Лишний кислород заставляет микрофлору вредить лёгким

Повышенная концентрация кислорода при искусственной вентиляции лёгких играет в пользу тех лёгочных бактерий, которые раздражают иммунитет и повреждают лёгочную ткань.

Почти никто на Земле не может жить без кислорода, но если кислорода окажется слишком много, тоже  плохо: кислород всё-таки достаточно сильный окислитель, и может повредить клеткам и биомолекулам. Тем не менее, иногда повышенная концентрация кислорода необходима в медицинских целях – например, когда из-за болезни лёгкие и другие части дыхательной системы не справляются с работой и кровь остаётся недонасыщенной кислородом.

С другой стороны, как пишет портал The Scientist, врачи давно знают, что использованию газа с повышенной концентрацией кислорода сопутствуют повреждения лёгких и пневмония. Как мы только что сказали, кислород – сильный окислитель, но как именно повреждаются лёгкие при повышенной концентрации кислорода, не очень понятно. Тем более, что разные пациенты реагируют на избыток кислорода по-разному.

Сотрудники Мичиганского университета пишут в Science Translational Medicine, что кислородные проблемы лёгких могут быть во многом связаны с бактериями. Своя микрофлора есть не только в кишечнике и на коже – много бактерий живёт в лёгких, и это не обязательно патогенные виды.

Исследователи проанализировали бактерий в плевральной жидкости, которую брали на анализ более чем у 1500 пациентов с 2015 по 2018 годов. Они были подключены к аппаратам искусственной вентиляции лёгких (ИВЛ) как минимум сутки, но уровень кислорода в дыхательном газе был разный: у некоторых – низкий (21–43%), у некоторых – средний (43–55%), у некоторых – высокий (более 55%). Оказалось, что по сравнению с пациентами на низком кислороде, у пациентов на высоком кислороде становилось вдвое больше бактерий синегнойной палочки (Pseudomonas aeruginosa) и золотистого стафилококка (Staphylococcus aureus). И та, и другая могут при определённых условиях вызывать разные инфекционные заболевания, причём золотистого стафилококка часто находят у больных на аппарате искусственного дыхания, у которых начинается пневмония.

Затем исследователи поставили эксперименты со здоровыми мышами, которых заставили дышать газом с повышенным содержанием кислорода. У мышей состав лёгочной микрофлоры тоже менялся, содержание стафилококков увеличивалось. После изменений в микрофлоре у мышей повышался уровень воспалительных иммунных сигналов, а в плевральной жидкости появлялись белки, свидетельствующие о повреждениях лёгочной ткани. Но что самое главное, когда такой же эксперимент поставили с мышами, лёгкие которых перед тем очищали от бактерий, то гипероксия – то есть повышенное содержание кислорода – лёгким никак не вредила.

То есть повышенный кислород может вредить лёгким опосредованно, меняя баланс видов бактерий в лёгочной микрофлоре, из-за чего в ней получают преимущество те бактерии, которые легко способны причинить ущерб. Вряд ли все «кислородные» проблемы возникают только таким образом, но, по крайней мере, их можно ослабить, если предпринять какие-то шаги в отношении лёгочных микробов у больных на ИВЛ. Впрочем, что это могут быть за шаги и когда их стоит предпринимать, мы поймём только после дальнейших клинических исследований.