curs nr. 8 - fiziopatologia sistemului respirator ii.ppt

FIZIOPATOLOGIA SISTEMULUI RESPIRATOR II

INSUFICIENŢA RESPIRATORIE

• INSUFICIENŢA RESPIRATORIE – IR = un sindrom rezultat din incapacitatea sistemului respirator de a-şi îndeplini funcţia principală de a face schimburile gazoasenadecvate între sângele capilar şi aleveolele pulmonare, în condiţii de repaus sau de efort fizic


• IR • componentă umorală: Pa O2 sub 60 mmHg cu

sau fără creşterea Pa CO2 peste 46 mmHg• Componenta clinică: poate lipsi uneori, se

manifestă prin semnele si simptomele clinice produse de hipoxemie şi/sau hipercapnie


• Clasificarea IR se face după:• Prezenţa sau absenţa principaleleor semne

umorale care o definesc: hipoxemia (hO2), hipercapnia (HCO2) şi acidoza respiratorie– Dpv fiziopatologic şi etiopatogenic cu importanţă practică

deosebită pentru principiile de tratament

• Timpul în care se instalează hipoxemia şi hipercapnia– Două categorii de pacienţi cu: IR acută şi IR cronică

Clasificarea IR

• IR acută

• IR cronică

• IR cronică acutizată

Clasificarea IR

• IR acută• Are debut recent (ore sau zile)

• IR cronică

• IR cronică acutizată

Clasificarea IR

• IR acută• Are debut recent (ore sau zile)• Poate apărea brusc (cauze sau boli recente)

sau poate complica cauze sau boli preexistente

• Mecanismele de compensare sunt aproape nule => efecte dramatice pentru pacient

• hipoxemia (hO2), hipercapnia (HCO2) şi acidoza respiratorie se pot instala foarte rapid

• Poate duce la moartea pacientului sau poate trece în IR compensată

Clasificarea IR• IR cronică

• Are debut lent (luni sau ani)• Mecanismele de compensare sunt eficiente şi

contribuie la ameliorarea hipoxemiei (hO2), hipercapniei (HCO2) şi tamponarea acidozei respiratorii

• IR cronică acutizată• Apare prin decompensarea bruscă a unei IR cronice• Trebuie identificată cea mai probabilă şi cea mai

recentă cauză de decompensare, pentru instituirea terapiei corecte

• Are un prognostic nefavorabil pentru pacient

Clasificarea fiziopatologică a IR• Tipul I - IR fără hipercapnie• Tipul II – IR cu hipercapnie

• IR compensată – cu pH normal (fără acidoză respiratorie)

• IR decompensată – cu pH scăzut (cu acidoză respiratorie)

Clasificarea fiziopatologică a IR• Tipul I - IR fără hipercapnie

• Se caracterizează numai prin hipoxemie• Concentraţia de bioxid de carbon este normală

sau chiar scăzută• Mecanismele principale de producere a

hipoxemiei sunt:• alterarea raportului ventilaţie/perfuzie (V/Q = 4l

aer/5l sânge – valoare normală 0,8)• hipoventilaţia aleveolară• alterarea capacităţii de difuziune a plămânilor• shuntul intrapulmonar dreapta/stânga

HIPOXEMIA

• Clasificare:

Tipul I - IR fără hipercapnie

Valori normale• PaO2 – 95-96 mmHg

• SaO2 – 96%

• pH sagvin – 7,42

• PAPm (presiunea arteriala pulmonară medie) – 15 mmHg

• PaCO2 – 40-45 mmHg

Valori patologice• Hipoxemia – trei grade:

• Uşoară: 60-80 mmHg

• Moderată: 40-60 mmHg

• Severă: sub 40 mmHg

• IR apare când PaO2 scade sub 60 mmHg, adică în hipoxemie moderată şi severă

Clasificarea fiziopatologică a IR

• Tipul II – IR cu hipercapnie

• Se caracterizează prin asocierea dintre hipoxemie şi hipercapnie

• Mecanismul principal de producere a hipercapniei este hipoventilaţia alveolară

Tipul II - IR cu hipercapnie

Valori normale• PaO2 – 95-96 mmHg

• SaO2 – 96%

• pH sagvin – 7,42



Valori patologice• Hipercapnie – trei grade:

• Uşoară: 46-50 mmHg

• Moderată: 50-70 mmHg

• Severă: peste 70 mmHg

• IR apare când PaO2 scade sub 60 mmHg, adică în hipoxemie moderată şi severă

Tipul II - IR cu hipercapnie

Plămâni normali, dar leziuni extrapulomnare care duc la hipoventilaţie• Inhibarea centrului respirator:

boli SNC, traumatisme cranio-cerebrale, infecţii SNC, droguri

• Boli ale măduvei spinării sau neuro-musculare, cu afecatarea muşchilor respiratori: traumatisme ale MS, miastenia gravis, polimielită,

• Traumatisme toracice, afecţiuni pleurale: pneumotorax, hemptorax, pleurezii, tumori pleurale

Afecţiuni pulmonare cu hipoventilaţie• Tulburări ale ventilaţiei sau ale

raportului V/Q

• Pneumopatii: BPOC, fibroză chistică, emfizem pulmonar, astm bronşic, bronşită acută sau cronică, bronşiolită

Clasificarea IR în raport cu pH-ul sangvin

IR compensată• Hipoxemie moderată PaO2 50-

60 mmHg

• SaO2 moderat scăzută – 85-90%

• pH sagvin – normal sau la limita inferioară - 7,40



IR necompensată• Hipoxemie moderată sau severă

PaO2 50-60 mmHg sau sub 60 mmHg

• Hipercapnie moderată sau severă PaCO2 peste 60-70 mmHg

• pH sagvin scăzut sub 7,35

• PAPm (presiunea arteriala pulmonară medie) mai mare sae egală cu 25 mmHg

Manifestările clinice ale hipoxemiei

Hipoxemia acută• Semne specifice:

• CIANOZA

• Tulburări neuro-psihice:

• Instabilitate motorie, alterarea ideaţiei, asemănător cu starea de ebrietate

• Tulburări cardio-vasculare:

• Tahicardie cu hipertensiune arterială sau bradicardie cu hipotensiune arterială

• Cord pulmoanr acut, artimii cardiace

• Tulburări respiratorii:

• Tahipnee, dispnee

Hipoxemia cronică• Semne specifice:

• Degete „hipocratice”

• Poliglobulie

• Tulburări neuro-psihice:

• Somnolenţă, apatie

• Tulburări de atenţie, tulburări de personalitate


• Hipertensiune arteriolo-pumonară cronică

• Cord pulmonar cronic


• Dispnee cronică

Manifestările clinice ale hipoxemiei

Hipercapnia acută• Tulburări neuro-psihice:

• Encefalopatie hipercapnică (PaCO2 >70 mmHg)

• Comă sau „narcoză” hipercapnică (PaCO2 >80 mmHg)


• Tahicardie şi artimii (predominanţă simpatică)

• Hipertensiune intracraniană prin vasodilataţie cerebrală

• Extremităţi calde şi umede (vasodilataţie locală)


• Tahipnee, dispnee

Hipercapnia cronică• Tulburări neuro-psihice:

• Hipertensiune intracraniană cronică

• Fund de ochi (FO) cu vase tortuoase şi edem papilar



• Pacientul poate tolera valori mari ale PaCO2, dacă primeşte oxigenoterapie corespunzătoare

HIPOXEMIA şi HIPERCAPNIA

ALI - ARDS

• ALI – ACUTE LUNG INJURY: „Leziune/Afecţiune pulmonară acută”

• ARDS – ACUTE RESPIRATORY DISTRESS SYNDROME: Sindromul de Detresă Respiratorie Acută al adultului (SDRA)

• Sinonime: plămânul de şoc, pneumopatia cu mebrane hialine a adultului, insuficienţă respiratorie posttraumatică, atelectazie congestivă/hemoragică

ALI - ARDS • ALI/ARDS• Reprezintă un spectru larg de afecţiuni

pulmonare acute, inflamatorii, asociate cu leziuni severe şi extinse ale membranei aleveolo-capilare (MAC)

• ALI – mai este numit şi edem pulmonar acut non-cardiogenic

• Se manifestă prin hipoxemie apărută brusc şi infiltrate pulmonare difuze, în absenţa insuficienţei cardiace

• ARDS – reprezintă forma severă de ALI

ALI - ARDS

• ALI/ARDS• Ambele situaţii se caracterizează prin combinaţia dintre

• creşterea permeabilităţii capilarelor pulmonare în context inflamator

• lezarea/moartea celulelor alveolare şi/sau endoteliale

• Rezultă afectare alveolară difuză – DAD (diffuse alveolar damage)

• Cele mai multe cazuri de ALI sunt asociate cu sepsisul• În cazul în care nu se evidenţiază o cauză evidentă

boala se numeşte pneumonie acută interstiţială – AIP (acute interstitial penumonia)

ALI - ARDS

• Statistica din SUA arată o frecvenţă de 64-78 de cazuri/100.000 de persoane

• Moratiltatea este foarte ridicată, între 40-60%, în ciuda serviciilor medicale performante: intubaţie oro-traheală şi ventilaţie mecanică

• Majoritatea supravieţuitorilor prezintă la un an o funcţie respiratorie apropiată de normal, însă prezintă sechele serioase la nivel cerebral sau neurologic: psiho-cognitiv, emoţional, deficite motorii

ARDS – Etiopatogenie

• Cauzele cele mai frecvente:• Infecţiile – sepsisul• Factorii fizici – traumatisme• Inhalarea de iritanţi/substanţe toxice în căile

aeriene inferioare• Factorii chimici• Condiţii hematologice• Alte cauze


• Infecţiile

• Spesis-ul – cauza nr. 1 de ARDS – septicemia bacteriană – şocul septic

• Infecţii pulmonare difuze: virale, Mycoplasma, Pneumocystis, TBC miliară

• Aspiraţia gastrică


• Factorii fizici – traumatisme

• Traumele mecanice, inclusiv cele cranio-cerebrale

• Şocul hemoragic, şocul cardiogen

• Contuzii pulmonare

• Arsurile

• Radiaţii ionizante

• Fracturi cu embolii grăsoase


• Inhalarea de iritanţi/substanţe toxice în căile aeriene inferioare

• Toxicitatea oxigenului• Fum• Gaze iritante/toxice – vapori toxici• Diverse chimicale (hidrocarburi – benzină, motorină,

diluanţi)• NH3, NO2

• Fosgen - biclorit de oxid de carbon (CO + Cl2 → COCl2)• La nivelul alveolelor se transformă în CO2 şi HCl care distruge

țesutul alveolar


• Factorii chimici – droguri, medicamente• Supradoze de heroină, metadonă• Supradoze de acid acetil-salicilic• Supradoze de barbiturice• Colchicină• Dextran 40• Thiazide


• Condiţii hematologice• Transfuzii multiple• CID

• Alte cauze• Condiţii metabolice: uremie• Pancreatită acută• By pass cardio-pulmonar• Post-cardioversie• Ecalmpsie, embolie cu lichid amniotic

ARDS – Patogeneză şi modificări structurale

• Factorii etiologici pot leza MAC prin două mecanisme fiziopatologice principale:• Fie pe cale inhalatorie prin lezarea direct a celulelor

alveolare• Aspiraţie de conţinut gastric• Microorganisme• Inhalare de gaze toxice• Oxigen în concentraţie mare

• Fie pe cale hematogenă prin lezarea endoteliului capilar şi secundar lezarea celulelor endoteliale

• Septicemii• Pancreatite• CID şi microembolii• Transfuzii repetate

ARDS – FIZIOPATOLOGIE

• MECANISMELE FIZIOPATOLOGICE IMPLICATE

• Inflamaţie pulmonară masivă• Creşterea excesivă a permeabilităţii

capilarelor pulmonare• Edem pulmonar masiv, non-cardiogenic• Alterarea raportului ventilaţie/perfuzie –

V/Q• Shunt dreapta stânga cu hipoxemie

marcată

ARDSFIZIOPATOLOGIE şi MORFOPATOLOGIE

• ARDS prezintă trei faze distincte în raport cu asocierea dintre simptomelor şi semnelor clinice cu mecanismele fiziopatologice şi modificările morfopatologice

• Faza 1 – Faza exudativă sau inflamatorie - primele 72 de ore (1-3 zile)

• Faza 2 – Faza proliferativă - 4 – 21 de zile (după 1-3 săptămâni de la leziunea inţială)

• Faza 3 - Faza fibrotică – 14 – 21 de zile (după 2-3 săptămâni de la leziunea iniţială)



• Condiţiile inflamatorii excesive determină un dezechilibru între mecanismele pro-inflamatorii şi anti-inflamatorii la nivelul alveolelor pulmonare

• Factorii primari care lezează MAC determină activarea a numeroase celule:• Macrofagele alveolare• Neutrofilele şi plachetele sangvine• Celulele aleveolare • Celulele endoteliale



• Factorii pro-inflamatori implicaţi direct sunt:• Complementul• Citokinele: IL-1, IL-6, IL-8. TNF-α• PAF (platelet-activating factor)• ROS (reactive oxygen species)• Derviaţii acidului arahidonic: prostaglandine (PG),

tromboxani (Tx) şi leucotriene (LT) – LTB4• Chemokine α şi β


• Faza 1 – Faza exudativă sau inflamatorie• Fracţiunile activate ale complementului şi

agregarea plachetară vor duce la apariţia microtrombilor vasculari cu leziuni suplimentare la nivelul capilarelor pulmonare

• În sepsis, toxinele bacteriene vor fi recunoscute de receptorii CD14 de pe suprfaţa macrofagelor alveolare şi prin chemotactism vor atrage un nr. foarte mare de neutrofile la nivelul alveolelor


• Faza 1 – Faza exudativă sau inflamatorie• Granulocitele segmentate neutrofile – joacă

rolul central în apariţia şi progresia ARDS• Se eliberează mediatorii inflamaţiei:

• eicosanoide (PG, Tx, LT)• enzime proteolitice (proteaze, catepsine, elastaze,

colagenaze)• ROS (radicali superoxid, peroxid de hidrogen,

hidroxil)• PAF

• Lezarea extinsă a MAC şi creşterea marcată a permeabilităţii capilare


• Faza 1 – Faza exudativă sau inflamatorie• CREŞTEREA PERMEABILITĂŢII CAPILARE – este

simbolul/marca (hallmark) pentru ARDS• Lichidul din sânge (plasmă), proteinele plasmatice şi

elementele figurate ale sângelui vor ajunge în interstiţiu şi ulterior în alveolele pulmonare → exudat hemoragic

• Se formează „membranele hialine” – compuse din agregate de fibrină, surfactant alterat, resturi celulare şi proteine plasmatice

• Edemul şi hemoragia vor reduce complianţa pulmonară şi vor dezechilibra balanţa dintre V/Q

ARDS – membranele hialine


• Faza 1 – Faza exudativă sau inflamatorie• Mediatorii produşi de neutrofile şi de macrofage

determină şi vasoconstricţie în unele teritorii pulmonare cu alterarea raportului V/Q şi hipoxemie suplimentară

• Trombii formaţi din neutrofile, macrofage, plachete şi fibrină vor afecta şi ei microcirculaţia

• Ambele mecanisme vor contribui la apariţia precoce a hipertensiunii pulmonare acute cu suprasolicitarea cordului drept


• Faza 1 – Faza exudativă sau inflamatorie• Surfactantul din aleveole este inactivat de către

lichidul prezent• Sunt distruse aleveolocitele de tip II şi nu se mai

produce surfactant • Alveolele şi bronhiolele terminale sunt pline cu

lichid sau colabează• Complianţa pulmonară scade, efortul respirator

creşte, apare hipoventilaţia alveolară şi hipercapnia


• Faza 2 – Faza proliferativă - 4 – 21 de zile (după 1-3 săptămâni de la leziunea inţială)

• Începe faza de rezoluţie a edemului pulmonar• Neutrofilele sunt înlocuite trepate de limfocite• Are loc proliferarea celulară marcată: alveolocite

de tip II cu începerea sintezei de surfactant, fibroblaste şi miofibroblaste

• Alveolocitele de tip II se diferenţiază în cele de tip I şi se reface bariera aleveolară


• Faza 2 – Faza proliferativă• Exudatul hemoragic intraalveolar se transformă

în ţesut de granulaţie hipercelular• Se organizează „membranele hialine”• Are loc infiltrarea celulară a septurilor alveolare

cu celule inflamatorii: leucocite şi histiocite• Suprafaţa de schimb gazos se reduce şi mai

mult şi se instalează hipoxemia progresivă refractară la oxigeno-terapie


• Faza 3 - Faza fibrotică – la 14 – 21 de zile (după 2-3 săptămâni de la leziunea iniţială) apare remodelarea şi fibroza la nivel pulmonar

• Fibroza cuprinde rapid alveolele pulmonare, bronhiolele respiratorii şi interstiţiul

• Scade capacitatea funcţională reziduală şi raportul dintre V/Q cu apariţia shuntului dreapta-stânga

• În final apare insuficienţa respiratorie acută cu hipoxemie, hipercapnie şi acidoză


• Faza 3 - Faza fibrotică

• Fibroza pulmonară se caracterizează prin producerea de procolagen de tip III

• Prezenţa acestei peptide denotă un ARDS prelungit şi se asociază cu mortalitate ridicată

• Se modifică arhitectura alveolară cu apariţia de „bule” asemănătoare cu cele din emfizem, cu risc marcat de penumotorax spontan


• Faza 3 - Faza fibrotică

• Fibroza pulmonară perivasculară produce şi compresia vaselor mici intraseptale

• Se asociază şi proliferarea neointimală

• Ambele leziuni vor duce la hipertensiune pulomnară cronică, severă cu consecinţe asupra cordului drept


• Faza 3 - Faza fibrotică• Aceiaşi mediatori ai inflamaţiei care determină

ARDS - leziuni ale MAC şi ale capilarelor pulmonare - vor duce la apariţia leziunilor endoteliale în context inflamator şi în ale oragne sau ţesuturi

• Rezultă un sindrom inflamator de răspuns sistemic (SIRS – Systemic Inflammatory Response Syndrome) care stă la baza insuficienţei multiple de organe – MODS (Multiple Organ Dysfunction Syndrom)

ARDS

• Noua clasificare BERLIN pentru ARDS stabileşte trei grade de severitate, în raport cu nivelul hipoxemiei:

• Uşoară: 200 mmHg < PaO2/FiO2 ≤ 300 mmHg• Moderată: 100 mmHg < PaO2/FiO2 ≤ 200

mmHg• Severă: PaO2/FiO2 ≤ 100 mmHg

ARDS

• Hipoxemia severă şi hipercapnia vor duce la insuficienţă respiratorie

• Scăderea aportului de oxigen la nivel tisular determină acidoză metabolică

• Se instalează MODS:• Insuficienţă renală cu oligurie/anurie• Declinul funcţiei cognitive• Hipotensiune arterială sistemică• Insuficienţă cardiacă cu debit cardiac scăzut

ARDS

• Diagnosticul pozitiv:• Istoricul leziunii pulmonare în context etiologic• Examenul clinic al pacientului• Analiza gazelor sangvine, a echilibrului acido-

bazic şi hidro-electrolitic – ASTRUP• (vezi şi Curs Fiziopatologie anul III – Sistemul

excretor şi echilibrul acido-bazic şi hidro-electrolitic)

ARDS

• Parametrii Astrup (valori normale):• 1. pH-ul actual = VN - 7,38-7,42• 2. pH-ul standard = VN - 7,38-7,42 (în condiţii standard:

pCO2 = 40mmHg, temperatură de 37°C, SaO2 a Hb = 100%

• 3. Bicarbonatul (HCO3- ) actual = VN - 24-28mEq/l.

• 4. Bicarbonatul standard = VN - 24-28mEg/l

• 5. pCO2 = 40mmHg sau 1,25mEq/l

• 6. Baze tampon = VN 46-52mEq/l• 7. Baze exces = VN -2 la +2

ARDS

• Definiţia ALI/ARDS include:• Criteriul radiologic (Rx toracic): inflitrate

pulmonare bilaterale, cu debut acut – opacităţi difuze bilateral, iniţial cu pattern interstiţial şi ulterior alveolar

• PaO2 scăzută sub 50 mmHg– hipoxemie progresivă refractară la oxigeno-terapie

• Absenţa clinică a hipertensiunii în artriul stâng (AS) – presiune de umplere a AS normală

• Examenul clinic iniţial decelează raluri bronşice şi crepitante difuz

ARDS – Rx

ARDS

• PRINCIPII DE TRATAMENT• Depistarea şi tratarea precoce a cauzei iniţiale

care a dus la leziuni pulmonare• Terapie suportivă pentru a preveni şi opri

leziunile pulmonare• Prevenirea complicaţiilor ca şi pneumonie,

ulcerele de stres, MODS• Terapia clasică: ventilaţie mecanică cu PEEP cu

oxigenoterapie în concentraţie mare

ARDS – HIPERTENSIUNE PULMONARĂ

FIZIOPATOLOGIA SISTEMULUI RESPIRATOR II

curs nr. 8 - fiziopatologia sistemului respirator ii.ppt

Documents