Прогресування сепсису та ланцюг дисфункції органів

Від локальної інфекції до системної тривоги

ланцюг подій починається, коли бактерії, або іноді гриби чи віруси, встановлюють інфекційний осередок десь у тілі, зазвичай легені, сечовий тракт, живіт або шкіра та м’які тканини. Імунні патрульні клітини на місці інфекції виявляють молекулярні сигнали, характерні для патогенів, такі як компоненти бактеріальної клітинної стінки, за допомогою рецепторів, званих рецепторами розпізнавання шаблонів, і реагують, виділяючи прозапальні цитокіни, включаючи фактор некрозу тромбоцитів альфа, інтерлейкін-1 та інтерлейкін-6, в місцеву тканину. У обмеженій інфекції це сигналізування залишається переважно локальним, залучаючи додаткові імунні клітини до конкретного місця вторгнення, тоді як решта кровообігу тіла не впливає. Сепсис визначається невдачею цього утримання: цитокіни та, в разі бактеріальної інфекції, самі бактеріальні токсини просочуються в системний кровотік у кількостях, достатніх для того, щоб викликати запальні зміни в усьому тілі, а не лише на початковому місці. Це системне розповсюдження перетворює те, що мало б бути локальною сутичкою, на подію, що охоплює все тіло, і це пояснює, чому сепсис може вражати органи, зовсім не пов’язані з початковим місцем інфекції. Інфекція сечового міхура, яка прогресує до сепсису, зрештою може поставити під загрозу функцію легень, функцію нирок в інших місцях та мозкову функцію, що є патерном, який має сенс лише тоді, коли визнається, що руйнівним фактором не є самі бактерії в більшості органів, а радше системні запальні та вазогенні наслідки відповіді власного тіла, які циркулюють по кровотоку.

Розширення судин та втрата тонування судинних стінок

Один із найважливіших ефектів циркулюючих запальних медіаторів у сепсисі – це їхній вплив на гладке м’язове волокно, що вистилає стінки кровоносних судин і зазвичай підтримує належне звуження цих судин для підтримки артеріального тиску. Прозапальні цитокіни викликають масове вироблення оксиду азоту (NO), потужного вазодилататора, клітинами, що вистилають стінки кровоносних судин по всьому тілу. За звичайних обставин NO відіграє корисну, локалізовану роль у регулюванні кровотоку, але при сепсисі його виробництво стає настільки широким і таким системним, що стінки кровоносних судин втрачають нормальний тонус і розширюються широко – стан, який клініки описують як вазоспазм. Це розширення значно знижує загальну судинну резистентність, тобто одна й та ж кількість крові тепер має набагато більше простору в судинах, і артеріальний тиск, який залежить від об’єму крові та опору судин кровотоку, падає відповідно ще до того, як фактично втрачається рідина. Ускладнюючи цю проблему, нормальні рефлекси, які зазвичай компенсують низький артеріальний тиск шляхом звуження інших судин у тілі, стають менш ефективними, оскільки сепсис погіршується, частково тому, що запальні медіатори безпосередньо пригнічують чутливість гладкомискового м’язу до власних компенсаторних сигналів організму. Саме тому септичний шок описують як дистрибутивний шок: загальний об’єм крові в тілі може бути майже нормальним або лише незначно зменшеним, але ця кров невідповідно розподіляється та накопичується в надмірно розширеній судинній системі замість ефективної доставки під наленим тиском до тканин, які її потребують.

Капілярна праліць і Парадокс Ціаноку

Налагоджаецца да васадилатацыі, сепсис выклікае другую, так жа пашкоджанне венаў: ён робіць walls найменшых кровых суднаў, капілляры, неабавеснямі. Запальныя цытакіны і іншыя рэгулятары нарушуюць герметычныя злучэнні між эндоцелійнай клеткамі, якія высцілаюць walls капілярных венаў, злучэннямі, якія звычайна дастаткова трывалыя, каб захаваць вялікі аб'ём плазмы і вадкасцёў у кровотоці, а не ў тканінах. Пасля таго, як гэтыя злучэнні размякчваюць, плазма і некаторыя бялкі выцякаюць з кроватоку ў навакольныя тканіны, якое называецца сіндром праліцця капілляраў. Клінічна гэта прыводзіць да здавалася б парадоксальнай карціны: пацыент можа адзначаць воблачэнне тканак, вядома як эдэма, асабліва ў лёгкіх і кінктиках, у той жа час, калі эфектыўны аб'ём кроватоку ў яго венах падае небяспечна. Гэта прычына, чаму вадкасцёўная рэанімацыя з’яўляецца ключавой і такой далікатнай часткай лячэння сепсису: уводзяць вадкасці праз шпрыцаванне настойліва, каб аднаўляць аб’ём кроватоку і падтрымліваць кровазварот, але паколькі капілляры пралітыя, значная частка гэтай дадзеных вадкасцяў не застаецца ў кровотоці, а выцякае ў тканіны, пагоршаючы эдэму, асабліва ў лёгкіх, дзе празмерная вадкасць можа парушыць абмен газак і ускладніць дыхання. Сучаснае лячэнне сепсису намагаецца даць дастаткова вадкасцяў для падтрымкі кровазвароту і перфузіі арганаў, бярэце да ўліку тканінны праліццю, які можа выклікаць перагрузка вадкасцю, якая можа выклікаць перагрузку вадкасцю ў пацыента, які не можа захаваць вадкасць там, дзе ёй трэба.

Шлях до багатоорганної дисфункції

Оскільки відбувається розширення судин та прогресування капілярного витікання, знижується артеріальний тиск і постачання кисню з насичених кров’яних клітин до органів у всьому тілі стає поступово недостатнім, стан, який називається гіпоперфузією. Різні органи реагують на цю недостатню перфузію характерними та відстежуваними клінічно способами. Нирки, яким потрібно значний кровотік для ефективного фільтрування крові, часто є одними з перших органів, які демонструють вимірювану дисфункцію, коли зменшується діурезна продуктивність і такі відходи, як креатинін, накопичуються в крові, оскільки ефективність фільтрації знижується, цей патерн називається гострою нирковою недостатністю. Ліву легеню може вражати гостра дихальна недостатність, коли капілярний витік всередині легенів себе залишає в повітряних мішечків рідину, що значно погіршує перенесення кисню до крові, навіть якщо пацієнт отримує додатковий кисень. Печінка, яка сильно залежить від кровопостачання і також є безпосередньою ціллю циркулюючих запальних медіаторів, може демонструвати підвищення рівня печінкових ферментів і порушення виробництва факторів згортання крові, оскільки багато факторів згортання синтезуються там. Мозок, чутливий як до зниженого кровопостачання, так і до циркулюючих запальних медіаторів, що перетинають пошкоджений гематоенцефалічний бар’єр, часто проявляє дисфункцію у вигляді гострого септичного енцефалопатії, яка часто є одним із найраніших видимих ознак того, що інфекція, якою хворіє госпіталізований пацієнт, прогресувала до сепсису. Коли три або більше органів починають виходити з ладу одночасно, клінічна картина називається багатоорганною дисфункціональною синдромою, і смертність різко зростає з кожним додатковим ураженим органом, тому що системи оцінювання сепсису, які використовуються в лікарнях по всьому світу, спеціально побудовані навколо підрахунку та кількісної оцінки кількості та тяжкості уражених органів.

Чому Раннє Виявлення Змінює Результат

Протягом останніх двох десятиліть дослідження сепсису дійшли до єдиного та тривожного висновку: швидкість лікування, особливо швидкість призначення відповідних антибіотиків і регідратації рідинами, має прямий і вимірний вплив на виживання, згідно зі дослідженнями смертність зростає для кожної години затримки ефективних антибіотиків після визнання септичного шоку. Цей часовий фактор відображає каскадний, самопідсилювальний характер основної біології, описаної в цій симуляції: чим довше неконтрольовано прогресують системне запалення, вазодилатація та витік капілярів, тим більше органів страждає від ушкоджень, і тим важче їх відновити навіть після того, як основна інфекція контролюється антибіотиками. Це розуміння стало рушійною силою розвитку структурованих, часових протоколів лікування, які використовуються в відділеннях екстреної допомоги та інтенсивній терапії по всьому світу, зазвичай будуються навколо отримання кров'яних мазків, призначення широкого спектру антибіотиків і початку регідратації рідинами протягом першої години після виявлення можливого сепсису, поряд з близьенним моніторингом артеріального тиску, діурезу та рівня лактату крові, маркера дефіциту тканинного кисню, який зазвичай зростає, коли гіпоперфузія погіршується, і надійно падає знову, коли лікування успішно відновлює адекватний кровотік. Публічні кампанії щодо підвищення обізнаності про сепсис серед клініцистів та загальної публіки підкреслюють важливість виявлення ранніх попереджувальних ознак, включаючи лихоманку або аномально низьку температуру тіла, прискорене серцебиття, прискорене дихання та дезорієнтацію у разі відомої чи підозрюваної інфекції, саме тому інтервал між першими легкими ознаками системного розповсюдження та моментом незворотних ушкоджень органів може становити години замість днів, що робить сепсис одним з найбільш чітких прикладів у медицині, де своєчасне виявлення каскадного процесу, до того як він прискориться за критичний поріг, значно впливає на те, чи виживе пацієнт.

Frequently asked questions

Спробуйте наживо

Усе, що вище, працює прямо у вашому браузері — відкрийте Sepsis Progression and Organ Dysfunction Cascade і змінюйте параметри під час роботи. Нічого не встановлюється, нічого не завантажується на сервер, уся модель живе в одній вкладці.