Sepsis / Septic Shock: Pathophysiology
สรุปเน้นกลไกสำคัญที่เชื่อมโยงจาก infection
→ dysregulated
immune response →
endothelial dysfunction →
microcirculatory failure →
organ dysfunction →
septic shock
แนวคิดสำคัญ
Sepsis ไม่ได้เกิดจากเชื้อโรคเพียงอย่างเดียว
แต่เกิดจาก
Host response ที่มากเกินและควบคุมไม่ได้ (dysregulated
host response)
ส่งผลให้เกิด
- Excessive
inflammation
- Endothelial
injury
- Coagulopathy
- Immune
suppression
- Mitochondrial
dysfunction
- Multiple
organ dysfunction syndrome (MODS)
1. การเริ่มต้นของการอักเสบ
Pathogen-associated molecular patterns (PAMPs)
ส่วนประกอบของเชื้อโรค เช่น
- LPS
(Gram-negative)
- Peptidoglycan
- Lipoteichoic
acid
- Bacterial
DNA
- Exotoxin
ถูกตรวจจับโดย
Pattern Recognition Receptors (PRRs)
ได้แก่
- TLRs
- NLRs
- RLRs
- CLRs
ตัวอย่างสำคัญ
- LPS → TLR-4
- Gram
positive peptidoglycan →
TLR-2
Danger-associated molecular patterns (DAMPs)
เนื้อเยื่อที่บาดเจ็บปล่อยสารออกมา
เช่น
- HMGB1
- Heat
shock proteins
- Mitochondrial
DNA
- ATP
ทำให้เกิด inflammatory response ได้แม้ไม่มีเชื้อโรค
2. Cytokine Storm
เมื่อ macrophage ถูกกระตุ้น
จะสร้าง cytokines จำนวนมาก
Pro-inflammatory cytokines
สำคัญที่สุด
- TNF-α
- IL-1
- IL-6
- IL-8
- IFN-γ
ผลคือ
- Fever
- Vasodilation
- Leukocyte
recruitment
- Endothelial
activation
- Coagulation
activation
Anti-inflammatory cytokines
เช่น
- IL-10
- IL-6
(บางส่วน)
มีหน้าที่ลดการอักเสบ
แต่ถ้ามากเกินไปจะเกิด
Sepsis-induced immunosuppression
3. NF-κB
Pathway
TLR activation
↓
NF-κB
activation
↓
Transcription ของ
- TNF-α
- IL-1
- IL-6
- Chemokines
- Nitric
oxide synthase
เป็นกลไกหลักที่ทำให้เกิด systemic
inflammation
4. Neutrophil Activation และ NETs
Neutrophils
- Adherence
- Migration
- Phagocytosis
และปล่อย
Neutrophil Extracellular Traps (NETs)
ซึ่งช่วยดักจับเชื้อโรค
แต่ทำให้เกิด
- Endothelial
injury
- Microthrombosis
- DIC
ได้เช่นกัน
5. จาก Local Infection → Sepsis
ปกติ cytokines ถูกจำกัดอยู่เฉพาะบริเวณติดเชื้อ
หาก inflammatory mediators หลุดเข้าสู่ systemic circulation
จะเกิด
Malignant Intravascular Inflammation
ลักษณะสำคัญ
- Self-sustaining
- Uncontrolled
- Systemic
นำไปสู่ sepsis
6. Endothelial Dysfunction
ถือเป็นหัวใจสำคัญของ sepsis
เกิด
- Glycocalyx
shedding
- Increased
permeability
- Leukocyte
adhesion
- Platelet
activation
ผลคือ
Capillary leak
ทำให้
- Edema
- Relative
hypovolemia
- Organ
edema
7. Coagulation Dysfunction และ DIC
Sepsis กระตุ้น
- Tissue
factor
- Platelets
- Thrombin
generation
พร้อมกับยับยั้ง fibrinolysis
เกิด
Sepsis-associated DIC
ลักษณะ
- Microvascular
thrombosis
- Consumption
coagulopathy
- Organ
ischemia
ผลตรวจที่พบได้
- Platelet
↓
- PT ↑
- INR ↑
- D-dimer
↑
- Fibrinogen
↓ (late stage)
8. Microcirculatory Failure
แม้ MAP ปกติ
อาจยังมี tissue hypoxia ได้
เนื่องจาก
- Capillary
obstruction
- Endothelial
swelling
- Microthrombi
- RBC
deformability ลดลง
จึงเกิด
Cytopathic dysoxia
คือ
มี oxygen อยู่
แต่เซลล์ใช้ไม่ได้
9. Mitochondrial Dysfunction
ปัจจุบันเชื่อว่าเป็นกลไกสำคัญของ MODS
เกิดจาก
- ROS
- Nitric
oxide
- Cytokines
ทำให้
- Electron
transport chain dysfunction
- ATP
production ลดลง
ผลคือ
Cellular energetic failure
แม้ tissue oxygenation จะดูปกติ
10. Oxidative Stress
เกิดจาก
- Superoxide
- Hydrogen
peroxide
- Peroxynitrite
- Nitric
oxide radicals
นำไปสู่
- DNA
damage
- Membrane
injury
- Mitochondrial
failure
11. Immunoparalysis
หลัง hyperinflammation
ผู้ป่วยจำนวนมากเข้าสู่
Immune exhaustion
กลไก
- Lymphocyte
apoptosis
- T-cell
dysfunction
- HLA-DR
ลดลง
- PD-1
/ PD-L1 เพิ่มขึ้น
ผลคือ
- Secondary
infection
- Opportunistic
infection
- ICU-acquired
infection
Cell Death Pathways ใน Sepsis
1. Apoptosis
เกิดใน
- T
cells
- B
cells
- Dendritic
cells
ทำให้เกิด immunosuppression
2. Pyroptosis
Inflammasome activation
↓
Caspase-1
↓
IL-1β
↓
Highly inflammatory cell death
3. Ferroptosis
Iron-dependent lipid peroxidation
↓
Cell membrane destruction
↓
Organ injury
4. Autophagy
โดยทั่วไป
Autophagy มีผลป้องกัน
- กำจัด damaged organelles
- กำจัด pathogens
- รักษา mitochondrial function
Autophagy ลดลงสัมพันธ์กับ organ failure
กลไกของ Septic Shock
1. Massive Vasodilation
เกิดจาก
- Nitric
oxide
- Prostacyclin
ทำให้
SVR ↓↓↓
เป็นกลไกหลักของ distributive shock
2. Relative Vasopressin Deficiency
ผู้ป่วย septic shock หลายรายมี
Vasopressin ต่ำกว่าที่ควรจะเป็น
จึงเป็นเหตุผลของการใช้
Vasopressin infusion
เป็น second-line vasopressor
3. Capillary Leak
น้ำออกนอกหลอดเลือด
↓
Effective circulating volume ลดลง
↓
Hypotension
4. Septic Cardiomyopathy
เกิดจาก
- TNF-α
- IL-1
- NO
ทำให้
- LV
systolic dysfunction
- LV
diastolic dysfunction
มัก reversible ภายในหลายวันถึงสัปดาห์
Organ Dysfunction ใน Sepsis
Lung
เกิด
- Increased
permeability
- Pulmonary
edema
นำไปสู่
ARDS
Kidney
กลไก
- Microcirculatory
dysfunction
- Inflammation
- Mitochondrial
dysfunction
ไม่ใช่เพียง hypoperfusion อย่างเดียว
ผลคือ
Sepsis-associated AKI
Liver
เกิด
- Kupffer
cell dysfunction
- Cholestasis
- Hyperbilirubinemia
และ clearance endotoxin ลดลง
Brain
Sepsis-associated encephalopathy
กลไก
- BBB
dysfunction
- Cytokines
- Microvascular
injury
- Mitochondrial
dysfunction
อาจเกิดก่อน organ failure อื่น
Gastrointestinal Tract
เกิด
- Gut
barrier dysfunction
- Bacterial
translocation
- Dysbiosis
ทำให้การอักเสบรุนแรงขึ้น
Clinical Pearls
1.
Sepsis ไม่ใช่แค่ infection
แต่เป็น dysregulated host response
2.
Endothelial dysfunction และ microcirculatory
failure เป็นกลไกสำคัญของ organ failure
3.
MAP ปกติไม่ได้แปลว่า tissue
perfusion ดี
4.
Lactate สูงไม่ได้เกิดจาก hypoxia
เพียงอย่างเดียว แต่เกี่ยวข้องกับ mitochondrial dysfunction
และ metabolic dysregulation
5.
Septic shock = vasodilation + capillary leak
+ myocardial depression
6.
ผู้ป่วยจำนวนมากเสียชีวิตจาก immunosuppression
และ secondary infection มากกว่าจาก cytokine
storm เพียงอย่างเดียว
7.
MODS ใน sepsis เป็นผลจาก microvascular dysfunction, coagulopathy, mitochondrial
failure และ immune dysregulation ร่วมกัน
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น