Pathologische anatomie en pathofysiologie: neurologische en longschade door verdrinking

By Cristiano Antonino On 17 mei 2023

Verdrinking of 'verdrinkingssyndroom' in de geneeskunde verwijst naar een vorm van acute verstikking door een externe mechanische oorzaak die wordt veroorzaakt door de bezetting van de longalveolaire ruimte door water of een andere vloeistof die wordt ingebracht via de bovenste luchtwegen, die volledig zijn ondergedompeld in een dergelijke vloeistof.

Als de asfyxie lange tijd aanhoudt, meestal enkele minuten, treedt 'dood door verdrinking' op, dwz overlijden door verstikking door onderdompeling, meestal gekoppeld aan acute hypoxie en acuut falen van de rechter hartkamer.

In sommige niet-fatale gevallen kan verdrinking met succes worden behandeld met specifieke reanimatiemanoeuvres

De begrippen hypoxie, ischemie en necrose zijn belangrijk en moeten in detail worden verduidelijkt.

Hypoxie wordt gedefinieerd als een onvoldoende toevoer van zuurstof naar een specifiek lichaamsdeel.

Ischemie treedt op wanneer de bloedstroom naar een orgaan of apparaat wordt verminderd, of wanneer het zuurstofgehalte in het bloed aanzienlijk lager is dan normaal: in deze gevallen, als de bloedstroom niet snel wordt hersteld, kan het weefsel necrose krijgen, dwz afsterven.

Als het niet lukt om te verdrinken, kunnen de hersenen hypoxisch worden voordat er een hartstilstand optreedt.

De bloedstroom kan enige tijd aanhouden, onder anaërobe omstandigheden, zelfs na volledige consumptie van beschikbare zuurstof.

In de meeste gevallen treedt bewustzijnsverlies op na 2 minuten anoxie en kan hersenbeschadiging optreden na 4-6 minuten; zenuwbeschadiging is in sommige gevallen onomkeerbaar.

Er is geen echte tijdslimiet voor herstel, aangezien dit van tal van factoren afhangt: er zijn gevallen beschreven van volledig herstel na perioden van onderdompeling van maximaal 40 minuten.

Deze uitzonderlijke gevallen komen vaker voor wanneer het ongeval plaatsvindt in koud water en kunnen worden verklaard door de integriteit van de duikreflex (apneu, bradycardie en perifere vasoconstrictie wanneer het gezicht wordt ondergedompeld in koud water).

Waarschijnlijk oefent het snelle begin van hypothermie, door het verminderen van de metabolische eisen, vooral encefalische, cerebro-beschermende effecten uit en draagt zo bij aan een grotere kans op functioneel herstel, zelfs na vele minuten.

Onder aërobe omstandigheden vindt de energieproductie in de vorm van adenosinetrifosfaat (ATP) plaats via metabole routes zoals glycolyse, de tricarbonzuurcyclus (TCA) en oxidatieve fosforylering.

Er zijn vier belangrijke metabole stadia:

Fase I: vertering en opname van vetten, koolhydraten en eiwitten.

Fase II: Reductie van vetzuren, glucose en aminozuren tot acetyl-co-enzym A (acetyl=coA), dat naar behoefte kan worden gebruikt om ofwel direct of indirect weer vetten, koolhydraten of aminozuren te synthetiseren, ofwel om extra energie via fasen III en IV.

Fase III: Tricarbonzuurcyclus, waarin het grootste deel van het kooldioxide (CO2) van het organisme wordt geproduceerd en waarin de meeste moleculaire energiedragers (nicotinamide-adenine-dinucleotide [NAD], flavine-adenine-dinucleatide [FAD]) hun energie opnemen inhoud (in de vorm van waterstofatomen). Deze dragers transporteren energie naar de ademhalingsketen.

Fase IV: oxidatieve fosforylering (productie van adenosinetrifosfaat [ATP] in aanwezigheid van zuurstof) vindt plaats op het binnenste mitochondriale membraan, waarbij zuurstof de laatste acceptor is van de elektronen die nu geen energie-inhoud meer hebben en waterstofatomen.

Glycolyse vindt plaats in het cytoplasma, terwijl de TCA-cyclus en oxidatieve fosforylering plaatsvinden in de mitochondriën.

Bij anaerobiose stoppen de TCA-cyclus en oxidatieve fosforylering en blijft de belangrijkste energiebron glycolyse.

Glycolyse is onder anaerobe omstandigheden snel, maar vereist het handhaven van de bloedstroom, wat nodig is om de glucosetoevoer te waarborgen.

Anaëroob metabolisme van een glucosemolecuul resulteert in de netto productie van 2 ATP-moleculen, vergeleken met de 36 geproduceerd in aerobiose.

ATP levert de energie voor veel actieve transportmechanismen (natrium-kaliumpompen, calciumpompen, enz.) die aanwezig zijn op celmembranen en noodzakelijk zijn voor het handhaven van homeostase.

Hersencellen hebben een strikt aëroob metabolisme en kunnen onder hypoxische omstandigheden snel worden aangetast door een vermindering van de zuurstof- en energietoevoer, wat resulteert in een vertraging of volledige uitschakeling van actieve transportmechanismen.

De integriteit van cellulaire structuren wordt in gevaar gebracht door het verlies van kalium door het plasmamembraan en de instroom van natrium en calcium in de cellen.

Mitochondriën en het endoplasmatisch reticulum (ER) zijn intracellulaire organellen die samenwerken bij de regulering van de cytoplasmatische calciumspiegels en deze in overmaat absorberen.

Onder hypoxische omstandigheden, wanneer de cellulaire integriteit begint te worden aangetast, is de opname van calcium door deze organellen de directe oorzaak van de ontkoppeling van oxidatieve fosforylering, een fenomeen dat de energieproductie aanzienlijk vermindert en het cellulaire metabolisme verder verslechtert.

Water volgt natrium en calcium in de cellen, wat leidt tot oedeem.

Het eindproduct van de glycolytische route is pyruvaat onder aerobe omstandigheden en lactaat (melkzuur) onder aerobe omstandigheden.

De accumulatie van lactaat verlaagt de pH en kan de functionaliteit van enzymsystemen aantasten, wat leidt tot celdood als de oxygenatie en perfusie niet worden hersteld.

Pathologische anatomie en pathofysiologie: longschade door verdrinking

Vloeistofaspiratie (natte verdrinking) komt voor bij ongeveer 85-90% van de drenkelingen.

Longletsels komen bij deze groep vaker voor dan bij patiënten die niet hebben geaspireerd.

De omvang van deze verwondingen hangt af van het volume en het type opgezogen vloeistof, evenals van eventuele stoffen die erin zitten.

Het verschil tussen verdrinken in zout of zoet water is belangrijk:

vers water is hypotoon in vergelijking met bloed en wordt, als het wordt opgezogen, snel opgenomen in de bloedsomloop. Het vernietigt ook oppervlakteactieve stoffen, waardoor de oppervlaktespanning ter hoogte van de longblaasjes toeneemt, wat leidt tot hun ineenstorting;
zeewater is hypertoon ten opzichte van het bloed (zoutoplossing van ongeveer 3%) en trekt, als het wordt aangezogen, vloeistof uit het bloed naar de longblaasjes. Dit resulteert achtereenvolgens in de mechanische verwijdering van surfactant, verhoogde oppervlakkige spanning en alveolaire collaps.

Atelectase resulteert in een verstoring van de ventilatie-perfusieratio (V/Q), een intrapulmonale shunt (Qs/Qt), een vermindering van de resterende functionele capaciteit en een vermindering van de longcompliantie.

Deze veranderingen leiden vaak tot voorbijgaande hypoxemie.

Gemengd met vloeistof kunnen modder, zand, bacteriën en maagmateriaal worden opgezogen, die verantwoordelijk zijn voor ontstekingsprocessen in de luchtwegen, zoals alveolitis, bronchitis en longontsteking.

ARDS is een frequente complicatie van mislukte verdrinkingsgevallen en is hoogstwaarschijnlijk het gevolg van microvasculair letsel dat verband houdt met het opzuigen van vreemde materialen en/of de ontstekingsreactie die daardoor wordt veroorzaakt.

Geactiveerde granulocyten geven lysosomale enzymen en vrije zuurstofradicalen vrij en kunnen het alveoli-capillaire membraan beschadigen, waardoor eiwitrijke vloeistof in de interstitiële ruimten stroomt, vanwaar het zeer moeilijk te verwijderen is.

De hechting van eiwitmateriaal aan de alveolaire wanden kan leiden tot de vorming van hyaliene membranen, wat overeenkomt met het witachtige uiterlijk op röntgenfoto's van de borst, kenmerkend voor ARDS.

ARDS lost, eenmaal gerealiseerd, heel langzaam op.

Pathologie en pathofysiologie: hemodynamische en elektrolyteffecten

gerelateerde berichten

Gezondheidsuitgaven in Italië: een groeiende last voor huishoudens

11-2024-XNUMX

Volièrewaarschuwing: tussen virusevolutie en menselijke risico's

4-2024-XNUMX

Een dag in het geel tegen endometriose

28-2024-XNUMX

Hoop en innovatie in de strijd tegen alvleesklierkanker

27-2024-XNUMX

Dierstudies hebben geen verschil aangetoond tussen hypoxische dieren en dieren die hypotone, isotone of hypertone zoutoplossing kregen.

De pulmonale vasculaire weerstand, de centrale veneuze druk en de pulmonale capillaire wigdruk namen bij alle dieren toe, terwijl het hartminuutvolume en de effectieve dynamische pulmonale compliantie afnamen.

Een even belangrijke bevinding was de afwezigheid van significante hemodynamische of cardiovasculaire verschillen tussen de hypoxische controlepersonen en degenen die de verschillende oplossingen opzuigen.

Functionele, hemodynamische en cardiovasculaire veranderingen treden gemakkelijker op tijdens hypoxie dan tijdens vloeistofaspiratie.

De studie van slachtoffers van verdrinking, zowel in zoet als in zout water, bracht geen ernstige veranderingen in hemoglobine- of elektrolytconcentraties aan het licht.

De hemoglobine- en hematocrietwaarden maken het dus niet mogelijk om te bepalen of zoet of zout water is aangezogen.

Pathologische anatomie en pathofysiologie: schade aan de nierfunctie bij slachtoffers van verdrinkingsdood

De meeste slachtoffers van bijna-verdrinking ervaren geen nierfunctiestoornis, maar in sommige gevallen komt het wel voor en moet niet worden onderschat.

Acute tubulaire necrose kan te wijten zijn aan myoglobinurie, verminderde renale bloedstroom secundair aan de hypoxische gebeurtenis, hypotensie, melkzuurproductie, trauma.

Het handhaven van een voldoende cardiale output is meestal voldoende om nierfalen te voorkomen.