IHOVERENKIERRON TUTKIMINEN KUDOSTURVOTUKSEN SYNTY JA ESTOMEKANISMIT

1 F3 IHOVERENKIERRON TUTKIMINEN KUDOSTURVOTUKSEN SYNTY JA ESTOMEKANISMIT Työohjeet sivulta 4 alkaen. Vastaa aktivoiviin kysymyksiin 1 3.

2 Kliinisessä työssä on hyödyllistä yksinkertaisin menetelmin saada tietoja perifeerisestä verenkierrosta. Tarkat havainnot pinnallisista verisuonista, ihon väristä ja lämpötilasta auttavat tekemään päätelmiä, ei vain paikallisen verenkierron vaan koko verenkiertoelimistön senhetkisestä tilasta. Keskushermoston ja muiden tärkeiden elinten verensaantia uhkaava sisäinen verenvuoto (esim. vuotava vatsahaava) ei useinkaan aiheuta selviä objektiivisia oireita. Vuodon aikana verenpaineen säätelymekanismi pyrkii lisäämään tärkeiden alueiden verenvirtausta aiheuttamalla verisuonten supistumisen vatsaontelon alueella, lihaksissa ja ihossa. Kokenut tarkkailija huomaa uhkaavan verenkiertoshokin nopeasta, lankamaisesta radialispulssista ja kalpeasta, kylmänhikisestä kasvojen ja raajojen ihosta, jossa pinnalliset laskimot ovat kasaanpainuneet. Pelkästään ihon lämpötilan ja värin muutoksia tutkimalla voidaan usein tehdä diagnoosi muistakin vakavista verenkiertohäiriöistä, esimerkiksi perifeerisestä valtimon tai laskimon tukoksesta. Poikkeava ihon väri on tärkeä indikaattori myös monissa yleissairauksissa, kuten punakka väri sydän ja verisuonitautipotilailla ja keltaisenharmaa munuaisten vajaatoimintapotilailla. Kudoksen verenvirtaukseen vaikuttavia tekijöitä Perfuusiopaineen pysyessä vakiona määräytyy virtaus johonkin ruumiinosaan paikallisesta verisuonivastuksesta. Vastus riippuu verisuonten lukumäärästä, niiden rakenteesta ja suonen läpimitasta. Poiseuillen lain mukaan virtaus kasvaa lineaarisesti suhteessa säteen 4. potenssiin: Q = p r 4 / (8 L ) Q = keskimääräinen virtaus, p = paine ero suonen pituudella (L) r = suonen läpimitta = veren viskositeettivakio Jos suonen läpimitta siis kasvaa kaksinkertaiseksi, kasvaa verenvirtaus peräti 16 kertaiseksi. Tällä on suuri merkitys hiussuoniverkoissa, joiden verenvirtauksesta huolehtivat pikkuvaltimot ja pikkulaskimot pystyvät supistumaan (vasokonstriktio) ja laajenemaan (vasodilataatio).

3 Suonten läpimittaan vaikuttavat seuraavat seikat: 1. verisuonen sileän lihaksen perusjänteys eli tonus 2. vasomotoristen hermojen toiminta 3. paikallisten verisuonirefleksien (aksonirefleksien) toiminta 4. hormonit, esim. adrenaliini 5. paikallinen metaboliittikonsentraatio, joka riippuu kudoksen toiminnan vilkkaudesta 6. kudoksen happipitoisuus 7. paikallinen lämpötila, joka vaikuttaa aineenvaihdunnan vilkkauteen. Ihon värimuutosten tavallisia syitä Ihon väriin vaikuttaa pigmentaation lisäksi ihoverisuonissa oleva hemoglobiinmäärä ja sen hapettumis tai pelkistymisaste. KALPEUS johtuu tavallisesti vasomotoristen hermojen aiheuttamasta vasokonstriktiosta. Se on merkkinä esim. verenpainesäätelymekanismin toiminnasta verenvuodon yhteydessä, lämmönsäätelykeskuksen pyrkimyksestä estää lämmönhukkaa kylmässä tai kuumeen noustessa. Kalpeus voi johtua myös emotionaalisista syistä ihminen voi kalveta kauhusta! Matala hemoglobiiniarvo ja siitä johtuva anemia voi myös olla varsinkin limakalvojen kalpeuden syynä. VAALEANPUNAINEN IHONVÄRI nähdään, kun ihon verenvirtaus ylittää sen aineenvaihdunnallisen tarpeen. Näin käy esim. lämpimässä, raskaassa työssä ja kuumeen laskiessa, kun hypotalamuksen lämmönsäätelykeskus pyrkii ihoverisuonia laajentamalla lisäämään lämmön luovutusta ympäristöön. SYANOOSISSA ihon väri on sinertävä. Pelkistetty hemoglobiini on tummanpunaista, mutta näyttää ihon lävitse sinertävältä. Kun pelkistyneen hemoglobiinin määrä ylittää 5g/100 ml verta, näyttää iho syanoottiselta. Terveelläkin voi kylmässä esiintyä syanoosia. Virtauksen hidastuessa verestä luovutetaan kudokseen enemmän happea, jolloin redusoituneen hemoglobiinin määrä voi ylittää kriittisen rajan. Kun lämpötila laskee tarpeeksi, ei happea enää dissosioidu hemoglobiinista. Tällöin iho on vaaleanpunainen.

4 HARJOITUSTYÖN SUORITUS Harjoitustyöhön kuuluu viisi tehtävää, jotka suoritetaan 3 4 hengen tutkimusryhmissä. Kokeiden tekeminen vaatii ryhmässä hyvää yhteistyötä ja vuorovaikutusta sekä tarkkoja ja tarkoin kirjattuja havaintoja. Hyvin suunniteltu ja toteutettu koe ja selkeät havainnot ovat luotettavan tulosten tarkastelun perusta. Olennaisen tärkeää kokeiden suorittamisen kannalta on, että tutkija ohjeistaa koehenkilön hyvin ja tarkkailee hänen vointiaan kysymällä tältä itseltään ja havainnoimalla itse mm. käyttäytymiseen liittyviä seikkoja (kalpeneminen, punastuminen, levottomuus jne.). A Reaktiivinen hyperemia KYSYMYS 1. Ennen kokeen aloitusta selvittäkää ryhmässä seuraavat käsitteet: Hyperemia aktiivinen: reaktiivinen: Iskemia: Iskeeminen: Hypoksia: Hypoksemia: Pulssioksimetri: KOKEEN SUORITUS: 1. Koehenkilön molemmat kyynärvarret paljastetaan ja asetetaan rinnatusten supinaatio asennossa. Tutkitaan tarkkaan ihon väriä, pinnallisia laskimoita ja ihon lämpötilaa käden selkäpuolella tunnustelemalla. Koehenkilön lämmönsäätelyllisestä tasapainosta, ihon paikallisesta ja huoneen lämpötilasta johtuen voi ihon ulkonäkö vaihdella huomattavasti. a. lämmin, punoittava iho: arteriolit, venulit ja arteriovenöösiset anastomoosit laajentuneet b. punoittava, kylmempi iho: arteriolit ja venulit laajentuneet, mutta arterio venöösiset anastomoosit jonkin verran sulkeutuneet c. kylmä, kalpea iho: kaikki ylläolevat verisuonet supistuneet.

5 2. Verenpainemansetti asetetaan oikeaan olkavarteen ja sen paineeksi pumpataan 20 mmhg yli systolisen paineen. Toimenpide aiheuttaa valtimosulun oikeaan kyynärvarteen ja käteen. Tämä toistetaan 3 kertaa iskemian kestäessä ensin 1, sitten 2 ja lopuksi 6 minuuttia. Iskemiajaksojen välillä pidetään muutaman minuutin tauko. 3. Iskemian kestäessä tutkitaan muutoksia ihon lämpötilassa ja värissä. Tavallisesti nähdään selvä syanoosi. Etenkin käden volaaripuolella havaitaan usein Bierin pilkkuja: o ne ovat kalpeita ihonalueita, joita ympäröivät syanoottiset alueet (tai päinvastoin), johtuen joidenkin pinnallisten venuleiden ympäristöä korkeammasta sfinkteritonuksesta ja alueen tyhjenemisestä verestä. o Bierin pilkkuja voi syntyä myös normaaleissa olosuhteissa, jos pinnallisten verisuonten tyhjeneminen tapahtuu epätasaisesti. Silloin iho näyttää läiskikkäältä ja marmorimaiselta. Pilkkuja kädellä siveltä essä ne tavallisesti katoavat veren tyhjentyessä syvemmällä oleviin suoniin. 4. Vapautetaan koehenkilön käsi staasista ja tutkitaan muutoksia ihon värissä ja lämpötilassa, kiinnitetään huomiota hyperemian kestoon suhteessa iskemiajakson pituuteen sekä subjektiivisten tuntemusten, kuten kylmyyden, lämmön, kivun, kutinan, tunnottomuuden tai voimattomuuden ilmenemiseen. Onko hypereemisen ja normaalin iho alueen välinen raja tasainen vai epätasainen? 5. Pulssioksimetrilla rekisteröidään pletysmogrammin muodon muuttuminen verenkierron huonontuessa staasin alussa seka todetaan alueellinen hetkellinen desaturaatio hyperemian alussa. 6. Kokoa tulokset kirjataan taulukkoon (jaetaan kurssityössä). B ISKEEMINEN KIPU 1. Oikea kyynärvarsi ja käsi tehdään iskeemisiksi 6 minuutiksi. Samanaikaisesti koehenkilö avaa ja puristaa kättään nyrkkiin. Ensin hän tuntee heikkouden ja puutumisen tunnetta, sitten lisääntyvää, ja vähitellen sietämätöntä kipua. Tuntuva kipu on samanlainen kuin patologisen valtimoahtautuman aiheuttama kipu alaraajassa (katkokävely, claudicatio intermittens) tai sydänlihaksessa (angina pectoris). KYSYMYS 2. Mikä on tämän kivun fysiologinen perusta?

6 Kipua voidaan helpottaa lisäämällä verenvirtausta tai vähentämällä lihastyötä. Kun koehenkilöltä poistetaan staasi, helpottaa kipu välittömästi. 2. Verenpaine, pulssi ja hengitystiheys mitataan koehenkilöltä ennen kipua, sen kestäessä ja sen jälkeen. 3. Kokoa tulokset liitteenä olevaan taulukkoon ja vastaa siinä oleviin kysymyksiin. C LASKIMOLÄPPIEN OSOITTAMINEN WILLIAM HARVEY N TAPAAN Englantilainen lääkäri William Harvey eli Guilielmus Harveus (1578 1657) todisti käänteen tekevissä kokeissaan laskimoläppien olemassaolon ja osoitti näin että veri virtasi suonissa yhteen suuntaan ja että läpät pystyivät sulkemaan laskimot kokonaan. Hän julkaisi 1628 kokeidensa tulokset historiallisessa teoksessaan Excercitatio anatomica de motu cordis et sanguinis animalibus, eli Tutkielma veren ja sydämen liikkeistä eläimissä. Harva hänen aikanaan aavisti, että kysymyksessä oli uuden ajan fysiologian perusteos, joka biologian ja lääketieteen historiassa nousisi merkittävimpien joukkoon. Seuraa Harveyn ohjeita: Mutta ne (laskimoläpät) vastustavat ja pidättävät myös kaikkea veren liikettä, joka alkaa isommista laskimoista ja suuntautuu pienempiin. Sen sijaan päinvastaiselle, pienistä laskimoista isompiin suuntautuvalle liikkeelle ne antavat myöten ja tarjoavat sille vapaan ja avoimen kulkuväylän.

7 Mutta jotta tämä totuus tulisi selvääkin selvemmäksi, sidottakoon jonkun käsivarsi kyynärpään yläpuolelta ikään kuin suoneniskua varten (huomio! käytä tässä mansettia ja nosta sen paine 40 mmhg:iin) (kuva 1, AA). Tällöin ilmaantuu ajoittain, varsinkin maalaisilla ja suonikohjuisilla ihmisillä, ikään kuin solmuja ja nystermiä (B, C, D, D, E, F), eikä niitä ilmesty vain sinne missä suonet haarautuvat (E,F) vaan myös haarautumattomiin kohtiin (C, D). Nämä solmut johtuvat juuri läpistä. Jos sitten painetaaan sormella tai peukalolla tällaista käden tai kyynärvarren pintaan ilmaantuvaa solmua ja ajetaan siitä alaspäin sormea siirtämällä kaikki veri pois (kuva 2, H), havaitaan että verta ei pääse lainkaan virtaamaan perässä kun läppä on esteenä, ja nystermän ja sormen välinen laskimon osa (OH) jää litteäksi ja tyhjäksi, vaikka nystermän eli läpän yläpuolella (OG) suoni on hyvinkin täynnä. Jos sitten verta pidetään edelleen H kohdan takana eikä laskimoa päästetä täyttymään, ja painetaan toisella kädellä alaspäin (kuva 3, K) kohti läppää (O) havaitaan ettei veri puristu millään voimalla läpän (O) läpi, ja sen kohdalla laskimo vain entisestään pullistuu, kun taas sen alapuolella laskimo pysyy tyhjänä (HO). Näin siis, kuten kuka hyvänsä voi itse kokeilemalla havaita useassakin kohdassa, laskimoiden läppien tehtävänä näyttää olevan sama kuin aortan ja laskimomaisen valtimon suulla sijaitsevien kolmen purjemaisen läpän, nimittäin veren takaisinvirtauksen estäminen toisiaan vastaan painumalla. D IHON VERENKIERTO JA SIIHEN VAIKUTTAVAT TEKIJÄT Adrenaliinin, asetyylikoliinin ja histamiinin vaikutukset 1. Kyynärvarren sisäsivulle ihonsisäisesti ruiskutetaan 5 cm:n päähän toisistaan 0.03 ml steriiliä fysiologista keittosuolaliuosta (0.9% NaCl), adrenaliinia (1 µg/ml), histamiinia (1 µg/ml) ja asetyylikoliinia (1 µg/ml) siten, että ne muodostavat neljä rakkulaa ja adrenaliini ja histamiini ovat vierekkäisissä rakkuloissa. Ihon reaktioita tarkkaillaan hyvässä valossa suurennuslasilla viisi (5) minuuttia ja piirretään niistä havainnolliset kuvat. 2. Nostetaan mansetin paine 40 mmhg:iin kahdeksi (2) minuutiksi ja tämän jälkeen 80 mmhg:iin neljäksi (4) minuutiksi. Laskimopaineen kohoaminen nostaa pienten suonten ja kapillaarien intravaskulaarista painetta. Mitä tapahtuu adrenaliini testialueessa? Laajeneeko vai supistuuko reaktioalue? Mitä tapahtuu verisuonten läpimitalle? (vasokonstriktio, vasodilataatio) Mitä tapahtuu histamiini testialueessa? Mitä tapahtuu verisuonten läpimitalle? (vasokonstriktio, vasodilataatio)

8 3. Seuraavaksi tutkitaan histamiinin aiheuttamaa kolmoisreaktiota (triple response). a. Keskellä on punoitusta (red reaction), jonka aiheuttaa histamiinin suora, verisuonilihaksistoa relaksoiva vaikutus. b. Keskustan ympärillä on laikkuinen, epätasaisesti rajoittunut punoitus (flare), jonka aiheuttaa histamiinin ihon kipusäikeisiin kohdistuva ärsytys. Tämän ns. aksonirefleksin kautta syntyy dilataatio ympäröivissä arterioleissa. selkäydin aistinhermo Ortodrominen konduktio Ihon hermopäätteet Antidrominen konduktio Arteriolien läheisyydessä sijaitsevat hermopäätteet c. Pian keskustan punoitusreaktion kohdalle kehittyy turvotus (wheal), joka vähitellen erottuu vaaleana kohoutumana punoittavasta ympäristöstä. Histamiini aiheuttaa vaurioita kapiilaariseinämässä, jolloin plasman valkuaisaineita pääsee kudokseen. Ns. Starlingin hypoteesiin mukaisesti valkuaisaine kudoksessa ehkäisee kapillaareista filtroituneen nesteen takaisinimeytymistä ja niin syntyy "tulehdusturvotus". STARLINGIN HYPOTEESI Nesteen liikkuminen kapillaareista kudoksiin riippuu hydrostaattisten ja onkoottisten (proteiinien osmoottisten) paineiden välisestä suhteesta ja kapillaarien läpäisevyydestä l. permeabiliteetista. Virtaus = K f [(P c P i ) (π c π i )] K f = kapillaarien läpäisevyyttä kuvaava vakio P c = kapillaarien hydrostaattinen paine (nestepaine) P i = soluvälitilan hydrostaattinen paine (nestepaine) π c = plasman onkoottinen paine π i = soluvälitilan onkoottinen paine

9 d. Histamiinin aiheuttama kolmoisreaktio on luonteeltaan samanlainen kuin allerginen nokkosrokkoihottuma (urticaria). Allergisessa ihottumassa arvellaan vieraan valkuaisen aiheuttavan histamiinin vapautumisen syöttösoluista. e. Nokkosen polttaessa pienistä nokkoskarvoista joutuu konsentroitua histamiini asetyylikoliiniseosta ihon sisään. Tällöinkin nähdään selvä kolmoisreaktio. f. Histamiinireaktion aikana tutkitaan subjektiivisia reaktioita, kutinaa ja polttavaa kipua, jotka syntyvät afferenttien C syiden aktivoituessa. On arveltu, että kudosvaurioissa soluista vapautunut histamiini olisi eräs ohuita kipusäikeitä aktivoivista tekijöistä. Aksonirefleksin synnyttämä punoitus on riippuvainen terveistä hermoradoista. Se katoaa kipuhermojen degeneroituessa tai jos iho infiltroidaan paikallispuudutteella. Aksonirefleksin punoitus ei katoa, jos hermoratoja puudutetaan keskushermoston alueella, silla se on riippuvainen vain aksonien perifeerisista haaroista. g. Asetyylikoliinireaktio voi vaihdella ulkonäöltään tämän aineen vaikutusten kompleksisuudesta johtuen. Asetyylikoliinilla ei tiettävästi ole verisuonta vaurioittavaa vaikutusta. Onko testialueen keskustassa punoitusta? Onko siinä turvotusta? Onko punoittavan ympäristön iho kananlihalla (piloerektio)? Jos on, niin miksi? Onko alueella hikoilua? Jos on, niin miksi? h. Millainen reaktio syntyi ns. kontrollialueella, johon injisoitiin fysiologista suolaliuosta? Kokoa tulokset jaettavaan taulukkoon. E TYLPÄN JA TERÄVÄN MEKAANISEN ÄRSYTYKSEN VAIKUTUS IHOVERISUONISTOON Pidä oikeaa kättä ja kyynärvartta 45 asteisessa vedessä kunnes ihoverisuonet ovat maksimaalisesti laajentuneet. Tämän jälkeen kyynärvarren punoittavaa volaaripintaa sivellään kevyesti tylpällä tikulla ja voimakkaasti terävällä puutikulla. 1. Tylppä ärsytys: iho kalpenee sivelykohdasta hetkellisesti tikun mekaanisesti tyhjentäessä pintasuonet. 1/2 2 minuutin kuluttua nähdään usein kosketuskohdan kalpenevan uudelleen. Tämä on ns. white reaction ja se säilyy muutamia minuutteja.

10 Mieti, millä mekanismilla ihon white reaction syntyy. 2. Terävä ärsytys: Ihon päällimmäisten solukerrosten on irrottava, mutta verenvuotoa ei saa tulla. Naarmua tutkitaan seuraavat 10 15 minuuttia. Mitä naarmuun ensin kehittyy? Mitä sen jälkeen tapahtuu? Mistä tässä reaktiossa on kysymys? KYSYMYKSIÄ KUDOSTURVOTUKSESTA Kudosturvotus, edeema (ödeemi), on seurausta liiallisesta nesteen kertymisestä kudosvälitilaan. Tähän löytyy syy ns. Starlingin voimien epätasapainosta tai elimistön kudosturvotusta estävien mekanismien häiriöistä. Alla olevassa kaaviossa kuvataan edeeman syntymekanismia tilanteessa, jossa yksi Starlingin voimista, kapillaarien hydrostaattinen paine (P c ), on kohonnut. Siniset katkoviivat kuvaavat kolmea edeeman estojärjestelmää. KYSYMYS 3. Pohdi, millä mekanismilla seuraavat neljä tekijää aiheuttavat nesteen kertymisen kudoksiin ja mitkä edeeman estojärjestelmät aktivoituvat. a. Laskimopaineen nousu (systeemisessä ja keuhkoverenkierrossa) b. Hypoproteinemia c. Imusuonten tukos d. Trauma ja allerginen reaktio

11 Kapillaarien nestepaine Filtraatio Kudosvälitilan volyymi (edeema) 3 Kudosvälitilan nestepaine 1 Lymfakierto 2 Kudosvälitilan proteiinipitoisuus