background image

SHOCK

 

      Shock is a systemic state of low tissue perfusion, which is 

inadequate for normal cellular respiration. With insufficient 
delivery of oxygen and glucose, cells switch from aerobic to 
anaerobic metabolism. If perfusion is not restored in a timely 
fashion, cell death ensues. 


background image

Pathophysiology 

 

Cellular 

1-As perfusion to the tissues is reduced, cells are deprived of oxygen and must switch 

from aerobic to anaerobic metabolism.  

2-The product of anaerobic respiration is not carbon dioxide but lactic acid.  

3-When enough tissue is under perfused, the accumulation of lactic acid in the blood 

produces  systemic metabolic acidosis. 

4-As glucose within cells is exhausted, anaerobic respiration ceases and there is failure 

of the sodium/potassium pumps in the cell membrane and intracellular organelles.  

5-Intracellular lysosomes release autodigestive enzymes and cell lysis ensues. 

6-Intracellular contents, including potassium, are released into the bloodstream 

causing  (hyperkalemia).

  

 

Microvascular 

1-Hypoxia and acidosis activate complement and prime neutrophils, resulting in the 

generation of  oxygen free radicals and cytokine release. 

 

 


background image

2-These mechanisms lead to injury of the capillary endothelial cells. These in turn 

further activate the immune and coagulation systems.              

3-

Da aged e dotheliu  loses its i teg it  a d  e o es  leak . Spa es  et ee  

endothelial cells allow fluid to leak out and tissue oedema ensues, exacerbating 
cellular hypoxia. 

 

Systemic 

Cardiovascular : 

As preload and afterload decrease, there is a compensatory 

baroreceptor response resulting in increased sympathetic activity and release of 
catecholamines into the circulation. This results in tachycardia and systemic 
vasoconstriction (except in sepsis ). 

 

Respiratory: 

The metabolic acidosis and increased sympathetic response result in an 

increased respiratory rate and minute ventilation to increase the excretion of 
carbon dioxide (and so produce a compensatory respiratory alkalosis).

  

 

 


background image

Renal: 

Decreased perfusion pressure in the kidney leads to reduced  filtration at the  

       glomerulus and a decreased urine output. The renin

–angiotensin–aldosterone axis is 

stimulated resulting in further vasoconstriction and increased sodium and water 
reabsorption by the kidney. 

 

Endocrine: 

As well as activation of the adrenal and renin

–angiotensin systems, vasopressin 

(antidiuretic hormone) is released from the hypothalamus in response to decreased 
preload and results in  vasoconstriction and reabsorption of water in the renal collecting  
system.  

      Cortisol is also released from the adrenal cortex, contributing to the sodium and water 

reabsorption and sensitizing the cells to catecholamines. 

 

Ischaemia

–reperfusion syndrome 

           During the period of systemic hypoperfusion, cellular and organ damage progresses 

because of the direct effects of tissue hypoxia and local activation of inflammation. 
Further injury occurs once normal circulation is restored to these tissues. The acid and 
potassium load that has built up can lead to direct myocardial depression, vascular 
dilatation and further hypotension.  

      The cellular and humoral elements activated by the hypoxia (complement, neutrophils, 

microvascular thrombi) are flushed back into the circulation where they cause further 
endothelial injury to organs such as the lungs and kidneys.  

      This leads to acute lung injury, acute renal injury, multiple organ failure and death. 
       Reperfusion injury can currently only be attenuated by reducing the extent and 

duration of tissue hypoperfusion. 

 
 

 


background image

Classification of shock 

• Hypovolaemic 

• Cardiogenic 

• Obstructive 

•  Distributive 

• Endocrine 

 

Hypovolaemic shock 

Hypovolaemic shock is caused by a reduced circulating volume. 
Hypovolaemia may be due to haemorrhagic or non-haemorrhagic causes. 

 

Non-haemorrhagic causes include 

•  poor fluid intake (dehydration) and 

•  excessive fluid loss because of vomiting, diarrhea, urinary loss (e.g. diabetes), 

•  e apo atio  a d  thi d-spa i g , i   hi h fluid is lost i to the gast oi testi al t a t 

and  interstitial spaces, as for example in bowel obstruction or pancreatitis. 

            Hypovolaemia is probably the most common form of shock and is to some 

degree a

 component of all other forms of shock. Absolute or relative 

hypovolaemia must be excluded or treated in the management of the shocked 
state, regardless of cause

 

 

 


background image

Cardiogenic shock 

      Cardiogenic shock is due to primary failure of the heart to pump blood 

to the tissues.  

Causes : 

•   myocardial infarction, cardiac dysrhythmias, valvular heart disease,    
        blunt myocardial injury and cardiomyopathy.  
•  Cardiac insufficiency may  also be caused by myocardial depression   

resulting from endogenous factors (e.g. bacterial and humoral agents  
released in sepsis) or exogenous factors, such as pharmaceutical 
agents or drug abuse.  

      Evidence of venous hypertension with pulmonary or systemic oedema 

may coexist with the classic signs of 

shock. 

 


background image

Obstructive shock: 

 there is a reduction in preload because of  mechanical 

obstruction of cardiac filling.  Common causes;- cardiac tamponade, 
tension pneumothorax, massive pulmonary embolus and  air embolus. 

       In each case there is reduced filling of the left and/or right sides of the 

heart leading to reduced preload and a fall in cardiac output. 

 

Distributive shock: 

Distributive shock describes the pattern of cardiovascular 

responses characterising a variety of conditions including septic shock, 
anaphylaxis and spinal cord injury.  Inadequate organ perfusion is 
accompanied by vascular dilatation with hypotension, low systemic 
vascular resistance, inadequate afterload and a resulting abnormally high 
cardiac output. 

      In anaphylaxis, vasodilatation is caused by histamine release, whereas in 

high spinal cord injury there is failure of sympathetic outflow and 
adequate vascular tone (neurogenic shock). The cause in sepsis is less 
clear but is related to the release of bacterial products (endotoxins) and 
the activation of cellular and humoral components of the immune system. 
There is maldistribution of blood flow at a microvascular level with 
arteriovenous shunting and dysfunction of the cellular utilisation of 
oxygen. 

     In the later phases of septic shock there is hypovolaemia from fluid loss 

into the interstitial spaces and there may be concomitant myocardial 
depression, which complicates the clinical picture. 

 


background image

Endocrine shock:  

it may present as a combination of hypovolaemic, cardiogenic 

and  distributive shock.  

       Causes : 

include hypo- and hyperthyroidism and adrenal insufficiency. 

1-Hypothyroidism causes a shock state similar to that of neurogenic shock as a result 

of

 disordered vascular and cardiac responsiveness to circulating catecholamines. 

Cardiac output falls because of low inotropy and bradycardia.

 There may also be 

an associated cardiomyopathy. 

2- Thyrotoxicosis may cause a high-output cardiac failure. 

3-Adrenal insufficiency leads to shock as a result of hypovolaemia and a poor response 

to 

 circulating and exogenous catecholamines. Adrenal insufficiency may result 

from pre-

 e isti g Addiso s disease o  it  a   e a  elati e i suffi ie

  aused   

a pathological

 disease state such as systemic sepsis. 

 


background image

Cardiovascular and metabolic characteristics of shock

 

 

                               

Hypovolaemia    Cardiogenic   Obstructive    Distributive

 

 

Cardiac output                       Low                     Low                  Low                High

 

 

Vascular resistance                High                    High                 High               Low

 

 

Venous pressure                    Low                     High                 High               Low

 

 

Mixed venous saturating     Low                     Low                 Low                High

 

 

Base deficit                             High                    High                High               High

 

 


background image

Severity of shock 

Compensated shock 

In compensated shock there is adequate compensation to maintain the central blood 

 volume and preserve flow to the kidneys, lungs and brain. 

Apart from a tachycardia and cool peripheries (vasoconstriction, circulating  

catecholamines) there may be no other clinical signs of hypovolaemia. 

However, this cardiovascular state is only maintained by reducing perfusion to the  

skin, muscle and gastrointestinal tract. 

There is a systemic metabolic acidosis and activation of humoral and cellular  

elements within the underperfused organs.  

Patients with occult hypoperfusion (metabolic acidosis despite normal urine output  

and cardiorespiratory vital signs) for more than 12 hours have a significantly higher  

mortality rate, infection rate and incidence of multiple organ failure .

  

 


background image

Decompensation 

      

Fu the  loss of  i ulati g  olu e o e loads the  od s  o pe sato   e ha is s 

and there is progressive renal, respiratory and cardiovascular decompensation. 

       In general, loss of around 15% of the circulating blood volume is within normal  

       compensatory mechanisms. Blood pressure is usually well maintained and only 

falls after 30

–40% of the circulating volume has been lost. 

 

Mild shock

:

 

initially there is tachycardia, tachypnoea and a mild reduction in urine 

output and the  patient may exhibit mild anxiety. Blood pressure is maintained 
although there is a decrease in pulse pressure. The peripheries are cool and 
sweaty with prolonged capillary refill times (except in septic distributive shock). 

Moderate shock 

As shock progresses, renal compensatory mechanisms fail, renal 

perfusion falls and urine output dips below 0.5 ml/ kg/h. There is further 
tachycardia and now the blood pressure starts to fall. Patients become drowsy and 
mildly confused. 

Severe shock : 

In severe shock there is profound tachycardia and hypotension. 

       Urine output falls to zero and patients are unconscious with laboured respiration. 

 

 


background image

Capillary refill : 

Most patients in hypovolaemic shock will have cool, pale peripheries 

with prolonged capillary refill times; however, the actual capillary refill time varies 
so much in adults that it is not a specific marker of whether a patient is shocked, 
and patients with short capillary refill times may  be in the early stages of shock.  

       In distributive (septic) shock the peripheries will be warm and capillary refill will 

be brisk despite profound shock. 

 

Tachycardia : 

Ta h a dia  a   ot al a s a o pa  sho k. Patie ts  ho a e o  β-

blockers or who have implanted pacemakers are unable to mount a tachycardia. A 
pulse rate of 80 in a fit young adult who  normally has a pulse rate of 50 is very  
abnormal. Furthermore, in some young patients with penetrating trauma, when 
there is  hemorrhage but little tissue  damage, there may be a paradoxical 
bradycardia rather than  tachycardia accompanying the shocked state.

  

 

pressure : 

It is important to recognize that hypotension is one of the last signs of 

shock. Children and fit young adults are able to maintain blood pressure until the 
final stages of shock  by dramatic increases in stroke volume and peripheral 
vasoconstriction. These patients can be in profound shock with a normal blood 
pressure. 

 

 


background image

Consequences 

Unresuscitatable shock 

      Patients who are in profound shock for a prolonged period of time become  
       unresuscitatable

. Cell death follo s f o   ellula  ischaemia, and the ability of the 

body to compensate is lost.There is myocardial depression and loss of 
responsiveness to fluid or inotropic therapy. Peripherally there is loss of the ability 
to maintain systemic vascular resistance and further hypotension ensues.  

      The peripheries no longer respond appropriately to vasopressor agents.Death is 

the inevitable result.This stage of shock is the combined result of the severity of 
the insult and delayed, inadequate or inappropriate resuscitation in the earlier 
stages of shock. When patients present in this late stage and have minimal 
responses to maximal therapy it is important that the futility of treatment is 
recognised and that valuable resources are not wasted. 

 

Multiple organ failure 

      

As techniques of resuscitation have improved, more and more patients are 

surviving shock. When intervention is timely and the period of shock is limited, 
patients may make a rapid, uncomplicated recovery; however, the result of 
prolonged systemic ischaemia and reperfusion injury is end-organ damage and 
multiple organ failure. 

 


background image

      Multiple organ failure is defined as two or more failed organ systems. There is no 

specific treatment for multiple organ failure. Management is by supporting organ 
systems with ventilation, cardiovascular support and haemofiltration/dialysis until 
there is recovery of organ function. Multiple organ failure currently carries a 
mortality rate of 60%. Thus, prevention is vital by early aggressive identification 
and reversal of shock. 

 

RESUSCITATION 

       Immediate resuscitation maneuvers (ABC) for patients presenting in shock are to 

e su e a pate t ai a  a d ade uate o ge atio  a d  e tilatio .  O e  ai a  

a d  eathi g  a e assessed a d  o t olled, atte tio  is di e ted to  a dio as ula  
resuscitation. 

Conduct of resuscitation 

1-Resuscitation should not be delayed in order to definitively diagnose the source of 

the  shocked State; however, the timing and nature of resuscitation will depend on 
the type of  shock and the timing and severity of the insult. 

2- Rapid clinical examination will provide adequate clues to make an appropriate first  

determination, even if a source of bleeding or sepsis is not immediately 
identifiable. 

3-If there is initial doubt about the cause of shock it is safer to assume the cause is  

hypovolaemia and begin with fluid resuscitation, followed by an assessment of the 
response. 

 

 


background image

4-In patients who are actively bleeding (major trauma, aortic aneurysm rupture,  

gastrointestinal hemorrhage) it is counterproductive to institute high-volume fluid 
therapy without  controlling the site of hemorrhage. Increasing blood pressure 
merely increases bleeding from the site, and  fluid therapy cools the patient and 
dilutes available coagulation factors. Thus, operative hemorrhage control should 
not be delayed and resuscitation should proceed in parallel with surgery. 

5-Conversely, a patient with bowel obstruction and hypovolaemic shock must be 

adequately Resuscitated before undergoing surgery otherwise the additional 
surgical injury and hypovolaemia induced during the  procedure will exacerbate 
the inflammatory activation and increase the incidence and severity of end-organ  
insult. 

 

Fluid therapy 

       In all cases of shock, regardless of classification, hypovolaemia and inadequate 

preload must be addressed before  other therapy is instituted. 

       Administration of inotropic or chronotropic agents to an empty heart will rapidly 

and permanently deplete the  myocardium of oxygen stores and dramatically 
reduce diastolic filling and therefore coronary perfusion. 

 

 


background image

      Patients will enter the unresuscitable stage of shock as the myocardium becomes 

progressively more ischemic and unresponsive to resuscitative attempts. 

       First-line therapy, therefore, is intravenous access and administration of 

intravenous fluids. Access should be through short, wide-bore catheters that allow 
rapid infusion of fluids as necessary. Long, narrow lines such as central venous 
catheters have too high a resistance to allow rapid infusion and are more 
appropriate for monitoring than fluid replacement therapy. 

 

Type of fluids  

1- 

stalloid solutio s  o al sali e, Ha t a s solutio , ‘i ge s la tate  a d  

2-colloids (albumin or commercially available products). 

    Most importantly, the oxygen-carrying capacity of crystalloids and colloids is zero. 

     If blood is being lost, the ideal replacement fluid is blood, although crystalloid 

therapy may be required while awaiting blood products. Hypotonic solutions (e.g. 
dextrose) are poor volume expanders and should not be used in the  

       treatment of shock unless the deficit is free water loss (e.g. diabetes insipidus) or 

patients are sodium overloaded (e.g. cirrhosis). 

 

 

 

 


background image

Dynamic fluid response 

The shock status can be determined dynamically by the cardiovascular response  

to the rapid administration of a fluid bolus. In total, 250

–500 ml of fluid is rapidly  

given (over 5

–10 min) and the cardiovascular responses in terms of heart rate,  

blood pressure and central venous pressure (CVP) are observed. Patients can 

e di ided i to  espo de s ,  t a sie t  espo de s  a d  nonresponders . 

Responders show an improvement in their cardiovascular status, which is  

sustained. These patients are not actively losing fluid but require filling to a  

normal volume status. 

Transient responders show an improvement but then revert to their previous  

state over the next 10

–20 min. These patients either have moderate on-going  

fluid losses (either overt hemorrhage or further fluid shifts reducing  

intravascular volume). 

Non-responders are severely volume depleted and are likely to have major on- 

going loss of intravascular volume, usually through persistent uncontrolled  

hemorrhage. 

 


background image

Vasopressor and inotropic support 

           Vasopressor or inotropic therapy is not indicated as first-line therapy in 

hypovolaemia. As discussed above, administration of these agents in the absence 
of an adequate preload rapidly leads to decreased coronary perfusion and 
depletion of myocardial oxygen reserves.  

            Vasopressor agents (phenylephrine, noradrenaline) are indicated in distributive 

shock states (sepsis, neurogenic shock), in which there is peripheral vasodilatation 
and a low systemic vascular resistance, leading to hypotension  despite a high 
cardiac output. When the vasodilatation is resistant to catecholamines (e.g. 
absolute or relative steroid deficiency), vasopressin may be used as an alternative 
vasopressor. In cardiogenic shock or when myocardial depression complicates a 
shock state (e.g. severe septic shock with low cardiac output), inotropic therapy 
may be required to increase cardiac output and, therefore, oxygen delivery. The 
inodilator dobutamine is the agent of choice. 

 

 

 


background image

Monitoring for patients in shock 

 

Minimum 

■ Electrocardiogram 
■ Pulse oximetry 
■ Blood pressure 
■ Urine output 
 

Additional modalities 

■ Central venous pressure 
■ Invasive blood pressure 
■ Cardiac output 
■ Base deficit and serum lactate 
 


background image

Cardiovascular 

As minimum, cardiovascular monitoring should include: 
• Continuous ECG 
• Oxygen saturation. 
• Pulse waveform 
• Non invasive blood pressure. 
Patient whose stats of shock is not rapidly corrected with small amounts of fluid 

should have: 

• CVP monitoring 
• Continuous blood pressure monitoring through arterial line. 

 

Central venous pressure 

       CVP measurement should be assessed dynamically as the response to fluid 

challenge. A fluid bolus (250 

– 500 ml) is infused rapidly over 5 – 10 min. the 

normal CVP response is raise of 2-3 cm H2O, which gradually drift back to the 
original level over 10 

– 20 minute. Patients with no changes in their CVP are empty 

and require further fluid resuscitation. Patient with large, sustain rise in CVP have 
high preload and element of cardiac insufficiency or volume overload.    


background image

Cardiac output 

          Cardiac output monitoring allow an assessment of not only the cardiac output 

but also the systemic vascular resistance. Invasive cardiac monitoring using 
pulmonary cardiac catheter is become less frequent as new non invasive 
monitoring techniques such as Doppler ultrasound, pulse waveform analysis and 
indicator dilution method provide similar information without many f the 
drawbacks of more invasive technique. 

           Measurement of cardiac output, systemic vascular resistance and preload can 

help to distinguish the type of shock that are present ( hypovolemic, distributive, 
cardiogenic ) specially when they coexist. 

            The information provided guides fluid and vasopressor therapy by providing 

real 

–time monitoring of the cardiovascular response. 

             measurement of cardiac output is desirable in patient who do not respond as 

expected to first-line therapy or who have evidence of cardiogenic shock  or 
myocardial dysfunction.  

              early consideration should be given to instituting cardiac output monitoring in 

patients who requires vasopressor or intropic support. 

 


background image

Systemic and organ perfusion 

            Monitoring of organ perfusion should guide the management of shock. The 

best measures of organ perfusion and the best monitor of the adequancy of sock 
therapy remain the urine output.  

            The level of consciousness is important marker of cerebral perfusion, but brain 

perfusion remained until the very late stages  of shock. 

             The only clinical indicator of perfusion of the gastrointestinal tract and 

muscular bed are the global measurement of lactic acidosis (lactic and base deficit) 
and the mixed venous oxygen saturation. 

 

Base deficit and lactate 

           The degree of lactic acidosis, as measured by serum lactate level and/or base 

deficit, is a sensitive tool for both the diagnosis of shock and monitoring to 
response to therapy. These parameters are measured from arterial blood gas 
analysis. The base deficit and/or lactate should be measured routinely in these 
patients until they have returned to normal levels. 

 


background image

Mixed Venous oxygen saturation 

           Normal mixed venous oxygen saturation levels are 50 

– 70 %. Level below 50 % 

indicate inadequate oxygen delivery and increased oxygen extraction  by the cells. 
This consistent with hypovolemic or cardiogenic shock. 

             high mixed venous blood saturation levels ( 

< 70 %) are seen in sepsis and 

some other forms of distributive shock. Levels lower than this indicate that the 
patients is not only in septic shock but also in hypovolemic or cardiogenic shock.  


background image

Endpoint of resuscitation 

            It is much easier to know when to start resuscitation than when to 

stop. Traditionally, patients have been resuscitated until they have a 
normal pulse, blood pressure and urine output. However; these 
parameters are monitoring organ systems whose blood flow is preserved 
until the late stages of shock. Therefore, a patient may be resuscitated to 
restore central perfusion to the brain, lungs and kidneys yet the gut and 
the muscle bed continue to be underperfused. Thus activation of the 
inflammatory and coagulation may be on going and, when these organs 
are finally perfused, it may lead to reperfusion injury and ultimately 
multiple organ failure. 

          this state of normal vital signs and continued underperfusion is termed 

occult hypotension (OH). With current monitoring techniques it is 
manifested only by persistent lactic acidosis and low mixed venous oxygen 
saturation level. The duration that the patient spend in this hypoperfused 
state has a dramatic effect on outcome. Patient with OH for more than 12 
hours have a two to three times higher mortality rate than that of patient 
with limited duration of shock.   


background image

          Resuscitation  algorithms directed at correcting global perfusion end points 

(base deficit, lactate, mixed venous saturation) rather than traditional endpoints 
have been shown to improves morbidity and mortality in high risk surgical 
patients. Whoever, it is clear that despite aggressive regimens, patients cannot be 
resuscitated to normal parameters within 12 hour by fluid resusetation alone. 




رفعت المحاضرة من قبل: Ismail AL Jarrah
المشاهدات: لقد قام 9 أعضاء و 139 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل