Нормоксическая  компрессия в лечении и профилактике тяжелой коронавирусной пневмонии и фиброза легких.

Н.В.Казанцева

  Трагические последствия  коронавирусной пневмонии испугали весь мир, так как при тяжелой форме болезни обычные реанимационные действия – кислородотерапия и ИВЛ оказались неэффективны.

Многие  видели по 1 каналу ТВ от 20.4.20 сообщение об успешном применении при коронавирусной пневмонии  баротерапии в портативной барокамере, применяемой при восстановлении спортсменов после тренировок – это нормоксическая лечебная компрессия (НЛК), разработанная нами для лечения инсульта, гипертонии, рассеянного склероза и нейродегенеративных заболеваний[1-7].   В этой же программе показали и  барокамеры, заполняемые 100% кислородом  с высоким избыточным давлением  –  гипербарическую оксигенацию (ГБО).  Создалось впечатление, что это в принципе одна и та же методика и ее цель насыщение организма кислородом.  Однако, механизмы действия этих методов различны и эффективность в лечении вирусной пневмонии тоже.

Суть метода НЛК состоит  в уникальной возможности небольшого избыточного давления воздуха в   барокамере восстанавливать  образование энергии (окислительное фосфорилирование), нарушенное при ишемии и гипоксии в мозге, почках, сердце, эндотелии сосудов и эпителиальных клетках, выстилающих альвеолы.   В отличие от ГБО и кислородотерапии при атмосферном давлении нормоксическая компрессия  совершенно безопасна и нормализует перекисное окисление липидов ( ПОЛ) и последствия окислительного стресса, вызванного гипоксией и даже радиацией [8-10  ]

 Кислород имеет двойственную природу,  с одной стороны, это опасный для всего живого окислитель, а с другой, молекулы кислорода необходимы для образования энергии в организме. Поэтому кислород поступает только во внутреннюю мембрану митохондрий  в строго дозированном количестве, не меньше и не  больше, чем требуется для образования АТФ (окислительного фосфорилирования). Решению этой задачи способствует наличие неспецифических пор в мембране митохондрии и в мембране эритроцита  синхронно открывающихся на 0,02 сек, когда эритроцит протискивается  в  сужение капилляра. В обычном состоянии мембрана эритроцита полностью непроницаема для кислорода благодаря трансмембранному потенциалу, создаваемому постоянной работой K-Na насоса и только в  области сужения капилляров тканей и альвеол  напряженность поля на внешней поверхности мембраны эритроцита снижается и она становится проницаемой для кислорода на сотые доли сек, а точнее, на 0,14 сек в альвеолярных капиллярах, где имеется 7 таких сужений,  и на 0,02 сек в капиллярах тканей. Диаметр сужений капилляров 3-4 мкм,  что значительно меньше диаметра эритроцита, а расширений –около 15 мкм, поэтому эритроцит втискивается в сужение капилляра, меняя свою форму и состояние мембраны в месте контакта со стенкой капилляра. Активный транспорт кислорода из эритроцитов защищает клетку от диффузии растворенного в плазме крови кислорода, так как диффузия длительный процесс, занимающий десятки минут и часы. Транспорт кислорода в ткани регулируется одновременным протеканием многих взаимосвязанных процессов, но во все клетки организма в том числе и в альвеолярный эпителий и эндотелий сосудов, кислород проникает прямо из эритроцитов, с помощью активного обратного транспорта углекислоты,  а не диффузией из плазмы крови. Саморегуляция транспорта кислорода с помощью  мембран эритроцитов подробно описана М.В. Фоком \1928-2008\ [11]

Если клеточные мембраны откроются на более длительное время, например в условиях ишемии, то в мембрану митохондрии поступит лишний кислород и его радикалы,  что  приведет к уменьшению образования энергии, а сама клетка начнет разрушаться по типу апоптоза (запрограммированной клеточной гибели) или некроза – при массивном поступлении кислорода. [12,13]

Кислородотерапия и ГБО, повышая опасную для нормальной жизнедеятельности диффузию кислорода в плазму  крови, вызывают генетически детерминированные защитные реакции, направленные на снижение содержания кислорода в плазме крови: рефлекторное повышение шунтирования венозной крови в легких, приводящее к снижению насыщения гемоглобина кислородом, выброс в кровь онкобелков, связывающих радикалы кислорода,  но ухудшающих реологию и вязкость крови. Одновременно развивается спазм сосудов, а при ГБО  нарушается отдача кислорода гемоглобином в ткани.  В результате избыточной оксигенации плазмы крови развивается окислительный стресс, угнетается тканевое дыхание,  а венозная кровь полностью насыщается  кислородом –«синдром алой крови». Поэтому при кислородотерапии  и ГБО цвет кожных покровов улучшается, тогда как ткани страдают от угнетения тканевого дыхания. [13,14]

 Опытные реаниматологи знают, что кислородотерапия, входящая в стандарт реанимационных мероприятий  вызывает 100% летальность при тяжелом инсульте, инфаркте, травме мозга. Поскольку исключить вероятность летального исхода при этих состояниях невозможно, то считается,  что кислород лишь ускоряет летальный исход. [15] 

Давно известно,  что при остром воспалении, в том числе при острой пневмонии  и туберкулезе кислород  может вызвать повышение температуры и усилить степень повреждения легких. [16-18] Избыток кислорода, усиливает дыхательный взрыв лейкоцитов  с повышением потребления кислорода (в 6 раз) и глюкозы (в 2 раза) и образованием огромного количества радикалов, способных уничтожить не только бактерии и вирусы, но и клетки самого организма. Кислородотерапия  еще больше повышает образование свободных радикалов, поэтому ее нельзя  применять при остром воспалении, особенно при воспалении легких.

НЛК, в отличие от ГБО, проводится  с воздухом. Избыточное давление воздуха в барокамере прямо передается на все жидкие среды в организме, в том числе и на внутреннюю мембрану митохондрии где образуется биологическая энергия в виде молекул АТФ  при окислительно-восстановительном взаимодействии кислорода и водорода с образованием Н2О и СО2.  Поскольку эта реакция осуществляется с участием молекул газов, растворенных в жидкостях, то ее скорость при постоянной температуре и объеме должна нарастать при  повышении внешнего давления. Что и наблюдается в диапазоне часто меняющегося атмосферного давления  720-770 мм рт. ст. [3]  Однако увеличение давления в барокамере сверх оптимального  сопровождается снижением образования АТФ. Лечебный эффект НЛК наблюдается только в узком диапазоне повышения внешнего давления, ограниченном 1,1 -1,12 АТА при заполнении барокамеры воздухом. Восстановление образования биологической энергии в клетках организма при ишемии и гипоксии обусловлено заместительным действием вновь доставляемого в мембрану митохондрии молекулярного кислорода  и  нормализацией саморегуляции микроциркуляции.

Как показали проведенные нами исследования, НЛК восстанавливает тканевое дыхание и способствует сохранению клеток мозга и почек в условиях ишемии, увеличивает до нормы содержание СО2 в крови и в выдыхаемом воздухе, нормализует внешнее дыхание, улучшает реологию и вязкость крови, нормализует свободно-радикальное окисление и ПОЛ, повышает клеточный иммунитет.[1-7,17-19] Важно отметить, что уже при давлении в барокамере 1,15-1,2 АТА  тканевое дыхание  угнетается, что  проявляется в снижении содержания углекислоты в выдыхаемом воздухе и плазме крови и  повышении лактата в крови. [1] При традиционной  ГБО ( при 1,5 - 2 АТА) или  кислородотерапии  происходит еще большее угнетение тканевого дыхания, патологические процессы усиливаются, а последствия ишемии мозга, сердца, почек, легких нарастают после сеанса с ускорением летального исхода [1,15]

 Основной целью применения НЛК является восстановление нарушенного при ишемии и гипоксии тканевого дыхания (образования АТФ) и регуляции микроциркуляции. Это проявляется в  стойкой нормализации капнограммы, свидетельствующей не только о  восстановлении содержания СО2 в выдыхаемом воздухе, но и о нормализация внешнего дыхания при тяжелом инсульте и при пневмонии. Даже при выраженной гипервентиляции и наличии патологических дыхательных ритмов применение НЛК  вызывает нормализацию частоты дыхания и восстанавливается нормальная форма  капнограммы с удлиненным выдохом и укороченным вдохом ( 4:1).  Нормализация внешнего дыхания после  НЛК скорее всего вызвана восстановлением  хеморецепторов и регулирующей функции самого дыхательного центра.

Основные задачи применения НЛК при коронавирусной инфекции это:  1) лечение и профилактика развития осложнений коронавирусной пневмонии,  вызванных тяжелой гипоксией: РДСС и ДВС синдрома и полиорганной недостаточности. 2) восстановление альвеолярного эпилелия и  профилактика развития  фиброза легких. 3) восстановление иммунитета и предотвращение заболеваемости коронавирусной пневмонией.

 Пожилым и ослабленным пациентам применение НЛК проводится  с лечебной и профилактической  целью  для нормализации микроциркуляции, улучшения функций легких, нормализации АД и  для восстановления клеточного иммунитета.  Сеансы НЛК проводятся в сочетании с  антиоксидантами, участвующими в переносе электронов в дыхательной цепи митохондрий:  биофлавоноидами (пикногенол, кверцетин) и  коэнзимом Q10.  С обязательным применением витаминов (Д3, В12, РР) и препаратами легкоусвояемого  кальция, так как при дефиците кальция, он  вымывается из  мышц и костей на фоне активации энергетического обмена.

При короновирусной пневмонии НЛК должна проводиться  в сочетании с  антибактериальными и противовирусными препаратами, которые нужно  принимать  уже в самом начале болезни, так как НЛК не действует губительно ни на вирусы, ни на бактерии,  а только активирует собственный клеточный иммунитет и  восстанавливает мембраны  уже разрушающихся клеток.[19,20] В сочетании с антибактериальной терапией  каждый сеанс НЛК улучшает состояние пациентов  с пневмонией легкой и средней тяжести и способствует быстрому разрешению пневмонии и восстановлению альвеолярного  эпителия, что проявляется в снижении лактата в крови, нормализации КЩС, СРБ, свертывания крови.  Нормализация микроциркуляции в легких предотвращает развитие хронического воспаления и  фиброза легких.

  Тяжелая коронавирусная пневмонии наблюдается на фоне истощения собственных ресурсов защиты от гипоксии и является тяжелейшим стрессом, с  повышением агрегации тромбоцитов и эритроцитов  и  развитием синдрома ДВС.  Для  лечения этого тяжелого состояния НЛК  должна проводиться не только в сочетании с антибиотиками и противовирусной терапией,  но и с гормонами, низкомолекулярным гепарином и другими препаратами по жизненным показаниям.   Летальный исход тяжелой вирусной пневмонии  наблюдается при  тромбоэмболии легочной артерии или сосудов мозга. НЛК улучшает исход и этих тяжелейших состояний. При инсульте НЛК стойко восстанавливает регуляцию кровообращения в мозге и не только спасает жизнь больного, но и  восстанавливает функции мозга. [1,5,7,21]

Пациентам, перенесшим тяжелую или средней тяжести коронавирусную пневмонию для полного восстановления функций легких и нарушенного иммунитета необходимо проведение курса НЛК в комплексе с необходимыми препаратами.

Какие противовирусные препараты и антибиотики должны применяться при коронавирусной пневмонии в сочетании с НЛК? Учитывая, что корона-вирус 19 действует через активацию переживающих в организме вирусов ( чаще герпес1-2 типа,  ВЭБ) и  инфекций (  чаще пневмококк и туберкулез), то и применять можно относительно безвредные препараты: ацикловир, фамцикловир, так как  токсичные препараты для лечения ВИЧ оказались неэффективны. Антибактериальные препараты должны выбираться в зависимости от  анализа мокроты или широкого спектра. Сейчас применяют азитромицин, но он  токсичен для  печени и  кишечной флоры. Менее токсичный цифран показал  хороший лечебный эффект. На фоне НЛК   активность препаратов нарастает , а токсическое действие уменьшается. Нельзя забывать, что не только лекарства убивают вирусы и бактерии, а организм сам прекрасно с этим справляется, при нормальном тканевом дыхании  и микроциркуляции, в том числе и в кишечнике, так  как 70% лимфоцитов образуется в стенке тонкого кишечника.

      Как оценить положительное воздействие НЛК? Лечебный эффект  нормоксической компрессии проявляется уже после первого сеанса в заметном улучшении состояния пациентов и нарастает после каждого сеанса, поэтому пациентам в тяжелом состоянии показано проведение 2-х сеансов НЛК в день. Объективно состояние пациентов можно оценить с помощью исследования КЩС (кислотно-щелочного состояния) - экспресс анализа капли крови, позволяющего оценить и тяжесть гипоксии и содержание лактата (недоокисленной глюкозы) в крови  и степень компенсации ацидоза. Уже при бессимптомном течении коронавирусной пневмонии  с поражением 25% альвеол в крови выявляется повышение лактата  ( больше 3) , ацидоз и увеличение   СРБ ( белок воспаления) .   Применение НЛК нормализует лактат-ацидоз и  значительно улучшает состояние пациентов. После НЛК нормализуется РН крови, увеличивается содержание СО2 и О2 до нормы, восстанавливается насыщение гемоглобина кислородом. Например, у некоторых наших пациентов, уже перенесших вирусную пневмонию  уровень лактата в крови  в несколько раз превышал норму и составлял 3,9-6,5 ( при норме до 1,39), а уже после первого сеанса НЛК приближался к норме. Поскольку выраженной тканевой ишемии не наблюдалось, нормализация лактата  в крови может быть связана с восстановлением альвеолярного эпителия и дыхательной функции легких.   Положительный эффект НЛК на тканевое дыхание проявляется в нормализации реологии и свертывания крови и улучшении клеточного иммунитета.  [5, 21].   Нормализацию внешнего  и тканевого дыхания можно оценить по капнограмме  ( содержание СО2 в выдыхаемом воздухе) и быстрой оксигемограмме (потребление кислорода в легких). Эти методы просты и неинвазивны.

Основной вопрос – как преодолеть широко бытующее заблуждение о необходимости избытка кислорода при гипоксии?   Трудно полностью отказаться от применения столь доступного кислорода и преодолеть штампы мышления. Даже в нашей клинике, мы  перешли на лечение  воздухом в барокамере только несколько лет назад, после сравнительных исследований  КЩС крови до и после каждого сеанса при заполнении барокамеры воздухом  или 40% О2. При заполнении барокамеры воздухом наблюдалась нормализация содержания лактата, РН, насыщения  гемоглобина кислородом и более выраженный лечебный эффект у тех же пациентов. При заполнении барокамеры 40% О2 содержание лактата не снижалось или увеличивалось, снижалось насыщение гемоглобина кислородом.

Опубликованное недавно (5.06.20) сообщение об успешном применении 100 сеансов ГБО 25 пациентам с коронавирусной пневмонией в институте  Склифосовского вызывает сомнения, что состояние этих пациентов действительно улучшалось после окончания сеанса ГБО, а не только во время сеанса. Эта информация не подкреплена данными объективного анализа биохимии, она противоречит клиническому опыту [1].  Сама процедура ГБО достаточно вредна для организма,  особенно для пациентов с тяжелой пневмонией.  НЛК абсолютно безвредна и может улучшить состояние пациентов с тяжелой гипоксией и предотвратить летальный исход.

Широко внедрить в реанимационные отделения страны НЛК просто и недорого.   Портативные  барокамеры, доступны и с их помощью можно строго следовать методике, но в них неудобно помещать тяжелых пациентов. Многие реанимационные отделения нашей страны все еще оснащены удобными для пациентов барокамерами, но используются они для ГБО и заполняются кислородом, а не воздухом. Заменить сжатый кислород  на сжатый воздух недорого, нужен безмасляный компрессор и фильтры для очистки воздуха, поступающего в барокамеры. Настало время проведения  сравнительных исследований  эффективности НЛК и  ГБО при вирусной пневмонии, чтобы  отказаться от кислородотерапии и ГБО хотя бы при пневмонии и гипоксии мозга.

Литература.

1. Казанцева Н.В. Нормоксическая компрессия в лечении инсульта. Ж. неврологии и психиатрии им. С.С.Корсакова. 2014;114(8, инсульт): 42-51.
2. Казанцева Н.В., Гусев Е.И., Макарова Л.Д., Петухов Е.Б. Баротерапия при сосудистых заболеваниях мозга. Ж. неврол и психиат (Приложение Инсульт) 2001; 2: 48—55.
3. Гусев Е.И., Казанцева Н.В. Роль гипербарической терапии ( баротерапии) в комплексном лечении ишемии и гипоксии мозга. Пособие для врачей М.2003.  2-ое издание 71с. 
4. Казанцева Н.В. Гипербарическая терапия при сосудистых заболеваниях мозга. Клинико-экспериментальное исследование. Атореферат дисс.докт. мед.н. М ,1993,49с.
5. Казанцева Н.В., Волкова Н.А. Макарова Л.Д., Петухов Е.Б., Березов В.П.  Влияние нормоксической компрессии на микроциркуляцию при остром инсульте. Ж.неврологии и психиатрии им. С.С.Корсакова.  2005;(Suppl 13):25-9.
6. Казанцева Н.В., Волкова Н.А., Буклина С.Б. Нормоксическая компрессия в комплексном лечении гипертонической дисциркуляторной энцефалопатии. Журн неврол и психиат 2005; 105: 6: 26—30.
7. Kazantseva N.V. The new method of recovery of the CBF regulation after stroke. XXVth International symposium on cerebral blood flow, metabolism and function. Barselona 2011.
8.   Казанцева Н.В., Воскресенская О.Н. и др. Влияние различных режимов ГБО на свободно-радикальные процессы и микроциркуляцию при лечении больных с начальными проявлениями недостаточности мозгового кровообращения. Журн невропатол и психиат 1994; 94: 2: 41— 44.
9.  Казанцева Н.В., Лурье Б.Л., Владимирова Т.В. Влияние различных доз ГБО на свободно-радикальное окисление при экспериментальной ишемии мозга. Бюллетень гипербарической терапии. Воронеж 1996; 1—4: 27—33.
10. Kazantseva N.V., Schkurat T.P., Azarova A.A. et al. Effect of combination of various doses of hyperbaric oxygenation and radio-activity on chromosome aberration, humoral immunity and free radical processes in mice. In: High Pressure Biology and Medicine. University of Rochester press 1998; 338— 345.
11. Фок М.В., Зарицкий А.Р., Зарицкая Г.А., Переведенцева Е.В. Авторегуляция неспецифической проницаемости мембраны эритроцита. 77 с. М.Наука.1999.
12. Lemasters J.J., Qian T., He L. et al. Role of mitochondrial inner membrane permeabilization in necrotic cell death, apoptosis, and autophagy. AntioxidRedoxSignal 2002; 4: 7: 69—81.
13. Мацинин А.В. Механизмы токсического действия кислорода на энергетический обмен организма. Proceeding of the Academy of Science of the USSR, Part B 1978; 12: 1117—1120.
14. Иржак Л.И., Гладилов В.В., Моисеенко Н.А. Дыхательная функция крови при гипероксических условиях. М: Медицина 1985.
15. Ingvar D.H., Lassen N.A. Acta Neurol Scand 1965; 41: 1: 92—95.
16. Католинский П. О действии разреженного и сгущенного воздуха на организм человека. СПб 1862; 150.
17. Dr. Pravaz. Essisur l’embploi medical de l’air composue. Pur Lijon et Paris.1850.Dr.Pravaz Des affects physiologiques et eles applications therapeutiques de l’air comprince. Paris 1855.
18.  Сухорский Н. К учению о действии сжатого воздуха на дыхание у больных и здоровых. СПб 1885; 145с.
19. Григорьева А.В., Казанцева Н.В., Бульчук О.В. Влияние различных доз гипербарической оксигенации на морфологию и транскрипцию корковых нейронов крыс при экспериментальной ишемии. Бюлл эксп и клин мед 1992; 4: 419—421.
20. Григорьева А.В., Казанцева Н.В., Бульчук О.В. Влияние различных режимов гипербарической оксигенации на транскрипционную активность и морфологию фронтальных нейронов коры при окклюзии общей сонной артерии у крыс. Бюлл эксп и клин мед 1992; 4: 7: 88— 91.
21. Казанцева Н.В. Патент 2182013, 2002. Способ лечения нейродегенераций.