах-возбудителях, применении антибиотиков и продолжительности гипероксии, которые, как ожидается, могут вносить вклад в смертность как сбивающие переменные, а также не изучалось влияние уровня кислорода в крови на чувствительность к антибиотикам. Наконец, малый размер выборки во многих отобранных исследованиях не позволяет получить обобщающие результаты.

Выводы

Результаты включенных исследований противоречивы, однако данные РКИ свидетельствуют об опасности применения гипероксии у пациентов с сепсисом или септическим шоком и потенциальной связи с более высокой смертностью. Неоднородность принятых определений гипероксии затрудняет дальнейшее обобщение имеющихся данных. Оптимальный диапазон уровня кислорода, способный минимизировать риски и принести пользу, до сих пор остается неизвестным. Клиническое равновесие между двумя состояниями (гипероксией и нормоксией) в данной популяции пациентов не определено, что ограничивает возможности будущих исследований. Будущие исследования должны быть направлены на (i) определение оптимального диапазона оксигенации и ее оптимальной продолжительности для получения максимальной пользы и минимизации вреда и (ii) изучение того, как эффекты различных уровней кислорода могут варьировать в зависимости от выявленных патогенов, источника инфекции и назначенных антибиотиков у пациентов в критическом состоянии с сепсисом и септическим шоком.

Abbreviations

CNS Central nervous system

FiO2 Fraction of inspired O2

HFNC High-flow nasal cannula

ICU Intensive care unit

MAP Mean arterial pressure

PaO2 Partial pressure of oxygen

RCT Randomized controlled trial

ROS Reactive oxygen species

SAE Sepsis-associated encephalopathy

SaO2 Saturation of oxygen

Сокращения

ЦНС Центральная нервная система

FiO2 Фракция вдохнутого O2

HFNC Высокопоточная назальная канюля

ICU Отделение интенсивной терапии

MAP Среднее артериальное давление

PaO2 Парциальное давление кислорода

RCT Рандомизированное контролируемое исследование

ROS Реактивные виды кислорода

SAE Сепсис-ассоциированная энцефалопатия

SaO2 Насыщение кислородом

Дополнительные данные (Supplementary)

Ссылка на документ 1

Ссылка на документ 2

References

1. Vincent J-L, De Backer D (2013) Circulatory shock. N Engl J Med 369(18):1726–1734. https:// doi. org/ 10. 1056/ NEJMr a1208 943

2. Girardis M, Alhazzani W, Rasmussen BS (2019) What’s new in oxygen therapy? Intensive Care Med 45(7):1009–1011. https:// doi. org/ 10. 1007/s00134- 019- 05619-9

3. Evans L, Rhodes A, Alhazzani W, Antonelli M, Coopersmith CM, French C, Machado FR, Mcintyre L, Ostermann M, Prescott HC, Schorr C, Simpson S, Wiersinga WJ, Alshamsi F, Angus DC, Arabi Y, Azevedo L, Beale R, Beilman G, Belley-Cote E, Burry L, Cecconi M, Centofanti J, Coz Yataco A, De Waele J, Dellinger RP, Doi K, Du B, Estenssoro E, Ferrer R, Gomersall C, Hodgson

C, Mшller MH, Iwashyna T, Jacob S, Kleinpell R, Klompas M, Koh Y, Kumar A, Kwizera A, Lobo S, Masur H, McGloughlin S, Mehta S, Mehta Y, Mer M, Nunnally M, Oczkowski S, Osborn T, Papathanassoglou E, Perner A, Puskarich M, Roberts J, Schweickert W, Seckel M, Sevransky J, Sprung CL, Welte T, Zimmerman J, Levy M (2021) Surviving Sepsis Campaign: International

Guidelines for Management of Sepsis and Septic Shock 2021. Intensive Care Med 47(11):1181–1247. https:// doi. org/ 10. 1007/ s00134- 021- 06506-y

4. Magder S (2006) Reactive oxygen species: toxic molecules or spark of life? Crit Care 10(1):208. https:// doi. org/ 10. 1186/ cc3992

5. Chow C-W, Herrera Abreu MT, Suzuki T, Downey GP (2003) Oxidative stress and acute lung injury. Am J Respir Cell Mol Biol 29(4):427–431.https:// doi. org/ 10. 1165/ rcmb. F278

6. Benoоt Z, Wicky S, Fischer J-F, Frascarolo P, Chapuis C, Spahn DR, Magnusson L (2002) The effect of increased Fio2 before tracheal extubation on postoperative atelectasis. Anesth Analg 95(6):1777–1781. https:// doi. org/10. 1097/ 00000 539- 20021 2000- 00058

7. Mak S, Azevedo ER, Liu PP, Newton GE (2001) Effect of hyperoxia on left ventricular function and filling pressures in patients with and without congestive heart failure. Chest 120(2):467–473. https:// doi. org/ 10. 1378/chest. 120.2. 467

8. Gupta S, Laskar N, Kadouri DE (2016) Evaluating the effect of oxygen concentrations on antibiotic sensitivity, growth, and biofilm formation of human pathogens. Microbiol Insights 9:37–46. https:// doi. org/ 10. 4137/MBI. S40767

9. Damiani E, Adrario E, Girardis M, Romano R, Pelaia P, Singer M, Donati A (2014) Arterial hyperoxia and mortality in critically ill patients: a systematic review and meta-analysis. Crit Care 18(6):711. https:// doi. org/ 10.1186/ s13054- 014- 0711-x

10. Girardis M, Busani S, Damiani E, Donati A, Rinaldi L, Marudi A, Morelli A, Antonelli M, Singer M (2016) Effect of conservative vs conventional oxygen therapy on mortality among patients in an intensive care unit: the oxygen-ICU randomized clinical trial. JAMA 316(15):1583. https:// doi.

org/ 10. 1001/ jama. 2016. 11993

11. Helmerhorst HJF, Roos-Blom M-J, van Westerloo DJ, de Jonge E (2015) Association between arterial hyperoxia and outcome in subsets of critical illness: a systematic review, meta-analysis, and meta-regression of cohort studies*. Critical Care Medicine 43(7):1508–1519. https:// doi. org/ 10. 1097/CCM. 00000 00000 000998

12. Page MJ, McKenzie JE, Bossuyt PM, Boutron I, Hoffmann TC, Mulrow CD,Shamseer L, Tetzlaff JM, Akl EA, Brennan SE, Chou R, Glanville J, Grimshaw JM, Hrуbjartsson A, Lalu MM, Li T, Loder EW, Mayo-Wilson E, McDonald S, McGuinness LA, Stewart LA, Thomas J, Tricco AC, Welch VA, Whiting P, Moher D (2021) The PRISMA 2020 Statement: an updated guideline for reporting systematic reviews. BMJ. 372:n71. https:// doi. org/ 10. 1136/ bmj. n71

13. (2020) Chapter 3: Systematic reviews of effectiveness. In JBI Manual for Evidence Synthesis; JBI. https:// doi. org/ 10. 46658/ JBIMES- 20- 04.

14. (2020) Chapter 7: Systematic reviews of etiology and risk. In JBI Manual for Evidence Synthesis; JBI. https:// doi. org/ 10. 46658/ JBIMES- 20- 08.

15. Munn, Z.; Barker, T. H.; Moola, S.; Tufanaru, C.; Stern, C.; McArthur, A.; Stephenson,M.; Aromataris, E. (2019) Methodological quality of case series studies: an introduction to the JBI Critical Appraisal Tool. JBI Database of Systematic Reviews and Implementation Reports, Publish Ahead of Print. https:// doi. org/ 10. 11124/ JBISR IR-D- 19- 00099.

16. Stolmeijer R, ter Maaten JC, Zijlstra JG, Ligtenberg JJM (2014) Oxygen therapy for sepsis patients in the emergency department: a little less? Eur J Emerg Med 21(3):233–235. https:// doi. org/ 10. 1097/ MEJ. 0b013 e3283 61c6c7

17. Asfar P, Schortgen F, Boisramй-Helms J, Charpentier J, Guйrot E, Megarbane B, Grimaldi D, Grelon F, Anguel N, Lasocki S, Henry-Lagarrigue M, Gonzalez F, Legay F, Guitton C, Schenck M, Doise JM, Devaquet J, Van Der Linden T, Chatellier D, Rigaud JP, Dellamonica J, Tamion F, Meziani F, Mercat A, Dreyfuss D, Seegers V, Radermacher P (2017) Hyperoxia and Hypertonic Saline in Patients with Septic Shock (HYPERS2S): a two-bytwo factorial, multicentre, randomised, clinical trial. Lancet Respir Med 5(3):180–190. https:// doi. org/ 10. 1016/ S2213- 2600(17) 30046-2

18. Carr AC, Spencer E, Mackle D, Hunt A, Judd H, Mehrtens J, Parker K, Stockwell Z, Gale C, Beaumont M, Kaur S, Bihari S, Young PJ (2020) The effect of conservative oxygen therapy on systemic biomarkers of oxidative stress in critically ill patients. Free Radic Biol Med 160:13–18. https:// doi. org/ 10. 1016/j. freer adbio med. 2020. 06. 018

19. Catalisano G, Ippolito M, Blanda A, Meessen J, Giarratano A, Todesco N, Bonato V, Restuccia F, Montomoli J, Fiore G, Grasselli G, Caironi P, Latini R, Cortegiani A (2023) Effects of hyperoxemia in patients with sepsis – a post-hoc analysis of a multicentre randomized clinical trial. Pulmonology

S2531-0437(23):00042–9. https:// doi. org/ 10. 1016/j. pulmoe. 2023. 02. 005

20. the HYPER2S investigators, Demiselle J, Wepler M, Hartmann C, Radermacher P, Schortgen F, Meziani F, Singer M, Seegers V, Asfar P (2018) Hyperoxia toxicity in septic shock patients according to the Sepsis-3 criteria: a post hoc analysis of the HYPER2S trial. Ann Intensive Care 8(1):90.

https:// doi. org/ 10. 1186/ s13613- 018- 0435-1

21. Jouffroy R, Saade A, Saint Martin LC, Philippe P, Carli P, Vivien B (2019) Prognosis value of partial arterial oxygen pressure in patients with septic shock subjected to pre-hospital invasive ventilation. Am J Emerg Med 37(1):56–60. https:// doi. org/ 10. 1016/j. ajem. 2018. 04. 050

22. Nishimoto K, Umegaki T, Ohira S, Soeda T, Anada N, Uba T, Shoji T, Kusunoki M, Nakajima Y, Kamibayashi T (2021) Impact of permissive hypoxia and hyperoxia avoidance on clinical outcomes in septic patients receiving mechanical ventilation: a retrospective single-center study. BioMed Res Int 2021:1–10. https:// doi. org/ 10. 1155/ 2021/ 73320 27

23. Martнn-Fernбndez M, Heredia-Rodrнguez M, Gonzбlez-Jimйnez I, Lorenzo-Lуpez M, Gуmez-Pesquera E, Poves-Бlvarez R, Бlvarez FJ, Jorge-Monjas P, Beltrбn-DeHeredia J, Gutiйrrez-Abejуn E, Herrera-Gуmez F, Guzzo G, Gуmez-Sбnchez E, Tamayo-Velasco Б, Aller R, Pelosi P, Villar J, Tamayo E (2022) Hyperoxemia in postsurgical sepsis/septic shock patients is associated with reduced mortality. Crit Care 26(1):4. https:// doi. org/ 10. 1186/s13054- 021- 03875-0

24. Young P, Mackle D, Bellomo R, Bailey M, Beasley R, Deane A, Eastwood G, Finfer S, Freebairn R, King V, Linke N, Litton E, McArthur C, McGuinness S, Panwar R (2020) Conservative oxygen therapy for mechanically ventilated adults with sepsis: a post hoc analysis of data from the intensive care unit randomized trial comparing two approaches to oxygen therapy (ICU-ROX). Intensive Care Med 46(1):17–26. https:// doi. org/ 10. 1007/s00134- 019- 05857-x

25. Li Y, Zhao L, Yu Y, Zhang K, Jiang Y, Wang Z, Xie K, Yu Y (2022) Conservative oxygen therapy in critically ill and perioperative period of patients with sepsis-associated encephalopathy. Front Immunol. 13:1035298. https://doi. org/ 10. 3389/ fimmu. 2022. 10352 98

26. Popoff B, Besnier E, Dureuil B, Veber B, Clavier T (2021) Effect of early hyperoxemia on mortality in mechanically ventilated septic shock patients according to Sepsis-3 criteria: analysis of the MIMIC-III database. Eur J Emerg Med 28(6):469–475. https:// doi. org/ 10. 1097/ MEJ. 00000 00000 000854

Rossi P, Tauzin L, Weiss M, Rostain J-C, Sainty J-M, Boussuges A (2007) Could hyperoxic ventilation impair oxygen delivery in septic patients?Clin Physiol Funct Imaging 27(3):180–184. https:// doi. org/ 10. 1111/j. 1475-097X. 2007. 00732.x

28. Levy MM, Evans LE, Rhodes A (2018) The Surviving Sepsis Campaign Bundle: 2018 update. Intensive Care Med 44(6):925–928. https:// doi. org/10. 1007/ s00134- 018- 5085-0

29. Levy MM, Dellinger RP, Townsend SR, Linde-Zwirble WT, Marshall JC, Bion J, Schorr C, Artigas A, Ramsay G, Beale R, Parker MM, Gerlach H, Reinhart K, Silva E, Harvey M, Regan S, Angus DC (2010) The Surviving Sepsis Campaign: results of an international guideline-based performance improvement program targeting severe sepsis. Intensive Care Med 36(2):222–231.

https:// doi. org/ 10. 1007/ s00134- 009- 1738-3

30. Damiani E, Donati A, Serafini G, Rinaldi L, Adrario E, Pelaia P, Busani S, Girardis M (2015) Effect of performance improvement programs on compliance with sepsis bundles and mortality: a systematic review and meta-analysis of observational studies. PLoS One 10(5):e0125827. https://

doi. org/ 10. 1371/ journ al. pone. 01258 27

31. Rhodes A, Evans LE, Alhazzani W, Levy MM, Antonelli M, Ferrer R, Kumar A, Sevransky JE, Sprung CL, Nunnally ME, Rochwerg B, Rubenfeld GD, Angus DC, Annane D, Beale RJ, Bellinghan GJ, Bernard GR, Chiche J-D,Coopersmith C, De Backer DP, French CJ, Fujishima S, Gerlach H, Hidalgo JL, Hollenberg SM, Jones AE, Karnad DR, Kleinpell RM, Koh Y, Lisboa TC, Machado FR, Marini JJ, Marshall JC, Mazuski JE, McIntyre LA, McLean AS, Mehta S, Moreno RP, Myburgh J, Navalesi P, Nishida O, Osborn TM, Perner A, Plunkett CM, Ranieri M, Schorr CA, Seckel MA, Seymour CW, Shieh L,Shukri KA, Simpson SQ, Singer M, Thompson BT, Townsend SR, Van der

Poll T, Vincent J-L, Wiersinga WJ, Zimmerman JL, Dellinger RP (2017) Surviving Sepsis Campaign: international guidelines for management of sepsis and septic shock. Crit Care Med 45(3):486–552. https:// doi. org/ 10. 1097/ CCM. 00000 00000 002255

32. Sjцberg F, Singer M (2013) The medical use of oxygen: a time for critical reappraisal. J Intern Med 274(6):505–528. https:// doi. org/ 10. 1111/ joim.12139

33. Hafner S, Beloncle F, Koch A, Radermacher P, Asfar P (2015) Hyperoxia in intensive care, emergency, and peri-operative medicine: Dr. Jekyll or Mr. Hyde? A 2015 Update. Ann Intensive Care 5(1):42. https:// doi. org/ 10.1186/ s13613- 015- 0084-6

34. Pacher P, Beckman JS, Liaudet L (2007) Nitric oxide and peroxynitrite in health and disease. Physiol Rev 87(1):315–424. https:// doi. org/ 10. 1152/physr ev. 00029. 2006

35. Turrens JF (2003) Mitochondrial formation of reactive oxygen species. J Physiol 552(2):335–344. https:// doi. org/ 10. 1113/ jphys iol. 2003. 049478

36. McNulty PH, Robertson BJ, Tulli MA, Hess J, Harach LA, Scott S, Sinoway LI (2007) Effect of hyperoxia and vitamin C on coronary blood flow in patients with ischemic heart disease. J Appl Physiol 102(5):2040–2045. https:// doi. org/ 10. 1152/ jappl physi ol. 00595. 2006

37. Stamler JS, Jia L, Eu JP, McMahon TJ, Demchenko IT, Bonaventura J, Gernert K, Piantadosi CA (1997) Blood flow regulation by S-nitrosohemoglobin in the physiological oxygen gradient. Science 276(5321):2034–2037. https:// doi. org/ 10. 1126/ scien ce. 276. 5321. 2034

38. Kress JP, Hall JB (2014) ICU-acquired weakness and recovery from critical illness. N Engl J Med 370(17):1626–1635. https:// doi. org/ 10. 1056/ NEJMr a1209 390

39. Aboab J, Jonson B, Kouatchet A, Taille S, Niklason L, Brochard L (2006) Effect of inspired oxygen fraction on alveolar derecruitment in acute respiratory distress syndrome. Intensive Care Med 32(12):1979–1986. https://doi. org/ 10. 1007/ s00134- 006- 0382-4

40. Kallet RH, Matthay MA (2013) Hyperoxic acute lung injury. Respiratory Care 58(1):123–141. https:// doi. org/ 10. 4187/ respc are. 01963

41. Vaporidi K, Akoumianaki E, Telias I, Goligher EC, Brochard L, Georgopoulos D (2020) Respiratory drive in critically ill patients. Pathophysiology and Clinical Implications. Am J Respir Crit Care Med 201(1):20–32. https:// doi.org/ 10. 1164/ rccm. 201903- 0596SO

42. Linton RAF, Poole-Wilson PA, Davies RJ, Cameron IR (1973) A comparison of the ventilatory response to carbon dioxide by steady-state and rebreathing methods during metabolic acidosis and alkalosis. Clin Sci 45(2):239–249. https:// doi. org/ 10. 1042/ cs045 0239

43. Tang G-J, Kou YR, Lin YS (1998) Peripheral neural modulation of endotoxin-induced hyperventilation. Critical Care Med 26(9):1558–1563. https:// doi. org/ 10. 1097/ 00003 246- 19980 9000- 00024

Mauri T, Spinelli E, Pavlovsky B, Grieco DL, Ottaviani I, Basile MC, Dalla Corte F, Pintaudi G, Garofalo E, Rundo A, Volta CA, Pesenti A, Spadaro S (2021) Respiratory drive in patients with sepsis and septic shock: modulation by high-flow nasal cannula. Anesthesiology 135(6):1066–1075.

https:// doi. org/ 10. 1097/ ALN. 00000 00000 004010

45. Maggiore SM, Grieco DL, Lemiale V (2023) The use of high-flow nasal oxygen. Intensive Care Med. https:// doi. org/ 10. 1007/ s00134- 023- 07067-y

46. Mauri T, Turrini C, Eronia N, Grasselli G, Volta CA, Bellani G, Pesenti A (2017) Physiologic effects of high-flow nasal cannula in acute hypoxemic respiratory failure. Am J Respir Crit Care Med 195(9):1207–1215. https://doi. org/ 10. 1164/ rccm. 201605- 0916OC

47. Mauri T, Alban L, Turrini C, Cambiaghi B, Carlesso E, Taccone P, Bottino N, Lissoni A, Spadaro S, Volta CA, Gattinoni L, Pesenti A, Grasselli G (2017) Optimum support by high-flow nasal cannula in acute hypoxemic respiratory failure: effects of increasing flow rates. Intensive Care Med 43(10): 1453–1463. https:// doi. org/ 10. 1007/ s00134- 017- 4890-1

48. Singer M, Deutschman CS, Seymour CW, Shankar-Hari M, Annane D, Bauer M, Bellomo R, Bernard GR, Chiche J-D, Coopersmith CM, Hotchkiss RS, Levy MM, Marshall JC, Martin GS, Opal SM, Rubenfeld GD, van der Poll T, Vincent J-L, Angus DC (2016) The Third International Consensus Definitions for Sepsis and Septic Shock (Sepsis-3). JAMA 315(8):801. https:// doi.org/ 10. 1001/ jama. 2016. 0287