background image

Hemodynamic Disturbances

 

Abdulkareem Mohammad Jaafar 

MB. ChB. PhD. (Hematopathology) 

Department of Pathology 

College of Medicine/ University of Baghdad 


background image

Edema

 refers to: 

Increased fluid in the interstitial 
tissue spaces. 
Mechanisms of edema: 

●Increased capillary pressure. 
●Diminished colloid osmotic 
pressure. 
●Lymphatic obstruction. 
●Sodium retention. 


background image

The edema fluid may be either: 

A transudate: 

Occurs with: 

●Volume or pressure overload. 
●Reduced plasma protein. 

It is a protein-poor fluid. 

An exudate: 

Occurs with: 

●Increased vascular permeability, due to 
inflammation (inflammatory edema). 

It is a protein-rich fluid. 


background image

Pitting edema

 

Ankle region

 

 

The edema fluid is in the subcutaneous tissue. Finger pressure over edematous 
subcutaneous tissue leads to pitted depression hence the name pitting edema.  


background image

Ascites (severe form) complicating liver cirrhosis  


background image

The principal causes of edema are: 

●Increased Hydrostatic Pressure 

This is either: 

►Localized edema: 

this is due to 

Localized increase in intravascular pressure. 

Examples of localized edema are  

1. Portal hypertension caused by liver cirrhosis. This produces 
ascites. 
2. Pressure of gravid uterus on the iliac veins produces edema of 
the lower limbs.  
3. Acute left ventricular failure causes acute pulmonary edema. 
4. Thrombosis of major veins of the lower extremity can cause 
edema restricted to the distal portion of the affected leg. 
5. Incompetence of venous valves secondary to varicose veins. 

►Generalized edema: 

this is due to 

Generalized increases in intravascular pressure. 
Occur most commonly in congestive heart failure, with 
involvement of the right ventricular cardiac function. 


background image

A 35-year-old woman has a 
massively swollen Rt. leg. 

Deep vein thrombosis (DVT) 


background image

The principal causes of edema are: 

●Reduced Plasma Osmotic Pressure 

Reduced osmotic pressure occurs when there is: 

■Reduced synthesis of albumin. 
■Increased loss of albumin from the circulation. 

Albumin loss is exemplified by: 

►The nephrotic syndrome 

(glomerular 

capillary walls become leaky) that is associated 
with generalized edema. 
Reduced albumin synthesis occurs in: 

►The setting of diffuse liver diseases 

(e.g., 

cirrhosis) or protein malnutrition. 


background image

Note edema of the feet in the child on the Lt 

Kwashiorkor  


background image

The principal causes of edema are: 

●Lymphatic Obstruction 

Edema due to lymphatic obstruction is usually: 

Localized. 

It can result from: 

■Inflammatory or 
■Neoplastic obstruction. 

In breast carcinoma 

infiltration and obstruction of 

superficial lymphatics can cause edema of the 
overlying skin, the so-called: 
Peau d'orange (orange peel) appearance. 
Such a finely pitted surface results from an 
accentuation of depressions in the skin at the site of 
hair follicles. 


background image

Note the gross cutaneous changes associated with an underlying carcinoma of 
breast. These are due to dermal lymphatic invasion by carcinoma that has resulted 
in the grossly thickened, erythematous, and rough skin surface with the 
appearance of an orange peel ("peau d'orange"). 

Edema: Lymphatic Obstruction 


background image

The principal causes of edema are: 

●Sodium and Water Retention 

Increased salt-with the obligate 
accompanying water-causes: 

■Increased hydrostatic pressure. 
■Reduced vascular osmotic pressure. 

Salt retention can occur with: 

■Any impairment of renal function

, as in 

poststreptococcal glomerulonephritis and 
acute renal failure. 


background image

The alveolar spaces are filled with pale pink amorphous fluid. Note 
the congested septal capillaries. 

Pulmonary edema (a case of Lt heart failure) 


background image


background image

Hyperemia and Congestion 

The terms hyperemia and congestion both indicate: 

A local 

increased volume of blood in a particular 

tissue. 

●Hyperemia is an: 

►Active process 

resulting from: 

►Augmented blood flow due to arteriolar dilation. 

●Congestion is: 

►A passive process 

resulting from: 

►Impaired venous return out of a tissue. 

Congestion may occur: 

►Systemically

, as in cardiac failure, or 

►It may be local

, resulting from an isolated venous 

obstruction. 


background image

There is engorgement of septal capillaries. Hemosiderin-laden 
macrophages (heart failure cells). The hemosiderin granules within 
cytoplasm of macrophages appear brownish) 

CVC lung 


background image

A: Central areas are red and 
slightly depressed compared with 
the surrounding tan viable 
parenchyma. 

B: Centrilobular necrosis with 
degenerating hepatocytes and 
hemorrhage.  

Liver with chronic passive congestion and hemorrhagic necrosis 

A

 

B

 


background image

Hemorrhage:

 

Hemorrhage is the escape of blood from the vasculature into 
surrounding tissues, a hollow organ or body cavity, or to the 
outside. 

Hemorrhage is most often caused by trauma. 

Hematoma:

 

This localized hemorrhage occurs within a tissue or organ. 

Hemothorax, hemopericardium, hemoperitoneum, and 
hemarthrosis: 

Hemorrhage may occur in the pleural cavity, pericardial sac, 
peritoneal cavity, or a synovial space, respectively. 

Petechial hemorrhages, petechiae, or purpura: 

These small, punctate hemorrhages occur in the skin, mucous 
membranes, or serosal surfaces. 

Ecchymosis:

 

This diffuse hemorrhage is usually in skin and subcutaneous 
tissue. 


background image

Numerous raised  3- to 5-mm palpable hemorrhages of the skin. In 
this case purpura is due to small-vessel vasculitis. 

Purpura  


background image

Petechiae are classically found 
when a coagulopathy is due to a 
low platelet count. They can also 
appear following sudden hypoxia. 

Petechial hemorrhages seen on the epicardium of the heart 


background image

The blotchy areas of hemorrhage in 
the skin are called ecchymoses 
(singular ecchymosis). Ecchymoses 
are larger than petechiae. They can 
appear with coagulation disorders. 

Ecchymoses  


background image

Even relatively inconsequential volumes of hemorrhage in a critical 
location, or into a closed space (such as the cranium), can have fatal 
outcomes. 

Intracerebral hemorrhage 


background image


background image

Thrombosis is: 

The formation of a blood clot inside a blood 
vessel. 

Both hemostasis and thrombosis involve 

three components:  

●Vascular wall.  
●Platelets . 
●Coagulation cascade.  


background image

Pathogenesis of Thrombosis: 

Three predisposing factors for 
thrombus formation 

(Virchow's 

triad): 

1. Endothelium injury: 

This is a 

dominant predisposing factor, 
since endothelial loss by alone 
can lead to thrombosis. 

It is particularly important for 
thrombus formation occurring 
in: 
The heart or in the arterial 
circulation, 

where the normally 

high flow rates might otherwise 
interfere with clotting by 
preventing platelet adhesion & 
diluting coagulation factors. 

 


background image

2. Alterations in Normal Blood 
Flow: 

●Turbulence contributes to: 

Arterial and cardiac 

thrombosis. 

●Stasis is a major contributor to 
the development of 

venous 

thrombi

Stasis and turbulence: 

1. Disrupt laminar flow and bring 
platelets into contact with the 
endothelium. 
2. Prevent dilution of activated 
clotting factors by fresh-flowing 
blood. 
3. Retard the inflow of clotting 
factor inhibitors and permit the 
buildup of thrombi. 
4. Promote endothelial cell 
activation.

 


background image

3. Hypercoagulability: 

Hypercoagulability 
generally contributes 
less frequently to 
thrombosis. 
It is defined as: 

Any alteration of the 
coagulation pathways 
that predisposes to 
thrombosis. 

It is be divided into: 

●Primary (Genetic). 
●Secondary (Acquired).  


background image

The main leg veins are filled with fresh thrombosis, from an elderly 
man who died of a massive pulmonary embolus. 

Deep vein thrombosis: leg veins  


background image

Cardiac auricle thrombus 
showing lines of Zahn 

Thrombi can have grossly (and 
microscopically) apparent 
laminations called lines of Zahn; 
these represent pale platelet and 
fibrin layers alternating with 
darker erythrocyte-rich layers. 


background image

Thrombus in the left and right ventricular apices, overlying white 
fibrous scar. 

Mural thrombi  


background image

Laminated thrombus 
in a dilated abdominal 
aortic aneurysm 
(arrow). 

Mural thrombi  


background image

An occlusive 
thrombus within the 
anterior descending 
branch of the Lt. 
coronary artery. 

Coronary atherosclerosis + superadded thrombosis 


background image

Coronary atherosclerosis + superadded thrombosis

 

The narrowed lumen is occupied by an occlusive thrombus 
(arrow). The narrowing is due to atheroslcerosis. Note that the 
intimal atheroma display cholesterol clefts (whitish needle-like 
spaces). There is atrophy of the media.  


background image

Infective endocarditis (aortic valve) 

Note the relatively bulky vegetation causing destruction of the aortic 
valve cusps. 


background image


background image

Fate of the Thrombus 

Thrombi undergo some combination of the following four events: 

●Propagation: 

Thrombi accumulate additional platelets and fibrin, eventually 
causing vessel obstruction. 

●Embolization: 

Thrombi dislodge or fragment and are transported elsewhere in 
the vasculature. 

●Dissolution: 

Is the result of fibrinolytic activation, which leads to rapid 
shrinkage and even total lysis of recent thrombi. 

●Organization and recanalization: 

Older thrombi become organized by the ingrowth of endothelial 
cells, smooth muscle cells, and fibroblasts into the fibrin-rich clot. 
Capillary channels are eventually formed that, to can create 
conduits along the length of the thrombus and thereby re-establish 
the continuity of the original lumen. 


background image

Potential outcomes of venous thrombosis

 


background image

Coronary thrombosis showing organization and re-canalization

 


background image

Deep venous thrombosis can complicate: 

1. Advanced age, bed rest, and immobilization increase the risk 
of deep venous thrombosis because reduced physical activity: 

●Diminishes the milking action of muscles in the lower leg and 
so slows venous return.  

2. Cardiac failure causes: 

●Stasis in the venous circulation.  

3. Trauma, surgery, and burns result in: 

●Reduced physical activity. ●Injury to vessels. ●Release of 
procoagulant substances from tissues. ●Reduced t-PA activity.  

4. Peripartum and postpartum states: 

●Amniotic fluid infusion into the circulation. 
●Hypercoagulability.  

5. Hypercoagulable states. 
6. Disseminated cancers: 

●Tumor-associated procoagulant release.

 


background image

Cardiac and Arterial Thrombosis: 

The major initiator of arterial thromboses is: 

Atherosclerosis.

 Because it is associated with: 

●Loss of endothelial integrity. ●Abnormal vascular flow.  

The major initiator of cardiac mural thrombi is: 

Myocardial infarction.

 Because it is associated with: 

●Dyskinetic myocardial contraction. ●Damage to the adjacent 
endocardium.  

Rheumatic heart disease can cause: 

Atrial mural thrombi due to: 
●Mitral valve stenosis

, followed by 

●Left Atrial Dilation

 and 

concurrent 

●Atrial Fibrillation. 

Arterial aneurysms (e.g. aortic) are frequently filled by thrombi.  

Cardiac and Aortic mural thrombi can embolize peripherally. 
Virtually any tissue can be affected, but brain, kidneys, and 
spleen are prime targets because of their large volume of blood 
flow. 


background image

Embolism 

An embolus is: 

A detached intravascular solid, liquid, or gaseous mass that 
is carried by the blood to a site distant from its point of 
origin.  

Forms of emboli 

1. Thromboemboli: 

representing a dislodged thrombus or 

part of it. 

Rare forms of emboli include  

2. Fat emboli: 

consisting of fat droplets.  

3. Air emboli: 

consisting of bubbles of air or nitrogen. 

4. Atherosclerotic emboli: 

(cholesterol emboli) consisting of 

athermatous debris. 

5.  Tumor emboli: 

made up of fragments of a tumor.  

6. Bone marrow emboli

consisting of bits of bone marrow. 

7. Foreign body emboli: 

as 

bullets or shrapnel.  


background image

Embolus 

Derived 

From: 

A Lower Extremity 
Deep Venous 
Thrombosis 

and now: 

Impacted astride the 
bifurcation of the main 
pulmonary artery. 

Pulmonary thromboembolism 


background image

Large embolus occluding main pulmonary A

 

A pulmonary thrombo-embolus. 

Such thrombi embolize from large 

veins in the legs and pelvis. 

This pulmonary thrombo-embolus is 

occluding the main pulmonary artery. 


background image

Pulmonary thrombo-embolus

 

This is the microscopic appearance of a pulmonary thrombo-
embolus in a major pulmonary artery branch. Note its laminated 
appearance (lines pf Zahn) 


background image

Systemic Thromboembolism 

This refers to emboli in: 

The arterial circulation. 

Sources include: 

1. Intracardiac mural thrombi 

(80%) that complicate: 

A. Infarction of the left ventricular wall (70%). 
B. Dilated left atria (e.g., secondary to mitral valve disease) 
(25%). 

The remainder (5%) originates from thrombi complicating: 

2. Aortic aneurysms. 
3. Ulcerated atherosclerotic plaques.  
4. Valvular vegetations. 

A very small fraction of systemic emboli appear to 

arise in 

veins but end up in the arterial circulation, through 
interventricular defects. 

These are called: 

5. Paradoxical emboli.

 


background image

The major sites for arteriolar 
embolization are:  

1. The lower extremities (75%). 
2. The brain (10%). 
3. The intestines (mesenteric), kidneys, 
and spleen.  
4. The upper limbs are the least 
common sites. 


background image


background image

The rounded holes that appear in the vascular spaces here in the lung are fat 
emboli. Fat embolization syndrome occurs most often following trauma with 
fracture of long bones that releases fat globules into the circulation which are 
trapped in pulmonary capillaries.  

Fat embolism lung  


background image

Sometimes about a week following the event initiating fat embolism syndrome, 
there is loss of consciousness because of "brain purpura" as shown here. 
Numerous petechial hemorrhages are produced by fat emboli to the brain, 
particularly in white matter. 

Fat embolism syndrome brain  


background image

The cellular elements on the left side of the embolus are hematopoietic precursors, 
while the cleared vacuoles represent marrow fat. The relatively uniform red area 
on the right of the embolus is an early organizing thrombus. 

Bone marrow embolus in the pulmonary circulation.  


background image

This is a rare finding that may complicate a term pregnancy at delivery. 
Seen here in a pulmonary artery branch is an amniotic fluid embolus that 
has layers of fetal squames. Amniotic fluid embolization can have the same 
outcome as a large saddle pulmonary embolus. 

Amniotic fluid embolism lung 


background image

Fat & bone marrow embolism: 

Microscopic fat globules can be 

found in the circulation 

after fractures of long bones (which contain 

fatty marrow) or after soft-tissue trauma.

 

Fat enters the circulation by rupture of the marrow vascular 
sinusoids or rupture of venules in injured tissues.  

Air Embolism: 

Gas bubbles within the circulation can obstruct 

vascular flow and cause ischemic injury. 

Air may enter the 

circulation during obstetric procedures or as a consequence of chest 
wall injury. 

Generally, more than 100 ml of air are required to produce a 
clinical effect;

 bubbles can coalesce to form frothy masses 

sufficiently large to occlude major vessels. 

Amniotic Fluid Embolism: 

The underlying cause is entry of 

amniotic fluid into the maternal circulation via a tear in the 
placental membranes with the fluid gaining access into ruptured 
uterine veins.

 

Classically, there is marked pulmonary edema and diffuse alveolar 
damage. 


background image

Infarction 

This is defined as: 

Localized area of 

ischemic cell necrosis

 in a living organ or 

tissue, resulting most often from: 

Sudden reduction or cessation of its  blood supply. 

Causes of vascular obstruction: 

1. Nearly 99% of all infarcts result from thrombotic or 
embolic events, and almost all result from arterial occlusion.  

Uncommon causes include: 

2. Expansion of atheromatous plaques by intraplaque 
hemorrhage. 
3. Spasm of coronary arteries.  
4. Pressure on a vessel from outside: ●Tumor. ●Fibrous 
adhesions. ●Narrow hernial sac. 
5. Twisting (torsion) of the pedicle of mobile organ

 

e.g. loop of 

small intestine (volvulus), ovary and testis.  


background image


background image

A pulmonary infarct is 

hemorrhagic

 because of : 

1. The spongy nature of the 
lung tissue. 

2. The dual blood supply from 
the non-occluded bronchial 
arteries which continue to 
supply blood, but do not 
prevent the infarction. 

Pulmonary infarction  


background image

The dark red infarcted small intestine contrasts with the light pink 
viable bowel. This is one complication of adhesions from previous 
surgery. The trapped bowel has lost its blood supply because of 
fibrous adhesions 

Intestinal  infarction (Hemorrhagic-red) 


background image

Sharply demarcated pale infarct in the spleen (white infarct). Note 
the wedge shape of the infarct. 

Splenic infarction 


background image

A recent infarct of the kidney 
shows a pale area of infarction, 
with an adjacent hyperemic 
border separating it from 
normal kidney. Note the wedge 
shape of the infarct. 

Renal infarction 


background image

Myocardial infarction of about 1 to 2 days in duration. The myocardial cell 
nuclei and cross striations have almost all disappeared. There is beginning acute 
inflammation (neutrophils with their dark blue segmented nuclei, infiltrate 
between necrotic myocardial fibers. An area of hemorrhage is present (arrows) 

Myocardial infarction-Recent 


background image

The walls of the alveoli are necrotic. The capillaries are full of blood but 
endothelial and alveolar epithelial cells can not be distinguished. The alveolar 
spaces contain necrotic cells and cell debris, much of it derived from red cells. 
There is also abundant fibrin 

Pulmonary infarction 


background image

Factors That Influence Development of an Infarct: 

Nature of the Vascular Supply: 

The presence or absence of an alternative blood supply. 

For example, lungs have a dual pulmonary and bronchial artery 
blood supply; thus, obstruction of small pulmonary artery or 
arterioles does not cause. 

2. Rate of Development of Occlusion: 

Slowly developing occlusions are less likely to cause infarction 
because they provide time for the development of alternative 
perfusion pathways i.e. collateral vessels. 

3. Vulnerability to Hypoxia: 

The susceptibility of a tissue to hypoxia influences the likelihood of 
infarction. 

4. Oxygen Content of Blood: 

Partial flow obstruction of a small vessel in an anemic or cyanotic 
patient might lead to tissue infarction, whereas it would be without 
effect under conditions of normal oxygen tension. 


background image


background image

END

 




رفعت المحاضرة من قبل: Abdalmalik Abdullateef
المشاهدات: لقد قام 12 عضواً و 322 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