Легочная реабилитация пациентов, перенесших инфекцию COVID-19, с помощью тренажеров дыхательных Threshold IMT и PEP

Ключевые механизмы патогенеза инфекции COVID-19

Доказана роль воздушно-капельного, воздушно-пылевого или контактного пути в проникновении вирус в организм человека. Контактный вариант опосредован проникновением вируса через слизистую оболочку глаз, носа, рото- и носоглотки. Важна способность вируса проникать через клеточные барьеры разными механизмами: обсуждается проникновение сквозь эпителиальные барьеры путем транспорта моноцитами-макрофагами, что очень важно в патогенезе повреждения легких при системном воспалении. Воздушный путь является ключевым и доминирующим в масштабах распространения COVID-19 в популяции [1]. Вирус при дыхании проникает в дыхательные пути и адсорбируется на уровне бронхов 7-8 генерации. Возникающее воспаление с повышенной экссудацией облегчает проникновение вируса и инфицирование клеток. Для вируса COVID-19 излюбленными рецепторами проникновения в клетки могут быть белки к ферменту АПФ2 или трансмембранный гликопротеин CD147, которые имеются на эпителиальной и эндотелиальной альвеолярной поверхностях. Они обнаруживаются также и на энтероцитах слизистой тонкой кишки, что и объясняет возникновение диспепсических нарушений у больных при инфицировании COVID-19.

В легких, если судить по выраженности расстройств дыхательной функции, наиболее уязвимы альвеоциты 2-го типа, которые осуществляют ряд важных функций, а именно:

• синтез сурфактанта, лизоцима, интерферонов,
• нейтрализация оксидантов,
• транспорт воды, ионов и др.

Притом, что альвеоциты-2 занимают не более 5% поверхности альвеол, именно они определяют баланс воздушности и гидратации легочной ткани [2]. Это наиболее метаболически активные клетки, что является привлекательным для репродукции вирионов COVID-19. Они в итоге и являются наиболее уязвимыми в ходе инфекционного воспаления с развитием респираторного дистресс-синдрома (РДС) [1].

Попав в клетку, рибонуклеиновая кислота COVID-19 запускает механизм репликации вируса. Вирус собирается несколькими независимыми порциями, после чего микросомы, содержащие вирионы, сливаются с плазматической мембраной и выделяют вирусы. В отличие от других коронавирусов, вызывающих сезонные ОРВИ, COVID-19 размножается в верхних дыхательных путях без ярко выраженной клинической картины, иногда – и бессимптомно для больного человека и его окружения. При этом через несколько дней латентного периода в клетках дыхательной системы происходят нарушения ряда метаболических процессов, включая продукцию необходимых для функционирования альвеол ингредиентов (сурфактант, например). Клетки разрушаются и гибнут, не в состоянии обеспечить жизнь альвеол, далее развивается РДС, характерный для различных критических состояний [3, 4].

Важно отметить универсальность повреждений легочной ткани, не зависящих от первичного повреждающего фактора – причины РДС. Дебютом этого процесса считается активация альвеолярных макрофагов с выбросом набора провоспалительных компонентов (цитокиновый шторм), куда входит интерлейкины, в том числе IL-6,8, TNF-α (фактор некроза опухоли-альфа), хемоаттрактанты, стимулирующих перемещение моноцитов и нейтрофилов из крови через эндотелий и альвеолярный эпителий и ряд других биологически активных соединений. Этим реакциям способствует системная воспалительная реакция и повышение сосудистой проницаемости. Процессы поддерживает интенсивная вирусная репликация, вкупе с активацией иммуноцитов. Лейкоциты являются источником лейкотриенов, фактора агрегации тромбоцитов, протеаз, оксидантов. Высвобождение биологически активных и агрессивных компонентов в условиях гипоксии стимулирует выпадение фибрина в альвеолах, образование гиалиновых мембран, микротромбообразование в сосудистом русле легких.

Острый процесс завершается первичной гипоксемией, нарушением вентиляционной функции и дренажа бронхиального дерева, где начинается отек и нарушение функции мерцательного эпителия [1,3]. Для COVID-19 характерны выраженное полнокровие капилляров межальвеолярных перегородок, а также вервей легочных артерий и вен, со сладжами эритроцитов, свежими фибриновыми и организующимися тромбами; внутрибронхиальные и интраальвеолярные кровоизлияния, являющиеся субстратом для кровохаркания, а также периваскулярные кровоизлияния.

Дальнейшее прогрессирование процессов способствует присоединению вторичной бактериальной микрофлоры [5]. Однако, пневмония может развиться и без предшествующего РДС и носить обратимый характер, что позволяет снизить риск летального исхода в остром периоде, но выразиться в виде организованного фиброза легких [6]. Также необходимо помнить, что и у бессимптомных больных, перенесших легкое и средне-тяжелое течение вирусной пневмонии, могут быть недиагностированные изменения на уровне мелких бронхов и альвеол.

Именно поэтому вопросы реабилитации пациентов, перенесших ковидную пневмонию, сегодня особенно актуальны.

Особенностью поражения легких при COVID-19 считается то, что объем поражения легочной ткани и длительность заболевания гораздо выше, чем при бактериальной и вирусной пневмонии [7]. У пациентов, перенесших COVID-19, могут оставаться угасающие очаги воспаления, наблюдается слабость и дисфункция дыхательной мускулатуры. Это затягивает период реабилитации и может привести к развитию фиброза легких.

В течение последних лет методы легочной реабилитации стали стандартным дополнением к медикаментозной терапии у больных с заболеваниями легких. Применение методов легочной реабилитации улучшает жизнедеятельность пациентов, уменьшает одышку, улучшает качество жизни (КЖ ) больных и сокращают число госпитализаций и дни госпитализаций (уровень доказательности А); так же улучшают толерантность к физической нагрузке и увеличивают выживаемость пациентов, увеличивают бронходилятационный эффект (уровень доказательности В) [8].

Изначально, методы легочной реабилитации были разработаны для пациентов страдающих хронической обструктивной болезнью легких. Однако, изучение методов легочной реабилитации показало, что те же самые принципы применимы для пациентов с другими заболеваниями легких, приводящими к дыхательной недостаточности и в настоящее время невозможно представить оказание полноценной медицинской помощи для больных с заболеваниями легких без применения методов легочной реабилитации [8]. Поэтому в комплекс реабилитационных мероприятий необходимо включение дыхательных упражнений с использованием тренажеров. Рекомендуется начинать мероприятия по медицинской реабилитации пациентов с коронавирусной пневмонией в условиях отделений интенсивной терапии при достижении стабилизации состояния пациента и продолжать их после завершения лечения в стационаре в домашних условиях и в рамках амбулатории (дневного стационара).

Так, тренажер Threshold IMT – направлен на тренировку с сопротивлением на вдохе, он помогает:

1. Повышать силу и выносливость дыхательных мышц;
2. Тренировать дыхательные мышцы;
3. Улучшать процесс дыхания;
4. Увеличивать толерантность к физической нагрузке [8, 9, 12].

Устройства имеют пружину, клапан и дозированную нагрузку. Клапан открывается только тогда, когда создаваемое инспираторное давление пациентом, превышает сопротивление пружины, выдох происходит беспрепятственно через экспираторный подвижный клапан. В тренажерах создается ступенчатое сопротивление, которое постепенно, по мери тренировки, можно усиливать.

Главное в тренировочных упражнениях — влияние на все механизмы респираторной системы. Инспираторные мышцы являются активными в акте дыхания, они влияют на все аспекты легочной вентиляции. Воздействуя на рисунок дыхания, можно уменьшить нагрузку на альвеолы, за счет снижения сопротивления в бронхах и улучшения вентиляции. Особенно это важно для пациентов, которым приходиться находиться в пром-позиции, при которой, как известно, страдает инспираторная мускулатура. Для восстановления дыхательных мышц можно использовать упражнения, направленные на тренировку диафрагмы – диафрагмальное дыхание, упражнения с тренировкой вдоха, который необходимо делать достаточно длинным (на раз- два-три) для улучшения вентиляции и выдох с небольшим сопротивлением через сомкнутые губы (на раз-два-три-четыре).

Были проведены различные исследования по изучению эффективности применения IMT, где использовали отдельный тренинг IMT или совместно с тренировкой тела.

Проведенный мета-анализ исследований IMT при сравнении с плацебо или низким сопротивлением, менее 30%, у пациентов с ХОБЛ демонстрируют существенное увеличением силы и выносливости дыхательной мускулатуры. Кроме того, в исследованиях показаны существенные и клинически значимые уменьшения одышки в быту и увеличение пикового дыхательного потока.

Использование IMT позволяет воздействовать не только на инспираторную мускулатуру, но на экспираторную, которая начинает активизироваться вслед за инспираторными мышцами. Для усиления отхождения мокроты, при развитии бронхита, можно использовать также дыхательные тренажеры с отрицательным давлением при выдохе такие, как флаттеры, шекеры, акапеллы. Данные тренажеры не тренируют мышцы, но за счет отрицательного давления при выдохе создают дополнительное сопротивление, которое дает толчок для откашливания мокроты.

Threshold PEP – разработан для тренировок с сопротивлением на выдохе и способствует:

1. Улучшению отхождения мокроты и предотвращает ее накопление
2. Улучшению функции центральных и периферических дыхательных путей
3. Предотвращению образования ателектазов и способствует их расправлению
4. Оптимизации расширения бронхов, с параллельным улучшением газообмена [8-12].

Сопротивление потоку, возникающее при выдохе через устройство, приводит к созданию положительного давления, которое способствует раскрытию дыхательных путей и отхождению мокроты при отхаркивании. Проточный клапан, действие которого не зависит от силы потока, подходит для всех пациентов. Использование устройства Threshold PEP помогает дышать более свободно. Оно улучшает отхождение мокроты и предотвращает ее накопление. При использовании совместно с ингаляторами или спейсерами для введения лекарственных средств Threshold PEP улучшает деспозицию лекарственного средства [12]. Тренировки с сопротивлением улучшают функцию центральных и периферических дыхательных путей. Работает в любом положении, обеспечивая качественнуютерапию. Постоянное давление устраняет необходимость в использовании датчика давления.

Помимо дыхательных упражнений необходим условием выздоровления и полноценной реабилитации следует признать обеспеченность пациентов полноценным питанием, богатым белками и витаминами, а также выполнение курса физических упражнений, направленных на восстановление функций всех органов и систем организма [8, 9].

В заключение отметим, что выздоровление от инфекции COVID-19 нужно считать важным этапом в борьбе с болезнью, но понимать, что это лишь начало длинного, но необходимого пути реабилитации вашего пациента.

Рекомендуемые материалы:

1. Беляков Н.А., Рассохин В.В., Ястребова Е.Б. Коронавирусная инфекция COVID-19. Природа вируса, патогенез, клинические проявления. Лекция. СПб, 2020: URL: https://www.1spbgmu.ru/images/home/covid19
2. Epaud R., Ikegami M., Whitsett J.A Surfactant protein B inhibits endotoxininduced lung inflammation. Am. J. Respir. Cell Mol Biol. 2003; 28(3): 373-378.
3. Коровин А.Е., Новицкий А.А., Макаров Д.А. Острый респираторный дистресс-синдром. Современное состояние проблемы. Клиническая патофизиология. 2018. Т. 24. № 2. С. 32-41. 36.
4. Галкин А.А., Демидова В.С. Центральная роль нейтрофилов в патогенезе синдрома острого повреждения легких (острый респираторный дистресс-синдром). Успехи современной биологии. 2014. Т. 134. № 4. С. 377-394.
5. Авдеев С.Н. Пневмония и острый респираторный дистресс-синдром, вызванные вирусом гриппа А / H1N1. Пульмонология. Приложение. 2010. № 1. С. 32-46.
6. Чучалин А.Г., Синопальников А.И., Козлов Р.С. и др. Клинические рекомендации по диагностике, лечению и профилактике тяжелой внебольничной пневмонии у взрослых. Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2015. Т. 17. № 2. С. 84-126.
7. Guan WJ, Ni ZY, Hu Y, et al. Clinical Characteristics of Coronavirus Disease 2019 in China. N Engl J Med. 2020 Feb 28.
8. ФГАОУ ВО РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России. Методические рекомендации: проведение легочной реабилитации у пациентов с новой коронавирусной инфекцией (COVID-19) при внебольничной двухсторонней пневмонии: https://spulmo.ru/upload/metodichka_po_reabilitacii_covid.pdf
9. Временные методические рекомендации медицинская реабилитация при новой коронавирусной инфекции (COVID 19) https://rehabrus.ru/Docs/2020/vmr-po-mr-19062020.pdf
10. Larson JL, Kim MJ, Sharp JT, Larson DA: Inspiratory muscle training with a pressure threshold breathing device in patients with chronic obstructive pulmonary disease (ab­stract). Am Rev Resp Dis 1986; 133:A100.
11. Mahlmeister, M.J., Fink, J.B., Hoffman, G.L., and Fifer, L.F. (1991). Positive-expiratory-pressure mask therapy: theoretical and practical considerations and a review of the litterature. Respir Care. 36: 12181229
12. Регистрационное удостоверение на Тренажер дыхательный Threshold c принадлежностями РУ №ФСЗ 2011/09168 от 12.02.2014.