Смисъл на броя: Енцефалопатия след респираторен арест

Респираторен арест или буквално спиране на дишането е сериозно животозастрашаващо състояние, причинено от апнея или дихателна дисфункция, достатъчно тежка, че да наруши жизнените функции на тялото (т.нар. агонално дишане). Ако контракцията на сърдечния мускул е запазена, състоянието е известно като респираторен арест. Много често се усложнява и със спиране на сърдечната дейност или неефективна сърдечна контрактилна способност, т.нар. сърдечен арест¹.

Това състоянието е известно като клинична смърт и често завършва с биологична смърт, ако не се предприемат мерки за възстановяване на дихателната и сърдечната дейност. Внезапното спиране на белодробния газообмен, продължаващо повече от пет минути, може трайно да увреди жизненоважни органи, особено мозъка. Липсата на кислород в мозъка води до загуба на съзнание и различни неврологични увреждания. Енцефалопатията след респираторен арест е състояние, протичащо с изключително висока смъртност и представлява всяко количествено и/или качествено нарушение на съзнанието с или без огнищна неврологична симптоматика, било то възбудна или отпадна, която се дължи на тежка мозъчна хипоксия вследствие на апнея или друга респираторна дисфункция².

Добре е известно, че човешкият мозък е изключително чувствителен към липсата на кислород и при хипоксия, продължаваща 5 или повече минути, може да се стигне до трайни неврологични последици, включително и смърт. Мозъчно увреждане е вероятно, ако спирането на дишането не се лекува повече от три минути, а смъртта е почти сигурна, ако продължи повече от пет минути¹.

Етиология

Всички състояния, които могат да доведат до остро спиране на дишането, могат да доведат и до развитие на енцефалопатна картина, например потискане на дихателния център в продълговатия мозък от приложение на опиоиди, недостатъчно съдържание на кислород във вдишания въздух, продължителен период престой под вода, чуждо тяло или оток на горните дихателни пътища, бронхоспазъм, спадане на корена на езика при притискане на органите на шията отвън – образуване на хематом след ендокринна хирургия, обширни ателектази на белия дроб, пневмония или остър респираторен дистрес синдром (acute respiratory distress syndrome – ARDS)³.

Патофизиология

Всички описани по-горе причини, увреждащи мозъка на клетъчно ниво, водят до нарушено окислително фосфорилиране и намалява продукцията на аденозинтрифосфат (AТФ). В резултат на това се нарушава функцията на натриево-калиевата помпа, в клетките навлизат натрий и вода и се образува мозъчен оток. Липсата на енергиен запас за клетката води до изместване към анаеробен метаболизъм, засилване на анаеробната гликолиза, образуване на лактат и вътреклетъчна ацидоза. Разстройват се всички процеси в клетката, в резултат на което настъпва клетъчна смърт.

Невроните са много по-чувствителни към хипоксия от глиалните клетки, като най-чувствителни са съответно невроните в хипокампа, клетките на Пуркиние в малкия мозък и пирамидните неврони в неокортекса⁴. Мозъкът се нуждае от приблизително 3,3 ml кислород на 100 g мозъчна тъкан на минута. Първоначално тялото реагира на пониженото количество кислород в кръвта, като пренасочва кръвотока към мозъка и увеличава церебралния кръвен поток⁵. Мозъчната перфузия може да се увеличи до два пъти над нормата, като временно това е достатъчно, за да задоволи нуждите на мозъка от кислород.

Увреждане на мозъка може да възникне както по време, така и след периода на лишаване от кислород. По време на острия недостиг на кислород клетките умират поради нарастваща киселинност в мозъчната тъкан (ацидоза). Освен това по време на този период се натрупват метаболити, които лесно могат да създадат свободни радикали. Когато кислородът навлезе в мозъчната тъкан, тези метаболити взаимодействат с кислорода, като създадат високи нива на оксиданти. Оксидантите пречат на нормалния мозъчен метаболизъм и причиняват допълнителни увреждания, известни като „реперфузионно увреждане“³.

Клинична картина

На фона на дихателна недостатъчност може да се развие енцефалопатна картина – качествено или количествено нарушение на съзнанието до степен на кома. Могат да се наблюдават пирамидни, екстрапирамидни или церебеларни симптоми – квадрипарези и парализи, екстензионни гърчове, хореични или хорео-атетозни хиперкинези, тежка атаксия. Често, вследствие на глобалната мозъчна хипоксия, се наблюдават миоклонични потрепвания, които обикновенно са генерализирани и са лош прогностичен белег.

При задълбочаване на хипоксемията обаче и персистиране на мозъчната хипоксия започват да се появят и различни неврологични симптоми^3. При по-лека степен на хипоксемия неврологичните симптоми включват помрачено съзнание, сънливост, брадипсихичност, затруднения с изпълнението на различни задачи, намаляване на краткосрочната памет^4. Ако лишаването на централната нервна система от кислород е значително по степен, това ще доведе до тежки количествени и качествени промени в съзнанието, нарушен двигателен контрол, епилептични пристъпи или тонусови промени до т.нар. декортикационна или децеребрационна ригидност.

Кожата може да изглежда синкава (цианоза), а сърдечната честота се ускорява или понижава екстремно. Поради засягане на центровете в мозъчния ствол се наблюдават и очедвигателни нарушения, но и екстремни колебания на артериалното налягане и допълнителни дихателни нарушения. Продължителният недостиг на кислород до главния мозък често води до конвулсии, дълготрайна загуба на съзнание – кома, гърчове, потискане на рефлексите, включително на мозъчния ствол, и мозъчна смърт⁶.

Изследвания

Необходимо е при респираторен арест да се изследват пълна кръвна картина, в частност ниво на хемоглобин, нива на серумни електролити, разширена биохимия – чернодробни маркери и оценка на бъбречната функция, кръвно-газов анализ  и понякога токсикология – при съмнение за интоксикации с опиоиди или бензодиазепини. В някои случаи е необходимо и изследване на сърдечната функция чрез ехокардиография.

Обикновено при провеждане на компютърна томография (КТ) на глава в първите часове не се откриват съществени отклонения¹. Уместно е да се проведе контролна КТ на глава след третия ден за наличие на мозъчен оток. По-добре е да се проведе магнитно-резонансна томография на глава, която е значително по-информативна в случая. Има редица проучвания за ролята на електроенцефалографията при оценка на прогнозата и изхода от острата респираторна енцефалопатия.

Могат да се наблюдават различни графоелементи – от епилептиформени разряди до фокално или по-често дифузно забавяне на трасето, наличие на т. нар burst-suppression – израз на тежка мозъчна увреда, при съхранени единични популации от неврони, които показват невронна хипервъзбудимост. Могат да се наблюдават т. нар. GPDs (Generalized periodic discharges), които представляват активност с различна морфология, обикновено с формата на трифазни вълни. Налична е четиристепенна скала за оценка на прогнозата, на база находката от ЕЕГ, а именно:

А) първа степен – с най-добра прогноза, при преобладаване на вълни от алфа диапазона;

Б)  втора и трета степен са съответно с преобладаване на тета или делта вълни;

В) с най-лоша прогноза е четвъртата степен, при която има дифузно потискане на трасето до степен на изоелектрична линия^2.

Един от най-лошите прогностични белези, който може да се наблюдава на ЕЕГ, е т. нар алфа-кома. Тя представлява наличие на ритмична алфа активност, която е представена предимно фронтално, но може и дифузно, и не показва белези на реактивност при отваряне и затваряне на очи или под въздействие на външни стимули – например болеви⁵.

Лечение

Основната цел при лечението на енцефалопатия, вследствие на респираторен арест, е лечение на основната болест – осъществяване на реанимационни мероприятия от областта на basicli fesupport и най-вече advancedli fesupport. Необходимо е корекция на водно-електролитното и алкално-киселинното равновесие, както и борба с инфекциите. При наличие на миоклонии е редно те да бъдат овладени своевременно⁷.

Има редица проучвания, че контролираната хипотермия има позитивен ефект върху общото състояние. Цели се телесната температура да не превишава 36.0 градуса по Целзий. Това може да се постигне с различни неинвазивни методи като физикалното охлаждане или да се използват по-инвазивни такива. Техниките за предотвратяване на увреждането на мозъчните клетки при респираторен арест, сърдечен арест и клинична смърт са обект на множество текущи клинични изследвания. Терапията с хипотермия (особено при неонатална енцефалопатия) е единствената терапия, подкрепена с доказателства за ефективност.

Антиоксидантните лекарства, контролът на нивата на кръвната захар и хемодилуцията („разреждане“ на кръвта), съчетана с медикаментозно индуцирана хипертония, са някои техники за лечение, които в момента се проучват³. Хипербарната кислородна терапия се оценява с намаляването на общите и миокардните нива на креатинфосфокиназа, което показва възможно намаляване на общия системен възпалителен процес.

При тежките случаи е изключително важно да се действа своевременно. Мозъчните клетки са много чувствителни към хипоксия и след като бъдат лишени от кислород, те ще започнат да умират в рамките само на няколко минути. Въпреки че възстановяването на кръвообращението е от съществено значение за оцеляването след респираторен/сърдечен арест, предпазването от трайни неврологични увреждания представлява клинично най-значимата мярка за успешния изход от кардио-пулмоналната ресусцитация (преодолянето на клиничната смърт)⁶.

За съжаление, често пациентите оцеляват с трайни неврологични последствия (обичайно както за възрастни, така и за педиатрични „жертви“ на респираторен/сърдечен арест). Постресусцитационното неврологично лечение е обект на интензивно изследване в търсенето на интервенции за смекчаване на хипоксично-исхемичното мозъчно увреждане при новородени, деца и възрастни.

Хипоксично-исхемичната енцефалопатия след кардио-пулмонална ресусцитация (КПР) се характеризира с цитотоксичен мозъчен оток. Невронното увреждане, дължащо се на комбинация от енергийно изчерпване, възпалителни медиатори и различни свободни кислородни радикали, води до загуба на целостта на мембраната и клетъчно „подуване“ (оток). Прогресивният мозъчен оток води до интракраниална хипертония, която може да допринесе за вторично исхемично увреждане чрез намаляване на церебралното перфузионно налягане⁸.

Една характерна проява на кортикална дисфункция след реанимация при респираторен/сърдечен арест е епилептичната активност. Гърчовете значително увеличават церебралния кръвоток, мозъчната консумация на глюкоза и кислород и вътречерепното налягане, излагайки мозъка на риск от вторично увреждане. Продължителната припадъчна активност може също да доведе до хипертермия, която е свързана с по-лош неврологичен изход⁵.

Клиничните проучвания при възрастни, преживели сърдечен арест, демонстрират връзка между хипергликемията след КПР и по-лошата преживяемост, както и с неблагоприятни неврологични резултати. Наблюденията при възрастни, преживели извънболничен сърдечен арест, също показват по-лоши резултати при прилагане на разтвори, съдържащи глюкоза, по време на реанимационните мероприятия³.

Често се наблюдават киселинно-алкални и електролитни аномалии по време и след възстановяване от сърдечен арест. Те включват, но не се ограничават само до метаболитна ацидоза, хиперкалиемия, йонизирана хипокалцемия и хипомагнезиемия. Тъй като тежките киселинно-алкални нарушения могат да повлияят неблагоприятно на сърдечната функция, важно е да се разпознаят и коригират незабавно, за да се сведе до минимум рискът от аритмии, сърдечна недостатъчност и съдови усложнения⁵.

Рязкото повишаване на концентрациите на различни цитокини и разтворими рецептори се наблюдава в кръвния поток скоро след спиране на дишането/сърцето и може да има прогностични последици. Концентрациите на цитокини като интерлевкин-6 и разтворим рецептор на тумор некротизиращ фактор II са тясно свързани с нивата на лактат и са маркер за тъканна хипоксия, което предполага тясна връзка между синдрома на исхемия-реперфузия и възпалителния отговор⁴.

Проучвания при възрастни, претърпели извънболнична КПР, показват изразени промени и нарушения в коагулационната каскада и фибринолизата. Тези разстройства могат значително да допринесат за исхемията и реперфузионните увреждания, наблюдавани при оцелелите. Тромбин-антитромбиновият комплекс, тромбоцитен фактор 4 и тъканен фактор като маркери за активиране на коагулацията са постоянно повишени, докато нивата на антикоагулантни фактори като антитромбин, протеин S и протеин C са понижени⁵.

Ранната чревна дисфункция е доказателство за увреждане на лигавицата и се среща често при възрастни, оцелели поне 48 часа след извънболничен респираторен/сърдечен арест. Може да изисква терапевтична интервенция, а ниският сърдечен дебит по време на КПР може да причини мезентериална исхемия и да предизвика тежки чревни лезии и дисфункция. Получената мезентериална исхемия може също да обясни последващата бактериална транслокация, като следствие от повишената пропускливост на мукозната бариера⁵.

Осигуряването на ранно ентерално хранене е свързано с подобрени резултати при критично болни възрастни в различни условия. Въпреки това, оптималното време за въвеждане на ентерално хранене след възстановяване от КПР не е известно⁴.

Различни степени на бъбречна недостатъчност обикновено се наблюдават при оцелели след КПР, най-често като преходно увреждане. Прилагането на епинефрин и съпътстващи заболявания като застойна сърдечна недостатъчност, хипертония, коронарна артериална болест и предшестваща бъбречна недостатъчност са значителни рискови фактори за развитието на остра бъбречна недостатъчност при възрастни, преживели респираторен /сърдечен арест⁷.

Прогноза

Изходът от глобалната мозъчна исхемия често е фатален, въпреки ранното диагностициране и терапевтично повлияване. Ако пациентът оцелее, често от коматозното състояние преминава в т. нар. хронично вегетативно състояние или будна кома. Характеризира се с това, че пациентът отваря очи, но не показва смислени поведенчески реакции, които да докажат, че той е в съзнание. Словесният контакт е невъзможен, но могат да се запазят някои фундаментални функции на мозъчния ствол като редуване на сън и бодърстване, отваряне и затваряне на очи, гримасничене или някои хватателни рефлекси. Необходими са три месеца от респираторния арест, за да бъде поставена диагнозата хронично вегетативно състояние.

Тъй като тези пациенти обикновенно са поставени на механична вентилация дълго време и техния мозък се подлага на автолитични процеси, има термин, който описва това състояние –„respiratorbrain”⁹. Могат да се наблюдават различни глобални и фокални трайни неврологични прояви като нарушено внимание и когниция, проблеми с паметта и способностите за заучаване и екзекутивните функции, двигателни нарушения, тонусови промени, поведенчески промени, психични и социални проблеми¹⁰.

Литература

1. Overview of Respiratory Arrest – Critical Care Medicine. Merck Manuals Professional Edition. Retrieved 2019-11-25.
2. Moll, Vanessa. Overview of respiratory arrest. Merck Manual Professional Version. Retrieved March 25, 2016.
3. Schindler MB, Bohn D, Cox PN, McCrindle BW, Jarvis A, Edmonds J, Barker G. Outcome of out-of-hospital cardiac or respiratory arrest in children. N Engl J Med. 1996 Nov 14;335(20):1473-9. doi: 10.1056/NEJM199611143352001. PMID: 8890097.
4. Hypothermia after Cardiac Arrest Study Group. Mild therapeutic hypothermia to improve the neurologic outcome after cardiac arrest. N Engl J Med. 2002 Feb 21;346(8):549-56. doi: 10.1056/NEJMoa012689. Erratum in: N Engl J Med 2002 May 30;346(22):1756. PMID: 11856793.
5. Johnson NJ, Carlbom DJ, Gaieski DF. Ventilator Management and Respiratory Care After Cardiac Arrest: Oxygenation, Ventilation, Infection, and Injury. Chest. 2018 Jun;153(6):1466-1477. doi: 10.1016/j.chest.2017.11.012. Epub 2017 Nov 22. PMID: 29175085.
6. Young PJ. Oxygen therapy targets in post cardiac arrest patients with hypoxic respiratory failure. Resuscitation. 2023 Jul;188:109848. doi: 10.1016/j.resuscitation. 2023. 109848. Epub 2023 May 19. PMID: 37211233.
7. Pérez-Fernández XL, Fuset-Cabanes M, Hernández-Platero L. Noninvasive Respiratory Strategies and Intubation or Mortality Among Patients With Acute Hypoxemic Respiratory Failure Due to COVID-19. JAMA. 2022 May 24;327(20):2022-2023. doi: 10.1001/jama.2022.5273. PMID: 35608590.
8. Piraino T. Noninvasive Respiratory Support in Acute Hypoxemic Respiratory Failure. Respir Care. 2019 Jun;64(6):638-646. doi: 10.4187/respcare.06735. PMID: 31110033.
9. He Y, Zhuang X, Liu H, Ma W. Comparison of the efficacy and comfort of high-flow nasal cannula with different initial flow settings in patients with acute hypoxemic respiratory failure: a systematic review and network meta-analysis. J Intensive Care. 2023 May 10;11(1):18. doi: 10.1186/s40560-023-00667-2. PMID: 37165464; PMCID: PMC10171174.
10. Wang Q, Peng Y, Xu S, Lin L, Chen L, Lin Y. The efficacy of high-flow nasal cannula (HFNC) versus non-invasive ventilation (NIV) in patients at high risk of extubation failure: a systematic review and meta-analysis. Eur J Med Res. 2023 Mar 14;28(1):120. doi: 10.1186/s40001-023-01076-9. PMID: 36915204; PMCID: PMC10012596.