Metaboliczne skutki płynoterapii Wojciech Dąbrowski Katedra i I Klinika Anestezjologii i Intensywnej Terapii Uniwersytetu Medycznego w Lublinie
Członek komitetu naukowego International Fluid Academy
Kilka pojęć podstawowych OSMOLALNOŚĆ całkowite stężenie molarne cząstek w kilogramie rozpuszczalnika, OSMOLARNOŚĆ całkowite stężenie molarne cząstek w litrze rozpuszczalnika, PRAWIDŁOWA OSMOLARNOŚĆ OSOCZA: 280 295 mosm/l CIŚNIENIE OSMOTYCZNE ciśnienie generowane przez dwa roztwory o różnej osmolarności oddzielone błona nieprzepuszczalną dla cząsteczek substancji rozpuszczonej, natomiast przepuszczalnej dla rozpuszczalnika, CIŚNIENIE ONKOTYCZNE ciśnienie osmotyczne generowane przez cząstki substancji o arbitralnie przyjętej masie cząsteczkowej ponad 30 tys.
Parę słów o fizjologii TBW total body water: noworodki 70 80% masy ciała mężczyźni 18-40 lat 51% masy ciała 41 60 lat 55% masy ciała > 60 lat 52% masy ciała kobiety 18-40 lat 51% masy ciała 41 60 lat 47% masy ciała > 60 lat 46% masy ciała woda ustrojowa zawarta jest w przestrzeni: wewnątrznaczyniowa (5 7% masy ciała), pozakomórkowej (ECW 20% masy ciała 12 15 L), śródmiąższowa (15% masy ciała 9 12 L), śródkomórkowa (ICW 0 34 40% masy ciała 28 31,5 L).
Kobiety Męższczyźni kom. ściany naczyń płyn zewnątrzkomórkowy erytrocyty 45 % stała masa ciała 40 % stała masa ciała całkowity płyn organizmu 3 l osocze 12 l płyn śródmiąższowy 55 % płyny 60 % płyny 2/3 przestrzeń wewnątrzkomórkowa płyn zewnątrzkomórkowy komórki 1/3 przestrzeń zewnątrzkomórkowa 80% płyn śródmiąższowy 20% osocze naczynie włosowate Pearson Education, Lecture Slides prepared by Meg Flemming Austin Community College
Parę słów o fizjologii 1. Prawo elektroobojętonści płynów ustrojowych płyny ustrojowe niezależnie w jakich znajdują się przestrzeniach wodnych są zawsze elektrycznie obojętne. suma kationów w każdej z przestrzeni płynowej jest równa sumie anionów w tej przestrzeni. zmiana stężenia np. kationów o choćby 1 meq/l powoduje taką samą co do wartości zmianę ilości anionów, równoważącą zmianę ilości kationów. 2. Prawo izomolarności ciśnienie osmotyczne płynów znajdujących się w różnych przestrzeniach jest zawsze jednakowe. Jeśli molalność osocza wynosi 290mOsm/kg H 2 O, to identyczną wartość otrzymamy dla płynu pozakomórkoweg pozanaczyniowego i śródkomórkowego Suma kationów = 153 meq/l Suma anionów = 153 meq/l 3. Prawo izojonii dążenie ustroju do utrzymania stałego stężenia jonów, w tym także jonu wodorowego (ph)
Parę słów o fizjologii izolowana tylna łapa psa kaniulizacja żyły i tętnicy hypoderma z 1% NaCl postępujące rozcieńczenie krwi żylnej nieobecne przy hypodermie z albumin jest absorpcja 1% NaCl do układu krążenia i nie wynika ze wzrostu ciśnienia płynu międzykomórkowego (filtracji wstecznej), lecz ze spadku ciśnienia onkotycznego płynu międzykomórkowego, ponieważ wzrost ciśnienia w śródmiąższu zaciska żyły,
Zależność przepływu przez błonę komórkową od sił filtracji Starlinga Filtracja płynu netto przez ścianę włośniczki jest wynikiem równowagi czterech skierowanych przeciwnie sił filtracji Starlinga. Siły mające tendencję do filtracji (eliminacji płynu z włośniczki): włośniczkowe ciśnienie hydrostatyczne P c śródmiąższowe ciśnienie onkotyczne płynu π i Siły sprzyjające absorbcji (przenikaniu płynu do włośniczki): ciśnienie hydrostatyczne płynu śródmiąższowego P i ciśnienie onkotyczne osocza π c
Po Starlingu - Eugene Markley Landis potwierdzenie eksperymetalne blokowanie naczyń włosowatych pipetą naczynie na wysokości serca kapilary pod paznokcie rola przepuszczalności naczyń obrzęk zapalny
Równanie filtracji Starlinga Ściany włośniczek są w zwykłych warunkach relatywnie nieprzepuszczalne dla białek, przepuszczalne dla innych cząstek, a współczynniki stałe. Zatem równanie można uprościć: J v = (P c - P i ) - (π c - π i )
Glykokaliks naczynia są wysłane szczelną warstwą glikoprotein glikokalisem między glikokaliksem, a ścianą naczynia znajduje się dodatkowa warstwa płynu co wymaga nowego równania sił Starlinga
Filtracja stara i nowa
Glykokaliks a mikrokrążenie
Płyny infuzyjne nie są osoczem. Skład płynów infuzyjnych różni się od składu osocza. Skład osocza: Białka 14 meq/l kw. organiczne 6 meq/l Fosforany 2 meq/l Siarczany 1 meq/l Wodorowęglany 24 meq/l składniki obdarzone ujemnym ładunkiem - aniony składniki nieorganiczne /elektrolity Woda 92% elektrolity: Sód 142 meq/l Potas 4 meq/l Wapń 5 meq/l Magnez 2 meq/l Chlor 104 meq/l Płyny infuzyjne: woda 99% elektrolity: Sód Potas Wapń Magnez Chlor skład jest różny dla poszczególnych preparatów Suma kationów 153 meq/l Suma anionów 153 meq/l
Składniki roztworów krystaloidowych są in vivo tylko częściowo aktywne osmotycznie, ich współczynnik osmotyczny wynosi 0,926. Aby osmolalności vivo (toniczności) roztworu krystaloidu wynosiła 285 mosmol/kg H 2 O, jego osmolarność teoretyczna (suma jonów zawartych w roztworze) musi wynosić 308 mosm/kg H 2 O. Osmolarność teoretyczna płynu infuzyjnego: Osmolalność rzeczywista płynu infuzyjnego: Płyn A Płyn B 295 mosm/l 308 mosm/l 273 mosm/kg H 2 O 285 mosm/kg H 2 O
Osmolarność teoretyczna vs. osmolalność rzeczywista krystaloidów Osmolarność teoretyczna (mosm/l) to suma milimoli poszczególnych jonow i/lub cząsteczek znajdujących się w 1 litrze roztworu. Osmolarność teoretyczna, jak sama nazwa wskazuje, nie odnosi się do rzeczywistego wpływu płynu na organizm, ale informuje jaka jest sumaryczna zawartość jonów i/lub cząsteczek w jednym litrze roztworu. Osmolalność rzeczywista (mosm/kg H 2 O) roztworu zależy od stężenia i aktywności osmotycznej cząsteczek substancji rozpuszczonych w wodzie oraz stężenia i aktywności cząsteczek wody. Aktywność osmotyczna jonów soli nie wynosi 100% ale 92,6%, dlatego wartość osmolalności rzeczywistej płynów infuzyjnych różni się od ich osmolarności teoretycznej. Przykłady: 0,9% r-r chlorku sodu (NaCl): 154+154 = 308 (OR 285) Ringer: 147+4+2,2+159 = 309 (OR 286) PWE: 141+5+2+1+109+34+3 = 295 (OR 273) Optylite: 141+5+2+1+109+34+3 = 295 (OR 273) Sterofundin ISO: 145+4+1+2,5+127+24+5 = 309 (OR 286) Plasmalyte: 140+5+1,5+98+27+23 = 295 (OR 273)
Płyny infuzyjne a toniczność osocza
Płyny infuzyjne a równowaga kwasowo-zasadowa Kamienie milowe postępu w diagnostyce klinicznej i leczeniu zaburzeń kwasowo-zasadowej: 1917 - równanie Hendersona-Hasselbalcha 1960 Ole Siggaard-Andersen: nadmiar/niedobór zasad (BE), (szkoła Kopenhaska) fizjologiczny poziom HCO 3- w osoczu: ~ 24mmol/l Na + luka anionowa HCO 3 Cl - nieoznaczone aniony = białczany, fosforany, siarczany, itp. 1970 - luka anionowa (szkoła Bostońska), Franciszek Kokot, Gospodarka wodnoelektrolitowa i kwasowozasadowa w stanach fizjologii i patalogii. PZWL, wydanie 5 unowocześnione, str.231
Płyny infuzyjne a równowaga kwasowo-zasadowa 1983 - podejście fizyko-chemiczne Stewarta i różnica silnych jonów (SID)
Płyny infuzyjne a teoria Stewarta
Płyny infuzyjne, a nadmiar/niedobór zasad (BE) czyli płynoterapia a równowaga kwasowo-zasadowa BE (base excess, mmol/l) płynów infuzyjnych jest definiowany w analogiczny sposób jak BE krwi. BE wskazuje jaka ilość wodorowęglanów (HCO 3- ) jest potrzebna, aby po przetoczeniu roztworu infuzyjnego, ph pacjenta powróciło do fizjologicznej wartości 7,4 (przy założeniu warunków laboratoryjnych, tj. pco 2 = 40 mmhg) Każdy płyn niezawierający HCO 3- ma automatycznie BE = -24 mmol/l Dla płynów infuzyjnych zawierających metabolizowalne do wodoroweglanów (HCO3 - ) aniony organiczne stosuje się BEpot (potential BE, mmol/l). BEpot oznacza ilość wodorowęglanów jaka ostatecznie powstanie po przetoczeniu płynu jest to wypadkowa rozcieńczenia wodorowęglanów osocza przez płyn i dostarczenia nowych wodorowęglanów ze zmetabolizowanych anionów organicznych (pco 2 = 40 mmhg ). Zander R: Base Excess und Laktatkonzentration von Infusionslösungen und Blutprodukten. Anästhesiol Intensivmed Notfallmed Schmerzther 2002; 37: 359-363 Zander R: Physiologie und Klinik des extrazellulären Bikarbonat-Pools: Plädoyer für einen bewußten Umgang mit HCO 3. Infusionsther Transfusionsmed 1993; 20: 217-235
Od fizjologii do patologii Zasady dotyczące nieprawidłowości SID i A TOT SID - różnica stężenia silnych jonów A TOT - całkowite stężenie słabych kwasów SID/A TOT Zmiana Skutek SID wzrost zasadowica metaboliczna SID spadek kwasica metaboliczna A TOT wzrost kwasica metaboliczna A TOT spadek zasadowica metaboliczna
Czyli gdzie szukać w praktyce Osmolarność 295 mosm/l = Osmolalność 273 mosm/kg H 2 O SID: mmol/l Na + + mmo/l K + + mmo/l Mg +2 + mmo/l Cl 140 + 5 + 2 x 1,5-98 = 50 Bufor: - octany 27 mmol/l - glukoniany 23 mmol/l
Czyli gdzie szukać w praktyce Osmolarność 309 mosm/l = Osmolalność 286 mosm/kg H 2 O SID: mmol/l Na + + mmo/l K + + mmo/l Ca +2 + mmo/l Cl 74 + 2-2 x 1,3-78 = 0 Bufor????
Płyny infuzyjne - bufory
Płyny infuzyjne - bufory
Od fizjologii do patologii - bufory Zużycie tlenu podczas produkcji wodorowęglanów: z jabłczanów (1.5 mol/mol), z octanów (2,0 mol/mol), z mleczanów (3,0 mol/mol), z cytrynianów (4,5 mol/mol) z glukonianów (5.5 mol/mol). jabłczany octany mleczany glukoniany Wybierając płyn należy brać pod uwagę obecność środków wpływających na krzepnięcie krwi, z uwagi na potencjalny wpływ na wyniki badań laboratoryjnych i zaburzenia hemostazy (zwiększenie krwawienia do ośrodkowego układu nerwowego)
Płyny infuzyjne bufor cytrynianowy 3 mmol cytrynianiu wiąże 4,5 mmol zjonizowanego wapnia!!!!! stężenie wapnia zjonizowanego w osoczu = 1-1,5 mmol/l, ostra hipokalcemia jest niezależnym czynnikiem zgonu. 3 x 6 = 1000 ml płynu zbuforowanego 3 mmol cytrynianu = brak wapnia zjonizowanego osoczu
cytrynian + wapń mitochondria wątroba zdrowa 3HCO3 - + 3Na + + 1,5Ca +2 przedawkowanie cytrynianów zasadowica, Ca +2, Na + ultrafiltrat wątroba chora nagromadzenie kompleksów kwasica, Ca +2 upośledzony metabolizm cytrynianów jest niezależnym czynnikiem zwiększającym ryzyko zgonu
Faza wczesna: - napięcie naczyń - dysfunkcja mikrokrążenia - ucieczka albumin - hypoperfuzja - uogólnione obrzęki - nadciśnienie śródbrzuszne Stabilizacja: - poprawa funkcji narządowej - stabilizacja reakcji neuroendokrynnej - równowaga odpowiedzi zapalnej - stabilizacja ciśnień onkotycznych Faza rekonwalescencji narządowej: - mobilizacja wody pozanaczyniowej - poliuria - redukcja obrzęków - redukcja nadciśnienia śródbrzusznego Malbrain ML et al. Anesthesiol Intensive Ther 2014
1. Utrzymanie MAP w granicach 65 mmhg (1C), lub SAP 80 90 mmhg z wyjątkiem urazów czaszkowo-mózgowych, gdzie MAP > 80 mmhg, 2. Istotność spadku Hb powinna być kontrolowana pomiarem Hb a odniesieniu do stężenia mleczanów lub niedoboru zasad (BE > 6 meq/l), 3. Izotonioczne roztwory krystaloidów są płynami z wyboru w leczeniu pourazowych krwotoków (1A), 4. Sugeruje się użycie krystaloidów zbuforowanych, 5. Nie zaleca się stosowania 0,9% NaCl w leczeniu urazów (2C), 6. Zaleca się ostrożne stosowanie roztworów koloidowych ze względu na indukowane przez nie zaburzenia krzepnięcia (2C), 7. Nie zaleca się stosowania roztworów skrobi hydroksyetylowanej (HES), 8. Nie zaleca się stosowania roztworów albumin w okresie przedszpitalnym, 9. W sytuacjach znaczącej hipotensji zaleca się użycie środków naczynioskurczowych (1C), 10.Roztwory hipotoniczne/hipoosmotyczne są przeciwskazane w urazach czaszkowomózgowych (1C), 11. Zastosowanie roztworów albumin w pierwszym tygodniu leczenia może skutkować wzrostem ciśnienia śródczaszkowego u chorych z urazami czaszkowo-mózgowymi.
Zaleca się monitorowanie funkcji układu krzepnięcia poprzez oznaczanie czasu protrombinowego (PT), koalinowo-kefalinowego (APTT), liczby płytek krwi oraz stężenia fibrynogenu we krwi (1A). leczenie płynami sprzyja zaburzeniom krzepnięcia krwi głównie w mechanizmie rozcieńczenia, płyny infuzyjne upośledzają aktywność niektórych czynników krzepnięcia zmniejszając zdolności adhezyjne oraz agregacyjne płytek krwi koloidy upośledzają polimeryzację fibryny
okołooperacyjne zaburzenia krzepnięcia krwi są niezależnym czynnikiem zwiększającym ryzyko zgonu oraz ilość powikłań we wczesnym okresie pooperacyjnym, zaburzenia krzepnięcia krwi występują znacznie częściej u chorych leczonych preparatami HES, niż krystaloidami, leczenie roztworami krystaloidów również może wywołać zaburzenia krzepnięcia krwi.
1. Szczegółowa diagnostyka rodzaju urazu i identyfikacja źródła krwawienia. 2. Wczesne podanie preparatów krwi: RBC, FFP, KKP w stosunku 1:1:1. 3. W przypadkach braku możliwości podania ww. preparatów preferowane podanie zbilansowanych roztworów krystaloidów. 4. Ścisła kontrola leczenia płynami: SVV, PVI, CO/CI 5. Częsta kontrola układu krzepnięcia. 6. W przypadkach braku możliwości stosunkowo szybkiego wdrożenia leczenia preparatami krwi podanie roztworów koloidowych celem zminimalizowania efektów ubocznych wysokoobjętościowej terapii krystaloidami.
Dziękuję za uwagę Zaburzenia funkcji mięśnia sercowego indukowane uszkodzeniem ośrodkowego układu nerwowego