Pojęcie średniego systemowego ciśnienia napełniania

Ten rozdział nie ma związku z żadną sekcją Syllabusa Podstawowego CICM 2017, ponieważ kolegium nigdy nie pytało swoich kandydatów na egzamin, co tak naprawdę oznaczają pojęcia średniego systemowego i średniego krążeniowego ciśnienia napełniania. Terminy te pojawiają się jednak w wielu miejscach. W zasadzie w każdej sytuacji, która wymaga omówienia czynników determinujących rzut serca, powrót żylny, obciążenie wstępne lub ośrodkowe ciśnienie żylne, dojdzie do punktu, w którym trzeba będzie przynajmniej wspomnieć o MSFP, jeśli nie wyjaśnić jego znaczenie. Dlatego autor uznał za konieczne poświęcić mu całą osobną stronę, aby odnieść się do pewnych nieporozumień, głównie własnych.

Podsumowując:

Najlepszym wprowadzeniem do tego tematu jest prawdopodobnie artykuł Carla F. Rothe (1993), napisany z autorytetem kogoś, kogo poprzednie trzy dekady zostały spędzone na prowadzeniu pionierskich badań na ten temat. Chociaż koncepcja ta jest dobrze przyjęta w literaturze medycznej, jej zastosowanie do interpretacji fizjologii hemodynamicznej nie jest pozbawione kontrowersji. Jednakże, jeśli uczestnik szkolenia CICM miałby zbyt kompetentnie argumentować przeciwko niej, mógłby postawić się w niebezpiecznej sytuacji bycia bardziej poprawnym niż egzaminator. Dla celów pomyślnego przeprowadzenia egzaminu, najlepiej byłoby ominąć kwestię użyteczności tej zmiennej lub ważności modelu hemodynamicznego Guytona.

Ciśnienie krwi przy braku krążenia

Przedstawiając niektóre z poniższych definicji, można bezpiecznie powiedzieć, że średnie ciśnienie napełniania układu krążenia jest w zasadzie ciśnieniem wywieranym przez krew zbierającą się w układzie krążenia martwego ciała. Rozważmy następujący eksperyment myślowy, wyjaśniony za pomocą serii diagramów. Teoretycznie wystarczyłby jeden diagram, ale ta strona ma długą historię przesadzania.

A więc. Tętnice typowo mają wysokie średnie ciśnienie, a żyły typowo mają niskie średnie ciśnienie, z naczyniami włosowatymi należącymi gdzieś pomiędzy. Wysokie ciśnienie tętnicze jest głównie ze względu na ciśnienie produkowane przez działanie pompy serca, jak również (w mniejszym stopniu) muskulaturę ścian tętnic. Niskie ciśnienie żylne jest niskie częściowo z powodu niskiego napięcia mięśniowego w ścianach tych naczyń, a częściowo dlatego, że akcja pompowania serca stale dekompresuje żyły centralne.

Jednakże, jak tętnicze ciśnienie pulsu zmniejsza się (np. jak serce zawodzi), ciśnienie tętnicze spada. W tym samym czasie centralne ciśnienie żylne wzrasta, ponieważ działanie pompujące serca nie przenosi już tyle płynu z krążenia żylnego, a ciśnienie żylne również wzrasta.

Teraz, powiedzmy, że serce się zatrzymuje. Pulsacyjna akcja pompy ustaje, a ciśnienie tętnicze gwałtownie spada. Jednakże, przepływ nie ustaje całkowicie. Tętnice, będąc bardziej umięśnione, wywierają większe ciśnienie na swoją zawartość krwi niż żyły, a z powodu tego gradientu ciśnienia część objętości krążenia tętniczego stopniowo migruje do krążenia żylnego po zatrzymaniu pracy serca. Objętość ta wynosi około 4ml/kg, tj. około 300ml u człowieka normalnej wielkości, czyli około 6% całkowitej objętości krążenia. Wartości te pochodzą od Rothe (1976), który wywołał zatrzymanie akcji serca u psów, a następnie zmierzył ilość krwi, którą musiał usunąć z ich żył centralnych, aby utrzymać ich centralne ciśnienie żylne na stabilnym poziomie sprzed zatrzymania akcji serca.

Tak, jakaś objętość kończy się byciem redystrybuowana do żylnej strony krążenia i po wystarczająco długim czasie żylne ciśnienie wzrasta i tętnicze ciśnienie spada, aż oba ciśnienia są w równowadze. Jest to średnie ciśnienie napełniania układu krążenia, czyli „mittlere Druck der Fliissigkeit”.

Można zauważyć, że podczas całego tego procesu, gdzieś w układzie krążenia istnieje punkt, który pozostaje przy stabilnym ciśnieniu (którym jest MCFP), niezależnie od katastrofalnych wydarzeń odbijających się w reszcie organizmu. Rothe (1993) uważał, że prawdopodobnie dzieje się tak w małych żyłach (o średnicy mniejszej niż 1 mm), i że nie jest ono stałe – obecne w różnych punktach różnych narządów i zmieniające się nieustannie w zależności od panujących warunków.

Średnie ciśnienie systemowe i średnie ciśnienie napełniania układu krążenia

Średnie ciśnienie napełniania układu krążenia (MCFP) to ciśnienie w całym układzie krążenia przy braku przepływu. Jest to ciśnienie wywierane przez ściany układu krążenia (w tym serce i naczynia płucne) na zawartość płynu, a więc można je traktować jako miarę potencjału sprężystego odrzutu zgromadzonego w tych ścianach. Został on zdefiniowany przez Arthura Guytona jako

„Ciśnienie, które zostałoby zmierzone we wszystkich punktach całego układu krwionośnego, gdyby serce zostało nagle zatrzymane, a krew zostałaby natychmiast redystrybuowana w taki sposób, że wszystkie ciśnienia byłyby równe.”

Średnie systemowe ciśnienie napełniania (MSFP) to ciśnienie tylko w obwodzie systemowym, tj. pomijając serce i krążenie płucne, również przy braku przepływu. Jest to zwykle ciśnienie, którym ludzie są zainteresowani, gdy omawiają obciążenie wstępne serca i krzywe funkcji naczyń, ponieważ jest to ciśnienie, które, jak się uważa, popycha krew w kierunku prawego przedsionka wzdłuż gradientu ciśnienia.

Średnie ciśnienie napełniania układu krążenia jest zatem średnim ciśnieniem w nieruchomych komorach serca i krążeniu płucnym. Zmienna ta jest koniecznym odpowiednikiem MSFP, ale rzadko jest omawiana. Jest ona zwykle o około 3 mmHg wyższa niż MSFP, głównie z powodu większej elastyczności komór serca. Można ją zmierzyć przy łóżku chorego poprzez jednoczesne zaciśnięcie wszystkich większych naczyń i zatrzymanie akcji serca.

Pomiary średniego systemowego ciśnienia napełniania u ludzi

Po wygenerowaniu całych gór martwych psów rasy kundel, Guyton i współpracownicy byli w stanie z całą pewnością stwierdzić, że MSFP wynosi prawdopodobnie około 7-8 mmHg u większości średniej wielkości ssaków. Dane dotyczące ludzi były trudniejsze do zebrania w oświeconym środowisku naukowym po Norymberdze, biorąc pod uwagę, że zatrzymanie akcji serca jest jednym z głównych wymagań dla dokładnego pomiaru. Jednakże pomysłowość badaczy dostarczyła nam pewnych informacji, które zasadniczo potwierdzają Guytona. Schipke i wsp. (2003) zdołali przekonać około osiemdziesięciu osób do wykonania pomiaru MSFP podczas indukowanego zatrzymania krążenia (VF, w procesie implantacji AICD) i stwierdzili wartości MSFP około 12 mmHg. Badacze narzekali, że czas trwania zatrzymania krążenia (~13 sekund) nie był wystarczająco długi, aby uzyskać dobre pomiary: ciśnienie tętnicze i żylne nigdy się nie wyrównało. Późniejsze badanie przeprowadzone przez Repessé i wsp. (2015) nie miało tego problemu, ponieważ wykorzystali oni zmarłych pacjentów oddziału intensywnej terapii, którym zdarzyło się mieć CVC i linie tętnicze; i ponownie MSFP wynosiło około 12 mmHg. Ich dane są odtworzone poniżej, dla demonstracji koncepcji.

Determinanty średniego systemowego ciśnienia napełniania

Wynikając z powyższego, muszą istnieć dwa główne czynniki, które określają MSFP:

• Ton mięśni gładkich w krążeniu systemowym, oraz
• Objętość płynu w krążeniu systemowym.

Ton mięśni gładkich, które tworzą ściany układu krążenia, jest wyraźnie czymś, co będzie odgrywać rolę w elastycznym ciśnieniu odrzutu, które wytwarza MSFP. Repessé et al (2015), w badaniu już opisanym powyżej, wspomniał , że MSFP w martwych pacjentach , którzy otrzymywali noradrenalinę był wyższy (około 14-15 mmHg), który ma sens ponieważ noradrenalina jest silnym arterio- i venoconstrictor. Dla kontrastu, dużo wcześniejsze badanie przez Starr (1940) zwróciło pomiary 5.6 mmHg od ciał, które były martwe przez kilka godzin, co jest prawdopodobnie co zdarza się kiedy cały ton mięśni gładkich jest nieodwracalnie lost.

Volume w układzie krążenia oczywiście też gra rolę. Wlewanie płynu do naczynia powoduje nacisk na ściany tego naczynia, a w układzie krążenia ciśnienie, jakie wytwarzają te miękkie, giętkie ściany, zależy głównie od tonu mięśni gładkich (patrz wyżej). Często można spotkać się z podziałem tego pojęcia na objętość „nienaprężoną” i „naprężoną”. Mówi się, że objętość „nienaprężona” to taka objętość płynu (przypuszczalnie krwi) w układzie krążenia, która nie wytwarza żadnych „naprężeń” na ścianach, czyli taka, w której pomiar MSFP dałby ciśnienie 0 mmHg. Według Young (2010) i Magder (2016), „objętość nienaprężona” opisuje około 85% całkowitej objętości krwi żylnej: w krążeniu z minimalnym tonem współczulnym, tylko około 15% całkowitej objętości krwi przyczynia się do generowania MSFP.

Logicznie, „objętość naprężona” jest zatem „objętością krwi, która musi być usunięta z naczyń, aby zmniejszyć ciśnienie transmuralne naczyń z istniejącej wartości do zera”. Według Rothe (1983), objętości te są czysto hipotetycznymi konstruktami, „obliczonymi przez ekstrapolację liniowej części zależności pojemnościowej do zerowego ciśnienia transmuralnego”. Prawdziwa krzywa staje się mniej liniowa przy bardzo niskich wartościach MSFP (poniżej 5mmHg), jak wykazali Lee et al (1988):

Więc, objętość nienaprężona prawdopodobnie nie jest całkowicie nienaprężona. W każdym razie, to przeczyłoby logice dla wewnątrznaczyniowego ciśnienia by faktycznie być zero mmHg, jak nawet jeden mililitr płynu wywiera pewne niezerowe ciśnienie na ściany komory , które zawierają to.

Znaczenie i znaczenie średniego systemowego ciśnienia napełniania

Model Guyton sugeruje , że przepływ krwi wracającej do serca jest głównie napędzany przez to średnie systemowe ciśnienie napełniania. Jest to ciśnienie, z którego krew płynie, a CVP jest ciśnieniem, do którego płynie, pokonując w tym procesie żylny opór naczyniowy. Rzut serca, w tym modelu, nie odgrywa żadnej roli w określaniu ciśnienia w krążeniu żylnym.

Nie każdy jest zgodny , że te pojęcia mają jakąkolwiek naukową wartość. Magder (2006), Brenglemann (2003) i Henderson et al (2010) podają więcej szczegółów, ale tutaj wystarczy powiedzieć, że różni poważni studenci fizjologii wzięli wyjątek od projektu eksperymentu Guytona, metodologii pomiaru i podstawowego rozumowania. Jednakże uczestnikom szkolenia CICM zaleca się pogodzenie się z tą kontrowersją i zapamiętanie tego hemodynamicznego shibbolethu tak, jakby był on prawem Newtona. Koncepcja ta jest bardzo popularna i istnieje ryzyko, że egzaminator viva siedzący naprzeciwko ciebie jest jej zdecydowanym zwolennikiem. Błyszczące gwiazdy FOAM (np. Jon-Emile Kenny, z PulmCCM) również uwiarygodniają tę koncepcję, zwiększając jej ekspozycję. Co więcej, w komentarzach do pytania 19 z pierwszej pracy z 2014 roku, egzaminatorzy wspomnieli, że „dodatkowe punkty zostały przyznane za opisy zależności od średniego systemowego ciśnienia napełniania i innych wpływów poza nim”. Krótko mówiąc, MSFP zdaje egzaminy.