Zespół ostrej niewydolności oddechowej
Etiologia i przyczyny
Zespół ostrej niewydolności oddechowej (ARDS) to ciężkie, zapalne uszkodzenie płuc prowadzące do zwiększonej przepuszczalności naczyń, obrzęku i niedodmy, skutkujące utratą napowietrzonej tkanki płucnej. Etiologia dzieli się na bezpośrednie (np. zapalenie płuc – 46-48%, aspiracja treści żołądkowej – 29%, stłuczenie płuc – 34%) oraz pośrednie przyczyny (np. sepsa – 25-33%, uraz wielonarządowy – 41%, masywne przetoczenia krwi – 34%). COVID-19 stał się wiodącą przyczyną ARDS, z częstością występowania 32,2% u zakażonych, a rozwój ARDS następuje średnio około 8 dni od objawów. Czynniki ryzyka obejmują zaawansowany wiek, cukrzycę, nadciśnienie, palenie tytoniu, nadużywanie alkoholu oraz predyspozycje genetyczne, a ciężkość choroby oceniana m.in. skalą APACHE koreluje z ryzykiem rozwoju ARDS. Patofizjologia opiera się na zapaleniu i uszkodzeniu śródbłonka oraz nabłonka pęcherzyków, z udziałem mediatorów takich jak TNF, IL-1, IL-6 i IL-8, prowadząc do hipoksemii i zaburzeń wentylacji/perfuzji.
Etiologia Zespołu Ostrej Niewydolności Oddechowej (ARDS)
Zespół ostrej niewydolności oddechowej (ARDS) jest ciężkim stanem klinicznym charakteryzującym się ostrym rozlanym zapalnym uszkodzeniem płuc, które prowadzi do zwiększonej przepuszczalności naczyń płucnych i śródbłonka, obrzęku płuc oraz niedodmy zależnej od grawitacji. Wszystkie te czynniki przyczyniają się do utraty napowietrzonej tkanki płucnej.1 Chociaż ARDS został po raz pierwszy opisany podczas I wojny światowej jako potencjalnie śmiertelna niewydolność oddechowa, sam termin „zespół ostrej niewydolności oddechowej” został przyjęty dopiero w 1967 roku.2
Podział przyczyn ARDS
Przyczyny ARDS można podzielić na dwie główne kategorie: bezpośrednie uszkodzenie płuc (płucne ARDS) oraz pośrednie uszkodzenie płuc (pozapłucne ARDS). Te dwie etiologiczne podgrupy różnie reagują na wentylację mechaniczną i mogą mieć różną charakterystykę radiologiczną we wczesnej fazie.3 W przypadku bezpośrednich urazów płuc, czynnik uszkadzający początkowo wpływa na nabłonek pęcherzyków płucnych, podczas gdy w przypadku urazów pośrednich, proces zapalny zwykle zaczyna się od uszkodzenia śródbłonka naczyniowego.4
Bezpośrednie przyczyny ARDS
Bezpośrednie przyczyny uszkodzenia płuc obejmują stany, które występują w płucach lub bezpośrednio na nie wpływają:5
- Zapalenie płuc (bakteryjne lub wirusowe, w tym COVID-19) – najczęstsza bezpośrednia przyczyna ARDS, stanowiąca około 46% przypadków67
- Aspiracja treści żołądkowej do płuc (29% przypadków)8
- Inhalacja toksycznych substancji (chlor, chloraminy, amoniak, fosgen, tlenki azotu)9
- Uraz płuc (stłuczenie płuc, 34% przypadków)10
- Zatorowość tłuszczowa11
- Tonięcie lub stan bliski utonięciu12
- Wdychanie dymu podczas pożaru13
- Transplantacja płuc14
- Toksyczność tlenowa15
Pośrednie przyczyny ARDS
Pośrednie przyczyny uszkodzenia płuc to stany, które występują w innych częściach ciała, ale ostatecznie prowadzą do uszkodzenia płuc:16
- Sepsa – najczęstsza pośrednia przyczyna ARDS, stanowiąca około 33% przypadków1718
- Ciężkie urazy ciała (urazy głowy, oparzenia, liczne złamania kości)19
- Masywne przetoczenia krwi (34% przypadków)20
- Ostre zapalenie trzustki (25% przypadków)21
- Krążenie pozaustrojowe (bypass sercowo-płucny)22
- Ostre uszkodzenie płuc związane z transfuzją (TRALI)23
- Zespół cieśni jamy brzusznej24
- Przedawkowanie leków (heroina, metadon, propoksyfen, lidokaina)25
Łącznie zapalenie płuc i sepsa stanowią 40-60% wszystkich przypadków ARDS.2627 Warto zauważyć, że w około 20% przypadków ARDS nie udaje się zidentyfikować żadnego czynnika ryzyka.28
ARDS związany z COVID-19
Od czasu pojawienia się koronawirusa SARS-CoV-2 w 2019 roku i późniejszej globalnej pandemii, COVID-19 stał się wiodącą przyczyną ARDS na całym świecie. W Stanach Zjednoczonych w pierwszym roku pandemii (2020) odnotowano pięciokrotny wzrost liczby zgonów związanych z ARDS. Przegląd systematyczny i metaanaliza 11 badań obejmujących 2845 uczestników wykazały, że ogólna częstość występowania ARDS wśród pacjentów z COVID-19 wynosi 32,2%.29
U osób z COVID-19 wirus może przemieszczać się poza górne drogi oddechowe, przechodzić przez płuca i ostatecznie docierać do pęcherzyków płucnych. Gdy to nastąpi, COVID-19 może prowadzić do ARDS, który zazwyczaj rozwija się około ośmiu dni po wystąpieniu początkowych objawów. Pewne czynniki ryzyka zwiększają prawdopodobieństwo rozwoju ARDS u osób z COVID-19, w tym zaawansowany wiek, cukrzyca i wysokie ciśnienie krwi.30
Badania sugerują, że białko otoczki SARS-CoV-2 (2-E) samo w sobie może powodować uszkodzenia podobne do ARDS zarówno in vitro, jak i in vivo. Białko to może działać jako ofensywny czynnik zjadliwości przenoszony przez SARS-CoV-2, prowadząc do silnych odpowiedzi zapalnych i śmierci komórek, co może wyjaśniać kliniczne pogorszenie stanu i zgony.31
Heterogenność etiologiczna ARDS
Heterogenność w ARDS doprowadziła do wielu statystycznie negatywnych badań klinicznych. Etiologia jest uważana za ważne źródło heterogenności patogenezy w ARDS, ale wcześniejsze badania zwykle przyjmowały dychotomiczną klasyfikację, taką jak płucny versus pozapłucny ARDS, do jej oceny.32
Badania wykazały, że istnieje znaczna heterogenność związana z etiologią w ARDS. Zaobserwowano również heterogenność w obrębie ARDS związanego z zapaleniem płuc, gdy porównywano bakteryjne zapalenie płuc z innymi niebakteryjnymi zapaleniami płuc.33
Różne etiologie ARDS mogą prowadzić do różnych zmian histologicznych i biologicznych w płucach. Na przykład, istnieje znaczna heterogenność wewnątrzgrupowa w ARDS związanym z zapaleniem płuc, co podkreśla znaczenie różnicowania między bakteryjnym a niebakteryjnym zapaleniem płuc związanym z ARDS.34
Czynniki ryzyka ARDS
Oprócz bezpośrednich i pośrednich przyczyn, istnieją pewne czynniki ryzyka, które mogą zwiększać podatność na rozwój ARDS po zdarzeniu inicjującym:35
- Zaawansowany wiek36
- Płeć żeńska (zauważalna tylko w przypadkach urazów)37
- Palenie tytoniu38
- Nadużywanie alkoholu39
- Przewlekła choroba płuc40
- Operacja wysokiego ryzyka41
- Narażenie na zanieczyszczenie powietrza42
- Predyspozycje genetyczne43
Dla każdej podstawowej przyczyny, coraz cięższy stan choroby, przewidywany przez system oceny ciężkości, taki jak APACHE (Acute Physiology And Chronic Health Evaluation), zwiększa ryzyko rozwoju ARDS.44
Czynniki fizjologiczne a ARDS
Kilka fizjologicznych czynników ryzyka, takich jak kwasica krwi, hipoalbuminemia, niska podatność oddechowa i wysoki poziom mleczanów, również zwiększa prawdopodobieństwo rozwoju ARDS.45
Badanie przeprowadzone przez Glavana i wsp. badało związek między zmiennością genetyczną genu FAS a podatnością na ALI (ostre uszkodzenie płuc). Badanie zidentyfikowało związki między czterema polimorfizmami pojedynczego nukleotydu a zwiększoną podatnością na ALI. Potrzebne są dalsze badania, aby zbadać rolę FAS w ALI.46
Mechanizmy patofizjologiczne ARDS
ARDS jest wynikiem ciężkiego zapalenia. Zapalenie powoduje, że maleńkie naczynia krwionośne w płucach stają się „przeciekające”. Płyn wydostaje się z tych naczyń krwionośnych i dostaje się do pęcherzyków płucnych (alveoli). Gdy pęcherzyki płucne wypełniają się płynem, oddychanie staje się trudne. Płuca nie są w stanie dostarczyć wystarczającej ilości tlenu, aby reszta organizmu mogła funkcjonować prawidłowo.47
Uszkodzenie płuc powoduje uwolnienie mediatorów zapalnych, a wykazano, że czynnik martwicy nowotworów, interleukina (IL)-1, IL-6 i IL-8 są szczególnie zaangażowane w ARDS. Neutrofile zaczynają uwalniać toksyczne mediatory, ale zamiast rozwiązać podstawowy, początkowy problem, uwolnione reaktywne formy tlenu i proteazy niszczą śródbłonek naczyń włosowatych i nabłonek pęcherzyków płucnych.48
Brak wymiany gazowej z obszarów dotkniętych chorobą prowadzi do przecieku prawo-lewego i hipoksemii. Skrzepy fibryny tworzące niedrożności w mikronaczyniach płucnych prowadzą do niedopasowania wentylacji/perfuzji, co przyczynia się do hipoksemii.49
Powikłania i rokowanie w ARDS
ARDS może prowadzić do różnych powikłań, w tym zwłóknienia płuc (fibroza).50 Może również spowodować niewydolność narządów z powodu niedoboru tlenu w organach i może prowadzić do śmierci.51
Czynniki ryzyka śmiertelności obejmują zwiększający się wiek, pogarszającą się niewydolność wielonarządową, obecność chorób współistniejących płucnych i pozapłucnych, wyższy wynik APACHE II oraz kwasicę.52
Przyczyna śmierci różni się między fenotypami zapalnymi sepsy. Niewydolność oddechowa jest najczęstszą przyczyną śmierci w sepsie hipozapalnej, podczas gdy wstrząs krążeniowy jest najczęstszą przyczyną w sepsie hiperzapalnej.53
Większość zgonów związanych z ARDS wynika z niewydolności wielonarządowej.54 ARDS nadal wiąże się z wysoką śmiertelnością, wynoszącą od 40 do 50 procent.55 Ciężki ARDS ma najgorszą śmiertelność (45%) w porównaniu z łagodnym i umiarkowanym ARDS.56
| Kategoria przyczyn | Przykłady | Częstość występowania |
|---|---|---|
| Bezpośrednie uszkodzenie płuc | Zapalenie płuc (bakteryjne, wirusowe, w tym COVID-19) | 46-48% |
| Aspiracja treści żołądkowej | 29% | |
| Stłuczenie płuc | 34% | |
| Inhalacja toksycznych substancji | Zmienna | |
| Tonięcie lub stan bliski utonięciu | Zmienna | |
| Pośrednie uszkodzenie płuc | Sepsa | 25-33% |
| Uraz wielonarządowy | 41% | |
| Masywne przetoczenia krwi | 34% | |
| Ostre zapalenie trzustki | 25% | |
| Przedawkowanie leków | Zmienna | |
| Czynniki ryzyka | Zaawansowany wiek | – |
| Palenie tytoniu | – | |
| Nadużywanie alkoholu | – | |
| Przewlekła choroba płuc | – | |
| Narażenie na zanieczyszczenie powietrza | – | |
| Predyspozycje genetyczne | – |
Znaczenie wczesnego rozpoznania i leczenia ARDS
Rozpoznanie i szybkie leczenie ARDS ma kluczowe znaczenie dla zmniejszenia związanej z nim wysokiej śmiertelności.57 Ponieważ nie są znane biomarkery, które mogłyby zdiagnozować ARDS, możliwe do wdrożenia w czasie rzeczywistym ramy klasyfikacji pacjentów, które mogą pomóc w rozróżnieniu między ARDS a niezwiązanymi z ARDS przyczynami niewydolności oddechowej, mogłyby pomóc we wczesnej identyfikacji i potencjalnie zmniejszyć związaną z nimi chorobowość i śmiertelność.58
W przypadku, gdy przyczyną ARDS była sepsa, leczenie obejmowałoby antybiotyki, jeśli przyczyną jest infekcja bakteryjna, płyny dożylne (IV) i potencjalnie leki zwane wazopresorami, aby pomóc podnieść ciśnienie krwi.59
Istnieją również próby zastosowania danych biologicznych w celu poprawy naszego zrozumienia i leczenia ARDS. Sugeruje się, że materiały biologiczne powinny być idealnie zbierane jako część wszystkich randomizowanych badań klinicznych u pacjentów z ARDS, aby umożliwić testowanie heterogeniczności efektu leczenia w podfenotypach biologicznych.60
Obecne leczenie ARDS składa się głównie z opieki wspomagającej – od strategii wentylacji oszczędzających płuca i pronacji aż do wsparcia pozaustrojowym natlenianiem krwi (ECMO) – oraz postępowania z podstawowymi przyczynami.61
Nie ma określonego leku, który okazał się korzystny w leczeniu ARDS. W tych przypadkach stosuje się wiele leków, w tym leki wpływające na funkcję płuc i zapalenie, a także antybiotyki.62
Kolejne rozdziały
Zapraszamy do dalszego czytania naszego leksykonu.
Wybierz kolejny rozdział z menu poniżej, aby otworzyć nową podstronę kompedium wiedzy i uzyskać szczegółowe informację o leku, substancji lub chorobie.