Hjem » Kardiovaskulær patofysiologi » Hæmoragi & hæmoragisk shock
Hæmoragi og hæmoragisk shock
Det følgende handler om blødning og blødningsshock.
- Definition af blødning og shock
- Sværhedsgrad af blødning
- Forskel på hæmoragisk shock og hypovolæmiske shock
- Patofysiologiske konsekvenser ved hæmoragi og hæmoragisk shock
- Cellulære konsekvenser af hæmoragisk shock
- Kardiovaskulært respons på blødning
- Respiratorisk respons på blødning
- Hypotermi, koagulopati og acidose ved blødning
- Irreversibelt hæmoragisk shock.
.
Hæmoragisk shock er så velbeskrevet og så hyppigt, at du i praksis ikke kan åbne en lærebog i fysiologi uden at møde en beskrivelse af de (pato)fysiologiske mekanismer, der holder dig i live, selvom du bløder. Det skyldes selvfølgelig også, at det hæmoragiske shock er virkelig godt til at illustrere de mekanismer, der styrer ilttilførslen til vævene, dels via respirationen, dels via det kardiovaskulære system. Så hvis man er interesseret i integreret (pato)fysiologi, så bliver det hæmoragiske shock nærmest ikke bedre.
Det betyder også, at kilderne til hæmoragisk shock er legio. Boron & Boulpaep formidler det godt, det samme gør Guyton & Hall. Gutierrez et al. (2004) er et fint review over hæmoragisk shock generelt (med rigtig mange citationer), men gør ikke så meget ud af de patofysiologiske mekanismer. På NEJM.org, hvor du kan få to gratis artikler om måneden, kan du finde Cannons 2018-review, der primært handler om patobiologi og i særdeles koagulopati.
Hvad er hæmoragisk shock?
En blødning, goes without saying, er et tab af cirkulerende volumen. Shock er et livstruende, cirkulatorisk svigt forbundet med utilstrækkeligt oxygenbrug i cellerne (som formuleret af Cecconi).
Helt basalt kan man nok betragte problemet sådan her: Kroppen forbruger et vist volumen ilt hvert minut (nedenfor symboliseret ved et V med en prik over), og kroppen skal også levere (symboliseret ved D med en prik over) det samme volumen ilt hvert minut. Det vil sige:
$ \dot{D}{_{O_2}} >> \dot{V}{_{O_2}} $
Shock er et misforhold mellem forbrugt ilt og leveret ilt som følge af cirkulatorisk svigt: Altså at forbruget i overstiger leveringen. Det giver et klinisk billede med tegn til organhypoperfusion. Der findes (desværre!) ikke en blodprøve, man kan tage, der med sikkerhed kan stille diagnosen organhypoperfusion. Man må derfor bero sin diagnostik på det kliniske billede, og de organer, der er lettest tilgængelige for det kliniske blik er CNS, huden og nyrerne: Forvirring, kold og klam hud (med nogle undtagelser!) og nedsat urinoutput er kliniske hints om, at en patient er i shock.
Sværhedsgrad af blødning
| Parameter | Grad 1 | Grad 2 | Grad 3 | Grad 4 |
| Blodtab (L) | < 0,75 | 0,75 – 1,5 | 1,5 – 2,0 | > 2,0 |
| Blodtab (%) | < 15 % | 15 – 30 % | 30 – 40 % | > 40 % |
| Puls (slag/min) | ↔ | ↔ / ↑ | ↑ | ↑ / ↑ ↑ |
| Blodtryk (mmHg) | ↔ | ↔ | ↔ / ↓ | ↓ |
| Respirationsfrekvens (/min) | ↔ | ↔ | ↔ / ↑ | ↑ |
| Urinoutput (mL/timen) | ↔ | ↔ | ↓ | ↓ ↓ |
| CNS-status | Normal | Nervøs | Forvirret | Letargisk |
Hæmoragisk shock og hypovolæmisk shock
Indlægget her handler om hæmoragisk shock. Et hæmoragisk shock er en underkategori af de hypovolæmiske shock som illustreret af nedenstående Venn diagram:
Man skal ikke lægge for meget i størrelsen af cirklerne: De repræsenterer ikke de relative incidenser af shock-typerne. Omvendt kan man godt lægge lidt i farverne, hvor det hæmoragiske shock er farvet fint rødt som en repræsentation af blod. Pointen er, at der findes virkelig mange typer af hypovolæmiske shock, som ikke involverer blødning: Svær diarré, svære forbrændinger og kirurgiske tilstande som fx nekrotiserende pankreatitis kan give hypovolæmisk shock uden blødning.
Patofysiologiske konsekvenser af hæmoragisk shock
Hæmoragisk shock involverer så mange væsentlige organsystemer og organsensorik, at det er nærmest umuligt at komme i bund i. I det følgende prøver jeg at give et overblik, og så vender jeg tilbage løbende og opdaterer. I hvert fald kan det måske være en inspiration til at læse videre selv, for det hæmoragiske shock er virkelig et prima eksempel på integreret og anvendt fysiologi.
Cellulære konsekvenser af hæmoragisk shock
Problemet med hæmoragi og hæmoragisk shock på cellulært niveau følger af shock-definitionen ovenfor: Shock er forbundet med utilstrækkelig oxygenbrug i cellerne. Helt generelt er cellernes oxygenforbrug, V’O2, konstant, mens leveringen af blod, D’O2, er det, der lider i shock. På kapillært niveau betyder den sænkede levering af blod, at iltekstraktionen stiger. En måde at øge iltekstraktionen på er, i lyset af hypoxi, at åbne og derved rekruttere flere kapillærer til iltlevering. Det betyder, at diffusionsvejen for ilt til cellerne falder, og at flere erytrocytter bliver eksponeret for iltforbrugende celler.
På et tidspunkt når man et kritisk og akut livstruende leveringspunkt, D’O2(kritisk), der er nærmest konstant på tværs af årsager til den lavere levering af ilt. Sådan skriver Gutierrez et al. (2004) på baggrund af et studie af Schwartz et al. (1984), hvor man eksperimenterede med iltleveringen af hunden. Desværre har dyrene måttet lade livet til ingen verdens nytte, for den artikel, der blev til på den baggrund er bag pay-wall. Hvorom alting er: Uanset om din patient har hypoxæmisk respirationssvigt, isovolæmisk anæmi eller er på vej i hæmoragisk shock, så begynder V’O2, altså forbruget, at lide, når leveringen når under omtrent 10 mL ilt i minuttet pr kg. Det er cirka 700 mL ilt/minuttet for en 70 kg tung patient. Normalværdier for iltlevering i hvile under et roligt cardiac output på omtrent 5 L/minuttet er 1000 mL i minuttet.
Ilts hovedfunktion er som bekendt at være sidste elektronacceptor i elektrontransportkæden i mitokondriernes indermembran, og når ilttilførslen begynder at svigte, så begynder også ATP-produktionen af lide. En konsekvens af det er, at den normale cellulære funktion ophører, og mest prominent er tabet af den elektrokemiske gradient for natrium og kalium over plasmamembranen. En huskeregel i så henseende er de tre indgående komponenter af navnet på centrum for problemet: NaKATPasen. Almindelig cerebral funktion og kardiel elektrofysiologi begynder at lide, indtil døden uværgerligt indtræffer.
Kardiovaskulært respons på blødning
99 % af organernes funktioner handler om at fastholde homøostase, og heldigvis også den kardiovaskulære homøostase ved blødning. Det kardiovaskulære respons ved blødning er ufattelig velstuderet på et sådant niveau, at enhver grundbog i medicinsk fysiologi har mindst et helt afsnit, hvis ikke et helt kapitel tilegnet emnet. Sådan et kapitel har det med at præsentere responset i ekstremt store og ganske komplicerede figurer. Jeg vil ikke gengive dem til fulde her, men forsøge at udpege et par centrale begivenheder skulle man være så uheldig at være i gang med at bløde. Man kan selv læse med i Boulpaep (2016), hvis man er interesseret. Hvis man ikke har adgang til den, er Yartsev (2023) online og gratis.
I fraværet af homøostatiske mekanismer er man dårligt stillet, nærmest uanset hvor man bløder fra. Man kan selv forsøge at udtænke forskellen på pludseligt at tabe 2,5 L blod fra venesiden kontra pludseligt at tabe 2,5 L blod fra en perifer arterie kontra at tabe 2,5 L blod fra aorta. Under alle omstændigheder giver det:
- Fald i cardiac output og fald i systemisk blodtryk. Om det ene eller andet kommer først afhænger af, hvor blødningen opstår henne.
- Tab af perfusion af kritiske organer
- Kritisk hypoxi
- Død.
.
Heldigvis registrer kroppen både punkt 1 og punkt 2 før man når punkt 3 og punkt 4. Så her kommer, delvist for at afhjælpe den koncentrationsbesvær, som man uværgerligt får, når man kigger på sorte tegn på hvid baggrund, en lettere forkromet figur, der illustrerer det kardiovaskulære respons på blødning. Endda med (semiplat) farvelægning.
Og her pindet ud i tekst og punkter:
- Blødning sænker det venøse tilbageløb til hjertet, så der er mindre blod at pumpe ud, hvilket giver et fald i cardiac output. Man ihukommer, at middelarterietrykket er ligefremt proportionelt med cardiac output, så når det sidste falder, faldet det første med det. Et lavere systemisk blodtryk registreres af baroreceptorer i aorta og i carotiderne, hvilket iværksætter et adrenergt respons.
- Blødning sænker det venøse tilbageløb til hjertet og sænker fyldningen af atrierne. Det registreres af baroreceptorer her, hvilket også iværksætter et adrenergt respons i tillæg til at øge den hypothalamiske AVP/ADH-sekretion. På grund af det mindre stræk på atrierne falder også sekretionen af ANP.
- Et lavere cardiac output og dermed lavere systemisk tryk sænker perfusionen af perifere væv inklusive perifere kemoreceptorer. Lavere perfusion giver lavere ilttilbud, ophobning af CO2, pH-fald og faldende ilttryk, hvilket iværksætter et adrenergt respons.
- Også den centrale perfusion falder med ophobning af CO2 og fald i O2, der begge let krydser blod-hjerne-barrieren. CO2 ækvillibrerer med protonkoncentrationen og giver et fald i pH. Et surt centralnervesystem registreres i medullas nucleus tractus solitarius, hvilket giver et adrenergt respons.
.
Et øget adrenergt respons giver:
- Øget hjertefrekvens og øget kontraktilitet (hvilket afspejler sig i ATLS’ kliniske scoringssystem ovenfor), hvilket øger cardiac output.
- Konstriktion af arterier og vener, hvilket dels opretholder det systemiske tryk, dels sænker den venøse kapacitans, sådan at blodet flyttes fra venesiden til arteriesiden. Der er ingen grund til at have 0,5 L stående i lavtryksgebeter i underkroppen, hvor det helt oplagt ingen gavn gør.
.
Effekterne er ikke isolerede til hjertet og modstanden i karrene.
- Nyrerne kan også være med. Det øgede sympaticusspejl som følge af punkt 1-4 ovenfor aktiverer de juxtaglomerulære celler til at øge sekretionen af renin, hvilket øger produktionen af angiotensin-II og aldosteron. Sammen med faldet i ANP og den lavere renale perfusion som følge af sympaticus, er konsekvensen af nyrerne retinerer natrium og væske. Urinoutput falder, hvilket også afspejles i ATLS’ kliniske scoringssystem.
- Starling-kræfter virker stadigvæk, og når kapillærtrykket falder, mens intersticietrykket er konstant. Det ændrer flow af væske, elektrolytter (og protein!) ind i kapillærerne. Det transkapillære refill sørger for at gendanne et stor andel af den tabte volumen. Man kan møde lidt forskellige påstande om, hvor effektivt transkapillært refill er, jeg lader detaljerne hænge lidt.
Respiratorisk respons på blødning
En stor blødning giver vævshypoxi. Der leveres mindre ilt og fjernes mindre CO2, som ophobes. Ikke overraskende giver det et respiratorisk drive. Perifert registrerer glomusceller i karotiderne og arcus aorta. Lavt ilttryk og højt CO2-tryk øger fyringen i neuroner, der projicerer til medullære respirationscentre, sådan at respirationsfrekvensen øges. Centralt registrerer kemoreceptorer i medulla primært ændringer i CO2-tryk.
Under alle omstændigheder fører et tiltagende stort blodtab til tiltagende respirationsfrekvens – igen repræsenteret i ATLS’ scoringssystem.
Hypotermi, koagulopati og acidose ved blødning
Kilder
Cecconi M, De Backer D, Antonelli M, Beale R, Bakker J, Hofer C, Jaeschke R, Mebazaa A, Pinsky MR, Teboul JL, Vincent JL, Rhodes A. Consensus on circulatory shock and hemodynamic monitoring. Task force of the European Society of Intensive Care Medicine. Intensive Care Med. 2014 Dec;40(12):1795-815. doi: 10.1007/s00134-014-3525-z. Epub 2014 Nov 13. PMID: 25392034; PMCID: PMC4239778.
Cannon JW. Hemorrhagic Shock. N Engl J Med. 2018 Jan 25;378(4):370-379. doi: 10.1056/NEJMra1705649. PMID: 29365303.
Gutierrez G, Reines HD, Wulf-Gutierrez ME. Clinical review: hemorrhagic shock. Crit Care. 2004 Oct;8(5):373-81. doi: 10.1186/cc2851. Epub 2004 Apr 2. PMID: 15469601; PMCID: PMC1065003.
Boutilier RG. Mechanisms of cell survival in hypoxia and hypothermia. J Exp Biol. 2001 Sep;204(Pt 18):3171-81. doi: 10.1242/jeb.204.18.3171. PMID: 11581331.
Schwartz S, Frantz RA, Shoemaker WC. Sequential hemodynamic and oxygen transport responses in hypovolemia, anemia, and hypoxia. Am J Physiol. 1981 Dec;241(6):H864-71. doi: 10.1152/ajpheart.1981.241.6.H864. PMID: 7325255. (Desværre bag pay-wall)
Yartsev A (2023). Cardiovascular response to haemorrhage and hypovolemia. På DerangedPhysiology.com. Tilgået d. 14/8-2024.
Boulpaep E (2016). Ch 25 Integrated Control of the Cardiovascular System. I Boron W & Boulpaep EW Medical Physiology 3rd Ed. Elsevier, pp.: 572-587.