Hội chứng rối loạn chức năng đa cơ quan
Tổn thương các cơ quan

Tất cả các cơ quan trong cơ thể đều có nguy cơ bị tổn thương bởi các tác nhân có khả năng gây SIRS và MODS. Tuy nhiên não và thận là những cơ quan sinh tử bình thường được bảo vệ không bị tác động của dao động của huyết áp nhờ vào cơ chế tự điều hòa. Các cơ quan tổn thương thường gặp là hô hấp, tim mạch, thận, tiêu hóa (gan, dạ dày ruột), huyết học, nội tiết và hệ thần kinh trung ương.
Hô hấp
Phổi thường là cơ quan đầu tiên xuất hiện rối loạn chức năng trong MODS với biểu hiện nặng nề nhất là hội chứng nguy ngập hô hấp cấp (ARDS).
Sự phá hủy màng mao mạch và các cấu trúc trong tổ chức kẽ do tổn thương nội mô và rối loạn tính thấm tiến triển cùng với sự mất không hồi phục được diện tích trao đổi khí. Ngược lại, sự mất khoảng phế bào do ứ dịch quá nhiều cũng như sự ngập dịch trên nguyên tắc thường có thể hồi phục được.
Bất tương hợp thông khí/tưới máu xảy ra đầu tiên do tăng khoảng chết (do hạ huyết áp và thoát dịch), sau đó là do tạo shunt trong phổi (hậu quả của tổn thương phổi cấp).
Tim mạch và vi tuần hoàn
Cung cấp oxy cho cơ tim phụ thuộc vào huyết áp tâm trương, huyết áp này giảm trong tình trạng liệt mạch và mất thể tích dịch trong lòng mạch. Tình trạng này đưa đến thiếu máu cục bộ cơ tim. Trong nhiễm trùng huyết có tình trạng giãn phục hồi cả hai tâm thất, giảm phân suất tống máu và giảm đáp ứng với hồi sức dịch cũng như kích thích bằng catecholamine. Một chất ức chế cơ tim lưu hành trong máu chịu trách nhiệm cho hiện tượng này. Cơ chế là do TNF α và IL-1β tác động cộng hưởng lên cơ tim thông qua các cơ chế trong đó bao gồm quá trình sinh nitric oxide (NO) và GMP vòng.
Sức cản mạch máu hệ thống cũng giảm xuống trong nhiễm trùng huyết có thể là do tăng biểu hiện quá mức các chất giãn mạch như nitric oxide và các sản phẩm của cyclo-oxygenase trên cơ trơn mạch máu. Hậu quả của tình trạng mất điều hòa vận mạch là rối loạn phân bố tưới máu cũng như thiếu oxy tổ chức.
Do rối loạn điều hòa và giảm mật độ của các α –Adrenoreceptor mạch máu ngoại biên, trương lực mạch giảm xuống đưa đến giãn mạch. Do nhu cầu oxy ở mỗi khu vực khác nhau trong khi đó máu được đưa đến lại giống nhau về hàm lượng oxy nên sự thu nhận oxy tại các vùng khác nhau cũng khác nhau. Sự gia tăng lượng dịch ở các tổ chức (phù kẽ) làm tăng đoạn đường khuếch tán của oxy do máu mang đến và góp phần làm tăng thiếu oxy tại vùng đó. Do lượng dịch và protein thoát mạch vào khoảng kẽ tăng, các tế bào nội mô bị tổn thương nhiều hơn.
Lượng máu phân bố cho mỗi cơ quan riêng biệt bị thay đổi nên lượng máu đến thận cũng giảm. Do hiện tượng cường phó giao cảm ở tĩnh mạch, thể tích máu tĩnh mạch tăng lên và cùng với nó là rối loạn phân bố máu của các tĩnh mạch.
Rối loạn tính thấm cục bộ cũng như toàn thể đưa đến hiện tượng mất dịch xuyên mạch và đi kèm với nó là sự giảm thể tích máu lưu thông.
Hệ thần kinh trung ương
Lưu lượng máu não trong nhiễm trùng huyết giảm đi rất đáng kể, và nó không phụ thuộc vào huyết áp trung bình, trong trường hợp có biểu hiện của rối loạn chức năng thần kinh (như thay đổi tri giác). Mặc khác khả năng thu nhận oxy cũng bị hạn chế và không phụ thuộc vào lượng oxy trong máu đến. Bệnh nhân trở nên nhầm lẫn, mê sảng và có thể sờ sững và hôn mê do các tác động: tổn thương do giảm tưới máu, bệnh não do chuyển hóa và dĩ nhiên còn do thuốc an thần.
Thận
Suy thận cấp thường rất xảy ra trong nhiễm trùng huyết cũng như trong hội chứng đáp ứng viêm hệ thống. Trong giai đoạn tăng động của nhiễm trùng huyết, mặc dù tổng lưu lượng máu đến thận là không đổi nhưng lượng máu đến vỏ thận sẽ thấp hơn do tái phân bố máu trong thận nhằm bảo vệ tủy thận. Điều này đưa đến giảm mức độ lọc qua cầu thận. Khi huyết áp hệ thống giảm, cầu thận có thể bị tổn thương trực tiếp:
Tăng tính thấm cầu thận
Giảm diện tích lọc cầu thận
Tắt nghẽn lòng ống thận do các tế bào ống thận bị bong ra.
Ngoài ra tổn thương thận còn do các chất độc đối với thận lưu hành trong máu.
Đường tiêu hóa
Ruột là cơ quan đặc biệt quan trọng trong sự hình thành hội chứng rối loạn chức năng đa cơ quan (giả thuyết nguồn gốc MODS là do ruột: gut hypothesis). Giảm tưới máu đường tiêu hóa được xem là có vai trò quan trọng trong bệnh sinh của MODS. Các nhiễm trùng xuất hiện ở bệnh nhân nặng trong phòng hồi sức có thể có nguồn gốc từ ống tiêu hóa. Tổn thương thiếu máu cục bộ gây tăng tính thấm của ruột và sự phát tán vi khuẩn hoặc nội độc tố từ lòng ruột vào trong hệ tuần hoàn đặc biệt là vào tuần hoàn cửa để vào gan, nơi có một lượng lớn tế bào Kuffer trú ngụ. Các tế bào này cùng với các monocyte lưu hành trong máu khi bị kích hoạt sẽ khởi động một chuỗi các biến cố gây nên những triệu chứng lâm sàng của nhiễm trùng huyết và MODS.
Do thiếu máu cục bộ và do kích thích của nội độc tố, các tế bào Kuffer sản xuất quá mức các cytokine viêm làm tổn thương nặng nề chức năng gan. Tổn thương gan cũng có thể do giảm lưu lượng máu tuyệt đối hoặc tương đối so với nhu cầu chuyển hóa tăng cao trong bệnh nặng.
Đông máu
Trong sốc nhiễm trùng huyết, hệ thống đông máu được hoạt hóa với sự giảm các yếu tố ức chế quá trình đông máu.
Quá trình đông máu rất khác nhau tùy theo tình trạng tăng đông (thường trong giai đoạn sớm của sốc nhiễm trùng huyết) hiện diện hay do tình trạng tăng tiêu thụ cùng với hiện tượng tiêu sợi huyết song hành đóng vai trò chính. Dấu hiệu của tình trạng tăng tiêu sợi huyết là tăng nồng độ của các sản phẩm giáng hóa fibrrin. Trong giai đoạn đầu thì hàm lượng fibrrin tăng lên do nó là một protein pha cấp, ngược lại hoạt độ của AT III và nồng độ của α1-macroglobulin lại thấp. Hệ thống đông máu và hệ miễn dịch tiên thiên có thể được xem là có cùng nguồn gốc tiến hóa. Mối tương tác đông máu và viêm rất khắng khít và phức tạp. Hiện nay có thể nói mới chỉ có một thử nghiệm kháng viêm (đồng thời cũng là tác nhân chống đông) là Protein C hoạt hóa cho kết quả khả quan trong thử nghiệm lâm sàng.
Áp lực thẩm thấu keo
Liệu pháp bù dịch bằng các dung dịch tinh thể, lượng protein nội mạch giảm xuống (trong nhiễm trùng huyết, tính thấm thành mạch tăng cao gấp nhiều lần so với bình thường) và tình trạng mất protein chung (đặc biệt ở bệnh nhân phẫu thuật) gây nên tình trạng giảm áp lực thẩm thấu keo.
Gốc oxy hóa
Trong nhiễm trùng huyết, bổ thể C5a sẽ kích thích đưa đến sự tập trung các tế bào hạt tại tổ chức. Do thay đổi tính chất dòng chảy trong mạch máu mà các bạch cầu hạt bám dính vào thành mao mạch và sau đó xuyên màng mao mạch đi vào tổ chức.
Dưới kích thích (ví dụ khi thực bào) các bạch cầu hạt này sẽ tiết ra các protease và các chất chuyển hóa của prostaglandin và giải phóng các gốc oxy tự do. Các ty lạp thể của các tế bào bị tổn thương do thiếu oxy đã biểu hiện các thay đổi sớm không hồi phục, rối loạn chức năng của chuỗi hô hấp, những tổn thương vi tuần hoàn trong sốc nhiễm trùng huyết và tình trạng thiếu oxy tổ chức do nó gây ra là điểm khởi đầu của quá trình phát sinh các gốc oxy tự do.
Chuyển hóa và nội tiết
Các rối loạn chuyển hóa trong nhiễm trùng huyết bao gồm tăng đường máu do nhiễm trùng huyết và catecholamine (cả hai gây nên đề kháng insuline), nhiễm toan lactic, tình trạng dị hóa toàn thể làm giáng hóa khối lượng cơ. Trong nhiễm trùng huyết cũng xuất hiện suy giáp, suy cận giáp và suy thượng thận mức độ nhẹ.
pH máu động mạch thấp và nồng độ lactate tăng cao có thể thấy rõ trên lâm sàng. Quá trình sản xuất lactate theo con đường kị khí có thể xuất hiện sau hạ oxy máu toàn thể (như trong suy hô hấp tuần hoàn, sốc nhiễm trùng huyết) hoặc do thiếu oxy máu cục bộ (nhồi máu ruột) hoặc do các nguyên nhân không phải hạ oxy máu (giảm thanh thải lactate, tăng phân hủy glucose ái khí hoặc rối loạn chức năng của pyruvate dehydrogenase).