Skelettmuskelsyresättning hos kritiskt sjuka

Introduktion

Varaktigheten och svårighetsgraden av vävnadshypoxi har relaterats till ökad dödlighet. Upprätthållande av adekvat syretillförsel (DO2) är väsentligt för att bevara organfunktionen, eftersom en ihållande låg DO2 är en väg till organsvikt och död. DO2 påverkar inte syreförbrukningen (VO2) förrän den når kritiskt låga värden (DO2crit), då VO2 börjar sjunka. Lågt hjärtminutvolymtillstånd (kardiogena, hypovolemiska och obstruktiva typer av chock), anemisk och hypoxisk hypoxemi kännetecknas av en minskad DO2 men bibehållen syreextraktionskvot (OER=kvoten DO2 till VO2, VO2/DO2) så att DO2crit förblir normal. Vid distributiv chock ändras syreextraktionsförmågan så att det kritiska syreextraktionsförhållandet vanligtvis minskas. Dessa situationer är typiskt förknippade med en ökad DO2crit, och VO2 kan bli beroende av DO2 även när den senare är normal eller förhöjd. Dessa observationer hjälper till att karakterisera de fyra huvudsakliga typerna av cirkulatorisk chock, men denna klassificering är något förenklad eftersom flera typer av växlingar kan existera samtidigt, särskilt vid kardiogen chock. Rhodes et al. rapporterade att resultatet var mer gynnsamt hos septiska patienter vars VO2 ökade efter dobutaminadministrering. DO2 ökade också hos överlevande. Å andra sidan ökade inte DO2 hos patienter vars VO2 inte ökade. I dobutamintest föreslagit av Rhodes et al. det hemodynamiska svaret påverkades av kardiovaskulär reserv och graden av stimulering av adrenoreceptorer vid baslinjen. Tyvärr är globala mätningar av DO2 och VO2 inte tillräckligt känsliga för att vara kliniskt relevanta. De kan misslyckas med att upptäcka regionala perfusionsavvikelser som i splanchnic cirkulation.

Mätning av blandad venös syremättnad (SvO2) från lungartären används för beräkningar av VO2 och har förespråkats som ett indirekt index för vävnadssyresättning och prognostisk prediktor hos kritiskt sjuka patienter. Kateterisering av lungartären är kostsam, har inneboende risker och dess användbarhet är fortfarande under debatt. Inte överraskande föreslogs övervakningen av central venös syremättnad (ScvO2) som en enklare och flisigare bedömning av det globala förhållandet mellan DO2 och VO2.

Nära infraröd spektroskopi (NIRS) är en teknik för kontinuerlig, icke-invasiv övervakning av vävnadens syremättnad (StO2). Liksom pulsoximetri använder NIRS principerna för ljustransmission och absorption för att icke-invasivt mäta koncentrationerna av syresatt hemoglobin och reducerat hemoglobin i vävnad. NIRS erbjuder större vävnadspenetration och gör inte åtskillnad mellan fack. Därför ger den en global bedömning av syresättning i alla vaskulära avdelningar (arteriella, venösa och kapillära) i provvolymen av underliggande vävnad. Vi har tidigare visat att syremättnaden i muskelvävnaden under stagnant ischemi minskar långsammare hos patienter med septisk chock jämfört med patienter med svår sepsis, lokal infektion och friska frivilliga. Detta kan bero på mikrocirkulatoriska eller metabola förändringar, och troligen korrelerar det med muskelvävnadens syreförbrukning. Graden av StO2-minskning korrelerade med SOFA-poäng, noradrenalinbehov och plasmalaktatkoncentration. Som nyligen beskrivits beror StO2 i provvolymen av understrykande vävnad in vivo på tre huvuddeterminanter: koncentrationen i oxi-hemoglobin, kapillärrekrytering och den vaskulära storleken (vasodilatation eller sammandragning). StO2 under stagnant ischemi måste sedan ses i ljuset av dessa determinanter. Den gradvisa minskningen (lutningen) av StO2 efter manschettens uppblåsning-inducerad vaskulär ocklusion beror huvudsakligen på ökningen av koncentrationen av deoxi-hemoglobin och uppskattar vävnadens syreförbrukning och i mindre grad på kärlavrekrytering. StO2-lutningen under reperfusion (tömning av manschetten) kan analyseras i ljuset av flödespapper under ischemi/reperfusionstest. Vasodilatation efter ischemi leder till rekrytering av fler kärl och ökning av det lokala blodflödet, vilket i sin tur resulterar i en ökning av StO2. Det är fortfarande oklart vilken av de beskrivna förändringarna som är mest inflytelserik, men denna StO2-ökning speglar den maximala lokala DO2 vid tidpunkten för mätningen. Utvecklingen av NIRS-signalbehandling skulle kunna ge ett kliniskt viktigt hemoglobinkoncentrationsindex för vävnad och lokal syreförbrukning, vilket visas av De Blasi et al., ett sådant index kan hjälpa till att klargöra mekanismen/mekanismerna med vilka StO2-signalen varierar.

Syftet med vår studie var att studera skelettmuskelns syrekinetik i lågflödestillstånd på grund av kombinerad kardiogen och septisk cirkulationssvikt, relatera det till centrala hemodynamiska variabler och utfall. Vi antog att basal StO2 kunde relatera till ScvO2, eftersom blod som strömmar genom musklerna i de övre extremiteterna i hög grad bidrar till flödet genom den övre hålvenen. Den andra hypotesen var att minskning av skelettmuskel-OER och lägre muskelsyreförbrukning är mer uttalad hos patienter med septisk komponent av cirkulationssvikt på grund av mikrocirkulatoriska och metabola förändringar som ses i sepsis, vilket resulterar i högre dödlighet.

MATERIAL OCH METODER

Patienter Studieprotokollet godkändes av Sloveniens nationella etiska kommitté, informerat samtycke erhölls från alla patienter eller deras släktingar. Studien utfördes under oktober 2004 och januari 2006. Efter initial hemodynamisk återupplivning utfördes transthorax ultraljudshjärtundersökning hos alla patienter som lades in på vår intensivvårdsavdelning. Hos patienter med primär hjärtsjukdom, låg hjärtminutvolym och inga tecken på hypovolemi, utfördes en kateterisering av höger hjärta med en flytande kateter i lungartären (PAFC) (Swan-Ganz CCOmboV CCO/SvO2/CEDV, Edwars Life Sciences, USA) efter behandlande läkares beslut. Införingsstället bekräftades av givarens vågform, längden på kateterinförandet och lungröntgen. Hos alla patienter mättes systemiskt artärtryck invasivt med radiell eller femoral arteriell kateterisering. Patienter med insatt PAFC och tecken på lågflödestillstånd (hjärtindex mindre än 3,0 l/min/m2) inkluderades i vår studie. PAFC-data beräknades med standardformel.

Lokaliserad infektion, svår sepsis och septisk chock definierades enligt ACCP/SCCM konsensuskonferensdefinitioner (1992). Alla patienter fick standardbehandling av lokaliserad infektion, svår sepsis och septisk chock inklusive: källkontroll, vätskeinfusion, katekolamininfusion, organsviktsersättning och/eller stödterapi, intensiv kontroll av blodsocker och kortikosteroidsubstitutionsterapi. Mekaniskt ventilerade patienter sövdes med midazolam och/eller propofolinfusion och inga paralytiska medel användes.

Mått

Skelettmuskelns syrekinetik

Thenar muskel StO2 mättes icke-invasivt av NIRS (15 mm Probe, InSpectra™, Hutchinson Technology Inc., USA). Värdena övervakades kontinuerligt och lagrades i en dator med användning av programvaran InSpectra™. StO2 övervakades före, under och efter överarmsischemi-reperfusionstest (UIRT) som standardiserades enligt följande: en snabb manschettuppblåsning ovanför armbågen mot 260 mmHg för att stoppa flödet och för att inducera en minskning av StO2 under 90 sekunder, manschetttömning med kontinuerlig mätning av StO2-ökning, överskridande och stabilisering. Mätningar utfördes omedelbart efter PAFC-insättning (i första 24 till 72 timmar efter inläggning), den andra mätningen utfördes 12-24 timmar efter den första mätningen, den tredje mätningen utfördes (endast om patienten fortfarande levde och fortfarande hade PAFC insatt) inom 48 timmar efter den första mätningen. Hos patienter som andades spontant och friska frivilliga utfördes mätningar efter 15 minuters sängvila, för att undvika muskelsammandragningar.

I figur 1 presenteras schematisk StO2-mätning linjedragning under UIRT. Följande parametrar erhölls: basal StO2 (%): basal StO2 före manschettens uppblåsning (maximal thenarmuskel StO2 hittades genom att röra sonden över thenar prominens); StO2-nedåtlutning under manschett (∆downStO2)%/sek; StO2-upplutning (∆upStO2)%/sek) efter att manschetten släpps; overshootStO2 (%): maximal StO2 efter att manschetten släpps. Inspectra mäter innehållet av hemoglobin i provvolymen av understrykande vävnad - Tissue Hemoglobin Index (THI). Genomsnitt av muskel-THI före och vid slutet av manschettens uppblåsning rapporterades. Dessa data erhölls automatiskt med hjälp av Inspectra Analysis Program V2.0 (Hutchinson Technology Inc., USA) som körs i MatLab 7.0 (MathWorks Inc., USA). Uppskattning av muskelsyreförbrukning (mVO2Nirs) och muskelsyreextraktionsförhållande (mOER) beräknades med hjälp av följande formler:

mVO2Nirs= ΔdownStO2 * THI* (-1), mOER(%)= (1- basalStO2/overshootStO2)* 100.

Sjukdomens svårighetsgrad Sepsis-relaterad organsviktsbedömning (SOFA-poäng) beräknades vid tidpunkten för varje mätning för att bedöma nivån av organdysfunktion. Dobutamin, noradrenalinbehov representerade dosen av läkemedel under Sto2-mätningen. Användning av levosimendan rapporteras om patienten fick läkemedlet mindre än en vecka innan inkluderingen i studien. Användning av intra-aorta ballongpump under intensivvårdsvistelse rapporteras.

Laboratorieanalys Blod togs ut från den övre hålvenen ca 2 cm ovanför höger förmak och lungartären utfördes vid tidpunkten för varje StO2-mätning för att bestämma ScvO2 (%) respektive SvO2(%). Med tanke på de kända problemen som uppstår under provtagning från lungartären, inklusive möjligheten att kontaminera artärblod med pulmonärt kapillärblod, togs alla prover från denna plats över 30 år, med en teknik med lågt negativt tryck, och aldrig med ballongen uppblåst. En standardvolym på 1 ml blod erhölls från varje sida efter uttag av dödrumsblod och spolvätska. Alla mätningar gjordes med en cooximeter (RapidLab 1265, Bayer HealthCare, Tyskland).

Plasmalaktatkoncentrationen mättes med användning av enzymatisk kolorimetrisk metod (Lactate, Roche Diagnostics, Tyskland) vid tidpunkten för varje StO2-mätning.

Dataanalys StO2-kurvor analyserades med Inspectra Analysis Program V2.0. Linjär regression användes för att extrapolera hastigheten för Δdown- och Δup-StO2 under UIRT. Data uttrycktes som median ± standardavvikelse (SD). Icke-parametriskt test: Kolmogorov-Smirnov, Wilcoxon och Fisher exakta test användes (SPSS 10.0 för Windows™, SPSS Inc., USA). Spearman korrelationstest användes för att bestämma korrelation. För att jämföra muskelvävnads StO2-variabler under UIRT, ScvO2 och SvO2: bias, systemisk oenighet mellan mätningarna (medelskillnad mellan två mätningar) och precision, det slumpmässiga felet vid mätning (standardavvikelse för bias), beräknades. Gränserna för överenskommelsen var godtyckliga fastställda av Bland och Altman som bias ± 2 SD. För att bestämma variablerna oberoende associerade med överlevnad användes uni- och multivariat logistisk regression (Forward Stepwise (Likelihood Ratio)). p-värdet <0,05 (2-tailed) ansågs vara statistiskt signifikant.