Ventilatör ile İndüklenen Akciğer Hasarı. Prof.Dr. Ali GÜNERLİ

Transkript

1 Ventilatör ile İndüklenen Akciğer Hasarı Prof.Dr. Ali GÜNERLİ

2 Mekanik ventilasyon Ventilatör ilişkili Akciğer Kalp Pnömoni VALI Biyotravma Pnömotoraks Pnömomediyastinum SIRS / Sepsis Organ perfüzyon CO, DO2 Çoklu organ yetmezliği Multipl Organ Failure( MOF ) Lancet 2003;361:

3 VENTĠLATÖR ĠLĠġKĠLĠ AKCĠĞER HASARININ NEDENLERĠ Barotravma Yüksek basınç ile indüklenen akciğer hasarıdır. Volutravma AĢırı gerilme ile oluģan hasardır. Bazen yüksek volüm veya yüksek end-inspiratuvar (inspirasyon sonu) volüm hasarı olarak da tanımlanır. Atelektotravma Tekrarlanan açılma (recruitment) ve kapanma (kollaps) ile iliģkili akciğer hasarıdır. Teorik olarak lower inflection point üstündeki pozitif endekspiratuvar (ekspirasyon sonu) basınçlar ile önlenebilir. Zaman zaman düģük volüm veya düģük end-ekspiratuvar volüm hasarı da denir. Biyotravma Hasar oluģturan mekanik ventilasyona maruz kalan akciğerlerden salındığı düģünülen mediyatörlerin oluģturduğu pulmoner ve sistemik inflamasyon. Oksijenin toksik etkisi Yüksek inspiratuvar oksijen konsantrasyonunun oluģturduğu hasardır. Oksijen konsantrasyonu: Hasarlı akciğerde toksik etki ile O2 konsantrasyonu arasındaki iliģki bilinmemektedir. Lancet 2003;361:

4 Barotravma Plevral aralığa hava sızması (girmesi) Ġnterstisyel aralığa hava sızması Akciğerlerin açılması ve kapanması sırasında bronkoalveoler bileģkede ayrılma Çoğunlukla altta kalan (dependan) akciğer zonlarında (geçiģ zonu) ortaya çıkmaktadır Basınç etkisi

5 45 cmh2o Peak Airway Pressure etkisi

6 Gerilme hasarı transmural kapiller basınçları değiģtirir transmural basınçtakı değiģiklikler kapiller endoteli ve epitelinde kırılmalara yol açalar protein benzeri maddelerin sızmasını (kaçak olmasını) artırır atelektazi geliģmesini kolaylaģtırır

7 Ventilatör ile Ġndüklenen Akciğer Hasarı Gerilme hasarı ( Stretch Injury ) Alveolar boģluk Alveolakapiller membran

8 Alveoler ödem ve hyalin membran

9 Hemoraji ve ödem

10 Ventilatör ile Ġndüklenen Akciğer Hasarı Volüm travması (Volutravma ) akciğerdeki siklik değiģiklikler ile oluģur ( yüzey alanında değiģiklik ) surfaktan fonksiyonunu değiģtirir protein benzeri maddelerin sızmasını (kaçak olmasını) artırır Atelektazi geliģimini kolaylaģtırır Am Rev Respir Dis 1988;137:1159

11 Ventilatör ile Ġndüklenen Akciğer Hasarı Üç farklı ventilasyon modu ile solutulan kemirgenlerde: Yüksek basınç (45 cmh2o), yüksek volüm DüĢük basınç (negatif basınçlı ventilasyon), yüksek volüm Yüksek basınç (45 cmh2o), düģük volüm (abdomen ve toraks bağlanmıģsabitlenmiģ) Am Rev Respir Dis 1988;137:1159

12 Ventilatör ile Ġndüklenen Akciğer Hasarı Hiyalen membran hastalığı gerçekte bir hastalık değildir, akciğerler içindeki siklik volüm değiģikliklerinin bir sonucudur CMV (Konvansiyel mekanik ventilasyon) konsolidasyon oluģturur, aģırı inflasyon ve hiyalen membran oluģumuna neden olur HFOV (Yüksek Frekanslı Ossilasyon Ventilasyon) ile akciğerler üniform olarak inflasyona uğrar (devamlı inflasyon halinde kalır) ve hiyalen membran geliģmez Meredith K, JAP 1989; 66:2150

13 Ventilatör ile Ġndüklenen Akciğer Hasarı HFOV EriĢkinin içindeki bebeğin bakımı Konsolide akciğerin tepesinde oturan bebek akciğeri Vücut ağırlığına dayalı olarak 6-10 ml/kg tidal volüm Açık olan akciğer ünitlerine dayalı olarak ml/kg tidal volüm Histoloji infant akciğer hasarı ile benzer AĢırı gerilmiģ bölgeler Atelektazik bölgeler

14 Ventilatör ile Ġndüklenen Akciğer Hasarı EriĢkin ARDS Atelektazi AĢırı gerilmiģ hava yolları ve alveoller Hücresel birikim Hiyalen membranlar

15 Ventilatör ile Ġndüklenen Akciğer Hasarı EriĢkin ARDS geç dönem yapısal değiģiklikler Hava dolu alanlarda artıģ Septalarda harabiyet Fibrotik lezyonlar

16 Ware and Matthay, NEJM 2000;341:

17 Ventilatör ile Ġndüklenen Akciğer Hasarı Faz 1 : Erken eksudatif faz Endo/Epitelyal hasar Tip 1 Alveoler hücre hasarı ve/veya kaybı Kapiller konjesyon Ġnterstisyel/alveolar ödem, hemoraji Protein birikimi Surfaktan deaktivasyonu Atelektazi Hiyalen Membran OluĢumu Ġnflamatuvar hücre migrasyonu (göçü) Volutrauma ArtmıĢ protein kaçağı, atelektazi vb.

18 Ventilatör ile Ġndüklenen Akciğer Hasarı Faz 2: Proliferatif faz ( 5-10.gün) Tip 2 hücrelerin proliferasyonu Fibroblast migrasyonu Ġnterstisiyel kollejen oluģumu ArtmıĢ ölü boģluk AzalmıĢ kompliyans ArtmıĢ Pulmoner Vasküler Rezistans

19 Ventilatör ile Ġndüklenen Akciğer Hasarı Faz 3 : Fibrotik faz ( gün ) Akciğer hasarı Amfizematöz değiģiklikler Fibrozis Pulmoner vasküler tıkanma Kronik akciğer hastalığı

20 Ventilatör ile İndüklenen Akciğer Hasarı Atelektotravma Pinhu et al Lancet 2003;361:

21 Pinhu et al Lancet 2003;361:

22 Ventilatör ile Ġndüklenen Akciğer Hasarı Mekanik ventilasyon sırasında hasar geliģebilecek iki bölge vardır DüĢük akciğer volümlü ventilasyon adheziv yüzeylerin ayrılmasını sağlar ( HFOV ) Yüksek akciğer volümlü ventilasyon aģırı gerilmeye neden olur ve Volutravma ile sonuçlanır Zor olan, Sweet Spot (Tatlı noktayı) bulmaktır Froese AB, Crit Care Med 1997; 25:906

23 Pinhu et al Lancet 2003;361: Physiological distension of healthy alveolar epithelium AT1=alveolar type-1 epithelial cell; AT2=alveolar type-2 epithelial cell; 1=signalling dependent onstretch (and gadolinium)-sensitive ion channels. 2=extracellular signalling pathway between thematrix, integrin, and cytoskeleton signalling pathway. 3=signalling and intercellular solute transpo through intercellular contacts. 4=non-specific fluxes caused by sublethal temporary cell membranedisruption. (Upper) type-1 and 2 cells constitute the normal adult alveolar epithelium. Focal contactsor adhesions occur at sites of cell adhesion to underlying matrix from highly organised aggregates of integrins, other adhesion molecules and their connections to signalling molecules and thecytoskeleton. Stretch-sensitive ion channels may occur on AT1 as well as AT2 and facilitate fluxes ineither direction. Intercellular adhesions (and their functions) include: gap junctions (intercellular solutetransfer), adherens junctions (cadherin mediated signalling) and desmosomes (bonding cells in asheet with the help

24 Pinhu et al Lancet 2003;361: pathological over-distension of injured alveolar epithelium The alveolar epithelium that is recovering frominjury is constituted by proliferating dedifferentiated AT2 that may express a distinct repertoire ofadhesion molecules. The provisional matrix formed after injury is rich in plasma-derived proteins andproteins produced in response to injury.

25 Ventilatör ile Ġndüklenen Akciğer Hasarı Biyokimyasal Hasar Biyokimyasal ajanlar (mediyatörler) akciğere saldırır Fibrotik proliferasyon hücreleri akciğere toplanır Atelektazi kimyasal mediyatörlerin salınımını kolaylaģtırır Akciğerde salınan mediyatörler diğer organ sistemlerine saldırabilir Hücreler Makrofajlar Endotelyal ve Epitelyal Hücreler Trombositler Nötrofiller Mediyatörler Sitokinler Lökotriyenler PAF (Platelet Activating Factor) Tromboksan TNF (Tumor Necrotizing Factor) Kompleman Proteinler Interlökin-1,8 Curr Opin Crit Care 11:82-86,2005

26 Ware and Matthay, NEJM 2000;341:

27 Orfanos SE, et al. Intensive Care Med 2004; 30:

28 Orfanos SE, et al. Intensive Care Med 2004; 30:

29 CMV CMV-S HFOV HFOV-S Percent Debris Ventilatör ile Ġndüklenen Akciğer Hasarı Prematür Primatlarda HFOV + Surfaktan ile CMV + Surfaktanın karģılaģtırılması HFOV Daha az radyografik hasar Daha az oksijenasyon hasarı Daha az alveoler protein benzeri atıklar Ġle sonuçlanmıģtır 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% Alveolar Protein Mode Jackson C AJRCCM 1994; 150:534

30 Ventilatör ile Ġndüklenen Akciğer Hasarı HFOV ile yüksek volüm stratejilerine göre Daha iyi sürfaktanaktivitesi Normalize Lamellar Body Phospholipid düzeyleri ĠyileĢmiĢ akciğer mekanikleri Tüm konvansiyonel ventilasyon stratejileri Ölümle veya azalmıģ sürfaktan performansı ile sonuçlanmıģtır Froese A, ARRD 1993; 148:569

31 Ventilatör ile Ġndüklenen Akciğer Hasarı HFOV ile ventilasyonda CMV ye göre nötrofiller belirgin olarak daha az uyarılmaktadır Nötrofil aktivitesi, aktif oksijen türevleri, proteinazlar ve araģidonik asit metabolitleri salınımı aracılığıyla ARDS oluģumunda rol oynar. Sugiura M, JAP 1994; 77:1355

32 Ventilatör ile Ġndüklenen Akciğer Hasarı inflamatuvar markerler HFOV ile solutulan hastalarda CMV ye göre daha az oluģur. Imai Y, AJRCCM 1994; 150:1550

33 High-frequency ossilatory ventilation and ventilator-induced lung injury Yumiko Imai,MD,PhD; Arthur S. Slutsky,MD Crit Care Med 2005;33(Suppl.)

34 Ventilatör ile Ġndüklenen Akciğer Hasarı Alveoler makrofajların aktivasyonu ve proinflamatuvar sitokinler VILI de önemli rol oynar. Takata M, AJRCCM 1997; 156:272

35

36

37 Koruyucu ventilasyon stratejilerinin, ALI li hastalarda surviyi iyileģtirdiğini desteklemesine karģın, koruyucu ventilasyon uygulanan hastaların sayılarının yinede çok artmadığına değinilmiģ, VILI nin geliģmesinde ; mekanik gerilmeye hücresel yanıt PMN recuitment ve aktivasyonu ile apopitoz/nekroz dengesi üzerinde durulmuģ Mekanik ventilasyonun iyatrojenik sonuçlarından sakınmak için, sinyal transdüksiyon ( iletimi ) mekanizmalarının anlaģılmasının ve akciğerin gerilmesinin moleküler hücresel etkilerini düzenlemede olası farmakolojik hedeflerin geliģtirlmesinin gerekli olduğu vurgulanmıģtır.

38 Crit Care Med 2005;33(Suppl.)