Alai

Abstract

Ciężkie odleżyny i głębokie uszkodzenia tkanek wiążą się z wyższą śmiertelnością, dłuższym pobytem w szpitalu i kosztownym leczeniem. Czas jest krytycznym czynnikiem w powszechnie stosowanych środkach (np. rozłożenie nacisku u osób poruszających się na wózkach inwalidzkich i harmonogramy odwracania pacjenta) zapobiegających powstawaniu odleżyn i głębokich uszkodzeń tkanek.

Zaskakująco mało jest informacji dotyczących ram czasowych powstawania odleżyn, a zwłaszcza głębokich uszkodzeń tkanek. Aby określić ramy czasowe powstawania odleżyn i urazów tkanek głębokich, uzyskano i przeanalizowano dostępne dowody z następujących rodzajów badań: 1) badania z udziałem pacjentów, którzy przeszli operacje o znanym czasie trwania, a następnie rozwinęło się u nich poważne owrzodzenie ciśnieniowe z uszkodzeniem tkanki podskórnej lub uszkodzeniem tkanek głębokich; 2) badania na zwierzętach, w których stosowano obciążenia na tkanki miękkie znieczulonych zwierząt i monitorowano żywotność tkanek w czasie rzeczywistym lub za pomocą badania histologicznego po eutanazji; oraz 3) modele in vitro w hodowlach komórkowych i konstrukcjach inżynierii tkankowej. Wyniki uzyskane w tych trzech modelach wskazują, że owrzodzenia podskórne pod występami kostnymi pojawiają się najprawdopodobniej między pierwszą godziną a 4 do 6 godzin po długotrwałym obciążeniu. Jednakże, nie są dostępne badania sprawdzające te ramy czasowe u pacjentów siedzących. Konieczne są dalsze badania podstawowe, z wykorzystaniem modeli zwierzęcych i hodowli komórkowych, aby jeszcze bardziej zawęzić ten zakres i skorelować czynnik czasu z zakresem uszkodzenia tkanek.

Chociaż czas jest krytycznym czynnikiem w podejmowanych działaniach (np. redystrybucja nacisku u osób poruszających się na wózkach inwalidzkich i harmonogramy obracania się pacjentów) w celu zminimalizowania występowania owrzodzeń ciśnieniowych (PU), informacje w piśmiennictwie są dalekie od ostatecznych. Zgodnie z aktualnymi wytycznymi prewencyjnymi European Pressure Ulcer Advisory Panel (EPUAP) (www.epuap.org), „osoby, które są w stanie, powinny być uczone redystrybucji ciężaru ciała co 15 minut”, ale zalecenie to zostało opatrzone uwagą, że jest ono oparte na opinii ekspertów i nielicznych obserwacjach klinicznych. Jest to tylko jeden z przykładów ogólnego braku danych na temat czasu, który jest bezpieczny/niebezpieczny w odniesieniu do pozycjonowania. Niewiele jest informacji dotyczących czasu wystąpienia PU, a szczególnie wystąpienia uszkodzenia tkanek głębokich (DTI), stanu, który stawia pacjentów w grupie wysokiego ryzyka sepsy, niewydolności nerek i niewydolności układu narządów.

Aby stworzyć ramy czasowe wystąpienia PU, dokonano przeglądu piśmiennictwa na temat dostępnych opublikowanych danych dotyczących czasu do uszkodzenia tkanek podskórnych, a szczególnie DTI, ponieważ donoszono, że uszkodzenia związane z uciskiem występują szybciej i szybciej w tkance mięśniowej niż w tkance tłuszczowej i skórze.1,2 Rzeczywiście, amerykański National Pressure Ulcer Advisory Panel (NPUAP) dodał w 2007 roku nową kategorię PU – „podejrzenie DTI” – w celu przyjęcia tych zmian. Co więcej, w środowiskach klinicznych i badań podstawowych coraz częściej przyjmuje się, że PU najprawdopodobniej zaczynają się od uszkodzenia tkanek głębokich; w związku z tym definicja PU powinna być prawdopodobnie poprawiona, aby odzwierciedlała to rozumienie.3

Dowody dotyczące ram czasowych wystąpienia PU są dostępne w wyniku trzech rodzajów badań: 1) badania z udziałem pacjentów, którzy przeszli operacje o znanym czasie trwania, a następnie rozwinął się u nich poważny PU z uszkodzeniem tkanki podskórnej lub DTI; 2) badania na zwierzętach, w których stosowano obciążenia na tkanki miękkie znieczulonych zwierząt i monitorowano żywotność tkanek w czasie rzeczywistym lub za pomocą badania histologicznego po eutanazji; oraz 3) modele in vitro w hodowlach komórkowych i konstrukcjach inżynierii tkankowej, w których do hodowli stosowano z góry określone obciążenia przez kontrolowane okresy, podczas których monitorowano żywotność komórek.4 W niniejszym przeglądzie podsumowano dane z powyższych trzech rodzajów badań, które mogą być wykorzystane do opracowania wytycznych i protokołów dotyczących ram czasowych wystąpienia PU. Informacje te mają fundamentalne znaczenie dla profilaktyki klinicznej PU i badań podstawowych (np. projektowania badań na zwierzętach i modeli inżynierii tkankowej) dotyczących etiologii PU. Informacje uzyskano poprzez przeszukanie bazy danych piśmiennictwa zawartej w MEDLINE artykułów opublikowanych od 1966 do 2008 roku w języku hebrajskim i angielskim, a także z książek.

Dowody z badań klinicznych

Być może najczęściej cytowana praca dotycząca wpływu czasu na wystąpienie PU, retrospektywne badanie Reswicka i Rogersa5 sugeruje, że ciśnienie zewnętrzne przekraczające (w przybliżeniu) ciśnienie rozkurczowe powoduje PU w ciągu około 6 godzin, a wyższe ciśnienie zewnętrzne (w przybliżeniu czterokrotnie wyższe od ciśnienia skurczowego) powoduje PU w czasie krótszym niż 1 godzina. Dane wykorzystane w ich badaniach zostały zebrane z ponad 980 przypadków medycznych analizowanych w szpitalu Rancho Los Amigos (Downey, Calif). Ponieważ badania biomechaniczne wykazały, że ciśnienie zewnętrzne, gdy osoba leży, może zbliżyć się do ciśnienia rozkurczowego pod występami kostnymi6 oraz ponieważ środki znieczulenia ogólnego obniżają ciśnienie krwi (hipotensja), co może upośledzać perfuzję w obciążonych tkankach, pacjentów poddawanych długotrwałym zabiegom chirurgicznym uważa się za grupę wysokiego ryzyka rozwoju PU.7,8 W rzeczywistości pojawienie się PU u pacjentów po zabiegach chirurgicznych wywołało myśl, że są to ostre urazy, które szybko rozwijają się w nadmiernie/ciągle obciążonych tkankach, w przeciwieństwie do tradycyjnej koncepcji, że są to wolno tworzące się, przewlekłe rany.9 Dlatego najlepsze dowody dotyczące ram czasowych, w których pojawiają się owrzodzenia ciśnieniowe u ludzi, pochodzą z opisów przypadków lub badań klinicznych, w których pacjentów oceniano w celu wykluczenia istniejących owrzodzeń, poddawano zabiegowi chirurgicznemu o znanym czasie trwania i badano pooperacyjnie w celu wykrycia nowego PU. Niewiele opublikowanych badań spełnia tę konstrukcję, ale nieliczne dostępne prace10-14 wskazują na dość wąski zakres czasowy.

Na początku lat 70-tych Hicks10 był jednym z pierwszych, którzy przedstawili dane ilościowe dotyczące występowania PU wśród pacjentów chirurgicznych. Spośród 100 pacjentów, u których operacja trwała dłużej niż 2 godziny, u 13 rozwinęły się PU. Z badania tego wynikało, że należy oceniać pacjentów pod kątem PU pooperacyjnych w miejscach ciała mających kontakt ze stołem sali operacyjnej i że operacje trwające dłużej niż 6 godzin wiążą się ze szczególnym ryzykiem rozwoju PU. Jednakże późniejsze badanie11 pacjentów chirurgicznych (N = 505) sugeruje, że PU mogą wystąpić w znacznie krótszym czasie – w szczególności zmiany skórne mogą wskazywać na wewnętrzne uszkodzenie tkanek u pacjentów, którzy przeszli 2,5-godzinne operacje na standardowym materacu chirurgicznym (tzn. materacu bez specjalnych piankowych lub żelowych konstrukcji lub wiskoelastycznych nakładek zmniejszających ryzyko PU).

Aronovitch12 doniósł, że z kohorty 281 pacjentów chirurgicznych hospitalizowanych w USA, u dziewięciu (~3%) rozwinął się PU związany ze zdarzeniem chirurgicznym. Sześciu z dziewięciu pacjentów z PU miało co najmniej jedną chorobę współistniejącą i było leczonych za pomocą urządzenia rozgrzewającego, a ośmiu otrzymało trzy lub więcej środków znieczulających. Ponadto ośmiu pacjentów, u których wystąpił PU, zostało umieszczonych na standardowym materacu sali operacyjnej (2-calowa poduszka z pianki) do zabiegu chirurgicznego, a czterech było operowanych w pozycji leżącej (twarzą do góry). Pacjenci, u których rozwinęły się PU, mieli medianę czasu na sali operacyjnej wynoszącą 269 minut (4,48 godziny) (zakres: 180 do 387 minut). Badanie przeprowadzone przez Aronovitcha sugeruje, że u pacjentów poddawanych zabiegom chirurgicznym PU może wystąpić po 3 godzinach. Aronovitch zauważył również, że kardiologiczne i ortopedyczne zabiegi chirurgiczne wykonywane w pozycji leżącej na wznak były związane z wystąpieniem PU, co uzasadnia badania, w których analizuje się wpływ pozycji pacjenta na stole operacyjnym na częstość występowania PU.

W prospektywnym badaniu uzupełniającym13 dotyczącym >4-godzinnych zabiegów chirurgicznych w Holandii, u 44 z 208 pacjentów (~21%) rozwinęły się PU po operacji na 2-centymetrowym materacu żelowym. PU obserwowano głównie na kości krzyżowej i piętach u pacjentów operowanych w pozycji leżącej na wznak oraz głównie na mostku i podbródku u pacjentów operowanych w pozycji leżącej na brzuchu (twarzą w dół). W amerykańskim badaniu opisowym14 , które obejmowało pacjentów poddanych >10-godzinnej operacji na powierzchni piankowej, u 15 z 33 badanych (~45%) rozwinęły się PU. Łącznie, dane z tych badań nie tylko określają ramy czasowe pojawienia się PU u pacjentów przykutych do łóżka na dłuższe okresy czasu, ale także wskazują, że częstość występowania tych owrzodzeń wyraźnie wzrasta, im dłużej pacjent leży.15,16 Ze zróżnicowania w podawanych czasach pojawienia się PU wynika, że niektóre osoby lepiej niż inne znoszą długotrwałe obciążenie tkanek. Prawdopodobnie jest to związane z różnicami anatomicznymi, różnicami w charakterystyce mechanicznej tkanek, jakością perfuzji, ogólnym stanem zdrowia, utrzymywaną postawą i być może interakcją tych czynników z biomechanicznymi właściwościami stosowanej powierzchni podparcia. W związku z tym czas wystąpienia PU nie jest dokładny, lecz stanowi zakres prawdopodobnych czasów.

Pacjenci poddawani zabiegom chirurgicznym są chronieni co najmniej przez standardowy materac na stole operacyjnym, a w niektórych przypadkach także przez żelowe/piankowe podkładki.11 W związku z tym interesujące jest przytoczenie danych statystycznych dotyczących czasu utrzymywania pozycji i występowania PU w kohorcie pacjentów, którzy podczas hospitalizacji byli przyklejeni do łóżka lub wózka inwalidzkiego z powodów innych niż zabieg chirurgiczny – np. z powodu udaru lub sepsy. W retrospektywnym badaniu17 przeprowadzonym w dużym ośrodku geriatrycznym w Izraelu w latach 1983-1992, u 128 z 416 pacjentów (~30%), którzy byli unieruchomieni przez co najmniej 2 godziny i nie byli umieszczeni na specjalnych powierzchniach nośnych, rozwinęły się PU.

Vanderwee i wsp.18 badali, czy naprzemienne układanie pacjenta na materacu rozkładającym nacisk (z nakładką z pianki wiskoelastycznej o grubości 7 cm) – 4 godziny w pozycji leżącej na boku i 2 godziny w pozycji leżącej na plecach – zmniejszyło częstość występowania PU w porównaniu z repozycjonowaniem co 4 godziny. Ich specyficzny schemat obracania był następujący: pozycja półleżąca 30°, pozycja boczna prawostronna 30°, pozycja półleżąca 30° i pozycja boczna lewostronna 30°. Pacjenci w grupie badanej byli ułożeni w pozycji pół-Fowlera 30° przez 4 godziny i w pozycji bocznej 30° przez 2 godziny; pacjenci w grupie kontrolnej byli repozycjonowani w równych 4-godzinnych odstępach czasu. Spośród 122 pacjentów w eksperymentalnej grupie badawczej u 20 (16,4%) rozwinął się PU (stopień 2+, głównie pod kością krzyżową, rzadziej na kostkach i piętach), wskaźnik statystycznie nieróżniący się od 24 (21,2%) spośród 113 pacjentów w grupie kontrolnej, którzy byli repozycjonowani co 4 godziny. Tak więc, zgodnie z innymi danymi dotyczącymi pacjentów chirurgicznych i nieoperacyjnych, u znacznej liczby pacjentów unieruchomionych dochodzi do rozwoju PU w ciągu 4 godzin od położenia do łóżka.

Czas rozwoju odleżyn podany w tych badaniach klinicznych powinien być interpretowany z pewną ostrożnością. W ciągu ostatnich 40 lat, równolegle z gromadzeniem tych danych, wprowadzono udoskonalenia w technologii powierzchni podparcia. Pacjentom uznanym za zagrożonych rozwojem PU przepisuje się obecnie zwykle materace piankowe o dużej gęstości, a nie zwykłe sprężynowe materace z plastikową powłoką, aby lepiej rozłożyć nacisk na ciało.19 Jest możliwe, że starsze dane, uzyskane przed dostępnością materacy rozkładających nacisk, wskazują na krótszy czas wystąpienia PU, ale obecnie nie są dostępne żadne dane doświadczalne na ludziach lub zwierzętach, które mogłyby poprzeć lub odrzucić tę hipotezę.

Dowody z modeli zwierzęcych

Wyniki metaanalizy kombinacji czasowo-ciśnieniowych powodujących uszkodzenie tkanki mięśniowej u 174 szczurów używanych jako modele PU i DTI zostały ostatnio przedstawione przez Linder-Ganz i wsp.20. Przyjmując koncepcję Reswicka i Rogersa,5 obliczyli oni tolerancję urazu ciśnieniowo-czasowego dla tkanki mięśni szkieletowych szczurów na podstawie badań histopatologicznych uciśniętej tkanki mięśniowej w literaturze (w tym wkładu Husaina21 i Kosiaka22). Dane zebrane z literatury uzupełniono podobnymi, komplementarnymi badaniami prowadzonymi głównie dla tkanki mięśniowej obciążanej przez okres krótszy niż 1 godzina. W skrócie, szczury zostały znieczulone, skóra nad mięśniem gracilis została wycięta, a mięsień poddano stałemu naciskowi przy użyciu wstępnie skalibrowanego sztywnego kompresora opartego na sprężynie. Po dostarczeniu ciśnienia, zwierzęta były uśmiercane, a próbki z uciśniętych mięśni były pobierane do badań histopatologicznych. Przy użyciu barwienia histologicznego (hematoksylina kwasu fosfotungstowego, ), żywotność komórek mięśniowych i integralność poprzecznego prążkowania w mięśniu zostały określone dla różnych grup czasowych ciśnienia. Jeśli śmierć komórek lub utrata poprzecznego prążkowania mogła być zidentyfikowana w próbce wybarwionej PTAH pod mikroskopem optycznym dla pewnej kombinacji czasowej ciśnienia, ta kombinacja czasowa ciśnienia była klasyfikowana jako uszkadzająca. Badacze odkryli, że krytyczne kombinacje ciśnienia i czasu powodujące uszkodzenie tkanki mięśniowej mają kształt malejącej funkcji sigmoidalnej, w przybliżeniu odpowiadającej odwrotnej zależności ciśnienie-czas podanej przez Reswicka i Rogersa5 pomiędzy pierwszą i trzecią godziną po ekspozycji na długotrwałe obciążenie. Jednak w skrajnych okresach (<1 godzina lub >3 godziny) krzywa zależności ciśnienie-czas była inna niż sugerowana przez Reswicka i Rogersa – wskazywała, że przy krótkiej (<1 godzina) i długiej (3- do 6-godzinnej) ekspozycji na obciążenia, obciążenia krytyczne powodujące martwicę tkanek są prawie niezależne od czasu – tzn. są prawie stałe. Obserwacja, że wielkość nacisku potrzebnego do spowodowania urazu zmniejsza się znacząco w około 2 godziny po obciążeniu wskazuje, że obciążona tkanka mięśniowa staje się bardziej podatna na rozwój PU i DTI w tym czasie.

W badaniach szybkościowych przeprowadzonych przez Stekelenburga i wsp.23,24 stwierdzono, że 2 godziny stałego obciążenia wystarczą do wywołania DTI. W szczególności, ciągłe obciążenie było stosowane do tylnej kończyny znieczulonych szczurów przez 2 godziny, a uszkodzenie mięśnia piszczelowego przedniego in vivo było badane przy użyciu rezonansu magnetycznego (MRI). Po uśmierceniu zwierząt pobierano próbki do badań histopatologicznych w celu weryfikacji wyników badań MRI. Badania te wykazały, że uciskanie tkanki mięśniowej przez 2 godziny wywołało podwyższone wartości T2 w obciążonych obszarach mięśnia, a lokalizacja tych podwyższonych punktów T2 silnie korelowała z obszarami martwiczymi mięśnia wykazanymi w badaniu histopatologicznym. W kolejnym badaniu Kwan i wsp.25 udokumentowali zmiany histopatologiczne w tkankach podskórnych szczurów (wokół troczków) po ekspozycji na długotrwałe obciążenia zewnętrzne dostarczane w dwóch sesjach obciążeniowych po 6 godzin każda w dwóch kolejnych dniach. Badacze stwierdzili postępującą degenerację komórek mięśniowych charakteryzującą się licznymi powiększeniami jąder zajmujących centralne części włókien mięśniowych. Ponadto odnotowali internalizację obwodowo położonych jąder, zastąpienie komórek mięśniowych przez zwłóknienia i tkankę tłuszczową oraz obecność jąder pyknotycznych, a także karioryzację. Uważa się, że te objawy masywnej degeneracji tkanek wskazują, że pierwotne uszkodzenie tkanek nastąpiło w czasie znacznie krótszym niż 6 godzin.

Dane uzyskane z modeli zwierzęcych, choć niezwykle przydatne dla zrozumienia etiologii PUs i DTI, muszą być traktowane z zastrzeżeniami. Po pierwsze, między ludźmi a gryzoniami istnieją wyraźne różnice anatomiczne i być może fizjologiczne. Po drugie, dane w tych badaniach uzyskano od zdrowych i stosunkowo młodych gryzoni, podczas gdy ludzie podatni na rozwój owrzodzeń to zwykle osoby starsze ze złożonymi przewlekłymi chorobami współistniejącymi, takimi jak cukrzyca lub choroby układu sercowo-naczyniowego.8,12,18 Po trzecie, w celu wytworzenia PU u zwierząt, do skóry23-25 lub mięśni20 przykłada się zlokalizowane obciążenia za pomocą mechanicznych wgłębników – jest to nienaturalna konfiguracja, która prawdopodobnie powoduje większe lokalne zniekształcenia geometryczne tkanek i bardziej zaburza lokalne ukrwienie w porównaniu z tkankami ludzkimi ściskanymi w naturalnych pozycjach podparcia. Niemniej jednak, dane uzyskane w badaniach na zwierzętach20-25 ułatwiają zrozumienie przebiegu czasowego rozwoju PU i DTI, co jest niemożliwe do uzyskania u ludzi z oczywistych powodów etycznych.

Dowody z modeli in vitro

Zastosowanie systemów modelowych inżynierii tkankowej do badania PU (a w szczególności DTI w mięśniach) jest raczej nowe. Praktyka ta powstała na Uniwersytecie Technologicznym w Eindhoven (Holandia) w ciągu ostatnich 5 lat.26,27 Konkretnie, Bruels i wsp.26 opracowali system modelowy in vitro inżynierskich konstrukcji tkankowych mięśni szkieletowych. Konstrukty te składały się z wielowarstwowych, losowo zorientowanych miotub. Ściskanie tych konstruktów tkanki mięśniowej wykazało, że większość śmierci komórek w zdeformowanych konstruktach nastąpiła między 1 a 4 godziną po obciążeniu przy klinicznie istotnych odkształceniach tkanki (~50%), a wyższe odkształcenia prowadziły do wcześniejszej inicjacji uszkodzenia. Gawlitta i wsp.27 opracowali bardziej złożony system modelowy inżynierii tkankowej, w którym hodowle mięśni wytworzone z komórek mięśniowych myszy zawieszono w żelu kolagenowym i pozwolono im układać się i tworzyć podłużnie zorganizowane miotuby, które lepiej naśladują włóknistą strukturę rodzimego mięśnia szkieletowego. Te bio-sztuczne mięśnie poddawano deformacjom ściskającym do 40%, a żywotność komórek rejestrowano za pomocą laserowego mikroskopu konfokalnego, który monitorował fluorescencyjne markery apoptotycznej i nekrotycznej śmierci komórek. Stwierdzono, że po 5 do 6 godzinach deformacje ściskające spowodowały znaczne uszkodzenie biosztucznych mięśni (zdefiniowane jako ponad 20% śmierci komórek zarówno na drodze apoptotycznej, jak i nekrotycznej). Ostatnio Gefen i wsp.28 wykorzystali modelowy system inżynierii tkankowej Gawlitta27 do określenia zależnych od czasu krytycznych odkształceń ściskających powodujących nekrotyczną śmierć komórek w biosztucznych mięśniach. Użyli oni półsferycznego wgłębnika, aby wywołać niejednorodny, koncentryczny rozkład odkształceń w próbkach biosztucznych mięśni i zmierzyli rozprzestrzenianie się uszkodzeń w komórkach mięśniowych w czasie przy użyciu mikroskopii fluorescencyjnej. Co ciekawe, w systemie modelowym mięśnia modyfikowanego tkankowo uzyskano również funkcję sigmoidalną opisującą tolerancję tkanki na obciążenie z parametrami czasowymi podobnymi do tych, które opisano w badaniach na zwierzętach przeprowadzonych przez Linder-Ganz i wsp.20. W szczególności, te same ramy czasowe utraty tolerancji mięśni na obciążenia długotrwałe (1 do 3 godzin po obciążeniu) przejawiały się w obu badaniach; może to wskazywać, że utrata odporności strukturalnej na obciążenia w czasie od 1 do 3 godzin jest nieodłączną właściwością tkanki mięśniowej.

Podobnie jak w przypadku badań na ludziach i zwierzętach, wyniki uzyskane z modeli hodowli komórkowych i tkankowych muszą być interpretowane z ostrożnością. Po pierwsze, hodowlom komórkowym i konstrukcjom inżynierii tkankowej brakuje obecnie prawdziwej mikroskopowej organizacji i architektury rodzimej tkanki. Nie zachodzi również interakcja z innymi tkankami. Na przykład biosztuczne mięśnie Gawlitta27 nie zawierają tkanki łącznej, która tworzy endomysium i perimysium w rodzimym mięśniu. Po drugie, nie ma naczynia krwionośnego i chociaż niektóre czynniki niedokrwienia mogą być symulowane przez manipulowanie pożywką w hodowlach,27,28 jest to uproszczenie rzeczywistego przerwania homeostazy naczyniowej. Ponieważ jednak zmienność biologiczna jest stosunkowo niewielka w różnych hodowlach, są to doskonałe modele do badań nad etiologicznym PU i eliminują problemy etyczne związane z przeprowadzaniem doświadczeń na zwierzętach.

Hypotheses on the Effects of Individual Anatomy on Time for Injury

W zbiorze studiów przypadków zaobserwowano, że otyli pacjenci są bardziej zagrożeni niż nieotyli poważnym PU i DTI.29 Pozornie jest to zaskakujące, biorąc pod uwagę fakt, że osoby otyłe mają tendencję do niższych szczytowych wartości ciśnienia w interfejsie, jak wykazano w grupie 75 zinstytucjonalizowanych osób starszych, gdzie osoby o najniższym wskaźniku masy ciała miały najwyższe szczytowe wartości ciśnienia między siedzeniem a interfejsem.30 Jednakże, gdy weźmie się pod uwagę fakt, że wykazano, iż ciśnienia międzypłaszczyznowe są niewiarygodną miarą wewnętrznego obciążenia tkanek,31 ten pozorny paradoks zostaje rozwiązany: zwiększona podatność otyłych pacjentów na PU i DTI jest spowodowana ich zwiększonym obciążeniem masą ciała na występy kostne, co z kolei wywołuje większe koncentracje naprężeń mechanicznych (tj. duże siły na jednostkę powierzchni tkanki) w ich głębokich tkankach miękkich. Na przykład w badaniu32 przeprowadzonym w Izraelu z udziałem dwóch zdrowych osób wykazano, że dodanie 5 kg do masy ciała 27-letniego mężczyzny (masa ciała 90 kg) i 26-letniej kobiety (masa ciała 55 kg) zwiększyło szczytowe odkształcenia mięśni i tkanki tłuszczowej ~1,5-krotnie, a ich szczytowe naprężenia mechaniczne 2,5-krotnie. Niestety, osoby stale poruszające się na wózkach inwalidzkich, takie jak pacjenci z uszkodzeniem rdzenia kręgowego (SCI), są bardziej narażone na nadwagę i otyłość.33

Inną zmianą, która pojawia się stopniowo wraz z przewlekłym siedzeniem, jest utrata masy mięśniowej (atrofia). W badaniu wykorzystującym pomiary MRI i modele komputerowe Linder-Ganz i wsp.34 wykazali, że (średnio) grubość mięśnia pośladkowego pod guzami kulszowymi u osób z SCI >1 rok po urazie jest mniejsza niż jedna trzecia grubości tych mięśni u osób zdrowych. Przy długotrwałym obciążeniu ciężarem ciała cienkie mięśnie osób sparaliżowanych są poddawane bardzo dużym naprężeniom mechanicznym, ponieważ mają niewielką naturalną amortyzację, która mogłaby podtrzymywać obciążenia związane z występami kostnymi, które, jak wspomniano wcześniej, zazwyczaj przenoszą zwiększony ciężar ciała.33 W rzeczywistości teoretyczne badania oparte na mechanice inżynieryjnej wykazały ostatnio, że naprężenia mechaniczne w tkance mięśniowej pod guzami kulszowymi zwiększają się wraz ze wzrostem ciężaru ciała lub ze zmniejszeniem grubości mięśnia.35. Odpowiednio, opierając się na progach urazu w czasie obciążenia Linder-Ganz i wsp,20 oczekuje się, że ciężkie PU obejmujące uszkodzenie tkanki mięśniowej i DTI rozwiną się szybciej u pacjentów, u których obciążenie tkanek głębokich jest bardziej intensywne – mianowicie u pacjentów otyłych, z utratą znacznej masy mięśniowej lub u obu tych osób (patrz Rycina 1).

Kwestia składu tkanek wewnętrznych u pacjentów zagrożonych rozwojem PU i DTI wymaga dodatkowych badań w celu lepszego zrozumienia indywidualnej podatności. W badaniu Linder-Ganz i wsp,34 autorzy wykonali MRI pośladków osób siedzących, aby zmierzyć grubość mięśnia pośladkowego i tkanki tłuszczowej pod guzami kulszowymi. Stosunek grubości mięśnia do grubości tkanki tłuszczowej u pięciu osób z SCI, z wyjątkiem jednej osoby uprawiającej wyczynowo sport, wynosił od 0 do 1,4. W grupie kontrolnej stosunek ten wynosił od 1,2 do 2,4 (gdy N = 6), co wskazuje na znaczną utratę masy mięśniowej w grupie pacjentów z SCI. Chociaż nie są dostępne porównywalne dane MRI dla pacjentów otyłych lub wyniszczonych, powszechnie przyjmuje się, że z perspektywy patogenetycznej masy mięśniowe i tłuszczowe są silnie powiązane u poszczególnych osób, więc kwestia, w jaki sposób otyłość per se (tj. bez SCI) wpływa na masę mięśniową u osób podatnych na PU, wymaga dalszych badań.

Ten artykuł przedstawia punkt, że nawet biorąc pod uwagę masę ciała bez uwzględnienia wewnętrznego składu tkanki (tzn. rozkład mięśni/tłuszczu), podwyższone obciążenia mechaniczne na występy kostne u osób otyłych teoretycznie zwiększają ryzyko rozwoju PU i DTI. Potencjalne konsekwencje otyłości dla składu tkanek wewnętrznych – np. zastąpienie tkanki mięśniowej przez tłuszcz w wyniku siedzącego trybu życia – stanowią dodatkowe ryzyko obciążenia kości.

Wnioski

Etiologia PU, a zwłaszcza DTI, jest wciąż niedostatecznie poznana. W szczególności wykonano niewiele prac metodologicznych dotyczących ram czasowych powstania i rozwoju PU.20-27 Rozpatrywane łącznie dane z trzech dostępnych systemów modelowych – pacjentów chirurgicznych, modeli zwierzęcych i modeli hodowli komórkowych in-vitro – wskazują, że PU w tkankach podskórnych pod występami kostnymi z dużym prawdopodobieństwem występują w przybliżeniu między pierwszą godziną a 4 do 6 godzin po długotrwałym obciążeniu. Należy zauważyć, że wszystkie istotne dane kliniczne poddane tutaj przeglądowi, które wykorzystano do określenia tych ram czasowych, uzyskano w badaniach z udziałem pacjentów, którzy leżeli w pozycji leżącej. Obciążenie mięśni i tkanki tłuszczowej pod występami kostnymi podczas siedzenia jest znacznie większe niż kiedy pacjent leży,34 co, zgodnie z danymi modelu schematycznego, teoretycznie wskazuje, że u niektórych unieruchomionych pacjentów początek PU i DTI podczas utrzymywania pozycji siedzącej prawdopodobnie wystąpi wcześniej niż podczas leżenia. Niestety, nie są dostępne żadne opublikowane badania dotyczące ram czasowych wystąpienia PU lub DTI u pacjentów siedzących; dlatego potrzebne są badania w tej dziedzinie w celu poszerzenia obecnej bazy wiedzy. Wszystkie formy badań klinicznych powinny być użyteczne w tym względzie, włączając badania prospektywne i opisy przypadków użytkowników wózków inwalidzkich z PU i DTI, które dokumentują czas utrzymywania pozycji, w których wystąpił uraz, istotną anatomię pacjenta, choroby współistniejące i rodzaj używanej poduszki do siedzenia. Dodatkowo wymagane są badania podstawowe z wykorzystaniem modeli zwierzęcych i hodowli komórkowych w celu dalszego zawężenia oceny ram czasowych wystąpienia PU i skorelowania czynnika czasu z zakresem uszkodzenia tkanek, jak również z anatomią (np. cienkie i grube mięśnie), właściwościami mechanicznymi dotkniętych tkanek (np. mięśnie spastyczne i wiotkie) oraz przewlekłymi chorobami (np. cukrzyca, choroby sercowo-naczyniowe).

.