Ученые установили, что повышенная концентрация кислорода при искусственной вентиляции лёгких (ИВЛ) способствует увеличению количества бактерий в легких, которые перегружают иммунитет и повреждают лёгочную ткань. В свете ситуации с распространением COVID-19 и того, что пациентам с тяжелым течением болезни необходимо поддерживать дыхание с помощью ИВЛ, результаты исследования ставят перед медиками вопрос, как снизить урон, нанесенный искусственной вентиляцией легких.
Сотрудники Мичиганского университета установили, что проблемы с легкими у подключенных к ИВЛ могут быть во многом связаны с бактериями, и что искусственная вентиляция нарушает естественный бактериальный баланс микрофлоры легких.
В рамках исследования был проведен анализ состава бактерий в плевральной жидкости более 1500 пациентов в период с 2015 по 2018 год. Все пациенты были подключены к аппаратам искусственной вентиляции лёгких не менее суток, но уровень кислорода в дыхательной смеси был разным: группа с низкой концентрацией кислорода (21–43%), группа со средней концентрацией (43–55%) и группа с высокой концентрацией (более 55%).
Выяснилось, что по сравнению с пациентами на низком кислороде, у пациентов на высоком кислороде вдвое увеличивалось количество таких патогенных бактерий, как синегнойная палочка и золотистый стафилококк. Оба этих вида бактерий способны вызывать различные инфекционные заболевания, причём золотистый стафилококк часто находят у больных, подключенных к ИВЛ, у которых уже начинается пневмония.
Кроме того, золотистый стафилококк является одной из четырёх наиболее частых причин внутрибольничных инфекций, вызывая послеоперационные раневые инфекции и осложнения. Он возглавляет список бактерий, которыми наиболее часто заражаются в медицинских учреждениях. Например, в США регистрируется более ста тысяч случаев инфицирования стафилококком в год, многие со смертельным исходом.
Чтобы подтвердить бактериальную причину повреждения легких, исследователи провели эксперимент на здоровых мышах, которым дали подышать газовой смесью с повышенным содержанием кислорода. Состав лёгочной микрофлоры у подопытных также изменился, содержание стафилококков увеличилось, что привело к повышению уровня воспалительных иммунных сигналов, а в плевральной жидкости появлялись белки, свидетельствующие о повреждениях лёгочной ткани. Однако, когда такой же эксперимент провели с мышами, лёгкие которых предварительно были очищены от бактерий, то повышенное содержание кислорода легким никак не вредило.
Таким образом, повышенная концентрация кислорода может вредить лёгким опосредованно, изменяя баланс видов бактерий в лёгочной микрофлоре, создавая благоприятные условия для размножения патогенных бактерий.