Hemodynamické změny v septickém šoku

Septický šok představuje kvůli nezanedbatelné incidenci a vysoké mortalitě významný medicínský problém. Jak vyplývá ze samotné definice, postižení krevního oběhu je při tomto stavu dominujícím příznakem. Znalost hemodynamických změn a jejich patofyziologických podkladů proto tvoří důležitý předpoklad nejenom k hlubšímu pochopení patogeneze septického šoku, ale i k zvládnutí základních terapeutických strategií.

Souhrn

V textu jsou rámcově diskutovány molekulární mechanismy a patofyziologické pochody zodpovědné za oběhové změny v sepsi. Dále je stručně nastíněna strategie tekutinové terapie a jednotlivé modality hemodynamické monitorace. Nakonec je krátce rozebrána problematika základních hemodynamických vzorů s ohledem na stupeň tekutinové resuscitace.

Summary

Stašek, J. Hemodynamic changes in septic shock

Septic shock is a condition of great importance due to its significant incidence and considerable mortality. In accordance with its definition, impairment of blood flow is the prevailing sign in this state. Good knowledge of hemodynamic changes and their pathophysiological fundamentals forms an important prerequisite for deeper understanding of its pathogenesis. It is also necessary for elucidating some key therapeutic strategies in septic shock. We discuss basic molecular mechanisms and pathophysiological actions responsible for hemodynamic changes in sepsis. Further, strategy of fluid management and the individual modalities of hemodynamic monitoring are outlined. Finally, the main hemodynamic patterns of septic shock with regard to the extent of fluid resuscitation are described.

Úvod, definice, epidemiologie

Septický šok patří kvůli vysoké incidenci a excesivní mortalitě mezi stavy prvotřídního významu jak pro lékaře jako jednotlivce, tak pro společnost jako celek. Stejně jako v případě akutního infarktu myokardu, cévní mozkové příhody a polytraumatu je výsledek léčby do značné míry závislý na rychlosti aplikace adekvátní terapie, a tudíž obeznámenost s tímto syndromem patří mezi základní znalosti lékařů většiny klinických oborů.(1) Udávaná incidence těžké sepse je 300 případů na 100 000 obyvatel/rok, přičemž vypočítané náklady na léčbu se podle severoamerických zdrojů pohybují okolo 22 000 USD, u dětských pacientů dokonce přesahují 54 000 USD.(2) Celková mortalita sepse se blíží 18 %, ovšem v případě septického šoku s multiorgánovým selháváním je až hrozivě vysoká, a to 70 %.(3) Vezmeme-li v potaz takto vysokou incidenci a mortalitu, získávají uvedená sdělení nejen medicínský, ale i společenský význam.

Definice sepse, těžké sepse a septického šoku byly položeny již na počátku 90. let minulého století(4) a byly rozšířeny a upřesněny počátkem této dekády.(5) Přestože předpokládáme vysokou obecnou znalost těchto termínů v lékařské populaci, považujeme za vhodné jejich krátké připomenutí.
Sepse je definována jako infekce spolu s celkovou reakcí organismu neboli syndromem systémové zánětlivé odpovědi (Systemic Inflammatory Response Syndrome, SIRS), jenž se manifestuje přítomností 2 a více z následujících kritérií: tělesná teplota > 38 °C či < 36 °C, srdeční frekvence nad 90 tepů za minutu, dechová frekvence nad 20 dechů za minutu či parciální tlak oxidu uhličitého v arteriální krvi (PaCO2) pod 32 mmHg, leukocyty > 12 000 či < 4000/mm3 nebo > 10 % nezralých forem. Infekce je zánětlivá reakce organismu na přítomnost mikroorganismů či jejich invaze do jinak sterilních tkání.

Těžká sepse je sepse komplikovaná orgánovou dysfunkcí, hypotenzí či hypoperfúzí. Jako hypotenze čili kritické hodnoty krevního tlaku jsou většinou udávány následující: systolický tlak pod 90 mmHg, střední arteriální tlak (Mean Arterial Pressure – MAP) pod 60 mmHg nebo pokles systolického tlaku o 40 mmHg oproti výchozí hodnotě. K posouzení orgánové dysfunkce se v dospělé populaci v současnosti nejčastěji užívá tzv. SOFA score (Sequential Organ Failure Assessment score), které hodnotí 6 orgánových systémů (kardiovaskulární, respirační, renální, jaterní, hematologický, centrální nervový) a umožňuje stanovit nejen počet, ale i stupeň selhávání jednotlivých orgánů, včetně jeho průběhu v čase.(6) Septický šok je podle výše uvedených zdrojů definován jako sepsí indukovaná hypotenze perzistující i po adekvátní tekutinové náhradě při vyloučení jejích jiných příčin (např. akutní hypovolémie, infarkt myokardu) spolu s přítomností hypoperfúzních abnormalit, jako jsou oligurie či laktátová acidóza. Podle často citované modifikace(7) je dysfunkce kardiovaskulárního ústrojí definována jako systolický tlak pod 90 mmHg, pokles systolického tlaku o 40 mmHg nebo MAP pod 70 mmHg i přes adekvátní tekutinovou náhradu po více než 60 minut či užití vazopresorů k udržení výše uvedených hemodynamických cílů.

V pediatrické populaci jsou sepse, těžká sepse a septický šok definovány obdobně s přihlédnutím k věkovým fyziologickým odlišnostem a s tím zásadním rozdílem, že hypotenze je až pozdní známkou většinou již dekompenzovaného šoku.(5) K hodnocení orgánové dysfunkce jsou u dětských pacientů užívána jiná schémata, například PEMOD (PEdiatric Multiple Organ Dysfunction) a PELOD (PEdiatric Logistic Organ Dysfunction) systémy.(8)

Molekulární mechanismy zodpovědné za orgánovou dysfunkci u sepse

Než se zaměříme na septický šok z klinického pohledu, zkusme se podívat na patofyziologický podklad orgánové dysfunkce. Nejprve se zaměříme na molekulární úroveň, jejíž bazální pochopení považujeme za nezbytný předpoklad pro širší klinické uchopení dané problematiky. Proto na tomto místě zkusím stručně rozvést moderní pohled na toto téma, přičemž čtenáře se zájmem o hlubší rozbor odkazuji na příslušnou literaturu.(9, 10) Role buněk vrozené imunity. Prvním krokem ke generalizované zánětlivé odpovědi organismu je detekce specifických molekul na povrchu mikroorganismů. O těchto molekulách, jako jsou např. peptidoglykan, lipopolysacharid, poriny, zymosan a jiné, se v současnosti hovoří jako o PAMPs (Pathogen Associated Molecular Patterns). Jsou jedinečné pro baktérie, viry, parazity a houby, čili na povrchu těl obratlovců se nevyskytují.(11) Receptory vázající PAMPs jsou obecně označovány jako PRRs (Pattern Recognition Receptors) a jsou umístěny na povrchu či uvnitř buněk vrozené imunity (monocyty-makrofágy, neutrofily). Jejich velkou podskupinu tvoří tzv. Toll-like receptory (Toll-like Receptors, TLRs), které jsou nezbytné k samotnému zahájení imunitní odpovědi organismu, nicméně jejich aktivace může rovněž vyvolat i perzistující škodlivou systémovou odpověď.(10)

Toll-like receptory totiž mají schopnost vázat kromě mikroorganismů i určité endogenní molekuly uvolňující se např. při ischemicko-reperfúzním poškození či jako následek traumatu, například heparan-sulfát, hyaluronová kyselina, biglykan a jiné, tzv. DAMPs (Danger Associated Molecular Patterns). Ischémiereperfúze a tkáňová hypoperfúze jsou hemodynamické jevy vyskytující se ve významné míře právě v sepsi a vyplavením DAMPs, vázajících se na TLRs, se celá kaskáda významně amplifikuje. Vazbou na stejnou skupinu receptorů a následnou aktivací společných subcelulárních mechanismů je vysvětlována i systémová zánětlivá reakce (SIRS) vznikající po rozličných inzultech, jako jsou infekce, popáleniny, trauma, pankreatitida či hemolytická reakce (Obr. 1).

Obr. 1 – Interakce PAMPs, DAMPs a PRRs, což jsou 3 sku- piny receptorů: TLRs lokalizované na povrchu imunocytů, NOD-LRRs a RLHs umístěné intracelulárně. Interakcí PAMPs a DAMPs spolu s PRRs je spuštěna kaskádová signalizace pomocí inflamazómové a signalozómové cesty, které pomocí vzájemné amplifikace iniciují kaskády dějů vedoucích k zánětlivé odpovědi. Upraveno podle.(10) Zkratky: HSP – heat shock protein; HMGB-1 – high mobility group box 1;NOD-LRR – nucleotideoligomerization domain leucine-rich repeat; RLHs – retinoic-acid-inducible gene I (RIG-I)-like helicases; NFκB – nuclear factor κB.

Amplifikace systémové zánětlivé odpovědi. Interakcí na TLRs a jiných receptorech fagocytárních buněk je spuštěna vrozená imunitní odpověď. Na subcelulární úrovni probíhá tento proces ve stručnosti následovně: v buňkách fagocytů je spuštěna tzv. inflamazómová cesta, na jejímž konci stojí aktivace enzymu kaspázy 1 a posléze klíčového cytokinu zánětlivé kaskády, interleukinu IL-1ß. Souběžně s touto cestou probíhá i tzv. signalozómová cesta, která vede k aktivaci nukleárního faktoru kappa B (NF-?B), což je cytoplazmatický transkripční faktor indukující expresi řady prozánětlivých cytokinů počínaje TNF-? (Tumor Necrosis Factor alpha), koagulačních faktorů, inducibilní NO-syntázy (Nitric Oxid, oxid dusnatý), a podílí se na aktivaci buněčných proteáz. NO působí přímo vazodilatačně, nicméně ovlivňuje rovněž celou řadu mitochondriálních pochodů včetně oxidativní fosforylace a modulace transkripce.(12) Výrazně je prodlouženo přežívání neutrofilů díky cytokiny indukovanému potlačení apoptózy(13) a masivně se zvyšuje tvorba volných kyslíkových radikálů (Reactive Oxygen Species, ROS) a radikálů dusíku (Reactive Nitrogen Species, RNS) v těchto buňkách.

Tyto signální cesty (signalozómová a inflamazómová) spolu s dalšími enzymatickými kaskádami mohou být, jak již bylo řečeno, aktivovány různými stimuly a navíc spolu mohou interagovat a vzájemně se potencovat. Zároveň dochází ke zpětnovazebnému útlumu aktivity těchto kaskád, nicméně vzájemná facilitace jednotlivých signálních cest vedoucí ve svém důsledku k překotné tvorbě cytokinů (tzv. cytokinová bouře), adhezních molekul a dalších prozánětlivých faktorů je považována za klíčový mechanismus aktivace imunitních buněk vedoucí k amplifikaci systémové zánětlivé odpovědi.(9) V dalších fázích se fagocyty podílejí na regulaci adaptivní imunitní odpovědi organismu, což je tvorba protilátek pomocí B-lymfocytů a buněčná imunita ve formě T-lymfocytů. Na tkáňovém poškození v sepsi se podílejí buňky imunitního systému několika mechanismy, jako jsou předčasná aktivace neutrofilů během migrace, extracelulární vyplavení cytotoxických molekul během zabíjení mikroorganismů, odstraňování infikovaných buněk a neschopnost ukončit akutní zánětlivou odpověď.(10) Za jednoho z klíčových DAMPs byl nedávno označen HMGB-1 (High Mobility Group Box 1), který se vyplavuje nejen z nekrotických tkání, ale je i „aktivně sekretován“ makrofágy a neutrofily a může být rovněž jedním z faktorů potencujících prolongovanou systémovou zánětlivou odpověď.(14)

Leukocyty adherují na endotel tzv. selektinů a podporují koagulaci vyplavením tkáňového faktoru.(15) Následná adheze neutrofilů na cévní stěnu a tvorba agregátů destiček a leukocytů přispívá k reologickým změnám vedoucím k tkáňové hypoperfúzi. Role koagulačního systému. Sepse je stavem prakticky vždy prokoagulačním, poněvadž z fylogenetického hlediska je propojení zánětu a koagulace zodpovědné za ohraničení poškozené či infikované tkáně.(10) Na druhou stranu sepsí indukovaná koagulace potencuje zánět samotný.(16) Koagulační systém je v sepsi primárně aktivován zevní cestou čili pomocí tkáňového faktoru (Tissue Factor, TF) a je udržován cestou vnitřní. Trombin, aktivovaný faktor Xa a komplexy faktoru VIIa-TF přímo aktivují endotelie, trombocyty a leukocyty, a tím podporují zánětlivou odpověď skrze aktivaci endoteliálního receptoru PAR-1 (Protease Activated Receptor-1). Tato cesta spouští v těchto buňkách produkci cytokinů a adhezních molekul. Na receptor PAR-1 však může být krom trombinu navázán i aktivovaný protein C (APC), nicméně tato aktivace má zcela opačný efekt, čili antiinflamatorní, antiapoptotický a antitrombotický.(17)

Účinek APC je primárně antikoagulační skrze inhibici faktorů Va a VIIIa (spolu s kofaktorem ve formě proteinu S), nicméně výše uvedený komplexní účinek hraje zcela klíčovou roli. V sepsi dochází k výrazné depleci APC, což vede k převaze prokoagulačního a proinflamatorního stavu a mikrocirkulační dysfunkci.(18) V důsledku všech uvedených skutečností je celá řada buněk včetně leukocytů, endotelu, vaskulární hladké svaloviny, trombocytů a erytrocytů zavzata do velmi komplexní interakce spolu s koagulační kaskádou a komplementem, která vede k nerovnováze mezi pochody prozánětlivými, prokoagulačními, apoptotickými a oxidačními na straně jedné a ději antagonistickými na straně druhé.(10) Cytopatická hypoxie. Prolongovaný zánět vede k tzv. cytopatické hypoxii, jejímž podkladem je mitochondriální dysfunkce vedoucí k depleci intracelulárních zdrojů energie ve formě adenozintrifosfátu (ATP) i přes adekvátní dodávku kyslíku do tkání. Lze shrnout, že po iniciální fázi zvýšené aktivity je utlumena aktivita dýchacího řetězce na vnitřní mitochondriální membráně, což bylo prokázáno jak experimentálně u zvířat, tak i u lidí.(19) U pacientů v septickém šoku byla prokázána negativní korelace mezi mortalitou a koncentrací ATP ve tkáních.(20) V následující fázi zlepšování klinického stavu dochází naproti tomu k tzv. biogenezi čili opětovné restauraci mitochondriálních funkcí. Nicméně zatím není jasné, zda toto tzv. „metabolické uzamčení“ (metabolic shut-down) je procesem adaptace na sníženou dodávku kyslíku analogickým „omráčenému“ myokardu po okluzi věnčité tepny, či je to pouze epifenomén reflektující sníženou dodávku kyslíku do tkání, na níž se v zásadní míře podílí výše popsaná dysfunkce mikrocirkulace.

Patofyziologický podklad hemodynamických změn u sepse

Na dalších řádcích se pokusíme vysvětlit patofyziologii oběhových změn u sepse na základě poznatků molekulární biologie, která byla probrána v předchozích odstavcích. Jevy, které můžeme přímo či nepřímo pomocí zobrazovacích vyšetření detekovat u lůžka pacienta a které jsou charakteristické pro septický šok, jsou vazodilatace se ztrátou periferního odporu, tvorba edémů, okluze kapilár v rámci dysfunkční mikrocirkulace a myokardiální deprese.

Vazodilatace. Řada cytokinů, lipopolysacharid gramnegativních baktérií a některé součásti virových partikulí indukují cestou NF-?B expresi inducibilní NO-syntázy (iNOS) v endoteliálních buňkách organismu. iNOS katalyzuje konverzi aminokyseliny citrulinu v arginin, čímž vzniká molekula NO, což je velmi potentní přímý vazodilatátor.(21) V sepsi dochází k excesivní tvorbě NO a následné vazodilataci, zvýšení kapacity vaskulárního řečiště, a tím pádem indukci relativní hypovolémie, čímž se hypotenze dále prohlubuje. Ztráta odporu na úrovni mikrocirkulace, čili arteriol a prekapilárních sfinkterů, navíc vede ke zrychlení pasáže krve skrze kapiláry a následně snižuje čas, po který může kyslík navázaný na erytrocyty pasivně difundovat do tkání.

Tvorba edémů. Zvýšená permeabilita kapilár kvůli ztrátě tight-junctions mezi endoteliemi(22) vede ke ztrátě tekutin a plasmatických proteinů do intersticia. Tato tvorba edémů jednak přispívá k relativní hypovolémii a dále ztěžuje transport kyslíku do tkání prodloužením vzdálenosti mezi erytrocyty v kapilárách a cílovými buňkami.

Dysfunkce mikrocirkulace. Mikrocirkulace je místem výměny krevních plynů a nutrientů mezi krevním řečištěm a tkáněmi. Skládá se z arteriol, kapilár a venul, přičemž hladká svalovina arteriol reguluje průtok krve kapilárami, což je hlavní místo interakce mezi endoteliemi, krevními buňkami, cytokiny a koagulačními faktory. Naproti tomu zejména ve venulách dochází k adhezi a migraci leukocytů.(10) Struktura a funkce kapilár je v různých orgánech již za fyziologických podmínek značně heterogenní a za hlavní mediátor podílející se na regulaci průtoku krve mikrocirkulací je považován NO. V sepsi je již diskutovaná iNOS exprimována v různé míře v rámci jednotlivých kapilárních řečišť, takže dochází k různému stupni tzv. shuntování krevního průtoku.(22, 23) Některá kapilární řečiště se tak stávají hypoperfundovanými a v jiných naopak dochází k abnormálně vysokému krevnímu průtoku.(24) Aktivovaná koagulace s tvorbou mikrovaskulárních trombů vede k přímé okluzi kapilár. Navíc erytrocyty v sepsi vykazují sníženou deformabilitu,(25) což dále ztěžuje transport krve skrze kapilární řečiště.
Myokardiální deprese. Sepse může vést k systolické a/nebo diastolické dysfunkci srdečního svalu čili myokardiální depresi. Mechanismus jejího vzniku je multifaktoriální a je vysvětlován výše popsanými změnami v mikrocirkulaci a mitochondriální dysfunkcí, přičemž koronární průtok v sepsi je zachován. Deprese myokardu se jako taková podílí na snížené dodávce kyslíku do tkání. Nicméně, jak je pozorováno u přeživších pacientů, funkce myokardu se po překonání šokového stavu obnovuje, čili jde o proces plně reverzibilní.(26, 27)

Monitorace oběhu u septického šoku a základní klinické aplikace v tekutinovém managementu

K monitoraci hemodynamiky u pacientů v šoku je v současnosti v prostředí intenzívní péče používána řada méně či více invazívních metod. Obecně lze říct, že míra invazivity je volena podle stupně oběhové instability a případně eskalována při absenci adekvátní odezvy na léčbu. Každopádně je třeba mít neustále na paměti, že monitorace hemodynamiky per se nemá žádný vliv na outcome(28) – ten mají pouze terapeutické intervence zacílené dle změřených hemodynamických dat! Jinými slovy, „je eticky nepřijatelné indikovat jakoukoliv invazívní monitoraci v případě, kdy získaný výsledek neovlivní rozhodování o terapii“.(29) V této části se pokusím stručně nastínit jednotlivé formy monitorace oběhu, jejich možné indikace a zkusím popsat některá základní klinická opatření, jež by z principu měla navazovat na data získaná z té či oné formy monitorace oběhu. Detailnější rozbor technik hemopomocí dynamické monitorace přesahuje rámec tohoto textu, k dalšímu studiu odkazuji na relevantní literaturu.(30)

Bazální monitorace. Opakované klinické zhodnocení stavu, měření krevního tlaku nejlépe invazívně arteriální linkou, saturace periferní krve kyslíkem, kontinuální elektrokardiografie a hodnota sérového laktátu patří mezi základní vyšetření a měly by být uplatněny u každého pacienta s podezřením na šokový stav. Zvláště cenný je v tomto případě laktát, který i přes jisté limitace informuje o tkáňové perfúzi na globální úrovni.(31) Mezi základní postupy hemodynamického managementu pacientů v septickém šoku je podávání tekutin ve formě krystaloidů a/nebo koloidů. Jedna z hlavních otázek, kterou si klinik klade nad lůžkem pacienta v septickém šoku, tedy zní „Potřebuje tento pacient tekutiny?“. Hypovolémie, ať už relativní při vazodilataci či absolutní např. při sekvestraci tekutin do třetího prostoru, patří mezi základní patofyziologické mechanismy vedoucí k orgánové dysfunkci v sepsi, jak bylo vysvětleno výše. V časné fázi septického šoku je agresivní tekutinová terapie zcela indikována a vede jednoznačně ke zlepšení výstupu.(32) Na druhou stranu v pozdějších fázích onemocnění je výrazně pozitivní kumulativní bilance tekutin většinou nežádoucí, vede mimo jiné k pomalejší reparaci plicních funkcí, a tím pádem zhoršené výměně krevních plynů(33) a je sama o sobě samostatným prediktorem zvýšené mortality u pacientů se sepsí.(34) Správné načasování aplikace dostatečného množství tekutin je tedy jedním z nejsnáze proveditelných a přitom nejdůležitějších opatření v souboru terapeutických intervencí u pacientů v septickém šoku.

Jak tedy postupovat? Obecně je doporučena aplikace ve formě opakovaného tekutinového bolusu čili tekutinové výzvy, například 500–1000 ml krystaloidního či 250–500 ml koloidního roztoku během 15 až 30 minut.(1, 35) Pacient, který reaguje na podání tekutinového bolusu zlepšením známek orgánové hypoperfúze, je v anglosaské literatuře označován jako „fluid-responder“ a tato vlastnost je pak pojmenována „fluid-responsiveness“. Za normálních okolností pracuje srdeční sval na vzestupné části Frank-Starlingovy křivky (Obr. 2) čili právě v pásmu „fluid-responsiveness“ – podáme-li tedy tekutinový bolus zdravému srdci, dojde ke zvýšení srdečního výdeje.

Obr. 2 – Frank-Starlingova křivka. Za normálních okolností pracuje srdce na vzestupné části F-S křivky, při těžkém srdečním selhání může excesivní zvyšování preloadu vést k prohloubené kongesci a eventuálnímu snížení tepového objemu.

Přesněji je „fluid-responsiveness“ definována jako zvýšení tepového objemu o 10 % po podání bolusu tekutin, nicméně v praxi většinou klinik hodnotí zvýšení srdečního výdeje nepřímo podle změn krevního tlaku, tepové frekvence, diurézy a kapilárního návratu. U pacienta v septickém šoku je však hodnocení odpovědi na tekutinovou výzvu podle klinických známek orgánové hypoperfúze mnohdy ztíženo koexistencí hypovolémie, myokardiální deprese, renální dysfunkce a poruchou mikrocirkulace. Klinické ukazatele tkáňové perfúze, jako jsou diuréza a kapilární návrat, tedy nemusí reflektovat stav efektivní náplně cévního řečiště.

Monitorace preloadu a „fluid-responsiveness“. Při perzistující hypotenzi, trvající oligurii či jiných známkách orgánové dysfunkce i přes objemovou terapii je tedy třeba přesunout se k dalšímu stupni monitorace čili k detailnějšímu zhodnocení preloadu, afterloadu a případně kontraktility, což jsou základní determinanty tepového objemu a spolu se srdeční frekvencí určují srdeční výdej. Preload je definován jako napětí stěny srdeční komory na konci diastoly a odpovídá enddiastolickému objemu levé či pravé komory změřenému například pomocí transtorakální či transezofageální echokardiografie (TTE či TEE). Podle již zmíněného Frank-Starlingova zákona je síla stahu komory přímo úměrná délce myofibril na konci diastoly čili znalost preloadu má v případě šokového stavu nepochybně klinické opodstatnění. Nicméně jak v praxi monitorujeme preload? V klinice používáme tlakové ukazatele, jako jsou centrální žilní tlak (Central Venous Pressure, CVP) a okluzní tlak v plicnici (Pulmonary Artery Occlusion Pressure, PAOP). Tyto však s enddiastolickými objemy korelují pouze nepřesně.(30, 35) Patologicky zvýšené hodnoty CVP můžeme pozorovat v případě akutního (pravostranného) srdečního selhání, trikuspidální regurgitace, konstriktivní perikarditidy a srdeční tamponády. U pacientů v septickém šoku s rozvinutým respiračním selháním charakteru ARDS je pravostranné srdeční selhání relativně častým nálezem,(36) čili patologicky elevované hodnoty CVP nemusí vůbec vypovídat o stavu intravaskulární náplně.

Příliš agresivní náhrada objemu vede ke zhoršení orgánových funkcí a vyšší mortalitě čili velmi cenným vodítkem v tekutinové léčbě může být predikce „fluid-responsiveness“ neboli schopnost předpovědět zvýšení srdečního výdeje po podání tekutinového bolusu. V tomto ohledu se samotná hodnota CVP ukázala být zcela nepoužitelná, neboť odpověď na tekutinovou výzvu predikovat nedokáže.(37) Podobně dopadl v hodnocení „fluid-responsiveness“ i PAOP. Objemové ukazatele, jako např.
enddiastolický objem levé komory, získané pomocí echokardiografického vyšetření, vykazují v predikci „fluid-responsiveness“ rovněž nejednoznačné výsledky,(38) neboli jinak řečeno – znalost preloadu jako takového nám nemusí vypovědět nic o tom, jestli pacient zareaguje na podání bolusu tekutin (požadovaným) zvýšením srdečního výdeje.

Přínosnější v detekci „fluid-responsiveness“ se ukázaly být tzv. dynamické parametry vyplývající z interakce oběhu a ventilace pozitivním přetlakem v případě pacienta napojeného na umělou plicní ventilaci. Jsou to variace pulsové křivky (Pulse Pressure Variation, PPV), variace tepového objemu (Stroke Volume Variation) či variace systolického tlaku (Systolic Pressure Variation, (SPV). Tyto ukazatele lze získat při použití monitorů analyzujících tepovou křivku na podkladě „beat-to beat“ analýzy. Nicméně i zde platí omezení, a to nutnost plně řízené ventilace dostatečně velkými dechovými objemy při absenci dechového úsilí a pravidelný srdeční rytmus, což v praxi vyžaduje většinou plnou sedaci nemocného. U spontánně ventilujících pacientů je predikce „fluid-responsiveness“ o něco komplikovanější, v těchto případech se nejčastěji používá testu pasivního zvednutí dolních končetin se současnou detekcí rychlé změny srdečního výdeje (Obr. 3).(39, 40)

Obr. 3 – Pasivní elevace dolních končetin z polohy v polosedu vede k „endogenní“ tekutinové výzvě cca 300 ml krve. Test se doporučuje provést následujícím způsobem: pacient v poloze se 45° elevací trupu je uveden do polohy vleže se 45° elevací dolních končetin po dobu 2 minut. Takto je zajištěna dostatečně velká „endogenní“ tekutinová výzva pomocí zvýšeného návratu krve z dolních končetin a splanchnického řečiště. Upraveno volně podle.(40)

Monitorace srdečního výdeje. V případě trvající oběhové instability nereagující na úvodní tekutinovou léčbu s nutností navyšujících se dávek vazopresorů je doporučeno zvážit jistou formu monitorace srdečního výdeje s další titrací tekutin, vazopresorů a jiné podpůrné terapie septického šoku.
Echokardiografie dovoluje kromě ejekční frakce levé komory jakožto markeru srdeční kontraktility zhodnotit rovněž lokální poruchy kinetiky, patologie osrdečníku, chlopenní vady a interakci pravé a levé komory. Validní echokardiografické vyšetření však vyžaduje nezanedbatelné zkušenosti a dostupnost tohoto vyšetření nemusí být na většině pracovišť okamžitá. V prostředí intenzívní péče je obecně upřednostňováno monitorování kontinuální a snadno reprodukovatelné. V současnosti existuje několik způsobů měření srdečního výdeje, jejichž detailnější výčet výrazně přesahuje rámec tohoto textu. Lze je nicméně rozdělit podle vzrůstající míry invazivity na metody založené na již zmíněné analýze tepové křivky, dále měření průtoku aortou pomocí jícnového Dopplera, metody využívající transpulmonální termodiluce a nakonec plicnicový katétr (Pulmonary Artery Catheter, PAC).

Ten kromě kontinuálního měření srdečního výdeje umožňuje zhodnotit saturaci smíšené žilní krve, kalkulovanou hodnotu ejekční frakce pravé komory a rezistenci v systémovém a plicním řečišti čili komplexní zhodnocení globální dodávky a spotřeby kyslíku. Jeho používání v intenzívní péči je již řadu let předmětem někdy velmi vyhraněných debat pramenících z nejednoznačných závěrů několika velkých randomizovaných studií(41–46) a i v současnosti existují jak zastánci PAC, tak jeho „zapřisáhlí“ odpůrci. Vyslovit obecná doporučení stran indikace jeho zavedení je velmi obtížné, nicméně i zde beze zbytku platí zásada, že teprve případné terapeutické intervence zacílené na základě správně interpretovaných a korektně změřených dat mají vliv na pacientovu prognózu.(29)

Hemodynamické vzory septického šoku

Jak se tedy výše popsané patofyziologické mechanismy zodpovědné za kardiovaskulární dysfunkci projeví v makrohemodynamickém měřítku? V učebnicích je tradičně popisovaný obraz distributivního šoku s hypotenzí, sníženými či naopak zvýšenými plnícími tlaky, normálním či zvýšeným srdečním výdejem a sníženou systémovou vaskulární rezistencí. Ve skutečnosti je hemodynamický vzor septického šoku mnohem komplexnější záležitostí, která krom premorbidního stavu pacienta závisí na času od rozvoje příznaků a zejména na stupni tekutinové resuscitace. Zkusme se proto trochu zjednodušeně podívat na typický vývoj hemodynamiky u pacienta se septickým šokem z pohledu vybraných parametrů získaných pomocí PAC a echokardiografie. Úvodní fáze. U pacienta v úvodní fázi těžké sepse/septického šoku, tzn. u pacienta se sepsí, hypotenzí a známkami orgánové dysfunkce ještě před zahájením tekutinové terapie dochází k hypovolémii absolutní (únik tekutiny přes dysfunkční kapiláry do intersiticia se sníženým žilním návratem) a relativní (excesivní vazodilatace v arteriolách).

Normální odpovědí organismu by bylo zvýšení tonu sympatiku vedoucí ke zrychlení srdeční frekvence a krevního tlaku, nicméně tyto kompenzační mechanismy jsou v sepsi narušeny díky komplexně navozené vaskulární hyporeaktivitě (nadprodukce NO, deplece endogenních katecholaminů). Normotenze, která však sama o sobě nezaručuje dostatečnou tkáňovou perfúzi,(35) tedy může být docíleno jen za cenu navýšení srdečního výdeje. Nicméně myokardiální deprese se systolickou dysfunkcí myokardu je přítomna u cca 50 % pacientů v iniciální fázi septického šoku.(47, 48) Šokový stav před zahájením tekutinové terapie tedy může být v různé míře vyjádřeným šokem hypovolemickým, s nízkými parametry preloadu, distributivním s částečně zachovaným srdečním výdejem a sníženou systémovou vaskulární rezistencí, a šokem kardiogenním v případě akcentované myokardiální dysfunkce.(30, 49) Fáze hyperdynamické cirkulace. U pacientů s adekvátně vedenou náhradou tekutin dochází ke kompenzaci kapilárního leaku a zvýšené cévní kapacitance. Vzrůstají ukazatele preloadu pravé a levé komory, tepový objem a srdeční výdej stoupají.

Systémová vaskulární rezistence, samozřejmě v závislosti na dávkách podávaných vazopresorů, je nicméně nadále snížená. Pokud je tedy srdeční výdej zhodnocen ve vztahu k střednímu arteriálnímu tlaku a systémové vaskulární rezistenci, většinou nalezneme hodnoty srdečního výdeje sice zvýšené, leč neadekvátně. Tento stav odráží trvající systolickou dysfunkci myokardu.(50) Na základě echokardiografických studií byla u takřka poloviny pacientů po tekutinové náhradě detekována perzistující myokardiální deprese charakteru izolované diastolické až kombinované diastolickosystolické dysfunkce levé komory.(51, 52) Nicméně sepsí navozená myokardiální dysfunkce je v případě úzdravy pacienta plně reverzibilní a je do jisté míry chápána jako určitý adaptační fenomén – pacienti se septickým šokem, kteří přežijí, vykazují nižší iniciální hodnoty ejekční frakce.(26, 47, 48) Septický šok po náhradě objemu tedy může být kombinací různě vyjádřeného šoku hyperdynamického, s převažující složkou distributivní, a hypodynamického při zvýrazněné složce kardiogenní.(30, 49) Fáze normalizace oběhu. V případě úspěšné terapie dochází k normalizaci systémové vaskulární rezistence, tepového objemu a ejekční frakce levé komory. Jak již bylo řečeno, septická kardiomyopatie čili myokardiální deprese je plně reverzibilní a u většiny pacientů dojde k návratu do původních hodnot v závislosti na průběhu onemocnění do 28 dnů.(47, 52)

Závěr

Septický šok představuje nejtěžší formu v kontinuu stavů vznikajících na podkladě interakce organismu s patogeny. Na jeho patogenezi se uplatňuje celá řada vzájemně provázaných molekulárních dějů a kaskád vyplývajících z detekce patogenů imunitním systémem a dále komplexní interakce imunitního systému zejména s hemokoagulací a endoteliemi. Díky sobě vlastním amplifikačním mechanismům mohou tyto děje vyústit v generalizovanou malfunkci mikrocirkulace s poruchou přenosu kyslíku na tkáňové úrovni a dysfunkci mitochondrií. Na hypotenzi jako takové se u septického šoku podílejí zejména excesivní vazodilatace s relativní hypovolémií, ztráta intravaskulární tekutiny přesunem do intersticia a myokardiální deprese. K posouzení stavu krevního oběhu nám v klinice slouží široká škála metod hemodynamické monitorace s rozličnou mírou invazivity a komplexnosti získaných dat. Mezi základní pravidla při indikaci konkrétní formy monitorace patří nicméně znalost dané metody, přesné změření, správná interpretace a nakonec aplikace těchto dat ve formě terapeutické intervence, která jediná vede ke změně klinického výsledku per se. Hemodynamické změny u pacientů v septickém šoku závisejí zejména na stupni tekutinové resuscitace, nicméně dva hlavní vzory jsou šok hyperdynamický s relativně vysokým srdečním výdejem a nízkou systémovou vaskulární rezistencí a šok hypodynamický s dominujícím nízkým srdečním výdejem. Práce byla podpořena grantem IGA NR 9894-4.


O autorovi: MUDr. Jan Stašek
Masarykova univerzita, Lékařská fakulta a Fakultní nemocnice Brno, Klinika anesteziologie, resuscitace a intenzívní medicíny

e-mail: jstasek@fnbrno.cz

Ohodnoťte tento článek!