Hemodynamiske endringer ved alvorlig sepsis/septisk sjokk Kurs for intensivsykepleiere 15 november 2011 Helge Opdahl Overlege, dr. med Nasjonalt NBC senter/akuttmedisinsk avdeling OUS Ullevål
Veien til riktig håndtering av sirkulasjonsforstyrrelser ved sepsis Forståelse av basal patofysiologi øker sannsynlighet for Tidlig diagnose og Rask og riktig intervensjon
SEPSIS ER: GENERALISERT BETENNELSE = Systemic Inflammatory Response Syndrome, SIRS Minst to (helst tre eller flere) av følgende kriterier: Temp < 36 0 C eller > 38 0 C Hjertefrekvens > 90/min Respirasjonsfrekvens > 20 eller PaCO 2 < 4.3 kpa Leukocytter < 4x10 9 /L eller > 12 x10 9 /L SAMT KLINISK MISTANKE OM INFEKSJON
Grunnleggende endringer i sirkulasjonssystemet ved alvorlig sepsis Nedsatt kontraktilitet og øket compliance i myokard Inflammatoriske endringer i mikrosirkulasjonen. Vasodilatasjon i alle systemkarområder. Mikrotrombosering og lokale blødninger ved visse typer infeksjoner (oftest meningokokker, pneumokokker) Forskjellige agens og infeksjonsfoci forårsaker de forskjellige endringene i varierende grad!
Alvorlig (severe) sepsis: Organ dysfunksjon, hypoperfusjon, hypotensjon INTENSIV OVERVÅKING - BEHANDLING Septisk sjokk: Alvorlig (severe) sepsis med Syst.ABP < 90 mm Hg eller Syst.ABP reduksjon med > 40 mm Hg uten annen årsak til hypotensjon. Alt. MAP < 70 mm Hg
Mortalitet ved alvorlig sepsis og septisk sjokk er 40-50% Noen få dør i løpet av kort tid pga. intraktabel sirkulasjons (hjerte-) svikt (oftest meningokokk- eller pneumokokksepsis) Noen få dør av katastrofal lungesvikt (septisk ARDS) i løpet av dager-uker Noen meget få dør pga. ukontrollerbare blødninger fremkalt av DIC De fleste som dør av alvorlig sepsis dør som følge av multiorgansvikt: SUMMEN AV PROBLEMER BLIR FOR STOR
Tilleggsmomenter ved alvorlig Sepsis Forhøyet SR og CRP (det finnes alltid unntak -). Ofte, men ikke alltid, endringer i leverfunksjon (øket bilirubin, ASAT/ALAT). Grad av trombocytopeni og endringer i INR/Fibrinogen varsler ofte om aggressiviteten av inflammasjonsprosessen Kan noen ganger gå over fra uspesifikt dårlig til septisk sjokk i løpet av få timer Stereoider kan maskere de fleste symptomer
Målsetning for sjokkbehandling Sikre adekvat organflow (CO) og blodets oksygeninnhold, slik at organskade ikke forårsakes eller forverres av hypoksemi Holde blodtrykket på et nivå som gir et adekvat renalt filtrasjonstrykk (timediurese 1 ml/kg) normalisering av BT er ikke en målsetning. Optimalisert blodflow - årsak til, eller bare assosiert med, bedret overlevelse? Tidlig antibiotika viktig ellers ingen intervensjoner som påvirker de skadelige inflammasjonsprosessene slik at pasientene overlever i større grad.
Blodtrykksfall er det mest i øynefallende kliniske tegn i startfasen av alvorlig sepsis - organsvikt utvikles etter hvert. Lavt BT Generell makrosirkulatorisk svikt?? Svikt av lunger og svikt i oksygenering av andre organer (multiorgansvikt)
Sirkulasjonsmodellen - og vanligste årsaker til global sirkulasjonssvikt PRELOAD PUMPEFUNKSJON KARMOTSTAND
Bolus injeksjon med E Coli endotoksin, 4 ng/kg, til friske forsøkspersoner. 3 timer senere volum infusjon med NaCl 0.9%, 66 ml pr. minutt (ca 4 L/time), i 2 timer. Suffredini AF et al: N Engl J Med 1989; 321: 280-7. NaCl NaCl NaCl
Blodtrykk (MAP) endres proporsjonalt med flow (hjerte minuttvolum, CO) og karmotstand/blod viskositet (SVR) CVP SVR = MAP CVP / CO SVR MAP / CO MAP CO x SVR CO MAP Høy karmotstand: MAP = [CO x 2/3] x [SVR x 3/2 ] Lav karmotstand: MAP = [CO x 2/1] x [SVR x 1/2 ] Svært lav karmotstand: MAP = [CO x 2/1] x [SVR x 1/5]
Vasodilatasjon ved sepsis affiserer karsengen på både arterie- og venesiden PRELOAD PUMPEFUNKSJON KARMOTSTAND Negativt Positivt - CO Negativt - BT
LAVT BLODVOLUM (HYPOVOLEMI) Inflammasjon gir øket mikrosirkulatorisk permeabilitet for væske og proteiner ødemer (Komplementfaktorer Cytokiner). Kontraksjon av endothelceller P t P c P t π HYDROSTATISK TRYKK ENESTE FAKTOR SOM PÅVIRKER π c VÆSKELEKKASJEN π Skade av endothelceller t t Kolloid osmotisk trykk mister sin betydning
Væskeresuscitering ved sepsis gir ødemer selv ved normale kapillærtrykk CVP PCWP CO, CI MAP Øker vi preload mer enn nødvendig øker vi også ødemdannelsen
GENERELL VASODILATASJON Øket NO produksjon i endotelet relakserer glatt karmuskulatur på både arterie- og venesiden ΝΟ C5a, C3a Vasodilatasjon α-adrenerg agonist Vasokontraksjon
HYPOVOLEMI BEHANDLES MED VÆSKEINFUSJONER! HVA SLAGS VÆSKE? INGEN TYPE VÆSKE ER VIST Å VÆRE BEDRE ENN ANDRE NÅR DET GJELDER MORBIDITET/MORTALITET!
NEDSATT MYOKARD KONTRAKTILITET KAN DELVIS KOMPENSERES AV ØKET MYOCARD COMPLIANCE Øket endediastolisk volum ved normale fyllingstrykk hos mange sepsispasienter (mens 40%? har diastolisk dysfunksjon) CVP PCWP Normal diastolisk fylling (preload) Dilatert hjerte (øket preload): Høy compliance (sepsis)
SUM AV MAKROSIRKULATORISKE ENDRINGER VED ALVORLIG SEPSIS Lite blodvolum og dilatert karseng gir lave venetrykk Redusert fylling (preload) Hjerte-minuttvolum Redusert fylling (preload) Hjerte-minuttvolum Sterkt Redusert CO? Redusert kontraktilitet Lavt ABP Venedilatasjon Mikrosirkulatorisk væskelekkasje reduserer blodvolumet Sympaticusaktivering! Arterioldilatasjon Sympaticus aktivering
Hjerter med øket diastolisk compliance fylles bedre ved samme trykk og profiterer på Frank-Starling effekten Venstre ventrikkel trykk Øket Slagvolum 100 200 Ventrikkel volum, ml
OPTIMALISERT FASE AV SEPTISK SJOKK (gunstig med fortsatt lav kretsløpsmotstand) Hjerte-minuttvolum Normale eller høye venetrykk Hjerte-minuttvolum DIASTOLISK DYSFUNKSJON Øket Preload Lav karmotstand Katecholamin support Litt høyere ABP Diurese! Venekontraksjon Mikrosirkulatorisk væskelekkasje Eksogen Sympaticusaktivering! Redusert Arterioldilatasjon
KOMPENSERT FASE AV SEPTISK SJOKK NOEN (gunstig FÅ PASIENTER med fortsatt lav kretsløpsmotstand) KOMMER ALDRI Hjerte-minuttvolum Hjerte-minuttvolum TIL KOMPENSASJONSFASE, MEN DØR I INTRAKTABELT SJOKK I LØPET Øket Preload AV Lav karmotstand TIMER ELLER Sikre FÅ P Katecholamin support a ODAGER 2 S a O 2 TIL TROSS Normale FOR KORREKT eller høye BEHANDLING. venetrykk FOR SEN BEHANDLINGSSTART? UNDERLIGGENDE IMMUNDEFEKTER? Vene- Redusert SPESIELT kontraksjon AGGRESSIVE AGENS Arteriol-? dilatasjon GENETISKE Mikrosirkulatorisk FAKTORER? væskelekkasje Eksogen Sympaticusaktivering! Litt høyere ABP Diurese!
De vanligste sympatomimetika og effekt på reseptorene (NB dose!) Reseptor α 1 α 2 β 1 β 2 DA Agens Adrenalin 3 2 2 3 0 Noradrenalin 2 3 2 1 0 Dopamin 0-2 1-2 0-2 0-1 3-1 Dobutamin 1 0 3 2 0 β 2 -adrenerge agens kan virke anti-inflammatoriske!
VALG AV KATECHOLAMINER Subjektive Tommelfingerregler: Moderate sirkulasjonsproblemer: Dopamin Sviktende hjertefunksjon hovedproblemet: Dobutamin (som imidlertid er en svak vasodilatator) Sviktende kartonus hovedproblemet: Noradrenalin Sviktende kartonus og hjertefunksjon: Noradrenalin + Dobutamin eller Adrenalin (som dekker begge problemer) Andre desperasjonsintervensjoner : Vasopressin (hardtslående kartonusøkning uten inotropi) Hemodiafiltrasjon (kan redusere noradrenalinbehovet) Lavdose stereoider (f. eks. Solucortef) reduserer ofte noradrenalinbehov Glucose/Insulin (unngå tunge ernæringsregimer)
GODE HOLDEPUNKTER FOR RETNINGSLINJER? Vasopressin som et tilleggsmedikament ved Noradrenalinbehov bedrer ikke sluttresultatet signifikant for pasientene Russel JA et al: Vasopressin versus Norepinephrine Infusion in Patients with Septic Shock. N Engl J Med 2008; 358: 877-87. Lavdose Stereoider (Hydrokortison) bedrer ikke sluttresultatet for pasientene (men kan spare litt Noradrenalin?) Sprung CL et al: Hydrocortisone Therapy for Patients with Septic Shock. N Engl J Med 2008; 358: 111-24. Levosimendan kan gi bedring av hjertefunksjonen ved sepsis (dyremodeller), men bedrer det sluttresultatet i human sepsis? Archan S et al: Levosimendan: current status and future prospects. Curr Opin Anesthesiol 2008; 21: 78-84. Øket laktat ved adrenalin ikke et tegn på øket vevshypoksi Levy B: Bench to bedside review: Is there a place for epinephrine in septic shock? Crit Care 2005; 96: 561-65. Adrenalin fungerer bra er verken verre eller bedre enn Noradrenalin + Dobutamin. Annane D et al: Norepinephrine plus dobutamine versus epinephrine alone for management of septic shock: a randomised trial. Lancet 2007; 370: 676 84.
Hvem overlever septisk sjokk - og hvorfor? (1) Behandlingsgruppe: Målrettet behandling med: 1.Væske 2.Dobutamin/dopamin 3. Adrenalin/Noradrenalin for å oppnå oksygentilbud > 600 ml/min/m 2. Kontroll: 450-550 ml/min/m 2. Yu et al. Crit Care Med 1993;21:830-38. B: 35 K: 32 >600: 21 450-550: 12 450-550: 15 >600: 14 Mortalitet 56% Mortalitet 14%
Hvem overlever septisk sjokk - og hvorfor? (2) Behandlingsgruppe: 36 pas med sepsis. Målrettet behandling med: 1.Væske 2. Adrenalin/Noradrenalin/ Dopexamin for CI > 3 L, MAP > 60 mm Hg, TD > 1 ml/kg. 3. Dobutamin 10 µg/kg/min i 1 time for å øke oksygenforbruk > 15%. Rhodes et al. Crit Care Med 1999;27:2361-66. Respondere: > 15% økning Sykehusmortalitet 14% Nonrespondere: < 15% økning Sykehusmortalitet 91%
Veneblod fra infeksjonsfokus passerer lungene og kan fremkalle lungesvikt Septisk ARDS/ALI - eller sepsis kan skyldes primær lungeinfeksjon
Oksygentilbudet er proporsjonalt med O 2 i blodet og hjertets minuttvolum Men blodtrykket, da -? Hjertets minuttvolum PaO 2 SaO 2 Lokale perfusjonsforhold Hb O 2 tilbud: [(1.34 x Hb x SaO 2 /100)+( PaO 2 x 0.0225)] x 10 x CO
Algoritme for stabilisering av sirkulasjon ved septisk sjokk PRELOAD CVP ENTYDIG BARE NÅR DEN ER LAV PUMPEFUNKSJON KARMOSTAND Positivt inotrope stoffer ved fortsatt lav S V O 2 Væskeinfusjoner øker CVP og PCWP, øker preload: Hva slags effekt får vi? Bruk S CS O 2 aktivt som et surrogat parameter for sirkulasjon men husk at årsakene til endringer er ikke bare sirkulatoriske! Vasokontraherende stoffer ved fortsatt lavt trykk renalt filtrasjonstrykk?
2. MIKROSIRKULATORISK SIRKULASJONSSVIKT 3. AKTIVERING AV KOAGULASJONS- OG INFLAMMASJONSPROSESSENE 4. NEDSATT EVNE TIL Å UTNYTTE OKSYGEN I DE ENKELTE CELLENE?
Proinflammatoriske agens spres ut i systemkretsløpet og endrer funksjonen i mange andre vev Makro- og mikrosirkulatoriske endringer Lever: Akutt fase proteiner (CRP, fibrinogen mm.) Muskulatur: Nedsatt kraft Katabol atrofi
Bakteriegifter kan endre endotelet, aktivere blodplater og granulocytter samt endre monocytters og makrofagers cytokinproduksjon
Effekter av sepsis og cytokiner på endotelceller Endret balanse mellom prokoagulante og antikoagulante faktorer, aktiverer koagulasjonsystemet og gir adhesjon av trombocytter til endotelet Øket adhesjon av leukocytter, øket tendens til aktivering av granulocytter og monocytter som gir lokal inflammasjon Øket kapillærpermeabilitet for væske, større molekyler og leukocytter gir ødem og øket inflammasjon
Mikrosirkulatoriske endringer: Endotelødem, mikrotrombosering, adherente granulocytter og (eventuelt) vasokonstriksjon gir lokal perfusjonssvikt i affiserte organer BORTFALL AV NO PRODUKSJON? VASOKONSTRIKSJON DOMINERER? Ischemi
Cellenes evne til å utnytte oksygen kan være nedsatt som følge av at den septiske prosess (effekt av endotoksin, TNFα) skader mitochondriene og nedsetter mitochondriell oksygenutnyttelse Bl.a. Crouser ED et al: Crit Care Med 2002;30:276-284.
Organsvikt ved septisk sjokk: Disseminert koagulasjon Sirkulatorisk svikt Destruktive inflammasjonsprosesser Mitokondrie dysfunksjon?
Sentralvenøs O 2 -metning som mål på vellykket behandling: Balanse mellom O 2 tilbud og - forbruk Hva med blodgasser fra CVK i v. cava sup.? Teknologien er etablert! O 2 i BLANDET VENEBLOD FORBRUK TILBUD CO SaO 2 Hb Temperatur Katehcolaminer
SO 2 Cava Superior vs. Cardiac Index 100.0 90.0 80.0 SV0 2 - CS 70.0 60.0 50.0 40.0 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 Cardiac Index, L/min/m 2 Opdahl H: Data from unselected ICU patients. Unpublished data 2005
EGDT NEJM 2001; 345: 1368-77 (I) Enhanced Goal Directed Therapy Rivers et al) Goal: Optimizing O 2 delivery & cardiac function CVP > 8-12 mmhg; if not: fluids MAP > 65 mmhg; if not: vasopressors Urinary output > 0.5 ml/kg/hr ScvO 2 > 70%, if not: RBC until Hct>0.30 and then dobutamine until ScvO 2 > 70% If not: Mechanical ventilation Patients: > 90% medical conditions (40% pneumonias) Mean age 50; 51-54% in septic shock Time from arrival to enrollment: 1.5 hrs (!)
EGDT NEJM 2001; 345: 1368-77 (II) 288 patients evaluated, 8.7% excluded EGDT reduced 28-day mortality from 61 (49.2%, n=133) to 40 (33.3%, n=130), absolute reduction of 16%, NNT=6. EGDT reduced in-hospital mortality from 46.5% to 30.5% and 70-day mortality from 56.9 to 44.3%. EGDT patients had less complications & less need for vasopressors, inotropes & mechanical ventilation during the ICU period but more inotropes initially. What is most important? Early or Goal directed? Are these patients similar to ours? Does this work in my unit?
I prøver tatt fra CVK n = 130, m = 46.5% n = 133, m = 30.5% Rivers E et al: N Engl J Med 2001; 345: 1368-77.