Шок – етиология, патофизиология, видове, диагноза, терапия – митове и факти



01/02/2017

Д-р Косте Костойчиноски, специализант по кардиология в СБАЛК Кардиолайф - Варна

В съвременната клинична практика шокът* е клиничен синдром на остра тъканна хипоперфузия в продължение на повече от 30 минути. Той е полиетиологично, монопатогенетично състояние, характеризиращо се с циркулаторна недостатъчност (1).

Видове шок

Според етиологията, която води до сходни особености в патогенезата, се различават четири вида шок: хиповолемичен, дистрибутивен, обструктивен и кардиогенен.

Хиповолемичен шок се развива при намаляване на циркулиращия вътресъдов обем и съответно - на венозното връщане, което води до намалено преднатоварване. Най-честите причини могат да бъдат: остра хеморагия, травма, изгаряне, хирургическо вмешателство, дехидратация при повръщане, диарии или други състояния.

Дистрибутивен шок обединява група патофизиологични механизми, които водят до нарушения в регулацията на съдовия тонус. Характеризира се с вазодилатация и преразпределение на кръвта в периферните отдели на циркулацията.

Една от основните разлики на хиповолемичния от дистрибутивния шок е това, че при първия настъпва абсолютна хиповолемия, докато при дистрибутивния шок - относителна хиповолемия. Най-чести причини са: анафилактични реакции, състоянията на системен възпалителен отговор, сепсис, интоксикации, неврогенен шок.

Обструктивният шок обединява различни по етиология състояния, които имат сходен патогенетичен механизъм. Характеризират се с препятствие в хода на кръвния ток (масивна белодробна тромбемболия - БТЕ); редуцирано сърдечно пълнене (тензионен пневмоторакс, сърдечна тампонада).

Кардиогенният шок (КШ) се дефинира като състояние на намалено сърдечно изтласкване, което е следствие от различни болестни състояния, засягащи сърдечния мускул: остър коронарен синдром (ОКС), механични усложнения на ОКС, камерни аритмии. Има за последствие неадекватна тъканна перфузия поради намален или ексцесивен циркулаторен обем. КШ е водеща причина за смърт при пациенти, хоспитализирани с остър миокарден инфаркт (ОМИ) (1, 2).

За да обсъждаме в диференциално диагностичен план КШ, трябва да са изпълнени три критерия:

1. Продължителна хипотония/артериално налягане (АН) под 90 mmHg

2. Намален сърдечен индекс под 2.2 l/min/m2

3. Повишено налягане (над 18 mmHg) в пулмоналната артерия

Патофизиология

Патофизиологично, шокът се разделя основно на три стадия (1):

- Стадий на компенсация, който настъпва веднага след патологичното въздействие. Характеризира се с възбуждане на централбната нервна система (ЦНС), симпатико-адреналната система и хипоталамо-хипофизно-надбъбречната ос. Настъпва ексцесивно освобождаване на катехоламини в кръвообръщението, което води до генерализиран вазоспазъм, основно на периферните кървоносни съдове.

Периферното съдово съпротивление (ПСС) се повишава. Настъпва и веноконcтрикция и изпразване на кръвните депа в слезката и черния дроб, резултиращо в повишено преднатоварване. Активира се ренин-ангиотензин-алдостероновата система (РААС), повишават се нивата на антидиуретичния хормон (АДХ), започва синтез на плазмени белтъци.

През тази фаза действието на физиологичните механизми не е изчерпано, като се приема, че увреждането на клетките и тъканите е все още съвсем леко, тя е напълно обратима и без трайни последствия. Обикновенно през първата фаза параметрите на хемодинамиката са във физиологични граници.

- Стадий на декомпенсация, който настъпва в различен период от време, в зависимост от етиологичния фактор и реактивноста на организма. В основата на този стадий стои клетъчната хипоксия. Генерализираният перманентен спазъм на прекапилярния сфинктер води до движение на кръвта по анастомози/шънтове.

Кръвта се движи от артериоли във венули през метаартериоли, като капилярното микроциркулаторно русло е изключено от кръвотока. Това води до анаеробен тип на обмяна на веществата с намалена продукция на аденозин трифосфат (АТФ, ATP). На микроциркулаторно ниво се развиват основно два патологични процеса: ацидоза и клетъчна деструкция с последваща клетъчна смърт.

Клетъчната смърт е следствие на намалената продукция на АТФ (ATP). Приблизително 90% от клетъчната доставка на О2 в цялото тяло се консумира от митохондриалните електролитни транспортни вериги. През цикъла на Krebs (аеробен метаболизъм) се получават 36 молекули АТФ от всяка глюкозна молекула.

Драстична е разликата с анаеробния метаболизъм на гликолиза, при който се получават само две молекули АТФ. При тези обстоятелства Na-K-ATФ помпа не функционира. Увеличава се концентрация на Na, а също и на вода в клетката. Настъпва клетъчен оток с малфункция на всички клетъчни елементи.

Например, отокът на ендоплазмения ретикулум води до намален синтез на белтъци. Също в условия на намалена продукция на ATФ и Ca, ATФ помпата не функционира. Увеличава се концентрацията на Са в клетката, който активира различни ензимни процеси: протеази, ендонуклеази и лизозомни ензими, с последващо разграждане на белтъци и ДНК.

Един от последните ензими, който се активира, е фосфолипазата, която разгражда фосфолипидите. Започва разграждане на клетъчната мембранна и митохондрите. От митохондриите започва да излиза цитохром C, който е един от сигналните молекули за активация на апоптоза.

Промените на екстрацелуларно ниво са свързани с увеличената концентрация на продукти на анаеробна гликолиза (млечна киселина, водород, лактат), както и повишеното образуване на хистамин и простагландини, водещи до вазодилатация на капилярните сфинктери. Това представя начало на стагнационни промени в микроциркулацията.

През втората фаза компенсаторните механизми на хемодинамиката се изчерпват и се развива характерната за съответния етиологичен тип шок клинична картина. Тогава се задълбочават уврежданията на клетъчно и тъканно ниво и се разгръщат патофизиологичните реакции с участието на различни клетъчни и медиаторни системи.

- Третата фаза е пряко продължение на втората, с прогресия към полиорганна недостатъчност. През нея се развиват следните патологични промени: Sludge феномен (агрегати от формени елементи); образуване на микросъсиреци (дисеминирана интравазална коагулация - ДИК синдром; загиване на малки участъци от органите (микронекрози); депресия на миокардната функция (спад на минутния сърдечен обем); респираторен дистрес синдром (хиперкапния, респираторна ацидоза); остра бъбречна недостатъчност (азотемия, хиперкалиемия, метаболитна ацидоза); стомашночревна исхемия (резорбция на токсични вещества); церебрална хипоперфузия (нарушено съзнание, апатия, кома).

Кардиогенен шок: най-честата причина, в около 75% от случаите с КШ, е контрактилна слабост на лявата камера (ЛК). В по-малка част от случаите причината е остра митрална регургитация, остра аортна регургитация, дефект на междукамерната преграда (VSD) и др. Според SHOCK trial registry, смъртността при КШ е около 67%.

Хемодинамика при КШ:

- Системна хипотония (систолно АН <90 mmHg), персистираща над 30 минути

- Намален сърдечен дебит <2.2 l/min/m2

- Увеличено налягане на ЛК пълнене, PCWP (pulmonary capillary wedge pressure, пулмонално артериално оклузивно налягане) >18 mmHg

- Прояви на белодробен застой/оток

- Покачено централно венозно налягане (ЦВН)

- Тъканна/органна хипоперфузия - олигурия, студени крайници, променено съзнание

Клинична картина:

- Промени в психическото състояние - възбуда, еуфория, сънливост, кома

- Марморирана кожа, изпотяване

- Подути шийни вени + хепато-югуларен рефлукс

- Ниско АН, тахикардия, филиформен пулс

- Отслабени сърдечни тонове, галопен ритъм

- Тахипнея, белодробен застой/оток

- Олигурия/анурия

- Стомашночревни нарушения

- Студени (цианотични) крайници

Мониторирането при тези пациенти е жизнено важно и включва: ЕКГ, измерване на АН и пулсоксиметрия. Образните и инструменталните изследвания задължително трябва да бъдат включени, като ехокардиографията (ЕхоКГ) е първи метод на избор тъй къто може да се направи без забавяне до леглото на болния.

Следи се диурезата, тъй като патологичните процеси в бъбрека в не малка степен отразяват промените, настъпващи на микроциркулаторно ниво. С изследване на артериалното киселинно-алкално равновесие (АКР) и концетрацията на лактат получаваме допълнителна информация за динамиката на патофизиологичните процеси. Мониторира се телесната температура.

Увеличената концентрация на лактат в артериалната кръв е най-достоверния белег за шок. Понякога може да се появи дори малко преди клиничните прояви на циркулаторната недостатъчност.

Измерването на артериалния лактат е бързо, технически лесно осъществимо и относително евтино. В много проучвания е доказана зависимост между стойностите на лактатемията и прогнозата за изхода от шоковото състояние.

Инвазивният хемодинамичен мониторинг е важна предпоставка за успешното овладяване на шоковото състояние:

- Артериален катетер за мониторинг на АН

- Централен венозен катетер за мониторинг на ЦВН

- Пулмонален артериален катетер за измерване на налягането в пулмоналната артерия (ПАН); пулмонално артериално оклузивно налягане (PCWP)

Пулмо-артериален катетър (Swan-Ganz катетър) се поставя чрез пункция на подключична или югуларна вена. Има диагностична роля като позволява директно измерване на налягането в дясното предсърдие, дясната камера, белодробната артерия и налягането на лявото предсърдие (вклинено налягане). Swan-Ganz катетеризацията е много полезена в диференциалната диагноза за изключване на други причини и видове шок.

Терапия на шока

Основният принцип на лечението е елиминиране на етиологичния фактор, причинил патологичния процес.

Тъй като най-честата причина на КШ е ОКС, спешната реваскуларизация е от жизнено значение (3).

Патогенетичното лечение при КШ (4) се състои в: обемно заместване, диуретично лечение, вентилация, инотропни медикаменти (допамин, добутамин, фосфодиестеразни инхибитори, левосимендан); вазопресори (норадреналин).

При пациенти в КШ често се налага интубация, особено при спад на РаО2 60 mmHg. Въпреки че механичната вентилация подобрява оксигенацията, тя може да компрометира венозното пълнене.

Включване на режим на РЕЕР (положително налягане в края на експириума) при белодробен оток, води до ангажиране на алвеолите, които са колабирали и положителен ефект върху кръвно-газовия анализ. От друга страна, РЕЕР допълнително влошава ДК пълнене и е противопоказано в условия на намалено преднатоварване (деснокамерен МИ, БТЕ).

Доказана е ползата на неинвазивната механична вентилация (NIV) при пациенти с белодробен оток. Основните ефекти са свързани с намалена работа при дишане, подобряване на кръвно-газовите показатели, редукция на честотата на интубации и инфекции. При пациенти с КШ прилагането на NIV трябва да бъде индивидуално съобразено.

Инотропни средства и вазопресори

Dopamine e катехоламин, прекурсор на норадреналин и адреналин, и има различни ефекти, в зависимост от дозировката. При доза по-малка от 3 mcg/kg/min предизвиква вазодилатация на бъбречни и мезентериални артерии. При доза от 3-5 mcg/kg/min, бета1-адренергичните ефекти предизвикват увеличение на сърдечния контрактилитет и сърдечната честота. При доза по-голяма 5 mcg/kg/min, преобладаващите алфа-адренергичните ефекти водят до артериална вазоконстрикция и повишаване на АН, главно като резултат от инотропния ефект.

Dobutamine (инотропен медикамент) е бета1-рецепторен агонист, с лека бета2- и минимална алфа-рецепторна активност. Той се използва в дози от 2 до 20 mcg/kg/min и има полуживот от приблизително две минути.

Интравенозно, добутамин предизвиква положителен инотропен ефект, с лек хронотропен ефект чрез активиране на аденил циклазата, което предизвиква увеличение в вътреклетъчния цикличен аденозин монофосфат (цАМФ, cAMP) и следователно - на калциевите нива.

Той също така предизвиква лека периферна вазодилатация (намаляване на следнатоварването). Комбинираното действие - увеличаване на инотропия ефект и намаляване на следнатоварването - предизвиква значително повишаване на сърдечния дебит.

В условията на OKC, използването на dobutamine може да увеличи размера на инфаркта заради повишаване на консумацията на кислород (изостряне на миокардната исхемия).

Като цяло, трябва да се внимава, когато се прилага добутамин при пациенти с умерена или тежка хипотония (например систолно АН <80 mmHg), тъй като периферната вазодилатация, в някои случаи, може да доведе до по-нататъшно спадане на АН.

Norepinephrine (noradrenaline, NE) е катехоламин с качества на хормон и невротрансмитер. Ролята на NE е да мобилизира мозъка и тялото за действие. Освобождаването му е най-ниско по време на сън, увеличава се в будно състояние и достига високи концентрации по време на стрес или при опасност за организма.

Останалите му ефекти са свързани с гликогенолиза, увеличаване на кървотока към мускулите, редуциране на кървотока към гастроинтестиналната система, инхибира освобождаването на тазовите резервоари, намалява перисталтиката...

Той е мощен алфа-1 адренергичен миметик, с незначителнен бета-1 миметичен ефект. NE може да повиши АН при пациенти, които остават хипотензивни след допамин. Дозата на NE може да варира от 0.2-1.5 mcg/kg/min.

Инхибиторите на фосфодиестераза тип III (PDIs), които включват inamrinone и milrinone, са инотропни средства с вазодилататори свойства и дълъг полуживот. Те предотвратяват инхибирането на цАМФ, с което се увеличават вътреклетъчните нива на цАМФ.

Основните хемодинамични ефекти на PDIs са:

1. Положителен инотропен ефект върху миокарда и периферна вазодилатация

2. Намаляване на белодробното съдово съпротивление

Milrinone се използва в дози от 0.3 до 0.75 mcg/kg/min и има дълъг полуживот от 1.5-3 часа, с по-дълъг полуживот при пациенти с бъбречно увреждане.

Levosimendan е медикамент, който представя интерес при КШ. Механизмът на действие основно се свежда до:

- повишаване на чувствителноста на калциевите канали с увеличаване на миокардния контрактилитет

- активиране на К-АТФ канали в гладката мускулатура и митохондриите

Ефектите му върху организма са свързани с положителен инотропен ефект без съществено увеличаване на миокардната кислородна консумация, за разлика от катехоламините, вазодилатация и кардиопротекция.

Рандомизирани клинични проучвания (LIDO, SURVIVE, CASINO**) демонстрират положителните ефекти на levosimendan при пациенти с остра декомпенсирана сърдечна недостатъчност по отношение на хемодинамични показатели, симптоми, ниво на мозъчен натриуретичен пептид (BNP) и смъртност (4).

Едно малко рандомизирано проучване, публикувано в списание Critical Care Medicine (5), показва супериорност на levosimendan срещу enoximone по отношение на 30-дневна смъртност при пациенти с ОМИ, усложенен с КШ.

Няколко метаанализа при критично болни пациенти показват предимство на levosimendane срещу dopamine по отношение на смъртността.

Въпреки честото използване на катехоламини, които се прилагат при 90% от пациентите с КШ, липсват рандомизирани клинични проучвания (РКП) които да демонстрират техните ползи.

Съществуват няколко изпитвания, сравняващи ефекта на различните катехоламини при шок. Проучването SOAP II**, публикувано през 2010 (7), сравнява dopamine с noradrenaline при пациенти с различни видове шок с първична крайна цел - 28-дневна смъртност. Включени са 1679 пациенти с различни видове шок, включително 280 случая с КШ.

Няма значима разлика в смъртноста до 28 ден (52.5% в групата с допамин и 47.5% в групата с норадренлин; р=0.10). Обаче, лечението с dopamine, в сравнение с noradrenaline, е свързано със значително повече аритмични събития (р<0.001), като подгруповият анализ ясно демонстрира, че при пациенти с КШ, dopamine води до увеличаване на 28-дневната смъртност в сравнение с noradrenaline. Следователно, при КШ dopamine не би трябвало да бъде медикамент на пръв избор.

Според базата данни Cochrane, настоящите доказателства за ползите от инотропни медикаменти и вазопресори при КШ са много ограничени и са необходими са по-големи РКП преди препоръка за масовото им прилагане.

Интрааортна балонна помпа (IABP) - контрапулсатор е най-широко използваното устройство за циркулаторна поддръжка. Хемодинамичните му ефекти са свързани с повишаване на диастолното налягане, редуциране на теледиастолното налягане (ТДН) на ЛК и намаляване на кислородната миокардна консумация.

Въпреки положителните хемодинамични ефекти на теория, проучванията са с доста различни резултати. Според данните на SHOCK регистъра (2000 година), 30-дневната смъртност при пациенти с КШ без фибринолиза или IABP е 77%, само с IABP е 63%, само с фибринолиза - 53%, като най-ниска е 30-дневната смъртност при ползване на комбинация от фибринолиза и IABP - 47% (р<0.001) (8).

Според данни на обсервацинно проучване GUSTO I (1997 година), едногодишната смъртност е 57% в групата с IABP срещу 67% в групата без IABP (р=0.04) (9).

Проучването, което промени настоящите препоръки за ползване на контрапулсатор, е IABP-SHOCK II (10), приключило през 2012, с участието на 600 пациенти с ОМИ (усложнен с КШ), третирани с ранна реваскуларизация и рандомизирани на IABP или на конвенционално лечение. Първична крайна цел - 30-дневна смъртност (39.7 срещу 41.3%) не показва сигнификантна разлика между двете групи (р=0.69).

Критиките на това проучване са, че при 86% от пациентите, IABP е поставена след перктутанна транслуминална ангиопластика (ПТКА). Също така, в 10% от контролната група има преминаване от конвенционално лечение към IABP. Препоръките на ESC от 2016 година не препоръчват рутинно ползване на IABP (клас III), докато препоръките на ACC/AHA при пациенти с ОМИ, усложнен с КШ (2014 година), по отношение на IABP са с клас IIa.

За преодоляване на ограниченията на инотропните медикаменти и вазопресорите, в медицинската практика все по-често навлизат различни устройства, чиято цел е обезпечаване на механична циркулаторна поддръжка (Mechanical Circulatory Support), наричани с общото наименование LVAD (Left Ventricular Assist Device) (11, 12).

TandemHeart (TH) осигурява механична циркулаторна поддръжка до 4L. Оксигенираната кръв се аспирира от лявото предсърдие и се инжектира в аортата чрез канюлиране на феморална артерия.

Хемодинамичните ефекти на TH са по-добри от IABP, постига се по-голямо увеличение на МУО и намаление на PCWP, както и редукция на кислородната консумация. За сметка това обаче, има повече нежелани ефекти и по-голямата сложност за поставяне на този уред.

Impella се поставя перкутанно. Тя е аксиална помпа, която изсмуква кръвта от ЛК и я вкарва във възходяща аорта.

Изпразването на ЛК води до понижаване на ТДН на ЛК, следователно и до намален ЛК стрес, редуциране на PCWP, увеличаване на перфузионното налягане и коронарния кървоток, намаляване на кислородната миокардна консумация. В зависимост от дебита, съществуват два варианта - 2.5 l/min с перкутанен достъп (Impella 2.5) и 5 l/min (Impella 5.0), който изисква хирургичен съдов достъп.

ISAR SHOCK (Efficacy Study of LV Assist Device to Treat Patients With Cardiogenic Shock) е рандомизирано проучване, сравняващо ефектите на Impella 2.5 срещу IABP при пациенти с КШ при ОМИ. Резултатите показват, че ползването на LVAD (Impella 2.5) е осъществиемо, безопасно и осигурява по-висока хемодинамична поддръжка в сравнение със стандартното лечение с IABP.

ECMO (ExtraCorporeal Membrane Oxygenation) е модифицирана машина сърце-бял дроб която се поставя перкутанно. Вено-венозно ECMO осигурява респираторна, а вено-артериално осигурява циркулаторна и респираторна и поддръжка при пациенти със сърдечна и/или дихателна недостатъчност.

Обсервационни проучвания, отделни доклади и регистри демонстрират подобрение в микроциркулацията при пациенти в шок, установено чрез OPSI (Orthogonal Polarization Spectral Imiging).

Усложненията са свързани с инфекции, кървене, исхемия на крайник, тромботични усложнения, неврологични инциденти.

В България рутинно се прилага IABP при болни в КШ. На този етап ЕСМО е налично в големите сърдечносъдови центрове (Сити Клиник КЦ, Токуда МБАЛ), но се прилага основно при болни след кардиохирургични операции.

LVAD като bridge-to-transplant за първи път е приложено в УНСБАЛ Св. Екатерина. За чакащите за трансплантация и като destination-therapy успешно се имплантира от няколко години и в УБ Лозенец.

* Терминът шок (shock, choquer) е използван за първи път от хирурга на френската армия - Henri Francois Le Dran през 1741, когато е наблюдавал ранени от гранати войници. John Collins Warren, американски хирург с добри анестезиологични познания, дава първата дефиниция за шок в началото на XIX - „моментна пауза в акта на смъртта“. Тази дефиниция е все още валидна, ако шокът не е разпознат и лекуван своевременно.

** Акроними на цитирани проучвания:

LIDO - Levosimendan Infusion versus Dobutamine

SURVIVE - Survival Of Patients With Acute Heart Failure In Need Of Intravenous Inotropic Support.

CASINO - Calcium Sensitizer or Inotrope or None in Low-Output Heart

SOAP II - Comparison of dopamine and norepinephrine in the treatment of shock

ISAR SHOCK - Impella LP2.5 vs. IABP in Cardiogenic SHOCK

IABP-SHOCK II - Intraaortic Balloon Support for Myocardial Infarction with Cardiogenic Shock

Използвани източници:

1. Цеков T. Патологична физиология; Издателство ЗОГРАФ Варна, 2011

2. Khalid L., Dhakam S. A review of cardiogenic shock in acute myocardial infarction; Curr Cardiol Rev. 2008 Feb www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2774583

3. Hochman J., Buller C., Sleeper L. et al. Cardiogenic shock complicating acute myocardial infarction-etiologies, management and outcome: a report from the SHOCK Trial Registry. SHould we emergently revascularize Occluded Coronaries for cardiogenic shocK? J Am Coll Cardiol. 2000 Sep;36(3 Suppl A):1063-70 www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10985706

4. Thiele H., Ohman E., Desch S. et al Management of cardiogenic shock; European Heart Journal (2015) 36, 1223-1230 http://eurheartj.oxfordjournals.org/content/ehj/36/20/1223.full.pdf

5. Gong B., Li Z., Wong Y. Levosimendan treatment for heart failure: A systematic review and meta-analysis. J Cardiothorac Vasc Anesth. December 2015; 29(6):1415-25 www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26275522

6. Fuhrmann J., Schmeisser A., Schulze M. et al. Levosimendan is superior to enoximone in refractory cardiogenic shock complicating acute myocardial infarction. Crit Care Med, August 2008; 36(8):2257-66 www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1994023

7. The task force for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure of the European Society of Cardiology (ESC) 2016 ESC Guidelines for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure. European Heart Journal http://procoralan.nl/sites/procoralan.nl/files/files/2016_ESC_Guidelines_for_the_diagnosis_and_management_of_Heart_Failure.pdf

8. De Backer D., Biston P., Devriendt J. et al. Comparison of dopamine and norepinephrine in the treatment of shock; The new england journal of medicine www.nejm.org/doi/pdf/10.1056/NEJMoa0907118

9. The GUSTO Investigators More on the GUSTO Trial; The new england journal of medicine; N Engl J Med, 1994; 331:277-278 www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJM199407283310418#t=article

10. Menon V., Fincke R., Cardiogenic shock: A summary of the randomized SHOCK trial www.medscape.com/viewarticle/449705

11. Werdan K., Gielen S., Ebelt H., Hochman J. Mechanical circulatory support in cardiogenic shock; European Heart Journal (2014) 35, 156-167 doi:10.1093/eurheartj/eht248 http://eurheartj.oxfordjournals.org/content/ehj/35/3/156.full.pdf

12. Busko M. Societies release consensus document on percutaneous circulatory support devices. Medscape Internal Medicine, April 2015 www.medscape.com/viewarticle/842891