Sinh lý bệnh về sốt

2012-11-07 09:24 AM

Ngày nay người ta biết, có nhiều chất có tác động lên trung tâm điều nhiệt, gây sốt được sản xuất từ nhiều loại tế bào khác nhau, gọi chung là các cytokine gây sốt.

Biên tập viên: Trần Tiến Phong

Đánh giá: Trần Trà My, Trần Phương Phương

Định nghĩa

Sốt là tình trạng gia tăng thân nhiệt do rối loạn trung tâm điều nhiệt dưới tác động của các yếu tố có hại, thường là nhiễm khuẩn.

Sốt là một biểu hiện thường gặp và đã được nghiên cứu từ lâu. Năm 1943, Menkin công bố tìm được chất gây sốt là pyrexin có thể gây sốt khi tiêm cho thỏ, nhưng về sau người ta thấy chất này có hiện tượng dung nạp và chỉ là nội độc tố của vi khuẩn.

Năm 1948, Beeson đã tìm ra được chất gây sốt chiết tách từ bạch cầu đa nhân trung tính, gần đây người ta tìm được chất gây sốt nội sinh (endogenous pyrogen), là một chất protein có trọng lượng phân tử 13000-15000 dalton và được biết loại bò sát cũng có sốt; do đó sốt được nghĩ là một hiện tượng thích nghi nên được giữ lại qua quá trình tiến hóa chủng loài.

Ngày nay người ta biết có nhiều chất có tác động lên trung tâm điều nhiệt gây sốt được sản xuất từ nhiều loại tế bào khác nhau gọi chung là các cytokine gây sốt (pyrogenic cytokine).

Các yếu tố gây sốt

Các yếu tố gây sốt còn gọi là chất gây sốt ngoại sinh (exogenous pyrogen). Ngày nay người biết rõ rằng các yếu tố gây sốt tác động lên tế bào thực bào có nguồn gốc tủy xương làm sản xuất ra chất gây sốt nội sinh (bạch cầu trung tính trong máu và chất tiết, bạch cầu đơn nhân, đại thực bào ở phổi, gan). Chất gây sốt nội sinh tác động lên trung tâm điều nhiệt, làm thay đổi điểm điều nhiệt gây ra sốt.

Các yếu tố gây sốt gồm:

Vi khuẩn gram (+) và ngoại độc tố, vi khuẩn gram (-) và nội độc tố mà bản chất là một lipopolysaccharide (LPS). Vi khuẩn lao với màng tế bào giàu lipid (LAM: lipoarabinomannan) có thể kích hoạt BC đơn nhân sản xuất IL1, TNF, IL6 gây sốt kéo dài.

Virus.

Vi nấm.

Chất steroid gây sốt (ethicholanolone).

Phức hợp kháng nguyên kháng thể.

Kháng nguyên gây quá mẫn chậm (theo Atkin) kích thích các tế bào lympho phóng thích một yếu tố hòa tan không gây sốt, chất này kích thích đại thực bào sản xuất ra chất gây sốt nội sinh.

Chất từ ổ viêm và ổ hoại tử (polynuleic acids).

Thuốc.

Chất gây sốt nội sinh: (EP: Endogenous Pyrogen)

Năm 1977, người ta biết chất gây sốt nội sinh (EP) là một protein có trọng lượng phân tử 13000 - 15000 cứ 35 ng có thể gây tăng thân nhiệt lên 0,60C, mất hoạt tính khi pH kiềm,hoạt động được là nhờ nhóm SH tự do, khi oxy hóa hoặc khử sẽ bị mất hoạt tính.

Ta có thể ủ bạch cầu từ ổ viêm, bạch cầu sẽ sản xuất ra chất gây sốt, nếu dùng bạch cầu thu từ máu thì phải ủ với nội độc tố của vi khuẩn. Ở người đang sốt, bằng phương pháp sinh hóa thông thường không thể phát hiện được vì nồng độ chất gây sốt nội sinh trong máu quá thấp. Tác giả Dinarello đã phát hiện chất gây sốt ở người đang sốt bằng phương pháp miễn dịch phóng xạ.

Năm 1989, người ta biết chất gây sốt nội sinh giống với Interleukin I (IL1), được viết tắt là EP/IL1, có nguồn gốc từ bạch cầu đơn nhân và đại thực bào. Lúc đầu người ta tưởng rằng có 2 loại IL: IL-1α và IL-1β chúng có trọng lượng phân tử khoảng 17,5 Da, chỉ có 26% trình tự acid amine giống nhau và cùng gắn trên cùng một loại cụ thể.

EP/IL1 ngoài tác động lên trung tâm điều nhiệt sẽ được nói rõ hơn ở phần sau, còn có các tác động sinh học:

EP/IL1 đóng vai trò quan trọng trong đáp ứng miễn dịch, nó hoạt hóa tế bào lymphoT hổ trợ tổng hợp Interleukin 2 (IL2). IL2 kích thích đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào vì lymphocyte T sinh sản phụ thuộc vào IL2, và sinh sản tối ưu khi có sốt (39,5oC).

EP/IL1 kích thích sự sinh sản của lymphocyte B, sự tổng hợp kháng thể cũng được gia tăng bởi IL1.

EP/IL1 giúp gia tăng tổng hợp bổ thể.

EP/IL1 góp phần trong sự diệt khuẩn, bằng cách làm giảm Fe và Zn trong huyết tương (Fe là yếu tố cần thiết cho sự phát triển của một số vi khuẩn).

IL-1 gây tổng hợp IL-8, IL-8 là chất hóa hướng động rất mạnh đối với BCTT và ĐTB đồng thời kích thích sự phóng thích enzyme từ BCTT.

EP/IL1  làm  thay  đổi  sự  tổng  hợp  protein  ở  gan,  có  sự  giảm albumine, tăng các loại protein trong giai đoạn cấp bao gồm antiprotease, bổ thể, fibrinogen, ceruloplassmin, ferritin, haptoglobin. C-reactive protein là chất gắn với các tế bào bị hoại tử và VK có thể gia tăng cả ngàn lần.

EP/IL1 di chuyển acid amin từ cơ qua cơ chế dung giải protein bởi cyclooxygenase, PGE1. Các acid amin này được sử dụng tạo năng lượng cho các tế bào khác. Trong sốt cơ bị thoái hóa với số lượng khá quan trọng, ở người bị sốt có thể sụt cân đến 1kg/ngày và đau nhức cơ, nếu sốt kéo dài làm cho người bệnh chán ăn, sụt cân, suy nhược.

Ngày nay người ta biết có đến 11 loại protein có tác dụng gây sốt, chúng có nguồn gốc từ nhiều loại tế bào nhưng nguồn gốc chính vẫn là từ các đại thực bào. Các chất này được gọi chung là các cytokine gây sốt (pyrogenic cytokines).

Các cytokine có tác động gây sốt mạnh gồm IL-1, TNFα (tumor necrosis factor α ), INF, IL6 và IL-1 có tác động gây sốt mạnh với liều 1-10ng/kg có thể gây sốt đến 39o, với liều 100ng/kg có thể gây sốt cao kèm theo  rét  run.  TNFα  có  tác  động  gây  sốt  nhưng  ở  liều  cao  hơn (50-100ng/kg). INF và IL6 có tác động gây sốt yếu.

Chất có tác động đối kháng và ức chế cytokine có thể giữ vai trò điều hòa sốt là chất đối kháng thụ thể IL-1(IL-1Ra:IL-receptor antagonist), đây là một protein có trọng lượng phân tử 23-25kDa, có tác động khóa sự gắn IL-1 lên thụ thể.

TÊN

NGUỒN GỐC

Cachectin (TNFα)

Lymphotoxin (TNFβ)

IL1 α, IL1β

Interferon (INF α, β, γ)

Interleukin 6 (IL6)

Macrophage  inflamatory  protein  1  alpha (MIF-1α), MIF-1β

Interleukin 8 (IL8)

Đại thực bào

Lymphocyte B,T

Đại thực bào và tế bào khác

 

Từ nhiều loại tb


Đại thực bào

Đại thực bào

Bảng: Các chất gây sốt nội sinh.

Cơ chế phát sinh cơn sốt

Cơ chế tác động của chất gây sốt nội sinh: EP → Ttrung tâm điều nhiệt → thay đổi (thermoregulatory setpoint) điểm điều nhiệt → tăng sản nhiệt, giảm thải nhiệt → sốt.

Khi điểm điều nhiệt bị thay đổi, nhiệt độ của cơ thể trở thành lạnh, người bệnh có cảm giác lạnh, rùng mình, ớn lạnh, run, co mạch ngoại vi, thân nhiệt bắt đầu tăng, không vã mồ hôi cho đến khi sốt bắt đầu lui.

Cơ chế làm thay đổi điểm điều nhiệt: các tác giả đều đề cập đến vai trò của các sản phẩm từ arachidonic acid, được tổng hợp từ các tế bào nội mạc của mạch máu khi các cytokine gây sốt gắn lên thụ thể trên bề mặt tế bào ở vùng dưới đồi. Ngày nay người ta cho rằng có một lượng lớn chất gây sốt nội sinh từ các tế bào nội mạc (quan trọng nhất là PGE2 và các sản phẩm từ arachidonic khác) gây sự thay đổi hệ thống tín hiệu thứ hai là AMP vòng (cAMP), cAMP gây tăng điểm điều nhiệt.

Sơ đồ cơ chế phát sinh cơn sốt của Rosendoff

Hình: Sơ đồ cơ chế phát sinh cơn sốt của Rosendoff.

Có bằng chứng cho thấy có sự phóng thích CRF (Corticotropin Releasing Factor) khởi phát sự sản nhiệt dưới tác động của ít nhất một cytokin là IL-1.

Khi có sự thay đổi điểm điều nhiệt, các tín hiệu theo các dây thần kinh ly tâm, đặc biệt là các dây giao cảm đến các mạch máu ngoại vi gây co mạch, giảm sự thải nhiệt, đồng thời các tín hiệu truyền đến vỏ não làm thay đổi cách ứng xử như đắp chăn, mặc ấm ...

Sốt đứng: (steady - state fever) khi thân nhiệt đã đạt đến nhiệt độ của điểm điều nhiệt mới, sẽ có sự giãn mạch, vã mồ hôi để thân nhiệt được cân bằng.

Sự hạ sốt (defervescence) khi chất gây sốt nội sinh giảm tự nhiên hoặc do thuốc hạ sốt, các neuron nhạy cảm với nóng sẽ trở về bình thường, điểm điều nhiệt bình thường, sốt lui và thân nhiệt bình thường trở lại.

Các rối loạn chuyển hóa trong sốt

Rối loạn chuyển hóa năng lượng: Khi nhiệt độ gia tăng thì chuyển hóa năng lượng cũng gia tăng, sự tiêu thụ oxy cũng gia tăng (khi nhiệt độ tăng 100C, chuyển hóa tăng 3,3%, tiêu thụ oxy tăng 13%).

Rối loạn chuyển hóa glucid: Khi sốt có tăng chuyển hóa glucid, giảm dự trữ glycogen, tăng đường huyết, tăng lactic acid.

Rối loạn chuyển hóa lipid: khi sốt kéo dài, dự trữ glycogen giảm, tăng sử dụng lipid, tăng thể ketone trong máu.

Rối loạn chuyển hóa protid: gia tăng thoái hóa protein từ cơ, giảm tổng hợp protein, cân bằng nitơ âm. Chuyển hóa protid có thể tăng đến 30%.

Tăng nhu cầu các vitamin, nhất là các vitamin thuộc nhóm B và C.

Đang trong giai đoạn phát sốt thì có sự tăng các nội tiết tố như : Aldosterone và ADH làm giảm sự bài tiết nước tiểu. Khi sốt lui có sự tăng bài tiết nước tiểu, vã mồ hôi để tăng sự thải nhiệt.

Các rối loạn chức phận trong sốt

Rối loạn thần kinh: Khi sốt có thể có những rối loạn ở hệ thần kinh với các biểu hiện như nhức đầu, chóng mặt, nhức mỏi toàn thân, mê sảng, ở trẻ con có thể có co giật. Các biểu hiện tùy thuộc vào tác nhân gây sốt và tính phản ứng cơ thể.

Rối loạn tuần hoàn: Nhịp tim tăng, thường thân nhiệt tăng 10C thì tim tăng 10 nhịp. Khi bắt đầu sốt huyết áp tăng do co mạch ngoại vi, khi sốt giảm huyết áp giảm do giãn mạch.

Rối loạn hô hấp: Khi sốt có sự tăng thông khí do nhu cầu oxy tăng

Rối loạn tiêu hóa: Thông thường có các biểu hiện như đắng miệng, chán ăn, khô niêm mạc môi miệng, giảm tiết dịch và nhu động của ống tiêu hóa gây ăn chậm tiêu, táo bón.

Ngoài ra ở hệ nội tiết người ta thấy có sự tăng tiết ACTH, Cortisol.

Đối với chức năng gan, có sự tăng chuyển hóa đến 30-40%.

Ý nghĩa sinh học của sốt

Sốt là một hiện tượng có lợi cho cơ thể.

Hiện tượng sốt đã có từ hàng triệu năm. Các loài cá, bò sát, lưỡng thê đều có sốt, sốt là hiện tượng còn tồn tại trong quá trình tiến hóa nên là hiện tượng có lợi.

Khi thân nhiệt tăng có tác dụng ức chế hoạt động của vi khuẩn và có thể tiêu diệt được vi khuẩn. Có nhiều bằng chứng cho thấy khả năng diệt khuẩn khi thân nhiệt tăng: liều chết trung bình của chuốt cống trắng khi tiêm endotoxin tăng nếu gây tăng thân nhiệt bằng thuốc hoặc hóa chất. Làm thí nghiệm với loài kỳ đà sa mạc (Desert Igwana), khi cho chúng nhiễm Aerobacter hydrophyla, là một loại vi khuẩn gram (-); nếu cho chúng ở nhiệt độ 40-410C thì đa số sống, nếu ở nhiệt độ thấp hơn thì đa số bị chết. Đây là một ứng dụng khi người ta biết rằng loài cá, bò sát và loài chim cũng có hiện tượng sốt, khi cần tăng thân nhiệt chúng chỉ cần tìm đến nơi có nhiệt độ cao; điều này giúp cho sự nghiên cứu hiện tượng sốt trở nên dễ dàng hơn. Người ta cũng có kết quả tương tự nếu thì nghiệm với loài bò sát Diprosaurus dorsalis.

Khi có sốt, hệ đề kháng của cơ thể tăng do tăng hoạt động của hệ miễn dịch, tăng thực bào, tăng tổng hợp kháng thể ...

Sốt làm giảm lượng sắt trong huyết thanh do có sự tăng thu sắt bởi hệ thống tế bào đơn nhân thực bào, giảm hấp thu sắt từ ruột khiến vi khuẩn không sinh sản được. Grigler và Kluger nghiên cứu trên loài bò sát, thấy rằng khi sốt, lượng sắt huyết thanh giảm, nếu đưa thêm sắt vào tỷ lệ tử vong sẽ cao.

Như vậy sốt là một hiện tượng có lợi cho cơ thể, cần dè dặt  trong việc tìm cách làm hạ sốt nhanh chóng. Tuy nhiên cần thiết phải can thiệp đúng lúc trong một số trường hợp như thiếu máu cơ tim, phụ nữ có thai, có tiền căn động kinh, sốt quá cao trên 410C.

Bài viết cùng chuyên mục

Định lượng nồng độ hormone trong máu

Phương pháp rất nhạy đã định lượng các hormone, tiền thân của chúng và sản phẩm chuyển hóa của chúng, bổ sung thêm nhiều phương pháp, như xét nghiệm miễn dịch gắn enzyme.

Hệ thống đệm bicarbonate điều chỉnh kiềm toan trong cơ thể

Từ những phản ứng, ta có thể thấy rằng H+ từ axit mạnh HCl phản ứng với HCO3- tạo thành H2CO3 axit rất yếu, do đó bị phân huỷ tạo thành CO2 và H2O. CO2 dư thừa rất nhiều dẫn tới kích thích hô hấp, trong đó loại bỏ CO2 từ dịch ngoại bào.

Đại cương rối loạn phát triển tổ chức

Mọi sinh vật đều được cấu tạo từ các tế bào, các tế bào họp thành các mô, các mô họp thành các cơ quan như tim, phổi, gan.v.v.

Bệnh thận mạn: vòng xoắn bệnh lý dẫn đến bệnh thận giai đoạn cuối

Biện pháp hiệu quả nhất để làm chậm lại quá trình suy giảm chức năng thận này là giảm huyết áp động mạch và giảm áp lực ở cầu thận, đặc biệt bằng việc sử dụng các thuốc như ức chế men chuyển hoặc thuốc ức chế thụ thể angiotensin II.

Tổn thương thận cấp sau thận: nguyên nhân do các bất thường đường tiết niệu dưới

Một số nguyên nhân gây ra tổn thương thận cấp sau thận bao gồm tắc nghẽn cả 2 bên niệu quản hoặc bể thận do sỏi lớn hoặc cục máu động, tắc nghẽn bàng quang, và tắc nghẽn niệu đạo.

Giảm mức lọc cầu thận: hoạt động của hệ thần kinh giao cảm mạnh

Tất cả mạch máu trong thận, gồm tiểu động mạch đến và đi, giàu phân bố các dây thần kinh của hệ thần kinh giao cảm. Thần kinh giao cảm hoạt động mạnh làm co tiểu động mạch thận và giảm dòng chảy qua thận và mức lọc cầu thận.

Đại cương về điều hoà thân nhiệt

Bình thường có sự cân bằng giữa hai quá trình sinh nhiệt và thải nhiệt, để giữ cân bằng phải có sự tham gia của hệ thần kinh trung ương, đó là trung tâm điều nhiệt.

Bài tiết natri: điều chỉnh bằng mức lọc cầu thận hoặc tái hấp thu ở ống thận

Tái hấp thu ống và mức lọc cầu thận thường được điều chỉnh một cách chính xác, vì vậy sự bài tiết qua thận có thể khớp chính xác với lượng nước và chất điện giải.

Chu kỳ tế bào và cơ chế sửa sai trong sao chép

Bộ gen tuyến trùng Caenorhabditis elegans có 1031 gen, trong đó có 131 gen có phân định sẳn là chết theo chương trình.

Phản xạ tiểu tiện khi bàng quang đầy

Khi bàng quang chỉ được lấp đầy một phần, những cơn co thắt cơ này thường giãn ra một cách tự nhiên sau một phần của phút, các cơ ức chế ngừng co bóp và áp lực giảm trở lại mức ban đầu.

Điều chỉnh trao đổi dịch và cân bằng thẩm thấu dịch trong và ngoài tế bào

Sự trao đổi giữa dịch nội bào và ngoại bào chủ yếu dựa vào chênh lêch áp suất thẩm thấu của những chất tan như Na, K, Cl.

Đối kháng thụ thể mineralocorticoid: giảm tái hấp thu natri và giản bài tiết kali của ống góp

Do các thuốc này cũng ức chế tác dụng của aldosterone trong việc làm tăng bài tiết kali, nên dẫn đến giảm bài tiết kali ra nước tiểu. Đối kháng thụ thể mineralocorticoid cũng làm kali từ các tế bào đi vào trong dịch ngoại bào.

Rối loạn thân nhiệt

Giảm thân nhiệt bệnh lý có thể xảy ra trong các trường hợp bệnh lý có rối loạn chuyển hóa trầm trọng như: xơ gan, tiểu đường, suy dinh dưỡng, shock

Cơ chế điều hòa nồng độ H+: hệ thống đệm phổi thận

Khi có sự thay đổi nồng độ H+, các hệ thống đệm trong dịch cơ thể sẽ phản ứng ngay trong vòng vài giây để giảm thiểu sự thay đổi này. Hệ thống đệm không thể loại bỏ H+ hoặc thêm H+ cho cơ thể.

Nồng độ ion H+: các yếu tố chính ảnh hưởng đến acid base

Nồng độ H+ được quyết định bởi sự hoạt động của hầu hết các loại enzyme trong cơ thể. Do đó những thay đổi trong nồng độ H+ thể hiện hoạt động chức năng của tế bào và cơ quan trong cơ thể.

Miễn dịch thu được (thích ứng): đề kháng của cơ thể trong nhiễm khuẩn

Miễn dịch thu được là do một hệ thống miễn dịch đặc biệt hình thành kháng thể và hoặc hoạt hóa tế bào lympho tấn công và tiêu diệt các vi sinh vật xâm lấn cụ thể hoặc độc tố.

Đánh giá chức năng thận: sử dụng độ thanh thải

Độ thanh thải của một chất tượng trưng cho thể tích huyết tương cần thiết để cung cấp một lượng tương đương chất đó được bài tiết ra nước tiểu trong một đơn vị thời gian.

Hiểu biết toàn diện cơ chế bệnh sinh của béo phì

Nguy cơ béo phì ảnh hưởng đến nhiều bệnh lý khác nhau như xơ gan, tăng huyết áp, bệnh lý tim mạch, đột quỵ, và bệnh thận xuất hiện liên quan nhiều tới béo tạng (béo bụng) hơn là tăng dự trữ mỡ dưới da, hoặc dự trữ chất béo phần thấp cơ thể như là hông.

Phản ứng trong truyền máu và cách xác định nhóm máu: quá trình ngưng kết

Thỉnh thoảng, khi truyền máu không hoà hợp, có thể gây ra sự tiêu máu trực tiếp. Trong trường hợp này, kháng thể li giải hồng cầu bằng cách kích thích hệ thống bổ thể, tiết ra enzim phân giải protein ở màng tê bào.

Nguồn gốc của các dòng lympho: đề kháng của cơ thể trong nhiễm khuẩn

Đối với mỗi chức năng của T hoặc B được hình thành cuối cùng, các mã cấu trúc gen chỉ cho một kháng nguyên đặc hiệu. Tế bào trưởng thành sau đó trở thành T và B tế bào đặc hiệu cao được nhân lên và lan ra cuối mô bạch huyết.

Kiểm soát tuần hoàn thận của hormon và các chất hóa học

Trong trạng thái căng thẳng, chẳng hạn như sự suy giảm khối lượng hoặc sau khi phẫu thuật, các thuốc kháng viêm không steroid như aspirin, ức chế tổng hợp prostaglandin có thể gây ra giảm đáng kể mức lọc cầu thận.

Một số quan niệm chưa đầy đủ về bệnh nguyên

Do không phân biệt được nguyên nhân và điều kiện hoặc không phân biệt được vai trò của mỗi yếu tố trong quá trình gây bệnh

Kém hấp thu bởi niêm mạc ruột non - Sprue

Một số bệnh có thể gây ra giảm hấp thu bởi niêm mạc, chúng thường được phân loại cùng nhau dưới thuật ngữ chung là sprue, hấp thu kém cũng có thể xảy ra khi các phần lớn của ruột non đã bị loại bỏ.

Sinh lý bệnh rối loạn chuyển hóa lipid

Tùy theo phương pháp, có thể đánh giá khối lượng mỡ toàn phần, hoặc sự phân bố mỡ trong cơ thể.

Thuốc chẹn kênh natri: giảm tái hấp thu natri ở ống góp

Sự giảm hoạt động của bơm Natri-Kali-ATP làm giảm vận chuyển Kali vào trong tế bào và do đó làm giảm bài tiết Kali vào dịch trong lòng ống thận. Vì lí do này, thuốc chẹn kênh Natri còn được gọi là lợi tiểu giữ kali, và giảm tỷ lệ bài tiết kali ra nước tiểu.