Fysiologi, patofysiologi og grunnleggende farmakologii

Fysiologi, patofysiologi og grunnleggende farmakologii Videreutdanning i intensivsykepleie, kull 2005 Ordinær eksamen, 25. mai 2005 Oppgavene gir totalt 100 poeng. Studenten må oppnå minimum 50 poeng for å få bestått karakter. Oppgave 1. (50 poeng) Sykehistorie: En 62 år gammel kvinne, 57 kg, har KOLS og kontrolleres årlig av lungelege. Under siste kontroll ble det tatt en arteriell blodgass. Først ved romluft (FiO 2 ~ 0,21) og deretter med 100 % O 2 (FiO 2 1,0). (Se Blodgass 1 nedenfor.) To uker senere innlegges hun med ileus og opereres. Det oppstår postoperative komplikasjoner. Hun får peritonitt, og ny blodgass viser utvikling av respirasjonssvikt. (Se Blodgass 2, som er tatt med 8 L O 2 /min på maske, nedenfor). Hun har samtidig fallende blodtrykk og diurese, og det er lite respons på oppvæsking og diuretika. Urinstoff/Kreatinin øker. Hun legges på respirator med 70 % O 2, og ventileres med et minuttvolum på 10 L/min. Det måles også endetidal CO 2 (som er representativt for gjennomsnitts CO 2 innhold i ekspirasjonsluften). Hun får kontinuerlige infusjoner med Dobutamin og Noradrenalin, og det legges inn lungearteriekateter (Swan Ganz kateter). Det tas blodgasser fra både arterieblod (a) og fra det blandede venøse blod (v) i lungearterien (Blodgass 3a og 3v nedenfor). Målinger av hemodynamisk status viser at hjerteminuttvolumet (CO) er ca. 50 % høyere enn forventet, mens motstanden i det store kretsløpet (SVR) er halvert, dvs. ca. 50 % lavere enn forventet. Laboratoriedata: Blodgass 1 Blodgass 2 Blodgass 3a Blodgass 3v (romluft) (FiO 2 1,0) (FiO 2 0,4) (FiO 2 0,7) ph 7,36 7,28 7,27 7,23 PCO 2 kpa 7,2 8,4 5,9 6,6 PO 2 kpa 7,5 ==> 28 6,3 11,8 5,8 SO 2 % 90 ==> 99 77 96 78 BE mmol/l +4 0-5,8 Hb g/dl 16,2 12,8 11,4 Laktat 0,7 4,4 2,7 mmol/l Kreatinin 94 148 274 mmol/l Endetidal CO 2 kpa 4,2

Spørsmål: 1. Gjør kort rede for de patofysiologiske endingene i lungefunksjonen som fremkaller lungeshunt, og de som fremkaller øket alveolært dødrom. Gjør kort rede for hvilke endringer i blodgassbildet du venter å finne ved de forskjellige tilstandene. 2. Gjør kort rede for den prinsipielle forskjellen mellom lungeødem som skyldes v.sidig hjertesvikt, og den som skyldes en generell inflammasjonsprosess. 3. Med bakgrunn i ovenstående sykehistorie og laboratoriedata besvares følgende: a) På hvilke tidspunkter (Blodgass 1, 2 eller 3) kan man slutte at pasienten har lungeshunt, øket dødrom eller begge deler? b) Hvilke konklusjoner kan man trekke av effekten av 100 % O 2 i Blodgass 1? c) Er det mest sannsynlig at hennes KOLS er betinget i emfysem eller kronisk bronkitt? d) Er oksygentilbudet til organismen øket med 10 %, 35 % eller 60 % fra blodgass 1 (romluft) til Blodgass 3? (Vi forutsetter at hennes hjerte minuttvolum var normalt ved Blodgass 1.) e) Ville det vært gunstig å ha en høyre eller venstre forskjøvet dissosiasjonskurve i blodet ved Blodgass 2? Gi en kort begrunnelse. f) Hva sier den blandede venøse blodgassen om sirkulasjonen? Oppgave 2 (12,5 poeng) Se på blodgassverdiene i Blodgass 1 (romluft) i oppgave 1. a) Hva slags syre-base-forstyrrelse foreligger? Begrunn svaret (kommenter verdiene for ph, p a CO 2 og BE). b) Nevn de sannsynlige årsaksmekanismene som ligger til grunn for verdiene. Oppgave 3 (10 poeng) a) Hva er normalverdien for plasma K +? b) Hvilke er de vanligste årsakene til lav plasma K + (hypokaliemi)? c) Hvilke konsekvenser kan ekstrem hypokaliemi føre til? d) K + bør selv ved uttalt hypokaliemi ikke gis for raskt intravenøst. Hva er årsaken til dette, og hva er den vanlige regelen for maksimal tilførsel av KCl i mmol/time til voksne? Oppgave 4 (12,5 poeng) Nedenfor er oppført fem forskjellige infusjonsvæsker: - Natriumklorid 154 mmol/l - Voluven 60 mg/ml - Glukose 50 mg/ml - Glukacel - RescueFlow (eller HyperHAES) Beskriv kort for hver av dem: a) hva slags type væske det er b) viktigste bruksområde (indikasjoner) c) hvordan den fordeler seg på organismens ulike væskerom (ICV, ECV, plasmavolum) d) hvor raskt den kan infunderes

Oppgave 5. (10 poeng) Du har ekstravakt i akuttmottaket og behandler en pasient med brystsmerter. Han ser ut til å være ganske kjekk, er tørr og varm i huden, men hevder å ha sterke smerter. Turnuslegen forordner 5 mg morfin, men har glemt å anføre hvilken administrasjonsform du skal bruke innen han gikk. Du trekker opp 5 mg morfin i en sprøyte og bestemmer deg for å gi den intravenøst. a) Hvor raskt forventer du å få effekt av den intravenøse injeksjonen? Når vil du eventuelt gi ham mer morfin, om han fortsatt har like vondt? Innen du rekker å sette sprøyta, får du beskjed fra en kollega om at pasienten skal hentes av portør om ti minutter, og at du derfor heller bør sette sprøyta subcutant eller intramuskulært. b) Kommenter (forklar kort) kollegaens forslag. Turnuslegen kommer tilbake og hører at du har gitt pasienten legemiddelet i form av en injeksjon. Han blir forskrekket, for han hadde svært overraskende for deg - ment at det skulle gis 5 mg morfin peroralt. c) Hvorfor er det nødvendig å gi større doser morfin ved peroral administrasjon enn ved injeksjon? Det viser seg siden at pasienten har nyresvikt, idet hans serum-kreatinin er målt til 710 mmol/l. d) Hvordan innvirker nyresvikten på den kliniske effekten av en enkeltdose med morfin? e) Hvordan vil nyresvikten påvirke effekten av morfin dersom middelet doseres over lengre tid, enten som infusjon eller som gjentatte injeksjoner? Oppgave 6. (5 poeng) a) Definer hva det betyr å være immun. b) Nevn immunforsvarets tre hovedfunksjoner.

SENSORVEILEDNING Oppgave 1 (50 poeng) 1. Gjør kort rede for de patofysiologiske endingene i lungefunksjonen som fremkaller lungeshunt, og de som fremkaller øket alveolært dødrom. Gjør kort rede for hvilke endringer i blodgassbildet du venter å finne ved de forskjellige tilstandene. Mht. shunt skal man kunne beskrive hvordan denne oppstår og virker inn på oksygeneringen av blodet, forskjellen på ekte og uekte shunt, og hvordan de to typene reagerer på øket oksygentilførsel. Få frem at shuntproblemer ikke nødvendigvis affiserer p a CO 2. Mht. dødrom skal man beskrive mekanismen, at CO 2 vil stige hvis ventilasjonen ikke økes, samt at CO 2 kan holdes konstant hvis ventilasjonen økes, og at øket dødrom ikke affiserer PaO 2 vesentlig så lenge PaCO 2 ikke øker i vesentlig grad. Man bør også nevne at perfusjonsforstyrrelsene ved øket alveolært dødrom kan være absolutt (ingen perfusjon av alveolære kar) eller delvis (nedsatt perfusjon), og at både lave lungekartykk, høye ventilatortrykk og mekanisk karokklusjon kan øke alveolært dødrom. 2. Gjør kort rede for den prinsipielle forskjellen mellom lungeødem som skyldes v.sidig hjertesvikt, og den som skyldes en generell inflammasjonsprosess. Ved v. hjertesvikt: Øket hydrostatisk trykk i lungenes mikrosirkulasjon fremkaller ødemet. Ødemet alltid mest uttalt der hvor de hydrostatiske trykkene er størst, dvs. i de lavest liggende områder i lungen. Ved generell inflammasjon: Skade eller endring av karveggen gir øket karpermeabilitet, som vil kunne gi ødemdannelse selv ved normale eller bare lett forhøyede hydrostatiske trykk. Ødemene blir mest uttalt der hvor permeabilitetsendringene er størst 3. Med bakgrunn i ovenstående sykehistorie og laboratoriedata besvares følgende: a) På hvilke tidspunkter (Blodgass 1, 2 eller 3) kan man slutte at pasienten har lungeshunt, øket dødrom eller begge deler? På alle tidspunkt er arteriell po 2 betydelig lavere enn beregnet alveolær po 2. Det er altså en lungeshunt på alle tidspunkter. Det forventes at kandidatene redegjør for at alveolær po 2 kan beregnes, og hvordan (alveolluftligningen og/eller quick and dirty metoden. På tidspunkt for Blodgass 1 er dødrom sannsynlig, da hun under legebesøket har forhøyet p a CO 2 og må antas være upåvirket av respirasjonsnedsettende midler eller smerter. Man kan imidlertid ikke si dette med 100 % sannsynlighet, da ventilasjonsvolumet ikke er oppgitt. På tidspunkt for Blodgass 2 kan man ikke trekke sikre konklusjoner (ingen opplysninger om ventilasjonsvolum), ved Blodgass 3 peker kombinasjonen av høy p a CO 2 og minuttventilasjon, samt senket ende-tidal CO 2 på at det foreligger et øket alveolært dødrom.

b) Hvilke konklusjoner kan man trekke av effekten av 100 % O 2 i Blodgass 1? Effekten av ekstra oksygentilførsel er svært god, det er derfor rimelig å konkludere at hennes shuntproblem først og fremst representerer en uekte shunt. c) Er det mest sannsynlig at hennes KOLS er betinget i emfysem eller kronisk bronkitt? Hun har en uekte shunt som viser stor bedring med høyere FiO 2 Kronisk bronkitt passer best til denne beskrivelsen, emfysem har ikke i samme grad hypoksemi som kjennetegn. d) Er oksygentilbudet til organismen øket med 10 %, 35 % eller 60 % fra Blodgass 1 (romluft) til Blodgass 3? (Vi forutsetter at hennes hjerte minuttvolum var normalt ved Blodgass 1.) Man kan enten beregne oksygentilbudet i absolutte verdier og sette normalt CO til 5 l/min: Blodgass 1, romluft ((1,34 x 16,2 x 0,90) + (0,0225 x 7,5)) x 10 x 5 = 986 Blodgass 3, FiO 2 = 0,7 litt over 10 %. ((1,34 x 11,4 x 0,96) + (0,0225 x 11,8)) x 10 x 7,5 = 1120: økt med Eller, litt forenklet, beregne fraksjonene: 96/90 x 11,4/16,2 x 3/2 = 1,113, dvs. øket med litt over 10 %. e) Ville det vært gunstig å ha en høyre eller venstre forskjøvet dissosiasjonskurve i blodet ved Blodgass 2? Gi en kort begrunnelse. Dette er en situasjon hvor nedsatt lungefunksjon gir en kritisk lav PO 2 verdi, og hvor det er denne som forårsaker vevshypoksi. PO 2 verdien ligger på den bratte delen av kurven, hvor gevinsten mht. O 2 -metning i arterielt blod (og dermed O 2 innholdet i blodet) ved en venstreforskyvning er stor (eks. ved ph = 7,50 øker SO 2 fra 77 % til ca. 85 %). Venstreforskyvning ville vært gunstig. f) Hva sier den blandede venøse blodgassen om sirkulasjonen? At hjertets pumpeevne er tilfredsstillende i forhold til organismens behov. Oppgave 2 (12,5 poeng) a) Hva slags syre-base-forstyrrelse foreligger? Begrunn svaret (kommenter verdiene for ph, p a CO 2 og BE). b) Nevn de sannsynlige årsaksmekanismene som ligger til grunn for verdiene. a) Det foreligger en (nesten) fullt kompensert kronisk respiratorisk acidose (5) pga. ph innenfor normalområdet (1), forhøyet paco 2 (1) og lett forhøyet (positiv) BE (1). b) Pasienten har en KOLS med forhøyet paco 2 pga. hypoventilasjon (1) og/eller patologisk øket dødrom (1). Dette skulle alene ha ført til respiratorisk acidose med lav ph, men det er inntrådt en renal kompensasjon med økt syreutskillelse via nyrene (2,5), hvilket i syrebasestatus gir seg utslag i en positiv base excess og fører til at ph er justert opp til normalområdet.

Oppgave 3 (10 poeng) a) Hva er normalverdien for plasma K +? b) Hvilke er de vanligste årsakene til lav plasma K + (hypokaliemi)? c) Hvilke konsekvenser kan ekstrem hypokaliemi føre til? d) K + bør selv ved uttalt hypokaliemi ikke gis for raskt intravenøst. Hva er årsaken til dette, og hva er den vanlige regelen for maksimal tilførsel av KCl i mmol/time til voksne? a) 3,5-5 mmol (2). b) Kaliumtap pga. diare (1), brekninger/metabolsk alkalose (1), polyuri/ diuretikabehandling (1), for lav tilførsel ved i.v. væskebehandling. c) Hjertearytmier (oftest takyarytmier) (2), muskelsvakhet (0,5), tarmparalyse(0,5). d) K+ er et hovedsaklig intracellulært ion som skal inn i cellene, men dette opptaket tar tid, slik at for rask infusjon kan føre til alvorlig hyperkaliemi med hjertearytmier (oftest bradyarytmier/av-blokk) og hjertestans (1) selv hos en pasient som i utgangspunktet har hypokaliemi. KCl bør ikke gis raskere intravenøst enn ca. 20 mmol/time til voksne (1), slik at f.eks. en liter infusjonsvæske med tilsetning av 40 mmol KCl ikke bør gå inn raskere enn på 2 timer. Oppgave 4 (12,5 poeng) Nedenfor er oppført fem forskjellige infusjonsvæsker: - Natriumklorid 154 mmol/l - Voluven 60 mg/ml - Glukose 50 mg/ml - Glukacel - RescueFlow (eller HyperHAES) Beskriv kort for hver av dem: a) hva slags type væske det er b) viktigste bruksområde (indikasjoner) c) hvordan den fordeler seg på organismens ulike væskerom (ICV, ECV, plasmavolum)? d) hvor raskt den kan infunderes? NaCl 154 mmol/l er en isoosmolal saltoppløsning (0,5) som kan brukes til erstatning av blodtap og isoosmolal dehydrering pga salt- og vanntap (0,5), høyt kloridinnhold gjør den spesielt godt egnet ved hypokloremi/metabolsk alkalose pga. sure brekninger (0,5) Pga. natriuminnholdet fordeler den seg kun i ECV, slik at ca. 1/4 blir igjen i plasmavolumet (1). Væsken kan ved hypovolemi infunderes meget raskt (0,5). Voluven 60 mg/ml er en isoonkotisk kunstig plasmaerstatningsvæske som i tillegg til NaCl 154 mmol/l inneholder makromolekyler i form av HES (0,5) (hydroksyetylstivelse 130/0,4). Den brukes til plasmavolumerstatning ved hypovolemi (1), særlig pga. blødning. Væsken forblir i flere timer intravaskulært (1) pga. makromolekylenes kolloidosmotiske (onkotiske) effekt, hvorpå effekten avtar pga. renal utskillelse av mindre HES-molekyler samt ekstravasering. Den kan ved hypovolemi infunderes meget raskt (0,5). Glukose 50 mg/ml er en isoosmolal karbohydratoppløsning (0,5) uten elektrolytter. Den brukes til å erstatte tap av vann (fordampningstap) (0,5) og til å tilføre energi, men

energiinnholdet er lavt. Den fordeler seg (etter opptak av glukose til cellene) på alle kroppens væskerom (0,5) i samme forhold som disse volummessig har innbyrdes, slik at det meste havner intracellulært, og svært lite (< 10 %) blir igjen intravaskulært i plasmavolumet.væsken bør ikke infunderes raskere enn 1000 ml på ca. 2 timer (0,5) for å unngå hyperglykemi/glukosuri/osmotisk diurese samt hyponatremi. Glukacel er glukose 120 mg/ml tilsatt litt elektrolytter (0,5) slik at 2000 ml dekker døgnbehovet for de viktigste elektrolytter hos voksne. Væsken brukes til å dekke det normale døgnbehovet for vann, natrium, kalium, klorid samt delvis dekning av energibehovet (0,5), væskens glukoseinnhold gir 2000 kj / 480 kcal/liter. Væsken vil fordele seg på alle kroppens væskerom (0,5), men noe mer blir igjen i ECV/plasmavolum enn for ren glukoseoppløsning pga. Glukacels innhold av Na+ på 50 mmol/l. Væsken bør pga. det høye glukoseinnholdet ikke infunderes raskere enn 1000 ml på ca. 4 timer (0,5), innholdet av kalium på 20 mmol/l tilsier også at væsken ikke skal infunderes for raskt. RescueFlow og HyperHAES er sterkt hyperosmolale saltoppløsninger (mellom 1200 og 1300 mmol NaCl/l!) med tilsetning av kolloider (0,5), henholdsvis dextran og HES. Hovedbruksområdet er sjokk eller alvorlig hypovolemi særlig pga. stort blodtap ved skader (0,5) som førstebehandling utenfor sykehus. Væskene forblir i flere timer intravaskulært (0,5), og den høye osmolaliteten pga. den sterke saltoppløsningen trekker vann inn i kapillærene fra interstitium/icv slik at plasmavolumet øker med nesten 3 x det infunderte volum! Væskene kan infunderes meget raskt (0,5), men det gis vanligvis kun 1 enhet på 250 ml. Væskene brukes også forsøksvis til senkning av alvorlig forhøyet intrakranielt trykk (0,5), særlig ved hjerneødem pga. hodeskader, ved at den høye natriumkonsentrasjonen de gir i plasma osmotisk vil trekke vann ut av hjernevevet.

Oppgave 5 (10 poeng) a)hvor raskt forventer du å få effekt av den intravenøse injeksjonen? Når vil du eventuelt gi ham mer morfin, om han fortsatt har like vondt? conc iv im Iv Im - Sc sc Etter en intravenøs injeksjon er serumtoppen nær umiddelbar. Etter en intramuskulær injeksjon er opptaket fordrøyd, og serumtoppen kommer langsommere og blir ikke så høy og langt mer uforutsigbar. Enda verre er det ved en subcutan injeksjon. tid k eo Det tar tid fra maks serumkons til maks effekt (for morfin er denne tiden10-15 min). Denne forsinkelsen fra serum til effektsted kan beskrives ved en konstant. (Om noen her omtaler denne konstanten, keo eller t½ keo er det selvsagt helt OK, men absolutt ikke nødvendig.) Årsaken til forsinkelsen er at stoffet skal penetrere membraner og barrierer, for eksempel blod/hjerne-barrieren og deretter binde seg til reseptorer, initiere intracellulære endringer osv.

Det øverste bildet viste vi som et eksempel på hvordan denne forsinkelsen (t1/2 keo) kan måles for ulike stoffer, idet man her har gitt en like hurtig infusjon med hhv. alfentanil og fentanyl og dermed oppnådd maksimal serumkonsentrasjon for de to stoffene like raskt (serumkonsentrasjoner følger linjer med prikker). Effekten, her målt ved EEG, hang imidlertid mer etter for fentanyl, både ved stigende og fallende serumkonsentrasjon. Poenget i oppgaven er ikke på noen måte å redegjøre for dette, men å vise at man kjenner til at maksimal effekt IKKE kommer samtidig som maksimal serumkonsentrasjon. b) Kommenter (forklar kort) kollegaens forslag Det er ikke lurt å sette en i.m. eller s.c. injeksjon rett før man sender pasienten fra seg. Man får verken observert om effekten er tilstrekkelig, eller om bivirkningene er for uttalte. På den annen side vil pasientene på denne måten få et noe mer stabilt serumspeil av opiat over tid, slik at hvis man på forhånd har en forståelse av hvor mye pasienten trenger og tåler, kan denne administrasjonsformen være rimelig (eks. ved overføring til sengepost etter avsluttet postoperativt opphold). Det individuelle behovet og tålegrensen for opioider varierer voldsomt, som vi illustrerte bl a med disse bildene: Individuell variasjon legemiddel effekt 100% konsentrasjon 500%

c) Hvorfor er det nødvendig å gi større doser morfin ved peroral administrasjon enn ved injeksjon? Stikkordet her er førstepassasjemetabolisme, som er uttalt for morfin. Dertil kommer selvsagt serumtoppen enda langsommere enn ved injeksjoner, og absorbsjonen kan fordrøyes ytterligere som følge av nedsatt tarmmotilitet pga. smerter eller opioiddosering i seg selv. En person med sterke smerter trenger rask smertelindring. Peroral/rektal tilførsel Førstepassasjemetabolisme Vanligste tilførselsvei ovenfra nedenfra Vena porta ca 2/3 av leverens blodforsyning drenerer hele tarmen unntatt nederst i rektum munnslimhinne Morfin Metoprolol (Seloken ) Nitroglycerin Enalapril (Renitec ) Aminoglykosider Kodein Pivampicillin d) Hvordan innvirker nyresvikten på den kliniske effekten av en enkeltdose med morfin? Og e) Hvordan vil nyresvikten påvirke effekten av morfin dersom middelet doseres over lengre tid, enten som infusjon eller som gjentatte injeksjoner? Det er ingen effekt av nyresvikt på enkeltdose da er det bare distribusjon som betyr noe for opphør av effekt. Ved gjentatt dosering derimot, er nyresvikt av vesentlig betydning idet man ikke får eliminert den aktive metabolitten morfin-6-glucoronid. Den kliniske effekten vil derfor kunne bli vesentlig forlenget. Oppgave 6 (5 poeng) a) Definer hva det betyr å være immun. Det betyr fri for eller uberørt av. En person som er immun mot et smittestoff, berøres ikke av det. b) Nevn immunforsvarets tre hovedfunksjoner. 1. Det beskytter kroppen mot sykdomsfremkallende inntrengere. Inntrengere er bakterier, virus, sopp og encellete protozoer. Immunforsvaret angriper dessuten flercellete parasitter som trenger seg inn i kroppen. Immunforsvaret beskytter også mot ikkemikrobielle, kroppsfremmede molekyler. 2. Det fjerner skadete og døde celler og vev. 3. Det angriper og fjerner kreftceller.