Đáp Ứng Viêm Toàn Thân Đối Với Tuần Hoàn Ngoài Cơ Thể

IL-8. Các cytokine này hoạt hóa chuỗi phản ứng đông máu bằng cách làm tăng biểu hiện yếu tố mô (tissue factor) ở các tế bào quanh mạch máu, tế bào nội mạch và tế bào mô-nô. Ngược lại, đông máu cũng có thể khởi phát viêm. Khi thrombin gắn với thụ thể của nó sẽ khởi phát sự phiên mã gen viêm phụ thuộc NF-κB ở tế bào nội mạch. Yếu tố mô cũng có thể gây biểu hiện gen các cytokine tiền viêm ở tế bào mô-nô (sơ đồ 2 - phụ lục 2) [136], [199].

Vì vậy, mối liên kết chặt chẽ giữa đông máu và viêm (thông qua nội mạch) góp phần vào suy đa tạng qua trung gian đáp ứng viêm toàn thân [126].

+ Chảy máu sau phẫu thuật tim

Chảy máu sau phẫu thuật là một trong những biến chứng thường gặp nhất sau phẫu thuật tim, có liên quan với nhiều biến chứng khác bao gồm nhiễm trùng, hội chứng suy hô hấp cấp, suy thận và tử vong. Khái niệm chảy máu sau phẫu thuật khác nhau tùy theo tác giả. Khoảng 20% bệnh nhân có chảy máu bất thường sau phẫu thuật và 3 - 5% phải phẫu thuật lại [16], [60].

Vì vậy, việc ức chế hiệu quả quá trình sinh thrombin trong THNCT sẽ làm giảm đáp ứng viêm đối với THNCT và ngược lại, những can thiệp nhằm làm giảm đáp ứng viêm có thể cải thiện cầm máu [72].

- Ảnh hưởng đến hệ miễn dịch

Phẫu thuật tim mở gây ra đáp ứng viêm toàn thân phức tạp, khởi động hệ thống MD và nội tiết do đáp ứng viêm cấp. Đáp ứng viêm phức tạp này gây ra tình trạng ức chế MD tạm thời, làm tăng nguy cơ nhiễm trùng bệnh viện ở trẻ em phẫu thuật tim mở [81], [185], [198].

+ Bạch cầu

Khởi đầu, số lượng BC giảm do hòa loãng máu. Tuy nhiên, sau đó BC gia tăng cả số lượng và hoạt tính trong và sau THNCT. THNCT hoạt hóa cả 3 loại BC: BCTT, tế bào mô-nô và tế bào lympho [81], [181], [198].

* BCTT: ngay khi bắt đầu THNCT, BCTT hoạt hóa giải phóng nhiều enzym độc tế bào như các protease, các gốc tự do, các cytokine tiền viêm và các

chất trung gian viêm. Sự hoạt hóa BC đóng vai trò quan trọng trong phản ứng viêm sau phẫu thuật do tương tác với tế bào nội mạch. Tuy nhiên, việc sử dụng màng lọc BC nhằm giảm đáp ứng viêm vẫn còn đang bàn cãi [126], [181], [198].

* Tế bào B, T và tế bào giết tự nhiên: toàn bộ tế bào lympho (Th, B,

…) giảm qua quá trình THNCT và kéo dài 3 - 7 ngày sau phẫu thuật. Giảm số lượng tế bào lympho, mất cân bằng Th1/Th2 kết hợp với tổn thương chức năng thực bào, ức chế khả năng trình diện kháng nguyên và tổng hợp IL-1 của đại thực bào dẫn đến giảm đáp ứng MD qua trung gian tế bào làm cho bệnh nhân nhạy cảm với nhiễm trùng sau phẫu thuật [114], [181], [198].

* Tế bào mô-nô: bị hoạt hóa bởi THNCT nhưng chậm hơn, sự hoạt hóa tối đa xảy ra vài giờ sau THNCT. Khi hoạt hóa, tế bào mô-nô sản xuất nhiều cytokine tiền viêm và chống viêm, mức cao nhất xảy ra vài giờ sau THNCT gợi ý tác động của chúng rất lớn trong giai đoạn đầu sau phẫu thuật. Tế bào mô-nô cũng đóng vai trò quan trọng đối với cầm máu trong phẫu thuật tim, vừa độc lập vừa phối hợp với tiểu cầu [81], [181].

+ Các thành phần tế bào và chất trung gian viêm khác

Các loại tế bào khác bao gồm hồng cầu (biến chất, mất khả năng biến dạng, dễ vỡ gây tan máu trong lòng mạch), tiểu cầu, tế bào nội mạch đều bị ảnh hưởng của THNCT. Tế bào nội mạch đóng nhiều vai trò trong đáp ứng viêm đối với THNCT. Đồng thời, hệ thống bổ thể cũng bị hoạt hóa và tăng các chất trung gian viêm như prostaglandin E2, elastase, … [81], [181], [198].

+ Các cytokine: trình bày ở phần Đáp ứng cytokine đối với THNCT

(mục 1.3.3.2. Cytokine viêm).

- Các ảnh hưởng khác

+ Tổn thương thiếu máu cục bộ / tái tưới máu (I/R): chủ yếu qua trung gian sự tương tác giữa BC và tế bào nội mạch [181]. Khi thiếu máu cơ tim kéo dài, các cytokine tiền viêm IL-6 và IL-8 cũng tăng theo [126].

+ Nội độc tố máu (endotoxemia): được cho là hậu quả của thiếu máu ruột trong THNCT và là yếu tố chính gây ra SIRS [181]. Tuy nhiên, mức nội độc tố cao có liên quan đến sự ức chế cơ tim sau phẫu thuật và thiếu kháng thể trung hòa nội độc tố đi kèm với các biến chứng nặng hơn [126].

- Ảnh hưởng của tuần hoàn ngoài cơ thể trong phẫu thuật tim trẻ em

Kiểm soát THNCT trong phẫu thuật tim trẻ em tùy theo tuổi, trọng lượng và bệnh lý. Trẻ sơ sinh và trẻ bú sữa mẹ thuộc nhóm phẫu thuật nguy cơ cao. Thể tích nhỏ máu tiếp xúc với diện rộng bề mặt nhân tạo gây tăng kịch phát chuỗi phản ứng viêm và đông máu. Chỉ định lọc máu khi có biến động thể dịch, tình trạng viêm, THNCT kéo dài (> 3 giờ) [108], [198].

Lọc máu trong quá trình THNCT ở trẻ sơ sinh và trẻ em được chỉ định để làm giảm phù hậu phẫu và làm giảm cường độ đáp ứng viêm đối với THNCT [198]. Việc lọc máu làm giảm lượng dịch thừa nhưng cũng loại bỏ các chất trung gian viêm bao gồm các cytokine và bổ thể, nhờ đó cũng giới hạn chuỗi các biến cố viêm dẫn đến sự phục hồi sớm sau phẫu thuật [37], [180].

1.2.2. Đáp ứng viêm toàn thân đối với tuần hoàn ngoài cơ thể

Đáp ứng viêm đối với THNCT gồm 2 pha: “pha sớm” và “pha muộn”. Pha sớm xảy ra do máu tiếp xúc với bề mặt nhân tạo (hình 3 - phụ lục 2) và pha muộn do tổn thương I/R và nội độc tố máu (sơ đồ 1.2) [181], [195].

Các thành phần tham gia vào đáp ứng viêm đối với THNCT

Pha sớm

“hoạt hóa tiếp xúc”

Pha muộn

Tổn thương I/R

TẾ BÀO

DỊCH THỂ

- Tế bào nội - Tiếp xúc

mạch - Đông máu (nội

- BCTT sinh - ngoại

- Tế bào mô - nô sinh)

- Tế bào lympho - Bổ thể

- Tiểu cầu - Tiêu sợi huyết

PHỤ THUỘC BC

Tương tác BC-nội mạch

KHÔNG PHỤ THUỘC BC

- Các loại O2 phản ứng

- Chất chuyển hóa axit arachidonic

- Giải phóng cytokine

- Hoạt hóa bổ thể

- Giải phóng cytokine

- Giải phóng oxit nitric

-Tăng tiêu thụ

Độc tố máu

Sơ đồ 1.2. Sơ đồ tóm tắt đáp ứng viêm đối với tuần hoàn ngoài cơ thể

* Nguồn: theo Warren O. J. (2009) [181]

1.2.2.1. Hai pha đáp ứng viêm đối với tuần hoàn ngoài cơ thể

- Pha sớm: xảy ra khi bắt đầu THNCT do các thành phần máu tiếp xúc với bề mặt vòng THNCT dẫn đến hoạt hóa 5 hệ thống protein huyết tương (hệ tiếp xúc, đông máu nội sinh - ngoại sinh, tiêu sợi huyết và bổ thể) và 5 thành phần tế bào (tế bào nội mạch, tế bào lympho, mô-nô, BC và tiểu cầu). Vai trò của 5 hệ protein và 5 nhóm tế bào này phức tạp, đan xen lẫn nhau và chưa được hiểu đầy đủ. Hậu quả dẫn đến đáp ứng viêm toàn thân và các biến chứng như bệnh lý đông máu, phù tổ chức và suy tạng tạm thời [13], [181], [195].

- Pha muộn: khi THNCT kéo dài, sự hoạt hóa các thành phần thể dịch và tế bào ban đầu sẽ giảm xuống nhờ sự hấp phụ các protein lên bề mặt vòng THNCT làm cho bề mặt này trở nên phù hợp sinh học hơn. Tuy nhiên, pha muộn thứ hai của đáp ứng viêm xảy ra do tổn thương I/R trong và sau THNCT và nội độc tố máu từ phổ khuẩn ruột [181], [195].

1.2.2.2. Đặc điểm chung của đáp ứng viêm đối với tuần hoàn ngoài cơ thể

- Cơ chế chung: các cơ chế hoạt hóa viêm trong phẫu thuật tim đa dạng và phức tạp, tuy nhiên có thể tổng hợp thành 4 cơ chế: sự tiếp xúc máu với bề mặt nhân tạo của THNCT, tổn thương I/R, nội độc tố máu và chấn thương phẫu thuật (sơ đồ 1.2 và 1.3). Sinh lý bệnh phức tạp này bao gồm cả hai mặt lợi và hại [16], [181]. Tuy nhiên, bệnh nhân cao tuổi (có bệnh kèm) và trẻ em (hệ thống tạng đang phát triển) dễ nhạy cảm hơn đối với tổn thương [108], [126].

- Diễn biến thời gian hoạt hóa các chất trung gian viêm

Thời gian từ 4 - 6 giờ sau phẫu thuật là thời gian chung biểu hiện hội chứng đề kháng mạch toàn thân thấp. Hình như mức độ tổn thương mô do đáp ứng viêm cao nhất trong 24 giờ đầu sau phẫu thuật. Sự biểu hiện tăng cytokine, các phân tử kết dính và các yếu tố đông máu hầu như trở về mức bình thường trong vòng 24 giờ. Nói chung, đáp ứng viêm đối với phẫu thuật tim bắt đầu biểu hiện lâm sàng từ 4 - 6 giờ sau phẫu thuật, cao nhất từ 24 - 48 giờ và kéo dài đến 7 ngày sau phẫu thuật [126], [139].

Hoạt hóa bổ thể

Hoạt hóa tiếp xúc, hòa

loãng máu, hạ nhiệt

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 171 trang tài liệu này.

Hồi phục

MODS

Tử vong

CHẤN THƯƠNG PHẪU THUẬT VÀ THNCT

Tồn thương I/R

BCTT

Tiểu cầu

Thoát mao mạch

Yếu tố hoạt hóa tiểu cầu

Tổn thương mô

Nếu mất cân bằng

Hoạt hóa nội mạch

Hoạt hóa tế bào

Sản xuất cytokine

SIRS - CARS

Oxit nitric Elastase Myeloperoxidase

Sơ đồ 1.3. Đáp ứng viêm đối với tuần hoàn ngoài cơ thể và phẫu thuật

Các quá trình phản ứng khác nhau có tác dụng hiệp đồng và có thể dẫn đến MODS. Trong đó sự cân bằng cytokine đóng vai trò quan trọng, nếu mất cân bằng với đáp ứng tiền viêm quá mức sẽ dẫn đến SIRS hoặc đáp ứng chống viêm quá mức sẽ dẫn đến CARS. Cả hai quá trình này có thể dẫn đến MODS, thậm chí tử vong.

* Nguồn: theo Brix-Christensen V. (2001) [49]

- Con đường chung của đáp ứng viêm

Mặc dù có nhiều tác nhân cảm ứng viêm khác nhau, qua nhiều con đường đặc hiệu khác nhau nhưng đáp ứng cuối cùng giống nhau liên quan đến cả hai con đường viêm thể dịch và tế bào [55], [107], [181]. Các kích thích này sẽ hoạt hóa NF-κB, nhiều yếu tố phiên mã khác và các hệ thống điều hòa gen dẫn đến tăng biểu hiện các chất trung gian tiền viêm [55].

Họ NF-κB gồm 5 yếu tố phiên mã được hoạt hóa chủ yếu theo con đường cổ điển, không những điều hòa sự phiên mã của nhiều gen của các chất trung gian viêm mà còn tự giới hạn do điều hòa cả yếu tố ức chế nó là IκB (inhibitor κB) [55], [126], [141].

Theo McGuiness (2008), trong phẫu thuật tim, nhiều tác nhân cảm ứng khác nhau hình như tập trung một liên kết chung là NF-κB để phối hợp biểu hiện nhiều gen liên quan đến đáp ứng viêm và tổn thương I/R [126]. Nhiều sản phẩm của gen viêm lại chính là yếu tố hoạt hóa NF-κB và tạo ra một vòng phản hồi dương tính dẫn đến hậu quả đáp ứng viêm quá mức (sơ đồ 1.4) [108].

Các tín hiệu hoạt hóa

Các chất trung gian viêm

Màng tế bào

Bào tương

Nhân tế bào

Các gen viêm

Sơ đồ 1.4. Sự hoạt hóa con đường “cổ điển” NF-κB trong viêm

NF-κB là yếu tố phiên mã chính của các gen viêm. Bình thường, NF-κB gồm 2 dưới đơn vị p50 và p65 được gắn với protein ức chế nó là IκB. Dưới sự kích thích của nhiều tác nhân như các cytokine tiền viêm và các chất trung gian viêm khác nhau, IκB bị phosphoryl hóa và tách khỏi phức hợp này. Sau đó NF-κB di chuyển vào nhân và điều hòa tăng phiên mã nhiều gen viêm bao gồm các cytokine tiền viêm, các phân tử kết dính, ... Các sản phẩm protein này trở lại hoạt hóa NF-κB tạo thành vòng khuếch đại dẫn đến viêm không kiểm soát được.

* Nguồn: theo Seghaye M. - C. (2003) [156]

Sử dụng GC trong phẫu thuật tim tạo ra mức cao IκB in vivo chứng tỏ lợi ích của nó trong quá trình phẫu thuật tim. Tuy nhiên, gần đây người ta e ngại rằng sự ức chế NF-κB có thể dự phòng viêm toàn thân, nhưng cũng có thể làm tăng tổn thương khu trú tại vị trí đang sinh đáp ứng viêm [126].

1.2.2.3. Biến chứng đáp ứng viêm toàn thân đối với tuần hoàn ngoài cơ thể

Nếu ở mức độ nặng, đáp ứng viêm toàn thân có thể dẫn đến SIRS giống NKH [152]. Đáp ứng viêm đối với THNCT được cho là yếu tố quyết định chính của tỷ lệ biến chứng và tử vong sau phẫu thuật tim mở. Đáp ứng viêm này tương quan với MODS và sự phục hồi hậu phẫu [43], [51], [89], [135].

Nói chung, hậu quả rối loạn chức năng tạng chỉ tạm thời và tự điều chỉnh nhờ các cơ chế bảo vệ nội môi. Tuy nhiên, SIRS sau THNCT có thể dẫn đến nhiều biến chứng từ mức độ nhẹ như tràn dịch màng tim, màng phổi hay màng bụng, gan lớn đến mức độ phù toàn thân, hội chứng thoát dịch mao mạch (capillary leak syndrome), bệnh lý đông máu, loạn nhịp, suy hô hấp cấp, suy thận, MODS và nhiễm trùng làm kéo dài thời gian nằm ICU, nằm viện và thậm chí tử vong [43], [45], [128], [186].

SIRS

nặng

MODS sớm

Nhiễm khuẩn huyết

ngoại khoa

SIRS trung bình

CARS trung bình

CARS

nặng

MODS

muộn

Các chất trung

gian tiền viêm

Đáp ứng MD tự nhiên và

thích ứng bị biến đổi

Sơ đồ 1.5. Vai trò của thận trong nhiễm khuẩn huyết và MODS

Nhiễm khuẩn huyết ngoại khoa (surgical sepsis) gây tổn thương thận cấp (AKI: acute kidney injury) góp phần vào SIRS và MODS sớm, sau đó tổn thương thận cấp dẫn đến CARS và MODS muộn qua các đáp ứng MD tự nhiên và thích ứng bị biến đổi. (Mũi tên thẳng chỉ hướng tác động trực tiếp, mũi tên chấm chỉ sự tác động trở lại của hệ MD đối với nhiễm trùng huyết ngoại khoa).

* Nguồn: theo White L. E. (2011) [186]

Do các đặc điểm giải phẫu và sinh lý, thận là tạng nhạy cảm với các hiện tượng sinh lý bệnh liên quan đến SIRS và tổn thương I/R [89]. Hiện nay, các cơ chế tương tác rất phức tạp giữa thận tổn thương với các tạng xa như phổi, tim, gan, ruột, não và huyết học đã được chứng tỏ; đồng thời người ta đã nhấn mạnh tầm quan trọng của cả hai đáp ứng MD tự nhiên và thích ứng, sự

hoạt hóa các chuỗi phản ứng tiền viêm và sự thay đổi về các yếu tố phiên mã trong quá trình tổn thương thiếu máu thận cấp (sơ đồ 1.5) [88], [186].

1.2.2.4. Các chiến lược chống viêm đối với tuần hoàn ngoài cơ thể

Để làm giảm tỷ lệ SIRS và các biến chứng của vòng THNCT chuẩn, nhiều chiến lược (sơ đồ 1.6) đã được áp dụng bao gồm: 1) Các chiến lược dược lý: GC là thuốc được sử dụng nhiều nhất, 2) Các chiến lược kỹ thuật (thay đổi các kỹ thuật và vòng THNCT tối thiểu), 3) Điều kiện hóa trước (preconditioning) và 4) Không sử dụng THNCT [126], [182].

Việc kiểm soát đáp ứng viêm đối với THNCT rất cần thiết vì có thể cải thiện chức năng tạng và các kết quả lâm sàng sau phẫu thuật tim mở ở cả người lớn và trẻ em [38].

Các chiến lược điều trị ức chế đáp ứng viêm đối với THNCT

Kỹ thuật

Không sử dụng THNCT

Dược lý

Vòng THNCT

- Tráng heparin

- Loại bơm

Lọc máu

- Siêu lọc

- Lọc bạch cầu

Nhiệt độ

Bảo quản máu

- Glucocorticoids

- Aprotinin

- Chống oxy hóa

- Ức chế bổ thể

- Ức chế phosphodiesterase

- Thuốc khác: morphine

Sơ đồ 1.6. Một số chiến lược chống viêm đối với tuần hoàn ngoài cơ thể

* Nguồn: theo Warren O. J. (2009) [182]

1.2.3. Hội chứng đáp ứng viêm toàn thân sau phẫu thuật

1.2.3.1. Đáp ứng toàn thân đối với phẫu thuật

Chấn thương phẫu thuật dẫn đến đáp ứng sinh lý lan rộng bao gồm các con đường nội tiết, chuyển hóa và MD đan xen lẫn nhau [91], [107], [156].