Chương 1 3 TỔNG QUAN 1.1 SINH LÝ BỆNH VÀ DIỄN TIẾN CỦA SỐC NHIỄM KHUẨN 1.1 Diễn tiến của quá trình nhiễm khuẩn Sốc nhiễm khuẩn là diễn biến nặng nhất của một quá trình nhiễm khuẩn bắt đầu từ nhiễm trùng tại chỗ, hội chứng đáp ứng viêm hệ thống (SIRS), hội chứng nhiễm khuẩn (sepsis), hội chứng nhiễm khuẩn nặng (severe sepsis) và cuối cùng là sốc nhiễm khuẩn (SNK) [2]. Khi sốc nhiễm khuẩn không được điều trị kịp thời sẽ suy chức năng nhiều cơ quan và suy đa tạng bệnh nhân sẽ tử vong. Đáp ứng của cơ thể với nhiễm khuẩn là quá trình phức tạp ban đầu là khu trú và kiểm soát vi khuẩn với vai trò của các đại thực bào tuần hoàn từ đó sản sinh các yếu tố gây viêm và chống viêm [9]. Toàn cơ thể đang phản ứng lại với nhiễm trùng đang lan tràn từ một vị trí nhiễm khuẩn ban đầu trong đó có thể không xác định được ổ nhiễm khuẩn tiên phát.
Quá trình diễn tiến từ nhiễm trùng sang sốc nhiễm khuẩn Sốc nhiễm khuẩn xảy ra khi đáp ứng cơ thể với chất gây viêm sinh ra nhiều quá mức các chất trung gian vượt quá phạm vi khu trú của vị trí viêm dẫn tới đáp ứng viêm hệ thống [17]. Điều này cũng giống như xảy ra với các nguyên nhân gây viêm không do nhiễm trùng như viêm tuỵ cấp hay chấn thương. Đáp ứng viêm hệ thống (SIRS) là phần không thể thiếu tạo ra sốc nhiễm khuẩn. Sốc nhiễm khuẩn là hiện tượng đáp ứng viêm trong lòng mạch ác tính do cơ thể mất khả năng tự hạn chế, kiểm soát và điều hoà, làm lan truyền các chất trung gian dẫn tới tương tác bệnh lý giữa tế bào - tế bào - khoảng kẽ [18].
Cơ chế bệnh sinh của sốc nhiễm khuẩn[17] Vẫn chưa có thể giải thích cơ chế tại sao quá trình viêm lại không khu trú tại chỗ mà lại tiến triển thành sốc nhiễm khuẩn. Đây có thể là do nhiều yếu tố bao gồm tác dụng trực tiếp của xâm nhập vi khuẩn, độc tố, giải phóng ra lượng quá lớn các chất gây viêm, hoạt hoá bổ thể [19]. Sau đây là các yếu tố chính góp phần tiến triển thành sốc nhiễm khuẩn. Vai trò của vi khuẩn: Các thành phần của thành tế bào vi khuẩn như endotoxin, peptidoglycan, muramyl dipeptide và acid lipoteichoic, các sản phẩm vi khuẩn như enterotoxin B, pseudomonas endotoxin A, M protein của liên cầu tan máu nhóm A tất cả có thể góp phần tham gia thúc đẩy nhiễm trùng tại chỗ thành đáp ứng viêm hệ thống và sốc nhiễm khuẩn.
Một số nghiên cứu quan sát thấy 5 các endotoxin, lipopolysaccarid tìm thấy ở tế bào vi khuẩn gram âm có thể phát hiện và định lượng được ở trong máu. Các bệnh nhân SNK và suy đa tạng đều thấy tăng nồng độ các chất nội độc tố vi khuẩn trong máu [20]. Khi truyền các nội độc tố này vào máu đều gây các triệu chứng của sốc nhiễm khuẩn như hoạt hoá bổ thể, đông máu, và tiêu sợi huyết. Hậu quả dẫn tới đông máu nội quản, sản sinh chất hoạt mạch như brandykinin.
Vai trò của các yếu tố viêm: Tăng quá mức các chất gây viêm trong máu có thể thúc đẩy tổn thương viêm tại chỗ thành đáp ứng viêm hệ thống. Những chất này gồm có TNF-α, IL-1 đạt đỉnh rất sớm sau đó giảm dần tới mức không định lượng được. Tăng nồng độ TNF-α chủ yếu do gắn nội độc tố vào LPS protein sau đó vận chuyển tới CD14 trên đại thực bào từ đó kích hoạt sản xuất TNF-α [19]. Vai trò của bổ thể: Hoạt hoá bổ thể cũng là yếu tố thúc đẩy quá trình viêm thành sốc nhiễm khuẩn.
Hệ thống bổ thể là hệ thống protein giúp loại bỏ yếu tố bệnh sinh. Ở động vật bị sốc nhiễm khuẩn do truyền các nội độc tố (endotoxin) và LPS, ức chế C1 cũng gây hiệu ứng tương tự [20]. Gen: Từng cá thể người cũng có liên quan tới biến chứng SNK, SNK là biến thể gen hay gặp nhất được cho là tăng nguy cơ biến chứng nhiễm khuẩn và sốc nhiễm trùng. Chúng là những gen mã hoá các cytokine như TNF, lymphotoxin, đối kháng IL-1, IL-8, IL-10, interferon gamma [10].2 Chẩn đoán sốc nhiễm khuẩn Hội chứng nhiễm khuẩn là hội chứng lâm sàng do quá trình nhiễm khuẩn nặng gây ra.
Biểu hiện viêm chủ yếu là giãn mạch, tăng bạch cầu, tăng tính thấm mao mạch xảy ra ở những mô nằm xa hơn vị trí nhiễm trùng [21]. Hội chứng đáp ứng viêm hệ thống có thể xảy ra ở những nguyên nhân không phải do nhiễm trùng (ví dụ viêm tuỵ cấp, đụng giập phổi). Các lý thuyết gần đây giải thích khởi động và tiến triển của sốc nhiễm khuẩn là do mất điều hoà đáp ứng viêm, bao gồm có giải phóng ồ ạt và mất kiểm soát một chuỗi các phản ứng (cascade) dẫn tới tổn thương mô toàn diện [22]. Đáp ứng này có thể dẫn tới suy đa phủ tạng, một biến chứng có tỉ lệ tử vong cao.
Định nghĩa về sốc nhiễm khuẩn – các định nghĩa về đáp ứng viêm hệ thống, hội chứng nhiễm khuẩn và hội chứng nhiễm khuẩn nặng và sốc nhiễm khuẩn đã được Hiệp hội lồng ngực và hồi sức Hoa kỳ đưa ra năm 1991 sau đó đã được sửa đổi vào năm 2001 và gần đây nhất năm 2012 bởi Hiệp hội hồi sức Mỹ và Châu Âu. Sự sửa đổi này đưa lại ý nghĩa thực hành hơn về khía cạnh huyết động của sốc nhiễm khuẩn [23]. Nhiễm khuẩn (infection) - nhiễm khuẩn là sự xâm nhập vi sinh vật vào mô cơ thể. Nhiễm khuẩn huyết (bacteremia) - sự xuất hiện của vi khuẩn sống ở trong máu.
Hội chứng đáp ứng viêm hệ thống (SIRS) - hội chứng lâm sàng do mất điều hoà đáp ứng viêm do căn nguyên không nhiễm khuẩn như bệnh tự miễn, bỏng, phẫu thuật, chấn thương, viêm tuỵ, huyết khối. 7 Hội chứng nhiễm khuẩn (sepsis) - là hội chứng lâm sàng do mất điều hoà phản ứng viêm do căn nguyên nhiễm khuẩn. Được định nghĩa khi có bằng chứng nhiễm khuẩn cùng với biểu hiện của hội chứng viêm hệ thống. Hội chứng nhiễm khuẩn nặng (Severe sepsis) – là hội chứng nhiễm khuẩn nhưng có biểu hiện của suy chức năng ít nhất một tạng hoặc acid lactic máu > 2 mmol/lít.
Trên lâm sàng thường là tụt HA nhưng còn đáp ứng với truyền dịch. Sốc nhiễm khuẩn Đây là chẩn đoán lâm sàng được định nghĩa là tụt HA do nhiễm khuẩn gây ra không thể phục hồi kể cả khi đã truyền đủ dịch (30 ml/kg dịch tinh thể hoặc dịch albumin tương đương) hoặc nồng độ lactate máu > 4 mmol/lít. Thông thường trên lâm sàng, cần phải sử dụng thuốc co mạch để duy trì huyết áp. Mối quan hệ giữa các quá trình nhiễm khuẩn [23] 8 Bảng 1.
Phân loại các giai đoạn của quá trình nhiễm khuẩn [2] Hội chứng suy đa phủ tạng (MODS: multi organ dysfunction syndrome) - suy chức năng tạng tiến triển không thể duy trì nội môi mà không có sự can thiệp điều trị [22]. Hội chứng suy đa phủ tạng trong SNK được phân thành 2 loại: Hội chứng suy đa phủ tạng tiên phát thường do một tác nhân đã được xác định rõ dẫn tới suy tạng sớm và có liên quan trực tiếp tới tác nhân. Hội chứng suy đa tạng thứ phát thường không phải do tác nhân trực tiếp mà do phản ứng hậu quả đáp ứng của vật chủ (ví dụ ARDS trong viêm tuỵ cấp). Không có tiêu chuẩn đồng thuận hoàn toàn về tiêu chí chẩn đoán hội chứng suy đa tạng tuy nhiên sự tiến triển xấu đi của các chỉ số chức năng tạng sau dùng để chẩn đoán và tiên lượng tử vong tại ICU [24]: 9 Tỉ lệ PaO2/FiO2 Số lượng tiểu cầu Bilirubin máu Creatinin máu Điểm Glasgow Tụt HA Trong sốc nhiễm khuẩn, hội chứng suy đa tạng thứ phát phản ánh sự mất kiểm soát và phản ứng quá mức giữa bệnh nhân (vật chủ) và nhiễm khuẩn (tác nhân).
Thiếu oxy tổ chức của toàn bộ các cơ quan cơ thể góp phẩn đẩy nhanh suy đa tạng và làm cho tiên lượng suy đa tạng trong sốc nhiễm khuẩn có tỉ lệ tử vong rất cao. Đặc điểm rối loạn huyết động trong sốc nhiễm khuẩn Sốc nhiễm khuẩn thường gây ra 4 rối loạn bệnh lý chính [25]: Thiếu hụt thể tích tuần hoàn Giãn mạch hệ thống Rối loạn phân bố máu Rối loạn chức năng cơ tim. Cơ chế gây ra rối loạn huyết động. Cơ chế rối loạn huyết động sốc nhiễm khuẩn (theo Cinel [10]) Theo nghiên cứu của Rangel-Frausto MS et al trên gần 4000 bệnh nhân nhập viện, tỉ lệ gặp hội chứng đáp ứng viêm hệ thống (SIRS) 26%, hội chứng nhiễm khuẩn 18%, và gặp sốc nhiễm khuẩn là 4%.
Tỉ lệ tử vong tương ứng là 7% với hội chứng đáp ứng viêm hệ thống, 16% với hội chứng nhiễm khuẩn, 20% với hội chứng nhiễm khuẩn nặng và 46% với sốc nhiễm khuẩn [9]. Về mặt sinh lý bệnh, sốc bản chất là sự mất cân bằng giữa cung cấp và tiêu thụ oxy, dẫn tới thiếu oxy tổ chức. Biểu hiện cuối cùng là tụt huyết áp và giảm tưới máu suy chức năng tế bào [26]. Hội chứng nhiễm khuẩn là đáp ứng cơ thể với nhiễm khuẩn, và sốc nhiễm khuẩn là hội chứng nhiễm khuẩn có tụt huyết áp và bất thường về tưới máu tổ chức.
11 Trong sốc nhiễm khuẩn, thể tích dịch trong lòng mạch thường thiếu hụt, Ngoài ra giãn mạch nên xảy ra hiện tượng giảm thể tích tuần hoàn hiệu dụng (stressed volume) và tăng thể tích tuần hoàn dự trữ (unstressed volume) từ đó gây ra thiếu dịch tương đối. Khác với các loại sốc khác chủ yếu là do giảm thể tích tuần hoàn (sốc giảm thể tích) hay giảm cung lượng tim (sốc tim hoặc sốc tắc nghẽn), sốc nhiễm khuẩn là do rối loạn phân bố dòng máu tới vi tuần hoàn [27]. Thêm vào nữa, có thể có hiện tượng ức chế cơ tim. Thiếu thể tích tương đối, ức chế cơ tim, rối loạn phân bố máu dẫn tới giảm cung cấp oxy cho cơ thể (DO2) hậu quả là thiếu oxy mô.
Các nghiên cứu hiện nay cho thấy yếu tố góp phần vào suy chức năng tế bào và suy đa tạng chính là do tế bào giảm hoặc mất khả năng chiết tách và sử dụng oxy (tổn thương tế bào do thiếu oxy) [28].1 Yếu tố giãn mạch Trong sốc nhiễm khuẩn, các cytokine và các chất chuyển hoá khác (các prostagladins) gây tăng NO nội mạch (chất trung gian chính gây giãn mạch và tụt huyết áp). NO gây ra thay đổi cơ chế vận chuyển tế bào và yếu tố nội bào dẫn tới giảm nồng độ calci trong tế bào và hậu quả gây giãn mạch cũng như kháng trị với các thuốc vận mạch [29].