Ventilatör ile İndüklenen Akciğer Hasarı

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

2. Mekanik ventilasyon Ventilatör ilişkili Akciğer Kalp Pnömoni VALI Pnömotoraks Biyotravma Pnömomediyastinum SIRS / Sepsis Organ perfüzyon CO, DO2 Çoklu organ yetmezliği Multipl Organ Failure( MOF ) Lancet 2003;361:332-340

3. VENTİLATÖR İLİŞKİLİ AKCİĞER HASARININ NEDENLERİ • Barotravma • Yüksek basınç ile indüklenen akciğer hasarıdır. • Volutravma • Aşırı gerilme ile oluşan hasardır. Bazen yüksek volüm veya yüksek end-inspiratuvar (inspirasyon sonu) volüm hasarı olarak da tanımlanır. • Atelektotravma • Tekrarlanan açılma (recruitment) ve kapanma (kollaps) ile ilişkili akciğer hasarıdır. Teorik olarak lower inflection point üstündeki pozitif end-ekspiratuvar (ekspirasyon sonu) basınçlar ile önlenebilir. Zaman zaman düşük volüm veya düşük end-ekspiratuvar volüm hasarı da denir. • Biyotravma • Hasar oluşturan mekanik ventilasyona maruz kalan akciğerlerden salındığı düşünülen mediyatörlerin oluşturduğu pulmoner ve sistemik inflamasyon. • Oksijenin toksik etkisi • Yüksek inspiratuvar oksijen konsantrasyonunun oluşturduğu hasardır. • Oksijen konsantrasyonu: Hasarlı akciğerde toksik etki ile O2 konsantrasyonu arasındaki ilişki bilinmemektedir. Lancet 2003;361:332-340

5. Basınç etkisi • Barotravma • Plevral aralığa hava sızması (girmesi) • İnterstisyel aralığa hava sızması • Akciğerlerin açılması ve kapanması sırasında bronkoalveoler bileşkede ayrılma • Çoğunlukla altta kalan (dependan) akciğer zonlarında (geçiş zonu) ortaya çıkmaktadır

6. 45 cmH2O Peak Airway Pressure etkisi

7. Gerilme hasarı • transmural kapiller basınçları değiştirir • transmural basınçtakı değişiklikler kapiller endoteli ve epitelinde kırılmalara yol açalar • protein benzeri maddelerin sızmasını (kaçak olmasını) artırır • atelektazi gelişmesini kolaylaştırır

8. Ventilatör ile İndüklenen Akciğer HasarıGerilme hasarı ( Stretch Injury ) Alveolar boşluk Alveolakapiller membran

9. Alveoler ödem ve hyalin membran

10. Hemoraji ve ödem

12. Ventilatör ile İndüklenen Akciğer Hasarı • Volüm travması (Volutravma ) • akciğerdeki siklik değişiklikler ile oluşur ( yüzey alanında değişiklik ) • surfaktan fonksiyonunu değiştirir • protein benzeri maddelerin sızmasını (kaçak olmasını) artırır • Atelektazi gelişimini kolaylaştırır • Am Rev Respir Dis 1988;137:1159

13. Ventilatör ile İndüklenen Akciğer Hasarı • Üç farklı ventilasyon modu ile solutulan kemirgenlerde: • Yüksek basınç(45 cmH2O), yüksek volüm • Düşük basınç (negatif basınçlı ventilasyon), yüksek volüm • Yüksek basınç (45 cmH2O), düşük volüm (abdomen ve toraks bağlanmış-sabitlenmiş) • Am Rev Respir Dis 1988;137:1159

14. Ventilatör ile İndüklenen Akciğer Hasarı • Hiyalen membran hastalığı gerçekte bir hastalık değildir, akciğerler içindeki siklik volüm değişikliklerinin bir sonucudur • CMV (Konvansiyel mekanik ventilasyon) konsolidasyon oluşturur, aşırı inflasyon ve hiyalen membran oluşumuna neden olur • HFOV (Yüksek Frekanslı Ossilasyon Ventilasyon) ile akciğerler üniform olarak inflasyona uğrar (devamlı inflasyon halinde kalır) ve hiyalen membran gelişmez • Meredith K, JAP 1989; 66:2150

15. Ventilatör ile İndüklenen Akciğer Hasarı Aşırı gerilmiş bölgeler • HFOV – Erişkinin 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 20-50 ml/kg tidal volüm • Histoloji infant akciğer hasarı ile benzer Atelektazik bölgeler

16. Ventilatör ile İndüklenen Akciğer Hasarı • Erişkin ARDS • Atelektazi • Aşırı gerilmiş hava yolları ve alveoller • Hücresel birikim • Hiyalen membranlar

17. Ventilatör ile İndüklenen Akciğer Hasarı • Erişkin ARDS geç dönem yapısal değişiklikler • Hava dolu alanlarda artış • Septalarda harabiyet • Fibrotik lezyonlar

18. Ware and Matthay, NEJM 2000;341:1334-1349

19. Ventilatör ile İndüklenen Akciğer Hasarı • Faz 1 :Erkeneksudatiffaz • Endo/Epitelyal hasar • Tip 1 Alveoler hücre hasarı ve/veya kaybı • Kapiller konjesyon • İnterstisyel/alveolar ödem, hemoraji • Protein birikimi • Surfaktan deaktivasyonu • Atelektazi • Hiyalen MembranOluşumu • İnflamatuvar hücre migrasyonu (göçü) • Volutrauma – Artmış protein kaçağı, atelektazi vb.

20. Ventilatör ile İndüklenen Akciğer Hasarı • Faz 2:Proliferatif faz ( 5-10.gün) • Tip 2 hücrelerin proliferasyonu • Fibroblast migrasyonu • İnterstisiyel kollejen oluşumu • Artmış ölü boşluk • Azalmış kompliyans • Artmış Pulmoner Vasküler Rezistans

21. Ventilatör ile İndüklenen Akciğer Hasarı • Faz 3 :Fibrotik faz (10-14.gün ) • Akciğer hasarı • Amfizematöz değişiklikler • Fibrozis • Pulmoner vasküler tıkanma • Kronik akciğer hastalığı

23. Ventilatör ile İndüklenen Akciğer Hasarı Atelektotravma Pinhu et al Lancet 2003;361:332-340

24. Pinhu et al Lancet 2003;361:332-340

25. Ventilatör ile İndüklenen Akciğer Hasarı • Mekanik ventilasyon sırasında hasar gelişebilecek iki bölge vardır • Düşük akciğer volümlü ventilasyon adheziv yüzeylerin ayrılmasını sağlar ( HFOV ) • Yüksek akciğer volümlü ventilasyon aşırı gerilmeye neden olur ve Volutravma ile sonuçlanır • Zor olan, “Sweet Spot” (Tatlı noktayı) bulmaktır Froese AB, Crit Care Med 1997; 25:906

26. Pinhu et al Lancet 2003;361:332-340 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 of intermediate filaments).

27. Pinhu et al Lancet 2003;361:332-340 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.

29. Ventilatör ile İndüklenen Akciğer Hasarı • 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 • Biyokimyasal Hasar • Biyokimyasal ajanlar (mediyatörler) akciğere saldırır • Fibrotik proliferasyon hücreleri akciğere toplanır • Atelektazikimyasal mediyatörlerin salınımını kolaylaştırır • Akciğerde salınan mediyatörler diğer organ sistemlerine saldırabilir Curr Opin Crit Care 11:82-86,2005

30. Ware and Matthay, NEJM 2000;341:1334-1349

31. Orfanos SE, et al. Intensive Care Med 2004; 30: 1702-14.

32. Orfanos SE, et al. Intensive Care Med 2004; 30: 1702-14.

33. Ventilatör ile İndüklenen Akciğer Hasarı • Prematür Primatlarda • HFOV + Surfaktan ile CMV + Surfaktanın karşılaştırılması • HFOV • Daha azradyografik hasar • Daha az oksijenasyon hasarı • Daha az alveoler protein benzeri atıklar • İle sonuçlanmıştır Jackson C AJRCCM 1994; 150:534

34. Ventilatör ile İndüklenen Akciğer Hasarı • HFOV ile yüksek volüm stratejilerine göre • Daha iyi sürfaktanaktivitesi • Normalize Lamellar Body Phospholipid düzeyleri • İyileşmiş akciğer mekanikleri • Tüm konvansiyonel ventilasyon stratejileri • Ölümle veya azalmış sürfaktan performansı ile sonuçlanmıştır • Froese A, ARRD 1993; 148:569

35. Ventilatör ile İndüklenen Akciğer Hasarı • HFOV ile ventilasyonda CMV’ye göre nötrofiller belirgin olarak daha az uyarılmaktadır • Nötrofil aktivitesi, aktif oksijen türevleri, proteinazlar ve araşidonik asit metabolitleri salınımı aracılığıyla ARDS oluşumunda rol oynar. • Sugiura M, JAP 1994; 77:1355

36. Ventilatör ile İndüklenen Akciğer Hasarı • inflamatuvar markerlerHFOV ile solutulan hastalarda CMV’ye göredaha az oluşur. • Imai Y, AJRCCM 1994; 150:1550

37. High-frequency ossilatory ventilation and ventilator-induced lung injury Yumiko Imai,MD,PhD; Arthur S. Slutsky,MD Crit Care Med 2005;33(Suppl.)129-134

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

42. Koruyucu ventilasyon stratejilerinin, ALI’li hastalarda surviyi iyileştirdiğini desteklemesine karşın, koruyucu ventilasyon uygulanan hastaların sayılarının yinede çok artmadığına değinilmiş, • VILI nin gelişmesinde ; mekanik gerilmeye hücresel yanıt PMN recuitment ve aktivasyonu ile apopitoz/nekroz dengesi üzerinde durulmuş • Mekanik ventilasyonun iyatrojenik sonuçlarından sakınmak için, sinyal transdüksiyon ( iletimi ) mekanizmalarının anlaşılmasının ve akciğerin gerilmesinin moleküler – hücresel etkilerini düzenlemede olası farmakolojik hedeflerin geliştirlmesinin gerekli olduğu vurgulanmıştır.

43. Crit Care Med 2005;33(Suppl.)129-134

44. TEŞEKKÜR EDERİM