Malignant intravascular inflammation
Sepsis has been referred to as a process of malignant intravascular inflammation. Normally, a potent, complex, immunologic cascade ensures a prompt protective response to microorganism invasion in humans. A deficient immunologic defense may allow infection to become established; however, an excessive or poorly regulated response may harm the host through maladaptive release of indigenously generated inflammatory compounds (see the image below).
Pathogenesis of sepsis and multiorgan failure.
Pathogenesis of sepsis and multiorgan failure.
Lipid A and other bacterial products release cytokines and other immune modulators that mediate the clinical manifestations of sepsis. Interleukins, tumor necrosis factor (TNF)-α, interferon gamma (IFN-γ), and other colony-stimulating factors are produced rapidly within minutes or hours after interactions of monocytes and macrophages with lipid A.
Inflammatory mediator release becomes a self-stimulating process, and release of other such mediators, including interleukin (IL)-1, platelet activating factor, IL-2, IL-6, IL-8, IL-10, and nitric oxide (NO), further increases cytokine levels. This leads to continued activation of polymorphonuclear leukocytes (PMNs), macrophages, and lymphocytes; proinflammatory mediators recruit more of these cells. All of these processes create a state of destructive immunologic dissonance.
Sepsis is described as an autodestructive process that permits extension of the normal pathophysiologic response to infection to involve otherwise normal tissues and results in MODS. Organ dysfunction or organ failure may be the first clinical sign of sepsis, and no organ system is immune from the consequences of the inflammatory excesses of sepsis. Mortality increases as organ failure increases.
Although uncontrolled, once MODS develops systemic evidence of both proinflammatory and anti-inflammatory up-regulation are usually present, suggesting that failure of host defense homeostasis is the final pathway from sepsis to MODS, rather than simple hypotension-induced end-organ injury, as may occur with hemorrhagic shock. Survival from severe sepsis with MODS is usually associated with a generalized reduction in both the proinflammatory and anti-inflammatory response.
A novel hypothesis has recently emerged that survival from severe sepsis requires a generalized down-regulation of the body’s immune response, energetic functions, and associated organ performance. Thus, MODS may by the host’s adaptive response to overwhelming inflammation, allowing inflammation to clear without causing permanent end-organ harm. As discussed below, all organs reveal a generalized hyporesponsiveness that is clearly abnormal in health but may mark a survival strategy in severe sepsis.
Dysfunction of organ systems
Circulatory derangement
Significant derangement in autoregulation of circulation is typical of sepsis. Vasoactive mediators cause vasodilatation and increase microvascular permeability at the site of infection. NO plays a central role in the vasodilatation of septic shock. Also, impaired secretion of vasopressin may occur, which may permit persistence of vasodilatation.
Changes in both systolic and diastolic ventricular performance occur in sepsis. Through the use of the Frank-Starling mechanism, cardiac output often is increased to maintain blood pressure in the presence of systemic vasodilatation. Patients with preexisting cardiac disease are unable to increase their cardiac output appropriately.
Regionally, sepsis interferes with the normal distribution of systemic blood flow to organ systems. Consequently, core organs may not receive appropriate oxygen delivery, and the result is what is known as regional hypoperfusion.
Microcirculation is the key target organ for injury in sepsis since vascular endothelium is universally affected by the circulating inflammatory mediators. Although it is unclear if microcirculatory abnormalities are the cause or an innocent bystander of the end-organ injury, clear microvascular dysfunction is seen. A decrease in the number of perfused capillaries is seen, although with application of vasodilator therapies, full microvascular recruitment occurs. Mitochondrial dysfunction also occurs and is often associated with reduced mitochondrial transmembrane potential gradients, which are necessary to drive oxidative phosphorylation. The end result is an apparent inability of end-organs to extract oxygen maximally.
Debate continues as to whether this failure of energy metabolism is an adaptive cytoprotective mechanism similar to hibernation or reflects primary mitochondrial pathology. These are areas of active research but do not presently translate into clear clinical practice guidelines. Increased capillary endothelial permeability leads to widespread protein-rich tissue edema.
Septic shock and SIRS are characterized by reversible myocardial depression, which can prove resistant to catecholamine and fluid administration. Circulating “myocardial depressant factor”—probably representing the synergistic effects of TNF-α, IL-1β, other cytokines, and NO—is implicated in pathogenesis. The two characteristics of this acute stress myocardial depression are impaired adrenergic responsiveness and diastolic dysfunction leading to relative catecholamine resistance and small rather than dilated hearts. Macrovascular myocardial ischemia and hypoperfusion are unlikely contributors.
In severe sepsis and septic shock, microcirculatory dysfunction and mitochondrial depression cause regional tissue distress, and regional dysoxia therefore persists. This condition is termed microcirculatory and mitochondrial distress syndrome (MMDS).[4] Sepsis-induced inflammatory autoregulatory dysfunction persists, and oxygen need is not matched by supply, leading to MODS.
Redistribution of intravascular fluid volume resulting from reduced arterial vascular tone, diminished venous return from venous dilation, and release of myocardial depressant substances causes hypotension.
Pulmonary dysfunction
Endothelial injury in the pulmonary vasculature leads to disturbed capillary blood flow and enhanced microvascular permeability, resulting in interstitial and alveolar edema. Neutrophil entrapment within the pulmonary microcirculation initiates and amplifies the injury to alveolar capillary membranes. Acute lung injury and acute respiratory distress syndrome (ARDS) are frequent manifestations of these effects. Indeed, sepsis and pneumonia are the most common causes of ARDS.
Gastrointestinal dysfunction
The gastrointestinal (GI) tract may help propagate the injury of sepsis. Overgrowth of bacteria in the upper GI tract may be aspirated into the lungs, producing nosocomial or aspiration pneumonia. The normal barrier function of the gut may be affected, allowing translocation of bacteria, endotoxins, and normal digestive proteases into the systemic circulation and extending the septic response.
Septic shock can cause paralytic ileus that can lead to a delay in the institution of enteral feeding. Excess NO production is thought to be the causative agent of sepsis-induced ileus. The optimal level of nutritional intake is interfered with in the face of high protein and calorie requirements. Narcotics and muscle relaxants can further worsen GI tract motility.
Liver dysfunction
As a consequence of the role the liver plays in host defense, the abnormal synthetic functions caused by liver dysfunction can contribute to both the initiation and progression of sepsis. The reticuloendothelial system of the liver acts as a first line of defense in clearing bacteria and their products; liver dysfunction leads to a spillover of these products into systemic circulation.
Liver failure (“shocked liver”) can be manifested by elevations in liver enzymes and bilirubin, coagulation defects, and failure to excrete toxins such as ammonia, which lead to worsening encephalopathy.
Renal dysfunction
Acute kidney injury (AKI) often accompanies sepsis. Different etiologies for AKI have been reported, and the cause is typically thought to be multifactorial.[5] The mechanism of AKI is complex but likely involves a decrease in effective intravascular volume resulting from systemic hypotension, direct renal vasoconstriction, release of cytokines, and activation of neutrophils by endotoxins and other peptides, which contribute to renal injury. Still, most animal studies show that renal blood flow is increased, not decreased, in sepsis, though associated with impaired tubular function and a lack of significant histologic evidence of tubular injury.
Central nervous system dysfunction
Involvement of the central nervous system (CNS) in sepsis produces encephalopathy and peripheral neuropathy. The pathogenesis is poorly defined but is probably related to systemic hypotension, which can lead to brain hypoperfusion.
Coagulopathy
Subclinical coagulopathy, signaled by a mild elevation of the thrombin time (TT) or activated partial thromboplastin time (aPTT) or a moderate reduction in the platelet count, is extremely common; however, overt disseminated intravascular coagulation (DIC) may also develop. Protease-activated receptors (PARs), especially PAR 1, form the molecular link between coagulation and inflammation; PAR1 exerts cytoprotective effects when stimulated by activated protein C or low-dose thrombin but exerts disruptive effects on endothelial-cell barrier function when activated by high-dose thrombin.[6]
Mechanisms of organ dysfunction and injury
The precise mechanisms of cell injury and resulting organ dysfunction in sepsis are not fully understood. MODS is associated with widespread endothelial and parenchymal cell injury, some of which can be explained by the following 4 proposed mechanisms.
Hypoxic hypoxia
The septic circulatory lesion disrupts tissue oxygenation, alters the metabolic regulation of tissue oxygen delivery, and contributes to orga
Intravascular อักเสบร้ายแรงอ้าง sepsis การเป็นกระบวนการของภูต intravascular โดยปกติ การเรียงซ้อนมีศักยภาพ ซับซ้อน immunologic มั่นใจตอบสนองพร้อมท์ป้องกันการบุกรุกจุลินทรีย์ในมนุษย์ ป้องกัน immunologic ขาดสารอาจทำให้ติดเชื้อจะกลายเป็นก่อตั้ง อย่างไรก็ตาม การตอบสนองที่มากเกินไป หรือควบคุมงานอาจเป็นอันตรายต่อโฮสต์ผ่านปล่อย maladaptive indigenously สร้างสารอักเสบ (ดูภาพด้านล่าง)พยาธิกำเนิดของ sepsis และ multiorgan ความล้มเหลว พยาธิกำเนิดของ sepsis และ multiorgan ความล้มเหลวไขมัน A และผลิตภัณฑ์อื่น ๆ จากแบคทีเรียปล่อย cytokines และข้ออื่น ๆ ภูมิคุ้มกันที่บรรเทาลักษณะทางคลินิกของ sepsis Interleukins อัตราการตายเฉพาะส่วนเนื้องอก (TNF) -ด้วยกองทัพ แกมมาอินเตอร์เฟียรอน (IFN-γ), และปัจจัยอื่น ๆ กระตุ้นอาณานิคมผลิตอย่างรวดเร็วภายในนาทีหรือชั่วโมงหลังจากการโต้ตอบของ monocytes และบังเอิญกับไขมันอ.รุ่นกลางอักเสบกลายเป็น การกระตุ้นตนเองกระบวนการ และรุ่นอื่น ๆ เช่นอักเสบ รวมทั้ง interleukin (IL) -1 เปิดตัว IL-2, IL-6, IL-8, IL-10 และ nitric ออกไซด์ (NO), ระดับอย่างไร cytokine เพิ่มเติมเกล็ดเลือด นี้นำไปสู่การเปิดใช้งานอย่างต่อเนื่อง ของ polymorphonuclear leukocytes (PMNs), บังเอิญ lymphocytes อักเสบ proinflammatory สรรหาของเซลล์เหล่านี้ กระบวนการเหล่านี้ทั้งหมดสร้างรัฐ dissonance immunologic ทำลายSepsis ได้อธิบายว่า กระบวนการ autodestructive ที่อนุญาตให้ส่วนขยายของการตอบสนองต่อ pathophysiologic ปกติเชื้อปกติอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับ เนื้อเยื่อและผลลัพธ์ใน MODS อวัยวะล้มเหลวหรือความล้มเหลวของอวัยวะอาจหมายคลินิกแรกของ sepsis และระบบอวัยวะไม่มีภูมิคุ้มกันจากผลกระทบของ excesses อักเสบของ sepsis การตายเพิ่มขึ้นเป็นอวัยวะล้มเหลวเพิ่มขึ้นแม้ว่าแพงกว่า เมื่อ MODS พัฒนา proinflammatory ทั้งระบบเอกสาร และระเบียบขึ้นแก้อักเสบอยู่มักจะ การแนะนำว่า ความล้มเหลวของโฮสต์ป้องกันภาวะธำรงดุลเป็นทางเดินสุดท้ายจาก sepsis การ MODS แทนที่บาดเจ็บง่ายเกิด hypotension สิ้นสุดอวัยวะ อาจ มีเลือดออกช็อก รอดจาก sepsis รุนแรงกับ MODS มักเกี่ยวข้องกับลดเมจแบบทั่วไป proinflammatory และตอบสนองแก้อักเสบได้สมมติฐานนวนิยายมีเพิ่งเกิด ที่รอดตายจาก sepsis รุนแรงต้องการเมจแบบทั่วไปลงระเบียบของร่างกายตอบสนองภูมิคุ้มกัน มีพลังฟังก์ชัน และประสิทธิภาพการทำงานของอวัยวะที่เกี่ยวข้อง ดัง MODS อาจ โดยการตอบสนองที่เหมาะสมของโฮสต์เพื่อครอบงำการอักเสบ ช่วยให้อักเสบชัดเจน โดยถาวรสิ้นสุดอวัยวะที่ก่อให้เกิดอันตราย ตามที่อธิบายไว้ด้านล่าง อวัยวะทั้งหมดเปิดเผย hyporesponsiveness เมจแบบทั่วไปที่มีความผิดปกติชัดเจนในสุขภาพ แต่อาจเลือกกลยุทธ์การอยู่รอดใน sepsis รุนแรงความผิดปกติของระบบอวัยวะความยุ่งเหยิงของระบบไหลเวียนโลหิตอย่างมีนัยสำคัญความยุ่งเหยิงใน autoregulation ของไหลเวียนเป็นปกติของ sepsis อักเสบ vasoactive ทำ vasodilatation และเพิ่ม permeability microvascular ที่เว็บไซต์ของการติดเชื้อ ไม่มีบทบาทสำคัญใน vasodilatation ของช็อกกำจัดของเสีย ยัง หลั่งความของ vasopressin อาจเกิดขึ้น ซึ่งอาจทำให้ติดตาของ vasodilatationเกิดการเปลี่ยนแปลงในประสิทธิภาพของหัวใจห้องล่างทั้ง systolic และ diastolic ใน sepsis โดยใช้กลไกนกกิ้งโครง Frank หัวใจที่แสดงผลมักจะเพิ่มการรักษาความดันโลหิตในต่อหน้าของระบบ vasodilatation ผู้ป่วยที่ มีโรคหัวใจที่อิงไม่สามารถเพิ่มผลผลิตของหัวใจอย่างเหมาะสมสมควร sepsis รบกวนกับการแจกแจงปกติของการไหลเวียนของระบบเลือดระบบอวัยวะ ดังนั้น อวัยวะหลักอาจไม่ได้รับออกซิเจนที่เหมาะสมจัดส่ง และผลที่ได้คือ อะไรเรียกว่า hypoperfusion ภูมิภาคMicrocirculation เป็นอวัยวะเป้าหมายหลักสำหรับการบาดเจ็บใน sepsis เนื่องจากหลอดเลือด endothelium เกลียดชังได้รับผลกระทบจากการหมุนเวียนอักเสบ แม้เป็นที่ชัดเจนว่าความผิดปกติ microcirculatory เป็นสาเหตุหรือช่วยการบริสุทธิ์ของการบาดเจ็บอวัยวะสุด ล้าง microvascular บกพร่องจะเห็นได้ การลดจำนวนของเส้นเลือดฝอย perfused จะเห็น แต่ ด้วยโปรแกรมบำบัด vasodilator สรรหาบุคลากรทั้ง microvascular เกิดขึ้น ชวน mitochondrial ยังเกิดขึ้น และมักจะเกี่ยวข้องกับลด mitochondrial transmembrane อาจไล่ระดับสี ซึ่งจำเป็นต้องไดรฟ์ phosphorylation ปฏิกิริยาออกซิเด ผลลัพธ์สุดท้ายจะไม่สามารถเห็นอวัยวะปลายแยกออกซิเจน maximallyอภิปรายต่อไปว่านี้ความล้มเหลวของการเผาผลาญพลังงานเป็นกลไก cytoprotective เหมาะสมคล้ายกับโหมดไฮเบอร์เนต หรือสะท้อนให้เห็นถึงพยาธิ mitochondrial หลัก เหล่านี้คืองานวิจัย แต่ไม่ปัจจุบันแปลเป็นแนวทางปฏิบัติทางคลินิกชัดเจน เพิ่ม permeability บุผนังหลอดเลือดเส้นเลือดฝอยที่นำไปสู่เนื้อเยื่ออุดมไปด้วยโปรตีนอย่างแพร่หลายได้แก่ไล่กำจัดของเสียและเคารพลักษณะ โดยสมมติ myocardial ภาวะซึมเศร้า ซึ่งสามารถพิสูจน์ทนต่อการจัดการ catecholamine และน้ำมัน หมุนเวียน "myocardial depressant ปัจจัย" ซึ่งอาจแสดงผลพลังของ TNF ด้วยกองทัพ IL-1β, cytokines อื่น ๆ และไม่มี — อู๊ดในพยาธิกำเนิด ลักษณะที่สองนี้ความเครียดเฉียบพลัน myocardial โรคซึมเศร้าจะตอบสนองการพัฒนาในหลอดทดลองที่พิการและบกพร่องเลี้ยงนำไปต้านทาน catecholamine ญาติและขนาดเล็ก มากกว่าโป่งแดง Macrovascular myocardial ischemia และ hypoperfusion มีน่าผู้ให้การสนับสนุนSepsis ที่รุนแรงและช็อกกำจัดของเสีย microcirculatory ความผิดปกติและภาวะซึมเศร้า mitochondrial ก่อให้เกิดความทุกข์เนื้อเยื่อภูมิภาค และ dysoxia ภูมิภาคยังคงอยู่ดังนั้น เงื่อนไขนี้จะเรียกว่ากลุ่มอาการ microcirculatory และ mitochondrial ทุกข์ (MMDS) [4] ชวน sepsis-เกิด autoregulatory อักเสบยังคงอยู่ และจัดหา การนำ MODS ไม่ตรงความต้องการออกซิเจนซอร์ส intravascular fluid ปริมาณที่เกิดจากลดเสียงต้วหลอดเลือด หลอดเลือดดำจาก dilation ดำ และปล่อยของ hypotension สาเหตุสาร myocardial depressant ลดลงความผิดปกติของระบบทางเดินหายใจบาดเจ็บที่บุผนังหลอดเลือดใน vasculature ระบบทางเดินหายใจที่นำไปสู่กระแสเลือดเส้นเลือดฝอยที่รบกวนและเพิ่ม permeability microvascular เกิดอาการบวมน้ำหลาก และเสียง Entrapment neutrophil ภายใน microcirculation ระบบทางเดินหายใจเริ่ม และกำลังโคจรอยู่ซึ่งการบาดเจ็บเส้นเลือดฝอยเข้าเสียง บาดเจ็บปอดเฉียบพลันและอาการทุกข์ทางเดินหายใจเฉียบพลัน (ARDS) มีลักษณะเป็นลักษณะพิเศษเหล่านี้ แน่นอน sepsis และโรคปอดบวมเป็นสาเหตุส่วนใหญ่ของ ARDSความผิดปกติของระบบระบบทางเดิน (GI) อาจช่วยเผยแพร่การบาดเจ็บของ sepsis อาจจะ aspirated overgrowth ของแบคทีเรียในทางเดิน GI บนเข้าไปในปอด โรค nosocomial หรือปณิธานในการผลิต การทำงานอุปสรรคปกติของลำไส้อาจมีผลกระทบ ช่วยให้การสับเปลี่ยนของแบคทีเรีย endotoxins และ proteases ปกติทางเดินอาหารเป็น systemic หมุนเวียน และขยายการตอบสนองต่อการบำบัดน้ำเสียบำบัดน้ำเสียช็อคอาจทำให้เกิด paralytic ileus ที่สามารถนำไปสู่ความล่าช้าในสถาบันอาหาร enteral เกินที่ผลิตไม่มีความคิดที่จะแทนสาเหตุการของเกิด sepsis ileus ระดับสูงสุดของโภชนาการบริโภคจะยุ่งหน้าความต้องการแคลอรี่และโปรตีนสูง ยาเสพติดและกล้ามเนื้อ relaxants สามารถเพิ่มเติม worsen GI motility ทางเดินความผิดปกติของตับAs a consequence of the role the liver plays in host defense, the abnormal synthetic functions caused by liver dysfunction can contribute to both the initiation and progression of sepsis. The reticuloendothelial system of the liver acts as a first line of defense in clearing bacteria and their products; liver dysfunction leads to a spillover of these products into systemic circulation.Liver failure (“shocked liver”) can be manifested by elevations in liver enzymes and bilirubin, coagulation defects, and failure to excrete toxins such as ammonia, which lead to worsening encephalopathy.Renal dysfunctionAcute kidney injury (AKI) often accompanies sepsis. Different etiologies for AKI have been reported, and the cause is typically thought to be multifactorial.[5] The mechanism of AKI is complex but likely involves a decrease in effective intravascular volume resulting from systemic hypotension, direct renal vasoconstriction, release of cytokines, and activation of neutrophils by endotoxins and other peptides, which contribute to renal injury. Still, most animal studies show that renal blood flow is increased, not decreased, in sepsis, though associated with impaired tubular function and a lack of significant histologic evidence of tubular injury.Central nervous system dysfunctionInvolvement of the central nervous system (CNS) in sepsis produces encephalopathy and peripheral neuropathy. The pathogenesis is poorly defined but is probably related to systemic hypotension, which can lead to brain hypoperfusion.CoagulopathySubclinical coagulopathy, signaled by a mild elevation of the thrombin time (TT) or activated partial thromboplastin time (aPTT) or a moderate reduction in the platelet count, is extremely common; however, overt disseminated intravascular coagulation (DIC) may also develop. Protease-activated receptors (PARs), especially PAR 1, form the molecular link between coagulation and inflammation; PAR1 exerts cytoprotective effects when stimulated by activated protein C or low-dose thrombin but exerts disruptive effects on endothelial-cell barrier function when activated by high-dose thrombin.[6]Mechanisms of organ dysfunction and injuryThe precise mechanisms of cell injury and resulting organ dysfunction in sepsis are not fully understood. MODS is associated with widespread endothelial and parenchymal cell injury, some of which can be explained by the following 4 proposed mechanisms.Hypoxic hypoxiaThe septic circulatory lesion disrupts tissue oxygenation, alters the metabolic regulation of tissue oxygen delivery, and contributes to orga
การแปล กรุณารอสักครู่..
