Příčiny a projevy oběhové nedostatečnosti. Patomorfologie šoku
Oběhová nedostatečnost (insuficience) Definice : • nepoměr mezi činností srdce a odporem periferních cév • změny srdce, cév a nebo neurohumorálních mechanismů regulujících jejich činnost
Oběhová insuficience • představuje jednu z nejčastějších příčin smrti – v USA přes 40 % všech úmrtí. – ischemická choroba srdeční (ICHS) 80 % úmrtí – 5-10% pak následky hypertenze, vrozené srdeční vady a chlopenní vady včetně endokarditid.
Oběhová insuficience • Akutní a chronická • Celková a místní • Šok
Příčiny celkové oběhové insuficience • Poruchy srdce
endokardu myokardu perikardu vrozené vady
• Poruchy cévního systému
poruchy krevního tlaku - systémová a plicní hypertenze
• Poruchy krevní
hypervolémie hypovolémie polyglobulie anémie
Oběhová insuficience – srdeční příčiny Endokard
• chlopňové vady • endokarditis • nádory ….
Myokard
• ICHS • myokarditis • kardiomyopatie
Perikard
• perikarditis • tamponáda
Vrozené vady
• defekt komorového septa • transpozice velkých cév • koarktace aorty ……
Nervově reflexní poruchy
• poruchy srdečního rytmu
Oběhová insuficience - poruchy cévního systému Změny tlaku – hypertenze - hypotenze • akutní • chronické
SYSTÉMOVÁ HYPERTENZE • primární (esenciální) – 90% • sekundární – 10% renální (glomerulonefritis, DM, cystóza ledvin…)
renovaskulární endokrinní (feochromocytom, Cushingův sy, Connův sy…) gestační (eklampsie..) mechanická (koarktace aorty, A-V píštěl)
• velký (systémový) oběh • malý (plicní) oběh
SYSTÉMOVÁ HYPOTENZE • primární • sekundární (farmaka, endokrinní žlázy – nadledviny, štít. žláza, poruchy ledvin, nervový nebo cévní systém)
PLICNÍ HYPERTENZE • sekundární – 99% (akutní – plicní embolie, pneumonie; chronická – emfyzém, chr. bronchitis, intersticiální procesy, sukcesivní plicní embolie…)
• idiopatická (primární)- 1%
Projevy celkové oběhové insuficience Závislost na rychlosti vzniku • Akutní • Chronické – možnost adaptace (do určité míry) • Poruchy selhávání na srdci • Poruchy selhávání mimo srdce
Projevy oběhového selhávání na srdci • akutní insuficience – DILATACE přetížené části např. komor (neschopnost kontrakce) • klinický projev – náhlé selhávání, smrt • PRAVOSTRANNÁ - nejčastější příčina je trombotická embolie do plicnice → akutní venostáza ve všech orgánech před PK • LEVOSTRANNÁ – příčiny poškození myokardu (IM, záněty) → akutní venostáza v plicích (plicní edém)
• chronická insuficience • PRAVOSTRANNÁ a LEVOSTRANNÁ
– adaptace kompenzačními mechamismy • HYPERTROFIE (zbytnění) - ↑ objemu kardiomyocytů x hyperplazie = zmnožení buněk (u KMC nelze postnatálně) – horní hranice normálu - m = ♂400g; ♀ 300g ; novorozenci 20 g; tloušťka svaloviny LK = 12-13 mm, PK = 3-4 mm – hypertrofický KMC d˃20μm – ELMI – zmnoženi kontraktilních myofilament a mitochondrií – reversibilní
• DILATACE (rozšiřování komory)
Mechanismus hypertrofie srdce Následkem ↑ produkce celulárních proteinů
Může být indukována působením • mechanických senzorů (spouštěných ↑ prac. zatížením), + schopnost samy o sobě indukovat produkci RF a agonistů • růstových faktorů (TGF-β, insulin-like growth factor-1, fibroblast growth factor) • vazoaktivních působků (α-adrenergních agonistů, endothelin-1, angiotensin II) Tyto stimuly → k ↑ syntéze sval. proteinů, které jsou zodpovědné za hypertrofii 2 hlavní biochemické cesty • phosphoinositide 3-kinase/Akt signální dráha –
•
zřejmě nejdůl. fyziologická hypertrofie (např. cvičením indukovaná)
signalizační dráha - rec spřažené s G proteinem –
indukované mnoha FR a vazoaktivními působky (zřejmě nejdůl. patol. hypertrofie)
→„přepnutí“ kontraktilních protenů z adultní na fetální nebo neonatální formu (α isoforma těžkých řetězců je nahrazena β isoformou)
→ reexprese některých genů, které jsou exprimovány pouze v průběhu časného vývoje (např. genu pro atriální natriuretický faktor (ANF) v hypertrofickém myokardu (gen pro ANF je v embyonálním srdci exprimován v atriu i komoře, ale po narození je down regulován))
Hypertrofické kardiomyocyty • • •
zmnožení kontraktilních myofilament zmnožení mitochondrií zvětšená jádra - ↑ DNA ploidie – DNA replikace při absenci buň. dělení
→ zvýšená fce svalu ! ale zvětšení KMC u srd. selhání není doprovázeno proporcionálním zmnožením kapilár → relativní koronární insuficienci (při ↑ nárocích na O2), zátěž = příčina + následek adaptace
• ↑ tlak v komorách (hypertenze, aortální stenóza) – pressure-overload hypertrophy → koncentrická hypertrofie - ztluštění stěny, bez zvětšení komorové dutiny – zmenší se napětí stěny a roste srdeční výdej (v souladu s Laplaceovým zákonem)
• ↑ objem v komorách - volume-overload hypertrophy → komorová dilatace(Starlingův zákon) – zvýšení síly stahu protažením sval. vlákna
• překročení fčních rezerv – dekompenzace – excentrická hypertrofie – (hypertrofie + dilatace)
Projevy oběhového selhávání mimo srdce • • • •
Hyperémie a venostáza Indurace Edém Cyanóza
Hyperémie a venostáza • oba procesy lokálně↑ objemem krve • Hyperémie – aktivní proces • Venostáza (kongesce, městnání) – pasivní proces – městnání v orgánech- hypoxie – v játrech (hepatomegalie+ ↑ náplň krčních žil) – Slezina, ledviny, sliznice GIT (venostatický katar) – až hemoragická infarzace (hypoxemická nekróza) Makro: orgány zvětšené, červenomodré
dilatace arteriol- při zánětu, při cvičení..→ ↑krev. průtoku ↓ odtok krve – systémová, lokální deoxygenovaný Hb
Městnání v játrech Muškátová játra • centrum – městnání v oblasti v. centralis –červenofialová • dilatované sinusy navzájem spojují centrilobulární oblasti (=dráhy městnání) + atrofie jaterních trámců • periferie – steatóza hepatocytů – žlutohnědá Akutní selhání pravého srdce → centrilobulární nekrózy Chronický průběh - množství vaziva ↑ (jaterní fibróza)
Indurace lat. durus = tvrdý = venostatická fibróza Hypoxické nekrózy → hojení fibrózou (kolagenní a retikulární vlákna) • cyanotická (slezina, játra, ledviny) – temně fialová barva, napjaté pouzdro
• hnědá (rezavá) indurace plic
Hnědá (rezavá) indurace plic • dilatace až ruptury kapilár → krvácení do alveolů → hemosiderin – hemosiderofágy - hnědé (rezavé) zbarvení • zmnožení vaziva v interalveolárních septech
Edém = nahromadění nadměrného množství tekutiny v intersticálních prostorech; → dále do tělních dutin, plic. sklípků.. • celkový • lokální Dle patofyziologie: • venostatický • hypalbuminotický • lymfostatický • zánětlivý • angioneurotický • hormonální • a další (toxický, šok, hypoxie…)
Dle kliniky: • kardiální • renální • hepatální • alergický • při eklampsii …
Přesuny tekutin přes kapilární stěnu kontrolovány primárně o hydrostatickým tlakem v kapilárách (tlakový gradient) o koloidně osmotickým tlakem plasmy (tlakový gradient) Starlingovy síly hydrostatický tlak v kapiláře – tekutina → do intersticia, na arteriálním konci kapilár 30-35 mm Hg, na venózním 10-15 mm Hg hydrostatický tlak v intersticiu – tekutinu ← do kapiláry , fyziologicky 0 Hg (většina profiltrované tekutiny se vrací do kapiláry a zbytek je odveden lymf. systémem); nabývá významu při edémech onkotický tlak bílkovin krevní plazmy – drží tekutinu v kapiláře, brání filtraci, podporuje resorpci ; určen množstvím plazmatických bílk. (albumin); představuje osmotický tlak; cca 25 mm Hg (lehce stoupá na na venózním konci asi o 1 mm Hg- relativním zkoncentrováním bílkovin po přesunu H2O a iontů onkotický tlak intersticia – drží tekutinu v intersticiu, je vytvářen bílkovinami, které projdou stěnou vlásečnice, (˂ 5 mm Hg)
Edém Pokud FILTRACE ˃ RESORPCE + LYMFATICKÁ DRENÁŽ
PORUCHA LYMFATICKÉ DRENÁŽE
↓ROZDÍLU (GRADIENTU) ONKOTICKÝCH TLAKŮ BÍLKOVIN
↑ ROZDÍLU (GRADIENTU) HYDROSTATICKÝCH TLAKŮ KAPILÁR
↑PERMEABILITY STĚNY KAPILÁRY
Kardiální edém patogeneze – komplexní (venostáza) tekutina = transudát, čirý, ↓ obsah bílkovin; (specifická hmotnost je méně než 1,012) lokalizace • podkoží (místa s ↑ hydrostatickým tlakem), např. perimaleolárně… až anasarka (povšechné prosáknutí tkání tekutinou) • v dutinách – ascites - dutina břišní – hydrothorax – dutiny hrudní – hydroperikard – osrdečník
Cyanóza modravé zbarvení kůže a sliznic ← ↑ obsahu redukovaného Hb v krvi >50 g/l redukovaného Hb, klinicky rozpoznatelná při poklesu SaO2 < 80 % • akra (rty, boltce, nos, konečky prstů – nehtové lůžko) • sliznice DÚ, jazyka → paličkovité prsty = zbytnění koncových článků prstů • centrální a periferní venostáza, vrozené vady s P→ L zkratem, polycytémie, chlad, šok, sepse… Faktory vzniku: • absolutní množství Hb v krvi (anémie, polyglobulie) • stupeň saturace Hb O2 • kvalitativní změny Hb (methemoglobin) • stav cirkulace ! nedostatek O2 ≠ cyanosa • ↓ hladina Hb (anémie) – může být nedostatek O2, ale není dosažena koncentrace deoxygenovaného Hb nutná pro cyanosu • ↑ koncentrace Hb v krvi – i při dostatku O2 může nastat cyanosa
Změny na cévách arterioloskleróza – hyalinní a fibrinoidní degenerace stěny arteriol → zesílení stěny a výraznému zúžení lumina (s následným ischemickým postižením zásobených tkání) zejména při hypertenzi a při DM hyalinní arterioloskleróza - homogenní eosinofilní ztluštění stěny arteriol starší lidé s normálním TK nebo mírnou hypertenzí častá v rámci diabetické angiopatie charakteristická je pro benigní nefrosklerózu (ledviny) hyperplastická arterioloskleróza - cibulovitě uspoř. lamely ve stěně arteriol, výrazné zúžení lumen, reduplikace BM typická pro maligní hypertenzi (traumatizace endotelu, prosakování plazmy, reakce hladkosvalových bb, zmnožení matrix nekrotizující arterioloskleróza (fibrinoidní nekróza)
Patomorfologie šoku
Definice šoku Akutní oběhové selhání s neadekvátní distribucí a perfúzí ve vztahu k metabolickým požadavkům tkání vedoucí ke generalizované buněčné hypoxii Perfúze • distribuce srdečního výdeje do tkání(TK) • zajištění výživy tkání
Šok = soubor příznaků charakterizován systémovou hypoperfuzí tkání s nedostatečným přívodem O2 a živin do tkání + hromaděním produktů bb metabolismu (CO2, laktát)
o nerovnováha mezi skutečnou náplní a mezi kapacitou cévního řečiště o nerovnováha mezi nabídkou a potřebou O2 snížením srdečního výdeje – snížením efektivního cirkulujícího objemu krve –
• změny hemodynamiky = zhoršení tkáňové perfúze – v mikrocirkulaci (septický šok, anafylaktický šok) – v makrocirkulaci absolutní hypovolémie (krvácení,…) relativní hypovolémie (kardiogenní šok) • tkáňová (buněčná) ischémie
hypoxický a metabolický efekt hypoperfuze → k reverzibilnímu buněčnému poškození (fce)→ event. ireversibilní poškození (strukturální změny) a smrti buněk - orgánu – organismu
Dělení šoku Podle patogeneze: • hypovolemický (↓ tekutin) • kardiogenní (IM) • obstruktivní (plicní embolie,
Podle příčiny: • hypovolemický o o o o
tamponáda)
• distribuční o o o o
septický, anafylaktický, neurogenní, endokrinní
• • • •
hemorhagický traumatický popáleninový dehydratační
kardiogenní anafylaktický septický neurogenní
HYPOVOLEMICKÝ ŠOK snížení cirkulujícího objemu krve → snížení plnících tlaků srdce (↓žilní návrat, ↓systol objem, ↓srdeční výdej,↓TK)→snížení obsahu O2 →snížení středního arteriálního tlaku→ šok
• ztráta objemu tekutin – zevní ztráty – vnitřní ztráty • Hemorhagický - krvácení do GIT, ruptura arteriálního aneurysmatu, bodná poranění velkých cév • Traumatický - rozsáhlé poškození tkání, polytrauma • Popáleninový - ztráta plazmy z popálených ploch, únik z krevního řečiště do ECT • Dehydratační - ztráta zvracením, průjmy nebo pocením
HYPOVOLEMICKÝ ŠOK akutní ztráta • 10% objemu - dobře tolerována tachykardie, vzestup systém odporu, za norm TK
• 20-25% - začínají selhávat kompenzační mechanismy ↓ srdeční výdej i ↓TK, ↑systémový odpor
• 40% - těžká hypotenze hypoperfuze orgánů (při trvání ↑než 2 hod - nevratné poškození tkání) výrazný ↓ srdečního výdeje i ↓ TK
chronická ztráta – kompenzační mechanismy – lepší tolerance
KARDIOGENNÍ ŠOK • Příčiny : - poškození myokardu • infarkt myokardu, kontuze myokardu
- mechanické abnormality srdce (část tepového objemu se nedostává do oběhu) • chlopenní vady, ruptura mezikomorové přepážky - poruchy rytmu
OBSTRUKČNÍ ŠOK • Mechanická překážka - obstrukce - krevního toku kardiovaskulárním řečištěm • překážka je v řečišti - masivní plicní embolie • překážka mimo řečiště – (omezení plnění pumpy) o perikardiální tamponáda o konstriktivní perikarditis
DISTRIBUČNÍ ŠOK relativní hypovolémie způsobená vasodilatací, AV zkraty, maldistribucí krevního průtoku • relativní hypovolémie • ↓periferní cévní rezistence • ↓ utilizace O2 • ↑ permeabilita kapilár – hypovolémie • vliv toxinů u sepse, mediátory zánětu Anafylaxe – typ reakce antigen-protilátka uvolňující mediátory typu histaminu, bradykininu → spasmy v oblasti dýchacích cest (bronchospasmus, laryngospasmus), trávicího ústrojí, bolesti, změny v oběhovém systému s vazodilatací až šokem Předávkování léky s vasodilatačními účinky Neurogenní - úrazy míchy - ztráta periferního cévního tonu Addisonská krize - akutní insuficience nadledvin, nedostatek kortizolu Sepse - endotoxin G- bakterií je stimulem spouštějícím uvolňování mediátorů způsobujících generalizovanou vasodilataci a patologickou distribuci krevní perfuze na úrovni mikrocirkulace
Patofyziologie šoku • sympatoadrenální reakce (↑TK- baro i chemoreceptory, ↑aktivita sympatiku, hormony dřeně nadledvin, vasokonstrikce a ↓kapacity žil systému,↑TK a srdeč výdeje)
• neuroendokrinní reakce (↑ACTH,↑ADH,↑GH z hypofýzy, ↑ẞ- endorfiny, ↑kortizol =˃ ischémie nadledviny(perfúze), prokrvácení nadledvin (sepse))
• mediátory zánětu (mikroorganismy+toxiny, aktivace kompementu, cytokiny, metabolity kys. arachidonové, f. aktivující trombocyty, lyzosomální E, vasoaktivní mediátory, adhezivní molekuly)
• hemodynamické změny • změny v mikrocirkulaci • kyslíkový metabolismus (↑spotřeba O2, ↓extrakce O2, ↑pO2 smíšené žilní krve)
• orgánové změny (autoregulace) – chráněny (perfundovány)- mozek a srdce – nechráněny – periferie (i ledviny) – vasokonstrikce
3 STADIA PODLE DYNAMIKY PATOFYZIOL. ZMĚN: 1. stadium kompenzace (aktivovány reflexní kompenzační mechanismy, perfuze životně důležitých orgánů je zachována; tachykardie, ↑ systémového odporu, ↓vylučování tekutin ledvinami; centralizace oběhu )
2. stadium dekompenzace (kompenzační mechanismy nestačí udržet perfuzi → tkáňová hypoxie →anaerobní metabolismus → laktátová acidóza →dilatace arteriol → ↓ snížení srdečního výdeje; extravasace tekutin do intersticia; decentralizace oběhu) 3. stadium refrakterní /ireverzibilní/ (morfologické změny ve vitálně důležitých orgánech; dojde k uvolňování lysosomálních E s cytotoxickými účinky; i při úpravě hemodynamických parametrů =˃buněčná smrt
Patofyziologie šoku – orgánové změny Morfologicky- oběhové poruchy (hyperémie, edémy, destičkové tromby) - následky hypoxie (dystrofické změny až nekrózy) Plíce Při šoku - tachypnoe (aktivací sympatoadrenální osy), ale při ↓ srdečním výdeji se prokrvení plic snižuje. =˃narušení poměru ventilace − perfuze (prokrveny dolní části plic-gravitace, horní laloky představují mrtvý prostor) =˃ narušení výměny plynů → vzniká hypoxie =˃ k poškození endotelu plicních kapilár a k uvolnění proteolyt. E =˃ k intersticiálnímu (hyalinní blanky) i alveolárnímu edému Šoková plíce (syndrom ARDS), makro: plíce těžká a vlhká. Ledviny Hypotenze a vazokonstrikce =˃ k snížené perfuzi a k poklesu až zástavě glom. filtrace =˃ k oligurii až anurii. Šoková ledvina Zpočátku slouží k udržení intravaskulárního objemu. Po ischemii (↑ 90 min) → fční porucha → v morfologickou =˃ dochází k renálnímu selhání. Mikro: nekrózy výstelky proximálních tubulů, intersticiální edém, průnik erytrocytů do tubulů (válce). Makro: bledá, zvětšená;
Patofyziologie šoku – orgánové změny Střevo Hypoperfuze střeva =˃ k poškození stěny s narušením střevní bariéry s otokem a krvácením =˃ následuje prostup bakterií, průnik toxinů, uvolnění endotoxinu, histaminu, cytokinů (IL-1, IL-6, TNF-α) a dalších mediátorů zánětu =˃ prohloubení šoku. Játra Centroacinózní nekrózy + poškoz . Kupfferových buňněk, které vede k usnadnění průniku bakterií a toxinů do plic, což dále podporuje vznik ARDS. Ikterus, porucha syntetických i detoxikačních funkcí Mozek Anoxická encefalopatie až drobné nekrózy v hraničních zónách mezi povodími mozkových tepen. Dezorientace až koma. Nadledviny Deplece lipidů vlivem ACTH uvolňovaného z hypofýzy při šoku, vede k vzájemnému oddálení a zúžení trámců kůry, které pak připomínají tubuly – tzv. pseudotubulární degenerace v zevní části zona fasciculata, někdy až hemorhagická nekróza kůry nadledvin (Waterhouseův-Friderichsenův syndrom při meningokokové sepsi). Koagulace - DIC
