Poruchy mikrocirkulace v kritických stavech

Transkript

1 Poruchy mikrocirkulace v kritických stavech Můžeme je ovlivnit? Vladimír Černý Klinika anesteziologie, resuscitace a intenzivní medicíny Univerzita Karlova v Praze, Lékařská fakulta v Hradci Králové Fakultní nemocnice Hradec Králové

2 Obsah 1. Mikrocirkulace základní údaje a metody 2. Dysfunkce mikrocirkulace 3. Vliv vybraných intervencí na mikrocirkulaci 4. Souhrn pro klinickou praxi

3 Struktura Mikrocirkulace základní údaje Arterioly Kapiláry 300 um 2000 kapilár/1 mm 2 Small (< 25 um) Medium (25-50) Large (> 50) Venuly A-V anastomozy Lymfatický systém

4 5-9 um konečná kapilára um

5 Mikrocirkulace základní údaje Struktura Odlišnost jednotlivé orgány a tkáně Heterogenita intraorgánová Regulace průtoku Systémová-regionální-lokální-myogenní úroveň Není kontinuální průtok, ale on-off pto 2 + aktuální metabolická aktivita tkání Fenomén vasomotion Vaskulární reaktivita a její změny (změny homeostázy, farmaka)

6 Kosterní sval (potkan) Turek, Cerny, Parizkova: Noninvasive in vivo assessment of the skeletal muscle and small intestine serous surface microcirculation in rat: Sidestream dark-field (SDF) imaging, Physiol Research, 2007

7 Játra (potkan) Cerny V., Turek Z., Parizkova R. In situ assessment of the liver microcirculation in mechanically ventilated rats using Sidestream dark-field (SDF) imaging. Physiological Research (in press)

8 Ileum seroza (potkan) Turek, Cerny, Parizkova: Noninvasive in vivo assessment of the skeletal muscle and small intestine serous surface microcirculation in rat: Sidestream dark-field (SDF) imaging, Physiol Research, 2007

9 Ileum mukoza (prase) Effect of fluid challenge on microcirculation in septic pigs comparison of different types of solutions (vlastní data)

10 Mikrocirkulace jak lze sledovat?

11 Orthogonal polarization spectral (OPS) Sidestream dark-field imaging (SDF) Neinvazivní metoda zobrazující mikrocirkulaci v rozptýleném zeleném polarizovaném světle SDF Zobrazuje pohybující se i stojící sloupec erytrocytů Validace proti intravitální mikroskopii OPS Cerny V., Turek Z., Parizkova R.: Orthogonal polarization spectral imaging: A Review. Physiological Research, 2007

12

13 Dysfunkce mikrocirkulace Co to je?

14 Endotel = centrální orgán mikrocirkulace Constitutive phenotype vasodilatatory anticoagulant anti-adhesive adhesive Aird. Crit Care Med 2002; 30:S180

15 Endotoxin Cytokines Complement RNOS Hypoxia protrombotic/antifibrinolytic leukocyte adhesion Activated, damaged vasomotion cytokines Vascular tone Hemostasis Cell adhesion Aird. Crit Care Med 2002; 30:S180

16 Dysfunkce mikrocirkulace je multifaktoriální vasoconstriction Coagulation Æ Coagulation Fibrinolysis Endothelial dysfunction Rheologic changes RBC WBC WBC WBC WBC WBC microthrombosis Oxidative stress Inflammation RBC RBC Cell adhesion

17 Normální nález Dysfunkce mikrocirkulace 1. Snížená denzita kapilární sítě (functional capillary density = FCD) 2. Zvýšení podílu nonperfused nebo intermitenttly perfused kapilár Dysfunkce (septický šok) 3. Obnovení normálního stavu po topické aplikaci acetylcholinu Vlastní data sublinguální sliznice, metoda SDF

18 Dysfunkce mikrocirkulace jako zásadní mechanismus patogeneze MOF? Porucha mikrocirkulace a její zlepšení predikují spolehlivě klinický výsledek Sakr 2004 Příznivý efekt EGDT svědčí proti konceptu porucha utilizace energie ve prospěch časného obnovení DO 2 a zlepšení mikrocirkulace Rivers 2001 Zvýšení mikrovaskulární perfuze pomocí dobutamin/tekutiny vede k poklesu sublinguální hodnoty pco2 a laktátu Creteur 2003, De Backer 2004

19

20 Dysfunkce mikrocirkulace v kritických stavech jaká je evidence? Verdant C., Curr Opin Crit Care 2005

21 Dysfunkce mikrocirkulace není to jen epifenomén? Evidence dysfunkce mikrocirkulace u řady kritických stavů je prokázána, ale význam dysfunkce mikrocirkulace v patogenezi MOF je nadále diskutován Chierego M., Minerva Anest 2006

22

23 Vyskytuje dysfunkce mikrocirkulace jen v kritických stavech? řada pacientů může mít již dysfunkci před vznikem kritického stavu Jsou více rizikoví než ostatní pacienti bez preexistující dysfunkce?

24 Dysfunkce mikrocirkulace je popisována u řady stavů Obezita a diabetes porucha tzv. funkční hyperemie snížená vasodilatační odpověď zvýšená basální vasokonstrikce snížení kapilární denzity snížení jaterní perfuze Mikrovaskulární denzita mm/mm 2 *p<0,05 Lean Rats Obese Rats 0 Hodnett B: Regulation of Muscle blood flow in obesity, Microcirculation, 2007

25 Efekt cvičení na kapilární denzitu u obezních a diabetických potkanů 900 Mikrovaskulární denzita mm/mm *p<0,05 Lean SED Lean EX Obese SED Obese EX 600 Frisbee JC: Obesity, insulin resistance, and microvessel density, Microcirculation, 2007

26 Vybrané intervence a mikrocirkulace

27 Mikrocirkulace jako cíl intervencí? Dopad ICU intervencí na mikrocirkulaci jen málo studován Perzistující alterace mikrocirkulace i po dosažení cílových hodnot krevního tlaku Open and keep open

28 ICU intervence a mikrocirkulace Tekutiny FIO 2 paco 2 UPV Sedace Hluk Teplota Farmaka Dialýza a mnoho dalších

29 1. Manipulace s paco 2 a pao 2 2. Tekutinová léčba Množství Typ tekutin 3. (Farmaka)

30 pco 2? Králíci UPV Ear chamber Intravitální mikroskopie/video pco 2 20/40/60/80/100/125/150 torr

31 80 torr

32 Manipulace s FIO 2 Hyperoxie

33 FIO 2 a mikrocirkulace?

34

35 Effect of short term hyperoxia on microcirculation in fluid challenged anesthetized pigs (n = 8) Anestezie Instrumentace 4 5 SDF Fluid challenge FIO2 0,4 FIO2 1,0 po 2 SDF ileum SDF sublinguálně

36 FIO 2 0,4 SHORT TERM HYPEROXIA BEFORE AND AFTER (PIGS UNDER GENERAL ANESTHESIA, FLUID CHALLENGED, SUBLINGUAL FIO 2 1,0

37 SHORT TERM HYPEROXIA BEFORE AND AFTER (PIGS UNDER GENERAL ANESTHESIA, FLUID CHALLENGED) SUBLINGUAL FCD cm/cm 2 FIO 2 0,4 234 (10) FIO 2 1,0 216 (16) * FCD_4_SL FCD_5_SL FIO 2 40% FIO 2 100% *P=<0,001 Data as mean (SD)

38 FIO 2 0,4 SHORT TERM HYPEROXIA BEFORE AND AFTER (PIGS UNDER GENERAL ANESTHESIA, FLUID CHALLENGED, ILEUM FIO 2 1,0

39 SHORT TERM HYPEROXIA BEFORE AND AFTER (PIGS UNDER GENERAL ANESTHESIA, FLUID CHALLENGED) ILEUM FCD cm/cm 2 FIO 2 0,4 348 (6) FIO 2 1,0 361 (16) * FCD_SDF_4 FCD_SDF_5 FIO 2 40% FIO 2 100% *P=<0,001 Data as mean (SD)

40 Sepse 380 SHORT TERM HYPEROXIA BEFORE AND AFTER PIGS UNDER GENERAL ANESTHESIA, FLUID CHALLENGED) ILEUM FCD FIO 2 0,4 290 FIO 2 1,0 346* 280 cm/cm FIO2_40% FIO2_100% *P=<0,001 Data as mean (SD)

41 Tekutiny a mikrocirkulace Množství tekutin Typ roztoku Načasování objemové resuscitace? Je vztah mezi nadbytkem tekutin v organismu a mikrocirkulací? Jaký typ tekutin je výhodnější z pohledu ovlivnění dysfunkce mikrocirkulace? Jakou úlohu má načasování objemové resuscitace?

42 Kolik tekutin?

43

44 Hypervolemická diluce a mikrocirkulace? Prase (n=5), celková anestezie, ileostomie, Roztok H1/1 20 ml/kg/h po dobu 3 hodin 40 kg prase = 2400 ml/3h SDF: T0, T1, T2, T3 FCD analýza off-line FCD (um/um2) Changes FCD during hypervolemic hemodilution 0,038 0,037 0,036 0,035 0,034 0,033 0,032 *=p<0,05 (vs. T0) * * 0, Turek, Cerny: Prolonged hypervolemic hemodilution impairs functional capillary density of ileal mucosa in pigs (Anesthesia and Analgesia, submitted)

45

46

47 Jaké tekutiny?

48 Koloidy a mikrocirkulace - splanchnikus Hypertonic/hyperoncotis resuscitation after intestinal superior mesenteric occlusion early effect on circulation and intestinal reperfusion Heimann, Shock, 2000, 14, Prasata s okluzí a. mesenterica sup. FR, HES 10%, HHES (HES 10%/NaCl 7,5%) Laser Doppler, phi, laktát HHES nejlépe a nejrychleji obnovil intestinální mikrocirkulaci, FR zhoršil mikrocirkulaci

49 Koloidy a mikrocirkulace - splanchnikus Potkani s hemoragickým šokem Resuscitace: NaCl 0,9%, 7,5%/HES 10% 200/0,5 OPS, velocity HHS zlepšuje FCD a velocity

50 Koloidy a mikrocirkulace - splanchnikus Potkani s hemoragickým šokem Krev, NaCl 0,9%, NaCl 7,5%, albumin, HES, HES 7,5 Microvascular blood flow (MBF) - Laser Doppler Pouze resuscitace HES 7,5 obnovila microvascular blood flow na předšokovou hodnotu

51 Albumin a mikrocirkulace - splanchnikus Křeček, endotoxinový šok Albumin (PEG BSA) vs. Dextran 70 Kožní lalok FCD, RBC velocity Systémová hemodynamika stejná, ale mikrocirkulace zlepšena po PEG BSA

52 Effect of fluid challenge on microcirculation in septic pigs comparison of different types of solutions Ringerfundin 20 ml/kg Voluven 5 ml/kg Tetraspan 5 ml/kg Gelafusin 5 ml/kg Fluid challenge SDF 0 SDF 1 SDF 2 SDF 3 SDF 4 SDF 5 Konec instrumentace 20 minut 30 minut 30 minut 90 min čas Anestezie a instrumentace T0 (Aplikace LPS) T1 T2 (Fluid (Konec challenge) fluid challenge) T3 T4 FIO2 1,0 po dobu 10 min. T5

53 Jaký je efekt různých typů náhradních roztoků na mikrocirkulaci mukozy ilea v sepsi? Box Plot Změna FCD mukozy ilea (ileostomie) ihned po ukončení fluid challenge Y Axis Těsně po ukončení fluid challenge není rozdíl mezi roztoky, ale P=NS Voluven Column: 13 Tetraspan Column: 14 Column: Gelafusin 15 Column: Ringerfundin 16 XData

54 Změna FCD mukozy ilea (ileostomie) za 30 minut po fluid challenge Box Plot za 30 minut je rozdíl mezi krystaloidy a koloidy statisticky významný Y Axis = nižší FCD expanzivní efekt Ringerfundinu ve srovnání s koloidy *P=<0,05-40 Voluven Tetraspan Gelafusin Ringerfundin Column: 5 Column: 6 Column: 7 Column: 8 XData

55 Načasování objemové resuscitace a mikrocirkulace?

56 Mikrocirkulace v sepsi je nezávislá na systémové hemodynamice Ale do 48 hodin De Backer D et al.: CCM 2006; 34:403

57 zatímco do 6 hodin. Early microcirculatory perfusion derangements in patients with severe sepsis and septic shock: relationship to hemodynamics, oxygen transport, and survival. Trzeciak et al. Ann Emerg Med Jan;49(1):88-98 Zdůrazňuje význam tekutinové resuscitace v časných fázích kritických stavů!!

58 Souhrn 1. Kritický stav = porucha mikrocirkulace 2. ICU postupy mají vysoký potenciál ovlivnění mikrocirkulace 3. Časná tekutinová resuscitace je spojena se zlepšením mikrocirkulace ve srovnání s tzv. pozdní

59 Souhrn 4. Nadbytek tekutin v intersticiu zhoršuje mikrocirkulaci 5. Koloidyzlepšují mikrocirkulaci ve srovnání s krystaloidy 6. Optimální farmakologickou intervenci k otevření mikrocirkulace nelze formulovat

60 Je zástava oběhu spojená se zástavou mikrocirkulace?

61 Prase č. 14, baseline (před vyvoláním FiK) Sublinguální mikrocirkulace

62 Prase č. 14, fibrilace komor, 1.minuta Sublinguální mikrocirkulace

63 Prase č. 14, asystolie 5.minuta! Sublinguální mikrocirkulace

64 Poděkování mým kolegům, kteří se mnou spolupracují na projektu Porucha mikrocirkulace tkání a orgánů ve vybraných stavech a možnosti její optimalizace v experimentu a klinice MUDr. Zdeněk Turek MUDr. Renata Pařízková Dana Kodejšková Jitka Suchánková Robert Kaniok