Shock
Bệnh sinh của shock nhiễm trùng
Shock nhiễm trùng là nguyên nhân gây ra 2% tổng số ca nhập viện tại Hoa Kỳ. Trong số đó, 50% cần được điều trị tại các đơn vị chăm sóc đặc biệt. Số ca mắc tại Hoa Kỳ vượt quá 750,000 ca mỗi năm và tỷ lệ mắc bệnh đang gia tăng, trớ trêu thay là do sự cải thiện trong việc hỗ trợ sự sống cho những bệnh nhân nguy kịch, cũng như số lượng vật chủ bị suy giảm miễn dịch ngày càng tăng (do hóa trị, ức chế miễn dịch, tuổi cao hoặc nhiễm virus gây suy giảm miễn dịch ở người) và sự gia tăng tỷ lệ mắc các vi sinh vật kháng đa thuốc trong môi trường bệnh viện. Mặc dù đã cải thiện trong việc chăm sóc, tỷ lệ tử vong vẫn ở mức khoảng 50%. Shock nhiễm trùng thường gặp nhất do nhiễm vi khuẩn gram dương gây ra, tiếp theo là vi khuẩn gram âm và nấm.
Khả năng gây shock nhiễm trùng của nhiều loại vi sinh vật khác nhau phù hợp với ý kiến cho rằng nhiều thành phần vi khuẩn khác nhau có thể kích hoạt quá trình này. Như đã đề cập trong Chương 3, các đại thực bào, bạch cầu trung tính, tế bào có nhánh, tế bào nội mô và các thành phần hòa tan của hệ thống miễn dịch bẩm sinh (ví dụ: bổ thể) nhận biết và được kích hoạt bởi nhiều chất khác nhau có nguồn gốc từ vi sinh vật. Sau khi hoạt hóa, các tế bào và yếu tố này khởi động một số phản ứng viêm và kháng viêm mà tương tác theo cách phức tạp, chưa được hiểu đầy đủ để gây ra tình trạng shock nhiễm trùng và suy cơ quan (Hình 4.21).
Các yếu tố được cho là đóng vai trò chính trong sinh lý bệnh của tình trạng shock nhiễm trùng bao gồm:
- Các đáp ứng viêm và kháng viêm. Trong nhiễm trùng huyết, các thành phần thành tế bào vi khuẩn gắn với các thụ thể trên các tế bào của hệ thống miễn dịch bẩm sinh, kích hoạt các đáp ứng gây viêm. Các tác nhân khởi động viêm có khả năng xuất hiện trong nhiễm trùng huyết là các con đường truyền tín hiệu nằm ở “hạ lưu” của các thụ thể Toll-like (TLR) (Chương 5) mà nhận diện một loạt các chất có nguồn gốc từ vi sinh vật bao gồm các kiểu phân tử liên quan đến bệnh nguyên (PAMPs) và các kiểu phân tử liên quan đến tổn thương (DAMPs), cũng như các thụ thể bắt cặp với G protein mà phát hiện các peptides của vi khuẩn và các thụ thể lectin type C như các Dectins. Sự liên kết của các thụ thể này dẫn đến sự gia tăng biểu hiện của các genes mã hóa các chất trung gian viêm thông qua sự hoạt hóa và sự chuyển vị nhân của yếu tố phiên mã là yếu tố nhân-κB (NF-κB). Các chất trung gian điều hòa tăng bao gồm nhiều cytokines như yếu tố hoại tử khối u (TNF), interleukin 1 (IL-1), IL-12, IL-18 và interferon-γ (IFN-γ), cũng như các trung gian viêm khác như HMGB1 (tạm dịch “protein hộp nhóm di động cao 1”). Các dấu ấn của tình trạng viêm cấp tính như protein phản ứng C và procalcitonin cũng tăng cao. Các gốc oxygen phản ứng và các trung gian lipid như prostaglandin và yếu tố hoạt hóa tiểu cầu (PAF) cũng được hình thành. Các phân tử tác động này kích thích các tế bào nội mô (và các loại tế bào khác) tăng cường biểu hiện phân tử bám dính và kích thích thêm sự sản xuất cytokine và chemokine. Chuỗi bổ thể cũng được kích hoạt bởi các thành phần vi khuẩn, cả trực tiếp và thông qua hoạt động phân giải protein của plasmin (Chương 3), dẫn đến sản xuất các độc tố phản vệ (C3a, C5a), các mảnh hóa hướng động (C5a) và các opsonins (C3b), tất cả đều góp phần vào trạng thái thúc đẩy viêm. Ngoài ra, các thành phần vi khuẩn cũng có thể kích hoạt quá trình đông máu trực tiếp thông qua yếu tố XII và gián tiếp thông qua chức năng nội mô bị thay đổi (sẽ thảo luận sau). Sự hoạt hóa rộng rãi đi kèm theo của thrombin có thể làm tăng cường tình trạng viêm bằng cách kích hoạt các thụ thể được hoạt hóa bởi protease trên các tế bào viêm.
Tình trạng tăng viêm, khởi phát bởi nhiễm trùng huyết, kích hoạt các cơ chế ức chế miễn dịch phản điều hòa, có thể liên quan đến cả tế bào miễn dịch bẩm sinh và thu được. Do đó, bệnh nhân nhiễm trùng huyết có thể dao động giữa tình trạng viêm quá mức và tình trạng ức chế miễn dịch trong quá trình điều trị lâm sàng của họ. Các cơ chế được đề xuất cho tình trạng ức chế miễn dịch bao gồm sự chuyển đổi từ cytokine gây viêm (Th1) sang cytokine chống viêm (Th2) (Chương 5), sự sản xuất các trung gian chống viêm (ví dụ như thụ thể TNF hòa tan, chất đối kháng thụ thể IL-1, và IL-10), sự chết theo chương trình của tế bào lympho, các tác động ức chế miễn dịch của các tế bào chết theo chương trình và sự xuất hiện của tình trạng mất ứng của tế bào.
Bằng chứng hiện tại cho thấy cả hai đều được kích hoạt đồng thời. Cường độ của từng phản ứng này phụ thuộc vào nhiều yếu tố, cả nội sinh đối với vật chủ (ví dụ như di truyền và các bệnh nền) và tác nhân gây bệnh (ví dụ như độc lực và tải lượng).
- Hoạt hóa và tổn thương nội mô. Tình trạng thúc đẩy viêm và hoạt hóa tế bào nội mô liên quan đến nhiễm trùng huyết dẫn đến rò rỉ mạch máu lan rộng và phù nề mô, có tác động có hại đến cả việc cung cấp chất dinh dưỡng và loại bỏ chất thải. Một tác động của các cytokines viêm là làm lỏng các liên kết chặt của tế bào nội mô, khiến mạch máu bị rò rỉ và dẫn đến tích tụ dịch phù nề giàu protein khắp cơ thể. Sự thay đổi này cản trở sự tưới máu mô và có thể trầm trọng hơn khi cố gắng hỗ trợ bệnh nhân bằng dịch truyền tĩnh mạch. Nội mô hoạt hóa cũng điều hòa tăng sản xuất NO và các chất trung gian gây viêm hoạt mạch khác (ví dụ: C3a, C5a và PAF), có thể góp phần làm giãn cơ trơn mạch máu và hạ huyết áp toàn thân. Một đặc điểm khác của nhiễm trùng huyết là rối loạn chức năng vi mạch. Có sự gia tăng các mao mạch với dòng máu không liên tục và tính không đồng nhất của dòng máu ở các mạng mao mạch khác nhau và sự tự điều hòa dòng máu bình thường dựa trên môi trường chuyển hóa của mô bị mất. Những thay đổi này gây ra sự không phù hợp giữa nhu cầu oxygen và sự cung cấp oxygen.
- Cảm ứng một trạng thái gây đông máu. Sự rối loạn trong quá trình đông máu đủ để tạo ra biến chứng nguy hiểm của DIC ở một nửa số bệnh nhân nhiễm trùng huyết. Nhiễm trùng huyết làm thay đổi biểu hiện của nhiều yếu tố để tạo điều kiện cho quá trình đông máu. Các cytokines gây viêm làm tăng sản xuất yếu tố mô bởi các tế bào đơn nhân và có thể là cả các tế bào nội mô, đồng thời làm giảm sản xuất các yếu tố chống đông máu nội mô, chẳng hạn như chất ức chế con đường yếu tố mô, thrombomodulin và protein C (xem Hình 4.10, bài viết trước). Chúng cũng làm giảm quá trình phân hủy fibrin bằng cách tăng biểu hiện PAI-1 (xem Hình 4.10, bài viết trước). Một số nghiên cứu cho thấy vai trò của các bẫy ngoại bào bạch cầu trung tính (NET, Chương 3) trong việc thúc đẩy trạng thái đông máu bằng cách kích thích cả con đường đông máu nội sinh và ngoại sinh. Rò rỉ mạch máu và phù nề mô làm giảm lưu lượng máu ở mức độ các mạch máu nhỏ, gây ra tình trạng ứ trệ và làm giảm quá trình rửa trôi các yếu tố đông máu được hoạt hóa. Hoạt động phối hợp với nhau, những tác động này dẫn đến sự hoạt hóa toàn thể của thrombin và lắng đọng các cục máu đông giàu fibrin trong các mạch máu nhỏ, thường là khắp cơ thể, làm suy yếu thêm quá trình tưới máu mô. Trong DIC toàn phát, việc tiêu thụ các yếu tố đông máu và tiểu cầu lớn đến mức xuất hiện tình trạng thiếu hụt các yếu tố này, dẫn đến xuất huyết đồng thời (Chương 14).
- Bất thường về chuyển hóa. Bệnh nhân nhiễm trùng huyết biểu hiện tình trạng kháng insulin và tăng đường huyết. Các cytokines như TNF và IL-1, các hormones do stress gây ra (như glucagon, hormone tăng trưởng và glucocorticoid) và các catecholamines đều thúc đẩy quá trình tân tạo glucose. Đồng thời, các cytokines gây viêm ức chế giải phóng insulin đồng thời thúc đẩy tình trạng kháng insulin ở gan và các mô khác, có thể là do làm suy yếu biểu hiện bề mặt của chất vận chuyển glucose-4 (GLUT-4). Tăng đường huyết làm giảm chức năng bạch cầu trung tính – do đó ức chế hoạt động diệt khuẩn – và gây tăng biểu hiện phân tử bám dính trên các tế bào nội mô. Mặc dù nhiễm trùng huyết ban đầu liên quan đến sự gia tăng đột biến sản xuất glucocorticoid, nhưng giai đoạn này có thể dẫn đến suy tuyến thượng thận và suy giảm chức năng glucocorticoid. Điều này có thể bắt nguồn từ sự suy giảm khả năng tổng hợp của tuyến thượng thận nguyên vẹn hoặc hoại tử tuyến thượng thận thực sự do DIC (hội chứng Waterhouse-Friderichsen) (Chương 20). Cuối cùng, tình trạng thiếu oxygen tế bào và giảm quá trình phosphoryl hóa oxy hóa dẫn đến tăng sản xuất lactate và nhiễm toan lactic.
- Rối loạn chức năng cơ quan. Hạ huyết áp hệ thống, phù kẽ, rối loạn chức năng vi mạch và huyết khối mạch máu nhỏ đều làm giảm việc cung cấp oxygen và chất dinh dưỡng cho các mô mà, do tình trạng thiếu oxygen của tế bào, không sử dụng thích hợp các chất dinh dưỡng được cung cấp. Tổn thương ty thể do stress oxy hóa làm suy yếu việc sử dụng oxygen. Nồng độ cao của cytokines và các chất trung gian thứ cấp làm giảm khả năng co bóp cơ tim và cung lượng tim; tăng tính thấm thành mạch và tổn thương nội mô có thể dẫn đến hội chứng suy hô hấp cấp tính (Chương 13). Cuối cùng, những yếu tố này có thể kết hợp gây ra suy đa cơ quan, đặc biệt là thận, gan, phổi và tim, dẫn đến tử vong.
Mức độ nghiêm trọng và kết cục của shock nhiễm trùng có thể phụ thuộc vào mức độ và độc lực của nhiễm trùng; tình trạng miễn dịch của vật chủ; sự hiện diện của các tình trạng bệnh lý đi kèm khác; và mô hình và mức độ sản xuất chất trung gian. Tính đa dạng của các yếu tố và sự phức tạp của các tương tác mà là cơ sở của nhiễm trùng huyết giải thích tại sao hầu hết các nỗ lực can thiệp điều trị bằng thuốc đối kháng của các chất trung gian cụ thể đều không hiệu quả và thậm chí còn có tác động có hại trong một số trường hợp. Như đã đề cập trước đó, một yếu tố khác trong sự thất bại của quá trình trung hòa các cytokine gây viêm là sự hoạt hóa đồng thời của các chất trung gian gây viêm và chống viêm. Tiêu chuẩn chăm sóc vẫn là kháng sinh để điều trị nhiễm trùng nền và dịch truyền tĩnh mạch, thuốc tăng huyết áp và oxygen bổ sung để duy trì huyết áp và hạn chế tình trạng thiếu oxygen mô. Đủ để nói rằng ngay cả ở những trung tâm lâm sàng tốt nhất, shock nhiễm trùng vẫn là một thách thức lâm sàng khó khăn.
Một nhóm các proteins vi khuẩn tiết ra khác được gọi là siêu kháng nguyên cũng gây ra hội chứng tương tự như shock nhiễm trùng (ví dụ: hội chứng shock nhiễm độc). Siêu kháng nguyên là chất hoạt hóa tế bào lympho T đa dòng gây ra sự giải phóng các cytokines ở mức độ cao dẫn đến nhiều biểu hiện lâm sàng khác nhau, từ phát ban lan tỏa đến giãn mạch, hạ huyết áp, shock và tử vong.
Các giai đoạn của shock
Shock là một rối loạn tiến triển dẫn đến tử vong nếu các vấn đề cơ bản không được điều chỉnh. Cơ chế chính xác của tử vong liên quan đến nhiễm trùng huyết vẫn chưa rõ ràng; ngoài việc tăng sự chết theo chương trình của tế bào lympho và ruột thì hoại tử tế bào là ít. Tử vong thường xảy ra sau khi nhiều cơ quan bị suy, mà thường không cung cấp manh mối hình thái nào để giải thích tình trạng rối loạn chức năng của chúng. Tuy nhiên, đối với shock giảm thể tích máu và shock tim, các con đường dẫn đến tử vong của bệnh nhân được hiểu khá rõ. Trừ khi tổn thương là rất lớn và gây tử vong nhanh chóng (ví dụ, mất máu do vỡ phình động mạch chủ), shock có xu hướng tiến triển qua ba giai đoạn chung (mặc dù có phần không thực tế). Các giai đoạn này đã được ghi nhận rõ ràng nhất trong tình trạng shock giảm thể tích máu nhưng cũng phổ biến ở các dạng khác:
- Giai đoạn ban đầu không tiến triển trong đó các cơ chế bù trừ phản xạ được kích hoạt và duy trì tưới máu cho các cơ quan quan trọng
- Giai đoạn tiến triển đặc trưng bởi tình trạng giảm tưới máu mô và khởi phát tình trạng rối loạn tuần hoàn và chuyển hóa ngày càng trầm trọng hơn, bao gồm cả nhiễm toan
- Giai đoạn thể đảo ngược trong đó tổn thương tế bào và mô nghiêm trọng đến mức ngay cả khi các khiếm khuyết về huyết động được điều chỉnh, bệnh nhân vẫn không thể sống sót
Trong giai đoạn shock không tiến triển sớm, nhiều cơ chế thần kinh-thể dịch khác nhau giúp duy trì cung lượng tim và huyết áp. Các cơ chế này bao gồm phản xạ thụ thể sức căng, sự giải phóng các catecholamines và hormone chống bài niệu, kích hoạt trục renin-angiotensin-aldosterone và kích thích giao cảm toàn thể. Tác động toàn phần là nhịp tim nhanh, co mạch ngoại vi và sự bảo tồn dịch của thận; co mạch da gây ra tình trạng da lạnh và nhợt nhạt “do shock” đặc trưng (đáng chú ý là shock nhiễm trùng ban đầu có thể gây giãn mạch da, do đó bệnh nhân có thể biểu hiện bởi da ấm, ửng đỏ). Các mạch vành và não ít nhạy cảm hơn với các tín hiệu giao cảm và duy trì kích thước, lưu lượng máu và sự cung cấp oxygen tương đối bình thường. Do đó, máu được chuyển hướng khỏi da đến các cơ quan quan trọng như tim và não.
Nếu các nguyên nhân nền không được điều chỉnh, shock sẽ chuyển sang giai đoạn tiến triển mà như đã lưu ý được đặc trưng bởi tình trạng thiếu oxygen mô lan rộng. Trong bối cảnh thiếu oxygen dai dẳng, hô hấp hiếu khí nội bào được thay thế bằng đường phân kỵ khí với sự sản xuất quá mức lactic acid. Nhiễm toan lactic chuyển hóa kết quả làm giảm độ pH của mô, làm giảm phản ứng vận mạch; các tiểu động mạch giãn ra và máu bắt đầu ứ đọng trong vi tuần hoàn. Ứ máu ngoại vi không chỉ làm xấu đi cung lượng tim mà còn khiến các tế bào nội mô có nguy cơ phát triển tổn thương thiếu oxygen với DIC sau đó. Với tình trạng thiếu oxygen mô lan rộng, các cơ quan quan trọng bị ảnh hưởng và bắt đầu suy yếu.
Nếu không có sự can thiệp thích hợp hoặc trong những trường hợp nghiêm trọng, quá trình này cuối cùng sẽ bước vào giai đoạn không thể đảo ngược. Tổn thương tế bào lan rộng được phản ánh trong tình trạng rò rỉ enzyme lysosome, làm trầm trọng thêm tình trạng shock. Chức năng co bóp cơ tim trở nên tồi tệ hơn, một phần là do tăng tổng hợp NO. Ruột thiếu máu có thể cho phép hệ vi khuẩn đường ruột xâm nhập vào tuần hoàn, do đó có thể chồng lên tình trạng shock nhiễm khuẩn. Thông thường, tình trạng suy thận tiến triển thêm do tổn thương do thiếu máu của thận (Chương 14) và mặc cho các biện pháp can thiệp điều trị tốt nhất, tình trạng suy yếu vẫn lên đến đỉnh điểm là tử vong.
Hình thái học
Tác động của shock lên tế bào và mô về cơ bản là tác động của tổn thương do thiếu oxygen (Chương 2) và do sự kết hợp của tình trạng giảm tưới máu và huyết khối vi mạch. Mặc dù bất kỳ cơ quan nào cũng có thể bị ảnh hưởng, nhưng não, tim, thận, tuyến thượng thận và đường tiêu hóa thường bị ảnh hưởng nhất. Huyết khối fibrin có thể hình thành ở bất kỳ mô nào nhưng thường dễ hình dung nhất ở cầu thận. Sự suy giảm lipid của tế bào vỏ thượng thận thì tương tự như tình trạng thấy ở mọi dạng stress và phản ánh việc sử dụng nhiều lipid dự trữ hơn để tổng hợp steroid. Trong khi phổi có khả năng chống lại tổn thương do thiếu oxygen trong tình trạng shock giảm thể tích xảy ra sau xuất huyết, nhiễm trùng huyết hoặc chấn thương có thể gây ra tổn thương phế nang lan tỏa (Chương 13), dẫn đến tình trạng gọi là “phổi shock”. Ngoại trừ mất tế bào thần kinh và tế bào cơ tim, các mô bị ảnh hưởng có thể phục hồi hoàn toàn nếu bệnh nhân sống sót.
Các đặc điểm lâm sàng
Các biểu hiện lâm sàng của shock phụ thuộc vào tác nhân gây ra shock. Trong shock giảm thể tích máu và shock tim, bệnh nhân biểu hiện hạ huyết áp, mạch nhanh yếu, thở nhanh và da lạnh, ẩm, tím tái. Như đã lưu ý, trong shock nhiễm trùng, da có thể ấm và ửng đỏ do giãn mạch ngoại vi. Mối đe dọa chính đến tính mạng là sự kiện khởi phát nền tảng (ví dụ: nhồi máu cơ tim, xuất huyết nặng, nhiễm khuẩn). Tuy nhiên, những thay đổi về tim, não và phổi làm tình hình trở nên trầm trọng hơn nhanh chóng. Nếu bệnh nhân sống sót sau tổn thương ban đầu, chức năng thận xấu đi có thể gây ra giai đoạn chi phối bởi thiểu niệu tiến triển, nhiễm toan và mất cân bằng điện giải.
Tiên lượng thay đổi tùy theo nguồn gốc của shock và thời gian kéo dài. Do đó, hơn 90% bệnh nhân trẻ, khỏe mạnh bị shock giảm thể tích máu sống sót nếu được xử trí thích hợp; ngược lại, shock nhiễm trùng hoặc shock tim có liên quan đến kết cục kém hơn đáng kể, ngay cả khi được chăm sóc bằng các phương pháp hiện đại.
Các khái niệm quan trọng
Shock
- Shock được định nghĩa là tình trạng giảm tưới máu mô toàn thân do giảm cung lượng tim và/hoặc giảm thể tích máu tuần hoàn hữu hiệu.
- Các loại shock chính là do tim (ví dụ: nhồi máu cơ tim), giảm thể tích (ví dụ: mất máu) và nhiễm trùng huyết (ví dụ: các nhiễm trùng).
- Shock dưới bất kỳ hình thức nào cũng có thể dẫn đến tổn thương mô do thiếu oxygen nếu không được điều chỉnh.
- Shock nhiễm trùng là do đáp ứng vật chủ bị rối loạn đối với nhiễm trùng do vi khuẩn hoặc nấm; đặc trưng bởi sự hoạt hóa tế bào nội mô, giãn mạch, phù nề, DIC và rối loạn chuyển hóa.
Các bạn có thể xem bài viết mới trên Facebook tại đây: https://www.facebook.com/61550892771585/
Các bạn có thể xem bài viết trước tại đây: https://docsachxyz.com/cac-roi-loan-huyet-dong-benh-huyet-khoi-va-shock-phan-8/
Cảm ơn các bạn đã theo dõi bài viết. Hẹn gặp lại các bạn trong các bài viết tiếp theo nhé !!!
