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通氣、氧化應激與早產兒腦損傷風險

beplay怎么下载安装體積46，文章編號:One hundred.（2020）引用本文

摘要

與足月出生的嬰兒相比，早產兒出現認知和行為缺陷以及腦癱的風險更高。特別是在妊娠32周之前，嬰兒可能需要呼吸支持，但與此同時，眾所周知，通風會誘導氧化應激，增加腦損傷的風險。通氣可通過腦局部炎症反應和血流動力學不穩定兩種途徑引起腦損傷。在通氣過程中，促炎細胞因子釋放的最主要原因是氧毒性、氣壓性創傷和容積性創傷。本綜述的目的是分析通氣誘導肺損傷(VILI)的機製以及腦損傷與VILI之間的關係，以便為早產兒提供盡可能安全的呼吸支持。由於需要從產房進行溫和的通氣以降低VILI，建議以21-30%的氧氣開始通氣，首選無創呼吸入路，如果需要機械通氣，首選低呼氣末正壓和潮氣量。

簡介

37周胎齡(GA)前出生(被定義為早產)在全世界的發生率為7-12% [1］．與足月出生的嬰兒相比，早產兒發生急性和慢性腦損傷的風險更高，如認知障礙和行為障礙(40-50%)和腦癱(5-10%)[2，3.］．腦損傷的最高危險期為孕23-32周。

自1999年以來，已知炎症、氧化應激(OS)和血流動力學途徑在早產兒腦損傷的發病機製中起關鍵作用[4，5］．早產兒對氧化損傷的高度敏感，是由於自由基產生過多，抗氧化酶如超氧化物歧化酶、過氧化氫酶、穀胱甘肽過氧化物酶、穀胱甘肽還原酶水平不足而導致的失衡，尤其在妊娠32周之前[6，7，8］．已經研究了幾種減輕自由基產生的藥理學治療方法(即使用母體糖皮質激素和別嘌呤醇、促紅細胞生成素和褪黑素治療，但尚未找到理想的治療策略[9，10，11，12，13，14，15，16］．

此外，在妊娠32周之前的嬰兒，肺部疾病可能需要無創呼吸支持(NIV)或機械通氣，但另一方麵，產房以來的氧氣管理是可能導致OS的主要幹預措施。因此，任何圍產期應用的幹預措施，包括呼吸輔助，都必須優化，因為它會增加腦損傷的發生率[17］．然而，幾乎90%需要輔助通氣的早產兒吸入了危險的大氣量空氣(VT)，這可能對肺和大腦產生有害影響[18，19，20.］．

早產新生兒通氣致腦損傷

迄今為止，已知炎症和全身及腦損傷通常由通氣誘導肺損傷(VILI)引發[4，21］．多項研究表明，通氣可通過腦局部炎症反應和血流動力學不穩定兩種途徑引起腦損傷。第一種是由於炎症性肺級聯穿過血腦屏障，導致促炎細胞因子過度產生和腦白質損傷[22］．已證實，在通氣2小時後，促炎血漿細胞因子白介素(IL) -8、IL-1β和TNF- α增加，IL-10抗炎細胞因子減少[7，23］．促炎細胞因子的增加也會損害腦血管化，降低血腦屏障的完整性。自由基產生過多的主要原因是在產房複蘇時使用了純氧。然而，盡管有證據表明，在100%含氧環境中開始喂養早產兒時，OS會增加，但眾所周知，應避免高氧血症和低氧血症[24］．事實上，在最初5分鍾內心率< 100 / min和SpO2 < 80%的組合與死亡或顱內出血有關[25］．第二個通路與早產兒肺泡的過度膨脹、肺毛細血管的壓迫和肺血流動力學的不穩定有關，這導致了肺靜脈回流、心輸出量和腦血流(CBF)的廣泛振蕩的改變。的確，間歇性正壓通氣(IPPV)和呼氣末正壓通氣(PEEP)引起的氣壓性創傷，可誘發胸內壓的變異性，影響胸內壓前負荷、後負荷、心率和心肌收縮力，改變心腦血流動力學功能。此外，一些作者證明肺泡過度膨脹放大了肺部炎症反應，這增加了通氣早產羔羊大腦中促炎細胞因子的基因表達[26］．通氣時間和高VT放大了這些通路[22，27，28，29］．事實上，關於容積損傷，一些作者比較了兩組通氣早產兒(VT < 5.8 ml/kg和> 5.8 ml/kg)，並描述了在產房中接受高VT的早產兒與接受低VT的早產兒相比，腦室出血(IVH)的發生率更高(51% vs 13%) [20.，30.］．三次大幅度室速呼吸足以引發炎症反應，而降低室速可改善腦血流動力學穩定性，減少炎症反應[28］．最後，促炎細胞因子的增加導致未成熟白質內小膠質細胞的廣泛激活，降低腦血管化對異常CBF的保護能力，降低血腦屏障的完整性，使其更容易出血[23，28］．組織學上，腦實質損傷明顯，小膠質聚集體的大小和密度增加[28］．

因此，考慮到早產兒腦損傷的潛在風險，通過建議早產兒從產房獲得盡可能安全的呼吸支持，需要通風進一步增加了急性損傷和慢性殘疾的可能性。

產房通風防護策略

新生兒學家熟悉的概念是，長時間的機械通氣會對早產兒的肺和大腦造成傷害，需要溫和的通氣來減少產房的VILI。此外，氣管插管可通過觸發炎症途徑對早產兒肺造成損害，因此應優先采用NIV，並嚐試多種通氣策略，以減少損傷，改善結果。

一項比較初始FiO2為0.30和0.65的調查顯示，1公斤左右的早產兒的臨床結果是相同的[31］．然而，其他作者報道了GA < 28周嬰兒複蘇時初始FiO2為0.30導致氧化應激標記物降低[32］．根據這些數據，最新的指南建議，在獲得進一步證據之前，小於28周的早產兒開始使用約30%的氧氣，而28至31周的嬰兒開始使用21-30%的氧氣[24］．

峰值吸氣壓(PIP)和VT高度依賴於呼吸設備。根據最近的調查，產房常用的設備有自充氣袋、充氣(麻醉)袋和t型複蘇器[33］．t型複蘇器和自膨脹袋的主要區別是前者有用於PIP和PEEP的泄壓閥，而自膨脹袋通常使用時沒有壓力表。因此，與充氣袋相比，t型複蘇器提供了準確、可靠和良好控製的PIP和PEEP [34，35］．

由於缺乏足夠的設備反饋，產房的複蘇器往往無法估計室速，早產兒有發生高室速的風險[36］．

NICU內的通風防護策略

當嬰兒隻需要無創呼吸入路時，新生兒重症監護室(NICU)最常見的兩種NIV形式是鼻持續氣道正壓通氣(nCPAP)和高流量鼻插管(HFNC)。nCPAP可用於促進自主呼吸和減少機械通氣，防止插管可能造成的不良影響[37］．多項研究發現，nCPAP減少了對補充氧氣、插管、呼吸機支持的中位天數和產後皮質類固醇的需求，維持了長期的呼吸效益[28］．今天，大多數三級單位使用CPAP從產房進行穩定，但CPAP的最佳時機仍在下降[38，39］．一種流行的CPAP變體是雙級CPAP或BIPAP，它利用吸氣和呼氣階段之間的小壓力差。然而，沒有證據表明BIPAP比CPAP有任何優勢。另一種具有鼻界麵的通氣方式是高頻率振蕩通氣(NHFOV)，但其結果尚無定論[25］．

HFNC提供加熱、濕化氧氣是全球55%至80%使用的nCPAP的替代品[40，41，42］．然而，在失敗方麵，HFNC作為主要呼吸支持方式的使用不如CPAP，因為隨機分配到HFNC的嬰兒通常需要CPAP搶救以防止插管[43］．臨床試驗表明，對於妊娠28周的>嬰兒，HFNC基本上等同於nCPAP，但nCPAP仍是首選的初始無創支持方法，尤其是對較小的兒童[25］．

盡管最初使用無創通氣的管理是最佳的，但近一半< 28 GA的嬰兒需要機械通氣，因此存在VILI和OS的額外風險[44］．機械通氣的目的是對肺不張進行充氣，優化肺容積，使潮氣量在設定的壓力下均勻分布，以防止肺不張和過度膨脹。減少炎症性肺損傷的一種通氣策略是通過調整每個患者的最佳PEEP水平，獲得一個有足夠VT的招募或“開放”肺。

傳統上，嬰兒呼吸機是在有限壓力通氣(PLV)模式下使用的，但新的容積定向通氣(VLV)模式已經被開發出來，通過設置每次充氣進入肺部的空氣量來減少VILI。最近，Cochrane對嬰兒VLV和PLV的比較表明，VTV的使用降低了嚴重腦部疾病的發生率，即IVH 3級或4級，或腦室周圍白質軟化(PVL)，或兩者都有。可能是由於VTV模式通過控製VT，避免了體積損傷，提高了血液中氣體參數的穩定性，減少了低碳，穩定了腦灌注，減少了新生兒腦損傷[45］．

另一種通氣策略是保證容積(GV)模式，根據順應性、阻力和自發活動的變化，提供固定的電流容積，以糾正吸氣壓力，限製肺容積損傷[46］．一些數據表明，這種策略可能減少急性炎症反應，從而也限製了早產兒的氧化應激[47］．

最後，在過去的幾十年裏，更新的微處理器控製呼吸機在呼吸的同步、氣體泄漏的調整、小潮汐量的精確測量和峰值吸氣壓力、速率和吸入氧氣的自動化調整方麵的能力不斷提高。隨著人工智能和機器學習等新技術的使用，它們有可能幫助改善臨床決策，以減少與通風相關的氧化應激損傷，包括腦損傷。

結論

已知炎症通路在腦損傷的發病機製中發揮關鍵作用，通過膠質細胞增生引起的直接毒性，或通過血腦屏障的更大通透性，以及通過腦血管係統的損傷。因此，考慮到vili相關的進一步急性損傷和慢性殘疾的風險，早產兒必須盡可能接受最安全的呼吸支持，初始FiO2為21-30%的通氣，首選NIV而不是氣管插管，如果需要機械通氣，使用低VT避免容積損傷。

數據和材料的可用性

不適用。

縮寫

遺傳算法:

孕齡

操作係統:

氧化應激

VT:

潮汐卷

VILI:

通氣致肺損傷

IL:

白介素

CBF:

腦血流量

新和合本:

無創機械通氣

IPPV:

間歇正壓通氣

窺:

呼氣末正壓

IVH:

腦室內出血

皮普:

吸氣壓力峰值

NICU:

新生兒重症監護病房

nCPAP:

鼻持續氣道正壓

HFNC:

高流量鼻插管

NHFOV:

高鼻頻率振蕩通氣

PLV:

限壓通風

VLV:

容積定向通風

PVL:

室周的腦栓塞

問:

保證數量

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    穀歌學者

下載參考

致謝

作者感謝所有在墨西拿市警察醫院新生兒重症監護病房住院的嬰兒家庭。

利益衝突

作者聲明沒有利益衝突。

資金

“這項研究沒有得到外部資助”。

作者信息

作者和隸屬關係

  1. 墨西拿大學成人和兒童人類病理學係，UOC di pediatrics, Pad。NI, 3°鋼琴，AOU Policlinico Gaetano Martino, Via Consolare Valeria, 1,98125，墨西拿，意大利

    勞拉Cannavo

  2. 意大利墨西拿大學成人和兒童人類病理學係

    Immacolata Rulli

  3. 意大利卡塔尼亞Policlinico-Vittorio Emanuele大學醫院兒科

    拉斐爾Falsaperla

  4. 意大利巴勒莫大學婦幼保健係

    喬凡尼Corsello

  5. 意大利墨西拿大學成人和兒童人類病理學係

    Eloisa Gitto

作者
  1. 勞拉Cannavo
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  2. Immacolata Rulli
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  3. 拉斐爾Falsaperla
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  4. 喬凡尼Corsello
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  5. Eloisa Gitto
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貢獻

設計及撰寫-原創稿準備，L.C.;數據管理，I.R.;調查，R.F.和G.C.;所有作者均已閱讀並同意稿件的出版版本。

相應的作者

對應到勞拉Cannavo．

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不適用。

發表同意書

不適用。

相互競爭的利益

不適用。

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關於本文

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引用本文

Cannavò， L.， Rulli, I.， Falsaperla, R.;et al。通氣、氧化應激與早產兒腦損傷風險。Ital J兒科46， 100(2020)。https://doi.org/10.1186/s13052-020-00852-1

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  • DOI：https://doi.org/10.1186/s13052-020-00852-1

關鍵字

  • 氧化應激
  • 通風
  • 腦損傷
  • 早產

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ISSN: 1824 - 7288

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