Hallo allemaal,
Helemaal mee eens Welsh Medic, een prima vraag van EHBO68. Je hebt al een aardige aanzet gegeven om de vraag te beantwoorden. Je bent heel warm (vergeef mij de subtiele woordspelling in het kader van dit topic). Het heeft inderdaad te maken met een verhoogde prikkelbaarheid van het hartspierweefsel die uiteindelijk aanleiding geeft tot het ontstaan van ventrikelfibrilleren. De volgende vraag is dan; “Hoe ontstaat deze verhoogde prikkelbaarheid”. Ik zal proberen hier een antwoord te geven op deze vraag. Let wel, het is taaie kost. Misschien moet het even een paar keer lezen, maar volgens mij is het te doen met een beetje gezond verstand, wat inbeeldingsvermogen en misschien een woordenboek. Vraag het rustig als je ergens blijft haken.
Door acute onderkoeling (centrale lichaamstemperatuur < 35 ºC) treden een groot aantal complexe metabole veranderingen op in het lichaam die in principe reversibel zijn mits de patiënt tijdig wordt opgewarmd. Bij verdere afkoeling worden deze veranderingen levensbedreigend. Zo wordt het bloed visceuzer, de vaatweerstand en de belasting van het hart nemen toe. De contractiekracht, de hartfrequentie en de doorbloeding van de weefsels verminderen. De hartfrequentie bedraagt bij 28 ºC nog ongeveer 40 tot 50 slagen per minuut en de bloeddruk zakt. Men kan een scala aan ritmestoornissen waarnemen zoals atriumfibrilleren, Wenckebach-blok, een verbreding van het QRS-complex met soms een Osborne of J-wave. Maar ook een verkorting of verlenging van allerlei intervallen zoals het QT interval zullen optreden. Onderkoeling geeft aanvankelijk een activatie van het sympatisch zenuwstelsel waardoor vasoconstrictie optreedt.
Acute onderkoeling vermindert het (cel)metabolisme en de zuurstofbehoefte weliswaar, maar uiteindelijk zullen alle bovengenoemde veranderingen er toe leiden dat er een metabole acidose ontstaat. Door onvoldoende zuurstof vindt er onvolledige verbranding plaats in de perifere circulatie en dit leidt tot vorming van melkzuur, ook wel lactaatvorming genoemd. Normaal wordt dit melkzuur in de lever omgezet. Echter, als gevolg van de onderkoeling faalt dit systeem. Het lichaam wordt dus zuur. Normaal wordt de zuurgraad binnen zeer nauwe grenzen constant gehouden in het menselijk lichaam. Dit is van ondermeer van belang om allerlei eiwitten optimaal te laten functioneren. De zuurgraad wordt uitgedrukt als de pH+, ofwel de potentie van de H+-ionen (waterstofionen). Dit is voor velen een erg lastig onderwerp. Er wordt voortdurend gestreefd naar een balans in de hoeveelheid H+-ionen. Ten behoeve van deze balans bestaat er een aantal regelmechanismen die we als ‘buffers’ aanduiden. Wanneer dit mechanisme tekort schiet en de hoeveelheid H+-ionen niet kan worden weggevangen, daalt de pH+. Houd deze gedachte even vast.
Om de vraag; “Hoe ontstaat deze verhoogde prikkelbaarheid”, goed te begrijpen is een goed begrip van de normale prikkelbaarheid noodzakelijk. Het menselijk lichaam is opgebouwd uit miljarden cellen die met elkaar moeten communiceren. Voor het goed functioneren van deze communicatie is normale prikkelbaarheid van de cellen noodzakelijk. Die prikkelbaarheid wordt bereilkt door de cel een bepaalde lading te geven. Dit noemen we het celpotentiaal en dit wordt bereikt door een concentratieverschil van zouten binnen en buiten de cel. Deze zouten noemen we met een mooi woord elektrolyten. De belangrijkste zouten zijn het Natrium (Na+) en het Kalium (K+). Kalium is een elektrolyt welke het lichaam opneemt uit het voedsel, opslaat in de cellen en uitscheidt in de urine. Een storing in de kaliumhuishouding kan op ieder van deze niveaus ontstaan. De normaal waarden van kalium in het serum liggen binnen nauwe grenzen. Kalium zit in hoge concentraties binnen de cel en zou het liefste door kanalen in de celwand naar buiten willen stromen, van een hoge naar een lage concentratie. Immers, in de natuur streeft men naar evenwicht met minimale energie inhoud. Dit noemen we entropie. Natrium zit juist in hoge concentraties buiten de cel en zou het liefste naar binnen willen stromen door deze kanalen, daar waar de concentratie juist laag is. Door een energie afhankelijk pompsysteem in de celwand wordt dit tegengegaan. Hierdoor ontstaat er een verschil in positief geladen ionen binnen en buiten de cel en daarmee wordt een celpotentiaal opgebouwd. Er ontstaat dus een bepaalde spanning over de celwand en dit noemen we normale prikkelbaarheid. Voor het normaal functioneren van de cel is die spanning letterlijk van levensbelang. Het lichaam zal er alles aan doen dit celpotentiaal op peil te houden.
Nu even terug naar de metabole acidose die ontstaat in het kader van ernstige hypothermie zoals hierboven beschreven. Er is dan sprake van een overschot aan een hoeveelheid H+-ionen. Door het overschot van deze positief geladen H+ ionen dreigt er door verzuring gevaar voor het normaal functioneren van eiwitten zoals bijvoorbeeld bepaalde enzymen. Deze enzymen zijn weer van groot belang om de eerder genoemde energie afhankelijk pompsystemen in de celwand normaal te laten functioneren. Naast de ontregeling van mechanismen ontstaat er tevens een hypergylaemie en insulineresistentie. Hierdoor beschikt de cel over onvoldoende aanbod van brandstof en kan dus onvoldoende energie genereren om de energie afhankelijke Na+/K+ pomp in de celwand te laten functioneren. Daarmee is de cel niet langer in staat het potentiaal op peil te houden. Het lichaam moet dus een truc verzinnen om de zuurgraad binnen bepaalde grenzen te reguleren. Om de zuurgraad te reguleren moet het dus af van het overschot aan H+ ionen om de normale balans te herstellen. Ik hoop dat het nog te volgen is.
In een dergelijk geval besluit het lichaam dan dit overschot aan H+-ionen te ‘bufferen’. Noem het maar wegvangen. Hiertoe wordt het overschot aan H+-ionen opgenomen in de cel. Echter, een overschot aan positief geladen ionen binnen de cel zal het normale potentiaal verstoren en de cel besluit dan in ruil voor een positief geladen waterstofion een ander positief geladen ion te verplaatsen naar buiten de cel. Dit andere ion is Kalium. Buiten de cel ontstaat zo een overschot aan Kaliumionen en boven de normaalwaarde spreken we dan van een te hoog kaliumgehalte of wel een hyperkaliëmie. Hierdoor wordt de cel buitengewoon gevoelig voor prikkels. Als gevolg van deze elektrolytstoornis kunnen levensgevaarlijke hartritmeproblemen optreden. Dit is wat we verhoogde prikkelbaarheid noemen. In eerste instantie zal er een verkorting plaatsvinden van de QT tijd. Indien het Kalium naar nog hogere waarden stijgt ontstaat er verbreed QRS-complex, een verlenging van de QT tijd en uiteindelijk ventrikelfibrilleren of asystolie. Dus..., bij een acute hypothermie is er vaak sprake van een hyperkaliëmie. Daarin tegen is er bij chronische onderkoeling juist vaak sprake van een hypokaliëmie. Het blijft dus lastig en er is altijd sprake van nuance.
Samenvattend; Door hypothermie ontstaat onvolledige verbranding met als gevolg productie van zure afvalproducten. Door opstapeling hiervan ontstaat metabole acidose. Hierbij is sprake van een overschot aan waterstofionen die in de cel worden opgenomen in ruil voor kaliumionen. Buiten de cel ontstaat vervolgens vaak een gevaarlijk hoge concentratie kaliumionen die we hyperkaliëmie noemen, waardoor de cel zeer prikkelbaar wordt. Uiteindelijk gaat de normale regie over de cel verloren door verlies van het normale celpotentiaal en ontstaat er ventrikelfibrilleren wat eigenlijk niks anders is dan een volstrekt ongecoördineerde ontlading van alle afzonderlijke hartspiercellen. Dus metabole acidose is toegenomen cardiale irritabiliteit.
Groet,
Expert.
