Đóng phổi và giữ phổi nghỉ để giảm tổn thương phổi do máy thở

Bài viết Đóng phổi và giữ phổi nghỉ để giảm tổn thương phổi do máy thở được dịch bởi Bác sĩ Đặng Thanh Tuấn từ bài viết gốc: Close down the lungs and keep them resting to minimize ventilator-induced lung injury

Bối cảnh

Thông khí cơ học là cần thiết để hỗ trợ chức năng hô hấp trong các điều kiện lâm sàng khác nhau, từ phổi khỏe mạnh đến phổi bệnh. Tuy nhiên, trong những năm gần đây, nghiên cứu đã chỉ ra rằng thông khí cơ học có thể gây tổn thương cấp tính và mạn tính cho cấu trúc phổi, cái gọi là tổn thương phổi do máy thở (VILI), đặc biệt là ở những bệnh nhân có hội chứng suy hô hấp cấp tính (ARDS) [1]. ARDS được đặc trưng bởi sự mất mát của mô phổi có khí do hậu quả của phù nề và xẹp phổi, làm giảm độ giãn nở hệ thống hô hấp và làm giảm trao đổi khí. Một số cơ chế đã được xác định có thể là nền tảng của VILI. Những cơ chế được coi là quan trọng nhất là quá căng phế nang (alveolar overdistension) và việc mở và đóng liên tục các đơn vị phổi xẹp trong chu kỳ thở [2]. Kết quả là, sử dụng lâm sàng thể tích khí lưu thông thấp hơn (VT) để giảm stress và strain thì hít vào (thông khí “nhẹ nhàng” vùng phổi có khí), kết hợp với áp lực dương cuối thì thở ra (PEEP) cao hơn để tránh sự xẹp và mở lại lặp đi lặp lại của các đơn vị phế nang, đã được đề xuất như là một chiến lược thông khí bảo vệ [3, 4, 5]. Hơn nữa, sử dụng áp lực hít vào để mở các vùng phổi xẹp (gọi là thủ thuật huy động) trước khi cài đặt PEEP đã được đề xuất [6].

Từ góc độ sinh lý bệnh, “phương pháp tiếp cận phổi mở” như Lachmann [7], được kết hợp với VT bảo vệ, được coi là chiến lược thông khí tối ưu để giảm thiểu VILI ở ARDS mức độ vừa và nặng. Tuy nhiên, dữ liệu lâm sàng liên quan đến việc áp dụng phương pháp tiếp cận phổi mở ở bệnh nhân ARDS là mâu thuẫn. Một phân tích gộp cho thấy việc áp dụng mức PEEP cao hơn, so với PEEP thấp, không liên quan đến kết quả cải thiện (tỷ lệ tử vong trước khi xuất viện), không ảnh hưởng đến sang chấn áp lực (barotrauma) và chỉ cải thiện oxy trong tuần đầu điều trị ở bệnh nhân ARDS [8]. Mặt khác, một phân tích gộp gần đây [9] cho thấy chiến lược mở phổi có thể làm giảm tỷ lệ tử vong của bệnh viện, tử vong 28 ngày và tử vong ICU ở những bệnh nhân ARDS. Tuy nhiên, nhóm kiểm soát bao gồm các nghiên cứu với sự kết hợp của VT cao và PEEP thấp, cản trở bất kỳ sự so sánh trực tiếp nào về các tác dụng có lợi của VT thấp và hoặc PEEP cao hơn.

Trong chương này, chúng ta sẽ thảo luận và giải quyết:

1) phổi ARDS và các đặc tính của nó;

2) các vấn đề gây tranh cãi liên quan đến cách tiếp cận phổi mở; và

3) khái niệm thay thế của “xẹp phổi cho phép”.

Phổi ARDS

Phổi ARDS được đặc trưng bởi mức độ khác nhau của sang chấn màng phế nang mao mạch, tùy thuộc vào con đường bệnh sinh, dẫn đến tăng phù phổi [10]. Mô hình giải thích toàn diện nhất các hậu quả sinh lý bệnh của ARDS trên phổi là “mô hình xốp”. Số lượng phù nề phụ thuộc vào mức độ nghiêm trọng của tổn thương, nghĩa là, tổn thương càng nặng thì phù phế nang càng nhiều và ngược lại [11]. Phù phế nang và mô kẽ thúc đẩy sự xẹp của phế nang phụ thuộc nhiều nhất, là kết quả của tăng áp lực chồng lên theo mật độ của dịch (huyết tương và máu) và độ cao của phổi. Nói chung, phổi ARDS có thể được mô tả như là một ‘miếng bọt biển’ chứa đầy nước, với phổi có khí tốt nhất là các vùng phổi không phụ thuộc (cái gọi là “phổi em bé”), các vùng phổi phụ thuộc được đặc trưng bởi xẹp phổi và vùng phổi đông đặc phân bố rộng dọc theo cấu trúc phổi hoặc chủ yếu được khu trú ở các khu vực phụ thuộc [12]. Điều thú vị là, ngay cả các vùng phổi có khí, không phụ thuộc cũng cho thấy mật độ gia tăng, điều này cho thấy thương tổn tổng quát, phân bố đều nhau của hàng rào phế nang – mao mạch [13]. Ngoài ra, đóng đường dẫn khí nhỏ xảy ra chủ yếu ở các vùng phổi giữa [14]. Việc giảm vùng phổi chứa khí dẫn đến giảm độ giãn nở phổi, trong khi sự hiện diện của phế nang xẹp và đông đặc cũng như đóng đường dẫn khí ngoại vi có thể thúc đẩy sự thay đổi nghiêm trọng trong trao đổi khí. Những thay đổi này là kết quả của một tỷ lệ thông khí – tưới máu thấp hơn và sự hiện diện của shunt phổi thực sự, tùy theo sự phân phối lại của tưới máu khu vực. Trong thực tế, dữ liệu cho thấy rằng tưới máu khu vực được thay đổi trong ARDS như là kết quả của đông máu nội mạch, sự xẹp của mao mạch và mạch máu ngoại vi, cũng như phù nề của nội mô và ma trận ngoại bào [15].

Hubmayr [16] đã đề xuất một cơ chế thay thế của giảm thể tích phổi trong ARDS, cụ thể là sự hiện diện của chất lỏng và bọt trong đường dẫn khí. Trong mô hình này, tăng phù nề xảy ra trong phế nang do thay đổi trong hàng rào phế nang-mao mạch, chứ không phải chủ yếu là sự xẹp phế nang. Mô hình này hoàn toàn thay đổi và thách thức giả thuyết rằng áp lực cao hơn trong phổi có thể mở lại được hiệu quả phế nang bị xẹp. Trong thực tế, nếu mô hình này đúng, áp lực cao hơn có thể thúc đẩy sự kéo căng (overstretching) của các vùng phổi có khí một phần.

Tiếp cận phổi mở: các vấn đề còn bàn cãi

Các tác dụng có lợi của PEEP cao hơn và cách tiếp cận phổi mở trong ARDS là như sau:

1. duy trì việc mở đầy đủ phổi;

2. giảm giao diện giữa các vùng phổi mở và đóng;

3. giảm thiểu các tác động gây tổn thương do mở và đóng liên tục các đơn vị phế nang bị xẹp trong chu kỳ thở, làm tăng tổn thương phổi và viêm dẫn đến sự phát tán vào tuần hoàn hệ thống các yếu tố sinh học gây viêm, suy cơ quan xa ngoài phổi và gây tử vong.

Phù phổi: tác động còn bàn cãi của PEEP

Hầu hết các nghiên cứu thực nghiệm đã cho thấy sự gia tăng phù phổi sau khi áp dụng các mức tăng PEEP [17, 18]. Tuy nhiên, các nghiên cứu khác báo cáo tác dụng bảo vệ có thể có của PEEP chống lại sự hình thành phù nề, dường như qua trung gian của giảm cung lượng tim và/hoặc giảm thể tích máu phổi, chứ không phải do tác động của PEEP [19, 20].

Giảm tổn thương trong vùng phổi xẹp (Atelectatic-collapsed areas)

Trái ngược với niềm tin rộng rãi, một số nghiên cứu thực nghiệm đã cho thấy ít tổn thương phổi hơn ở những vùng phổi xẹp. Tsuchida et al. [21] điều tra tổn thương mô học ở chuột bị lavage, sau đó được thông khí không tổn thương (non-injurious), với VT 8 ml/kg và PEEP 14 cmH2O và thông khí cơ học tổn thương (injurious), với VT 25 ml/kg và PEEP 4–7 cmH2O. Trong quá trình thông khí cơ học tổn thương, tổn thương phổi cao hơn ở những vùng phổi không phụ thuộc hơn ở những vùng phổi phụ thuộc. Phát hiện này được giải thích bởi thực tế là thông khí tổn thương, và đặc biệt VT cao hơn, được phân bố chủ yếu ở các vùng phổi không phụ thuộc với nguy cơ căng phế nang quá mức (overdistension), trong khi các vùng phổi phụ thuộc tương đối được bảo vệ vì có thể có phù trong phế nang. Điều thú vị là, thiệt hại lớn nhất đã được quan sát thấy trong đường hô hấp ngoại vi, có khả năng chịu stress cao hơn trong quá trình thông khí cơ học bị tổn thương.

Phù hợp với những phát hiện này, Wakabayashi et al. [22] nghiên cứu ba cài đặt khác nhau của thông khí cơ học trong phổi bị cô lập, tưới máu (isolated, perfused lungs): (1) VT thấp (7 ml/kg) với PEEP (5 cmH2O) và dùng thủ thuật huy động theo kiểu sustained inflation thường xuyên; (2) chiến lược kéo căng cao (high-stretch strategy) bao gồm VT cao (30-32 ml/kg) với PEEP (3 cmH2O) và sustained inflation; và (3) chiến lược xẹp phổi (atelectasis strategy) với thể tích khí lưu thông thấp nhưng không sử dụng PEEP hoặc sustained inflation. Họ phát hiện ra rằng chiến lược kéo căng cao, nhưng không phải chiến lược xẹp phổi – atelectrauma, hoạt hóa đơn bào trong mạch máu phổi, dẫn đến giải phóng cytokine vào hệ thống tuần hoàn.

Cuối cùng, Chu et al. [23] thông khí phổi chuột ngoài cơ thể với một chiến lược mở và đóng mà không có PEEP (VT 7 ml/kg), chiến lược mở và đóng với PEEP (VT 7 ml/kg và PEEP 5 cmH2O), và xẹp phổi nghỉ ngơi. Trong khi quá trình viêm được phát hiện rõ rệt hơn ở động vật thông khí không có PEEP, thì lại không có sự khác biệt giữa nhóm điều trị PEEP so với nhóm phổi nghỉ. Hơn nữa, các tác giả thấy rằng, với thể tích cao, kéo căng theo chu kỳ sẽ làm tăng các chất trung gian gây viêm trong phổi nhiều hơn so với căng thẳng liên tục ở áp lực tương đương với áp lực đường thở trung bình, nhưng không có tác dụng bổ sung so với căng liên tục ở áp lực đỉnh hít vào. Những dữ liệu thực nghiệm này chỉ ra rằng mức độ quá căng của phế nang là một đóng góp quan trọng hơn cho việc giải phóng các cytokine gây viêm hơn là tính chất tuần hoàn của mô hình thông khí. Các tác giả cho rằng “đóng phổi và giữ cho chúng đóng lại” có thể bảo vệ chống lại VILI. Những kết quả này khác với các nghiên cứu trước đây đã quan sát thấy sự gia tăng các chemokine khi có quá kéo căng phổi, rất có thể vì chúng sử dụng các mô hình “hai cú đấm” (two-hit models), trong đó phổi bị tổn thương trước khi bị kéo căng [24, 25].

Tóm lại, bằng chứng thực nghiệm cho thấy rằng các vùng phổi bị xẹp (Atelectatic- collapsed areas), không phải là vùng bị đóng và mở lặp đi lặp lại, sẽ không đặc trưng bởi sự viêm mô nhiều hơn.

Giảm viêm trong vùng phổi xẹp (Atelectatic-collapsed areas)

Một nghiên cứu gần đây đã nghiên cứu mức độ nghiêm trọng của tình trạng viêm ở các vùng phổi xẹp và không xẹp bằng cách sử dụng kỹ thuật chụp cắt lớp phát xạ positron 18F – fluorodesoxyglucose (FDG) [26]. FDG-PET đã được đề xuất như là một phương tiện đánh giá sự hoạt hóa của bạch cầu đa nhân trung tính phổi, đó là một tính năng chính của cơ chế sinh lý bệnh và hoạt động tế bào viêm trong ARDS [27]. Trong thực tế, động học FDG phổi được thay đổi trong cả ARDS thử nghiệm và lâm sàng. Do đó, FDG-PET đã được đề xuất như một phương pháp không xâm lấn tiềm năng để cung cấp sự hiểu biết toàn diện về các cơ chế của ARDS, và giúp chẩn đoán sớm và đánh giá các can thiệp điều trị khác nhau [28]. Các kỹ thuật khác đã sử dụng PET với một tác nhân hình ảnh dựa trên sialic acid-binding lectin 9 (siglec-9) nhắm mục tiêu mạch kết dính protein-1 (VAP-1) để định lượng viêm phổi trong vùng [29]. Trong cừu gây mê nhận được endotoxin tiêm tĩnh mạch, FDG-PET được thực hiện trong quá trình thông khí bảo vệ với VT thấp (8 ml/kg) và PEEP 17 cmH2O và so với thông khí tổn thương với VT cao (18 ml/kg) và không có PEEP. Trong quá trình thông khí bảo vệ, có sự giảm về số lượng và tính không đồng nhất của hoạt động trao đổi tế bào phổi, cụ thể là, viêm hình thành chủ yếu ở các vùng phổi phụ thuộc [30]. Ở bệnh nhân ARDS, độc lập với loại thở máy, Bellani và cộng sự. [31] báo cáo rằng hoạt động trao đổi chất phổi không liên quan trực tiếp đến lượng xẹp phổi, cao hơn ở vùng ranh giới giữa các vùng phổi có khí và không có khí (có lẽ là những vùng có sự đóng đường thở) ở hầu hết bệnh nhân.

Tóm lại, có bằng chứng thực nghiệm hấp dẫn cho thấy rằng:

1) áp lực và thể tích hít vào quá mức chuyển thành quá căng phổi và tổn thương phổi, kích thích phản ứng viêm và gây xơ;

2) nghiên cứu ủng hộ chiến lược thông khí bảo vệ bao gồm VT thấp và PEEP cao hơn, do đó giảm thiểu sự xẹp phổi và đóng và mở các đơn vị phế nang lặp đi lặp lại với phản ứng viêm ít hơn, luôn được so sánh với các chiến lược bao gồm VT cao hoặc cực cao và mức PEEP không hoặc thấp. Do đó, các hiệu ứng có lợi của VT thấp hơn không thể tách rời khỏi các PEEP cao hơn (hoặc cả hai). Nói cách khác, giả thuyết của chúng tôi là những tác động có lợi của chiến lược “mở phổi” trong các mô hình thử nghiệm khác nhau chủ yếu là do giảm VT và không phải cho PEEP;

3) hầu hết các nghiên cứu được thực hiện trong các mô hình với khả năng huy động cao. Tuy nhiên, ngay cả trong trường hợp này, các kết quả trái ngược đã được quan sát về các tác động có lợi cho việc giảm thiểu VILI;

4) suy giảm huyết động và vai trò có thể của nó trong việc giảm chấn thương phổi không được xem xét trong phần lớn các nghiên cứu thực nghiệm này.

Bằng chứng thực nghiệm gần đây của “permissive atelectasis” làm giảm VILI

PEEP thấp phối hợp với VT, áp lực bình nguyên và áp lực xuyên phổi thấp giảm thiểu tổn thương phổi

Gần đây, các nghiên cứu thực nghiệm đã thách thức niềm tin chung rằng sự xẹp phổi có thể gây bất lợi cho việc bảo vệ thông khí, bằng việc cung cấp cho phổi được nghỉ ngơi. Chiến lược bảo vệ này bao gồm các yếu tố sau:

1. Mức PEEP tối thiểu để đảm bảo trao đổi khí đầy đủ (mức độ nhất định “thiếu oxy máu cho phép” cho phép độ bão hòa oxy không dưới 88%) liên quan đến VT thấp hoặc VT chỉ có thể thông khí vùng phổi có khí, đồng thời giảm thiểu bất kỳ tác động bất lợi nào lên phế nang và các đường hô hấp ngoại vi bị xẹp; và

2. Tần số hô hấp nên được cài đặt để giữ pH trong phạm vi sinh lý, hoặc thậm chí để cho phép một mức độ nhất định của hypercapnia cho phép. Chiến lược này được gọi là “xẹp phổi cho phép” (“permissive atelectasis”) nên kết hợp các tác dụng bảo vệ trên phổi cũng như giảm thiểu suy giảm huyết động có thể xảy ra.

Trong ARDS phổi gây độc endotoxin, Samary et al. [32] đã nghiên cứu tác động của các chiến lược thông khí cơ học khác nhau kết hợp VT và PEEP khác nhau, nhằm đạt được áp lực đẩy xuyên phổi (driving transpulmonary pressures) khác nhau (∆P): ∆P thấp (VT = 6 ml/kg, PEEP = 3 cmH2O); ∆P cao (VT = 22 ml/kg, PEEP = 3 cmH2O) và ∆P trung bình với VT để đạt mức trung bình giữa ∆P thấp và cao (VT = 13 ml/kg, PEEP = 3 cmH2O). Các nhóm khác, với VT thấp và PEEP vừa phải (9,5 cmH2O) và PEEP cao (11 cmH2O), cũng đã được điều tra. Trong các cài đặt thử nghiệm này, PEEP đã được điều chỉnh để có được áp lực cao nguyên hít vào (inspiratory plateau pressure) của hệ hô hấp tương tự như đạt được với ∆P trung bình và cao trong khi sử dụng VT cao. Đây là nghiên cứu thực nghiệm đầu tiên đánh giá hiệu ứng riêng của VT, PEEP, áp lực cao nguyên (Pplat) và ∆P trên viêm phổi, phản ứng xơ, tổn thương tế bào biểu mô và tế bào nội mô, và kích hoạt sự căng thẳng tế bào. Sự thông khí với VT thấp và PEEP thấp có liên quan đến xẹp phổi cao hơn, trong khi tăng VT và PEEP thấp làm giảm xẹp phổi, và VT thấp và PEEP cao hơn thúc đẩy căng phổi (hyperinflation), với mức độ tương tự như VT cao với PEEP thấp.

Do đó, câu hỏi đầu tiên là: có nguy hiểm gì hơn đối với phổi thông qua một chiến lược thông khí với xẹp phổi nhiều hơn nhưng áp lực hít vào thấp hơn với VT thấp, được thiết kế để thông khí cho vùng phổi có khí mà không thúc đẩy mở và đóng quá nhiều đơn vị phế nang hoặc kéo căng đường hô hấp ngoại vi? Đồng ý với giả thuyết chính của chúng tôi, thông khí với VT thấp, PEEP thấp và ∆P thấp dẫn đến giảm interleukin (IL)-6, thụ thể đối với các sản phẩm cuối glycation (RAGE) và amphiregulin. Điều thú vị là, thông khí cơ học với VT thấp và PEEP cao hơn kết hợp với áp lực cao nguyên và ∆P cao hơn, khi đó phổi mở hoàn toàn, dẫn đến giảm IL-6 và RAGE, nhưng có liên quan với tăng amphiregulin và tăng hyperinflation. Do đó, dữ liệu của chúng tôi cho thấy rằng một chiến lược thông khí nhằm giữ cho phổi hoàn toàn mở và sau đó nhẹ nhàng thông khí với VT thấp có thể làm giảm viêm phổi hiệu quả. Tuy nhiên, thông khí cơ học với VT thấp nhưng mức PEEP không đủ cao để giữ cho phổi mở hoàn toàn, không ổn định phế nang, do đó dẫn đến tăng biểu hiện IL-6, RAGE và amphiregulin. Nhìn chung, các IL-6 và amphiregulin tương quan tốt hơn với áp lực cao nguyên và ∆P, làm nổi bật ảnh hưởng lớn của stress hô hấp so với các áp lực khác trong việc xác định VILI. Trong phân tích thứ cấp của những dữ liệu này, chúng tôi đã nghiên cứu tác động của energy và power đối với VILI. Các IL- 6 và amphiregulin tương quan tốt hơn với power so với energy của thông khí cơ học [33].

Kết luận, trong phổi ARDS thử nghiệm, cả hai chiến lược thông khí cơ học – 1) VT và PEEP thấp, cho áp lực xuyên phổi, áp lực bình nguyên, nergy và power thấp, và 2) VT thấp kết hợp với mức PEEP đủ để giữ cho phổi mở đầy đủ, đều làm cho VILI giảm thiểu. Đáng chú ý là PEEP không tối ưu có thể có tác động tiêu cực đến chấn thương phổi (Hình 1).

Strain tĩnh thấp thì ít tổn thương hơn

Một hiệu ứng quan trọng và được đánh giá thấp của PEEP là các tác động có hại của nó có liên quan đến strain tĩnh quá mức. Thực tế, như đã thảo luận ở trên, chỉ có strain động (như ∆P) được coi là yếu tố tiềm năng xác định tổn thương phổi. Trong một nghiên cứu của Güldner et al. [34], lợn đã trải qua rửa phổi bằng nước muối được thông khí riêng biệt với một ống nội khí quản 2 nòng: phổi trái với một VT rất thấp (3 ml/kg trọng lượng cơ thể dự đoán [PBW]) theo một chiến lược atelectrauma hoặc volutrauma, trong khi phổi phải được thông khí với áp lực dương liên tục (CPAP) là 20 cmH2O. Các chiến lược volutrauma là đặt PEEP cao trên mức độ giãn nở động 5% trong thử nghiệm PEEP, và chiến lược atelectrauma là đặt PEEP thấp để đạt được áp lực đẩy tương đương với volutrauma. Sự tăng CO2 và giảm độ pH do VT cực thấp được kiểm soát bằng cách loại bỏ CO2 ngoài cơ thể (extracorporeal). Thử nghiệm này tách biệt các tác động có hại hoặc có hại của strain tĩnh cao hoặc thấp trên VILI, tức là PEEP cao hơn hoặc thấp hơn. Trong cả hai điều kiện, atelectrauma và volutrauma, nhịp thở khí lưu thông rất thấp. Khí quản phổi trong vùng được đánh giá bằng chụp cắt lớp vi tính (CT), và phản ứng viêm đánh giá bằng FDG-PET. Trái ngược với niềm tin chung về thông khí siêu bảo vệ, volutrauma (tức là, strain tĩnh cao hơn) mang lại tình trạng viêm cao hơn so với atelectrauma (tức là, strain tĩnh thấp hơn). Volutrauma làm giảm lượng máu trong tưới máu tương đương và các vùng thông khí phổi bình thường hoặc tăng và tăng căng phổi theo chu kỳ thở. Atelectrauma mang lại nhiều vùng phổi kém thông khí và không có khí, và huy động khí lưu thông, cũng như tăng ∆P. Những dữ liệu này cho thấy rằng volutrauma và strain tĩnh có thể thúc đẩy viêm phổi thậm chí lớn hơn so với atelectrauma tại giá trị VT thấp tương đương và áp lực đẩy thấp hơn, cho thấy rằng stress và strain tĩnh là yếu tố quyết định chính của VILI. Mechanical power cao hơn trong volutrauma so với nhóm atelectrauma. Tuy nhiên, cường độ (intensity), tức là, năng lượng cơ học được bình thường hóa vào mô phổi, tương đương giữa volutrauma và atelectrauma, với sự khác biệt không đáng kể. Vì vậy, chúng tôi loại trừ bất kỳ ảnh hưởng nào về sự khác biệt về cường độ để giải thích kết quả của chúng tôi về các tác động có hại của strain tĩnh quá mức. Tóm lại, PEEP cao hơn làm tăng strain tĩnh, do đó thúc đẩy viêm phổi.

PEEP thấp làm giảm tối thiểu sự dẫn lưu bạch huyết

PEEP cao hơn cũng có thể có tác động tiêu cực đến sự dẫn lưu dịch từ các cấu trúc phổi. Động học của dịch trong mô kẽ phổi được điều chỉnh cẩn thận bởi áp lực bên trong và bên ngoài các mao mạch, ma trận ngoại bào và bạch huyết phổi, và khác nhau giữa hơi thở tự phát và thở máy. Các mạch bạch huyết thu thập dịch thông qua ba tuyến đường: rốn phổi, xuyên màng phổi, và xuyên ổ bụng [35]. Trong điều kiện bình thường, sự rò rỉ liên tục của chất dịch xảy ra từ các mao mạch đến mô kẽ, bởi vì sự cân bằng tổng thể giữa áp lực thủy tĩnh và áp lực keo trong các mao mạch và mô kẽ. Các bạch huyết duy trì một áp lực âm trong mô kẽ, đó là quan trọng để ngăn chặn những thay đổi trong các tính chất cơ học và chức năng của hệ thống hô hấp. Hơn nữa, chất dịch cũng được thoát ra từ khoang màng phổi đến mô kẽ ở phía đỉnh thông qua một lượng cụ thể hoặc một lần nữa, một sự kết hợp của áp lực thủy tĩnh và áp lực. Cuối cùng, hệ thống thoát nước xảy ra thông qua hệ bạch huyết được đặt trong cơ hoành, đóng vai trò có liên quan trong quá trình thở tự phát và thở máy.

Không giống như tình hình cho các mạch bạch huyết trung tâm cơ hoành, tối ưu hóa dẫn lưu bạch huyết qua cơ hoành phụ thuộc vào vị trí giải phẫu và các đặc tính sinh lý chức năng. Trong thực tế, các mạch bạch huyết trung tâm cơ hoành được kích hoạt thụ động do co cơ, và do đó trở nên không hiệu quả một phần trong quá trình thông khí cơ học được kiểm soát. Mặt khác, các vòng bạch huyết nằm ở ngoại vi cơ hoành cần thêm cơ chế bơm nội tại để đẩy bạch huyết về trung tâm [36]. Bơm đẩy bạch huyết chủ động như vậy đạt được bằng cách tương tác phức tạp giữa các địa điểm và lưu lượng bạch huyết đi theo một chiều được sắp xếp. Gần đây hơn, người ta đã chứng minh rằng sự co thắt tự phát của các bạch huyết nằm ở vùng ngoại vi cơ hoành có thể liên quan đến các kênh hyperpolarization-activated cyclic nucleotide-gated trong mạch lympho liên kết các tế bào cơ [37]. Do đó, sự sắp xếp ba chiều của mạng bạch huyết cơ hoành dường như đã được hoàn thành để khai thác hiệu quả các stress gây ra bởi các sợi cơ trong giai đoạn hít vào để thúc đẩy sự hình thành bạch huyết ở các mạch bạch huyết nông dưới lớp trung biểu mô (superficial submesothelial lymphatics) và thúc đẩy hơn nữa mạch bạch huyết trong mạch máu sâu [38].

Trong sự hiện diện của tổn thương khuếch tán của màng mao mạch phế nang, vai trò của bạch huyết thậm chí còn quan trọng hơn, để tránh tiến triển và cung cấp ít nhất một phần làm sạch phù phổi. Sự gia tăng áp lực trong phế nang, với tăng áp lực hít vào, áp lực trung bình hoặc áp lực kết thúc thở ra, có thể làm giảm đáng kể chức năng của bạch huyết, giảm khả năng dẫn lưu dịch. Trong lúc thở tự phát, áp lực trong kẽ cao hơn áp lực trong bạch huyết, dẫn đến độ dốc âm (khoảng 3-4 mmHg) tạo điều kiện cho việc dẫn lưu dịch liên tục [39]. Ngược lại, trong thông khí áp lực dương, sự gia tăng áp lực kẽ và bạch huyết xảy ra, ở mức độ tương tự (10 mmHg). Trong trường hợp này, gradient giữa mô kẽ và lymphatics trở nên bằng 0 hoặc thậm chí dương, làm suy giảm khả năng dẫn lưu dịch. Ngoài ra, sự gia tăng áp lực trong hệ hô hấp làm tăng áp lực trong các mạch phổi và, kết quả là, tăng áp lực bên tĩnh mạch. Sự gia tăng áp lực thủy tĩnh này thúc đẩy rò rỉ chất lỏng từ mao mạch ở phía bụng và phía cơ hoành, do đó có khả năng tăng áp lực ở vùng bụng và làm xấu đi chức năng tuần hoàn và hô hấp cũng như việc thoát bạch huyết từ phổi (Hình 2). Trong kết luận, thông khí cơ học với PEEP cao hơn ảnh hưởng tiêu cực đến sự thoát bạch huyết từ phổi, có thể làm giảm dẫn lưu dịch từ mô kẽ phổi.

Low PEEP improves right ventricular function

Bệnh nhân ARDS được đặc trưng bởi sự suy giảm trung bình đến nặng của chức năng tâm thất phải (RV), tác động đến huyết động hệ thống [40]. Một số thiết bị và phương thức, chẳng hạn như siêu âm tim, hiện có sẵn để theo dõi cài đặt hô hấp theo sự dung nạp của RV. Tâm phế cấp tính (acute cor pulmonale) được định nghĩa là sự gia tăng dai dẳng đề kháng mạch máu phổi và, từ quan điểm siêu âm tim, được đặc trưng bởi chuyển động vách liên thất nghịch lý [40]. Ở bệnh nhân ARDS, mức độ nghiêm trọng của bệnh phổi liên quan đến vi mạch máu ảnh hưởng đến sự phát triển của tâm phế cấp tính, cũng có thể gây ra hoặc trầm trọng hơn bởi một chiến lược thông khí tích cực. Trong thực tế, ngay cả quá tải nhỏ trong kháng lực mạch máu phổi có thể làm giảm chức năng RV. Trong bối cảnh này, việc sử dụng VT thấp hơn đã được kết hợp với giảm tỷ lệ suy RV và tâm phế cấp tính, có thể có tác dụng có lợi trên kết cục [41]. Tuy nhiên, PEEP có thể ảnh hưởng tiêu cực đến chức năng RV [42]. Thực tế, việc giảm cung lượng tim thường liên quan đến việc giảm tiền tải và không có thay đổi về khả năng co thắt của RV, trong khi thể tích RV tăng lên với PEEP có thể làm giảm hiệu suất cơ tim của RV. Nhiễm toan và tăng CO2 máu gây ra do giảm VT và tăng PEEP với áp lực bình nguyên không đổi đã được tìm thấy có liên quan đến suy giảm chức năng RV mặc dù tác động tích cực đến oxy hóa và huy động phế nang [43]. Người ta đã gợi ý rằng ∆P hệ hô hấp ≥ 18 cmH2O, PaCO2 ≥ 48 mmHg và PaO2/FiO2 < 150 mmHg là ba yếu tố độc lập liên quan với tâm phế cấp tính. Do đó, các phiên tư thế nằm sấp thay vì tăng PEEP đã được đề xuất ở những bệnh nhân ARDS vừa đến nặng [44].

Kết luận: (1) tăng hậu tải RV trong ARDS có thể gây ra tâm phế cấp tính; 2) Áp lực PEEP và cao nguyên cao hơn, cũng như tăng ∆P, làm xấu đi chức năng RV và huyết động học hệ thống.

PEEP và CT scan

Như đã thảo luận ở trên, có thể cần phải giữ cho phổi mở hoàn toàn để đạt được những tác động tích cực tiềm năng của chiến lược “mở phổi”. Các nghiên cứu quét CT ở bệnh nhân ARDS đã chỉ ra rằng tiềm năng huy động trong dân số này rất khác nhau [45]. Hơn nữa, mức PEEP cần thiết để giữ cho phổi mở hoàn toàn là rất cao, đặc biệt là ARDS vừa đến nặng [46]. Ngoài ra, thậm chí 15 cmH2O PEEP đã được chứng minh là không đủ để giữ cho phổi mở [47] và được kết hợp với quá căng phổi[48]. Tóm lại, do đó, các nghiên cứu CT scan đã chỉ ra rằng mức PEEP cao (> 15 cmH2O) là cần thiết để giữ cho phổi hoàn toàn mở và luôn gắn liền với tăng quá căng phổi và suy giảm huyết động.

Kết luận

Một số nghiên cứu đã báo cáo rằng phương pháp tiếp cận phổi mở, như đạt được với PEEP cao và thủ thuật huy động, là quan trọng để giảm VILI và cải thiện kết quả. Tuy nhiên, bằng chứng thực nghiệm và lâm sàng không hỗ trợ đầy đủ giả thuyết rằng PEEP có thể làm giảm tổn thương phổi. Thật vậy, PEEP có thể có tác động tiêu cực dẫn đến quá căng phổi, hình thành phù nề, thoát bạch huyết kém và suy giảm chức năng RV, cũng như tác động đến huyết động hệ thống. Hơn nữa, các vùng phổi xẹp thể hiện giảm viêm phổi nếu giữ cho nó nghỉ. Hầu hết các nghiên cứu đã so sánh các chiến lược thông khí với PEEP cao kết hợp với VT thấp đến VT cao và không có PEEP. Do đó, không thể tách các hiệu ứng bảo vệ có thể có của VT thấp khỏi PEEP hoặc kết hợp chúng. Hơn nữa, mức PEEP vừa phải có thể gây thương tích lớn hơn so với PEEP cao. Do đó, chúng tôi đề xuất các chiến lược thông khí sau:

1. giữ cho phổi bị xẹp một phần;

2. tránh mở và đóng lặp đi lặp lại của phế nang bị xẹp;

3. giảm thiểu chấn thương ở đường hô hấp ngoại vi, do đó dẫn đến thông khí nhẹ nhàng của vùng phổi có khí trong khi vẫn giữ các mô phổi bị xẹp và đông đặc trong tình trạng nghỉ ngơi.

Chúng tôi tin rằng sự “xẹp phổi cho phép” có thể ít hiệu quả như một chiến lược nhằm mở phổi và giữ cho chúng mở, nhưng với lợi thế là giảm tối đa kéo căng nhu mô phổi và giảm thiểu hậu quả huyết động. Tóm lại, chúng tôi tin rằng, để giảm thiểu VILI, chúng ta nên cân nhắc chuyển từ khái niệm cổ điển về “mở phổi ra và giữ cho chúng mở” về phía “đóng phổi và giữ chúng đóng lại”. Một chiến lược thông khí để lại càng nhiều phổi mất huy động càng tốt, để trao đổi khí vẫn còn đủ và mở và đóng cửa phế nang bị xẹp tránh được, có thể giảm thiểu tổn thương phổi.