background image

1

Hemodynamic Disorders

Learning Objectives:

●Define edema and enumerate its causes, types and subtypes.
●Mention the difference between the term hyperemia and congestion with examples
for each.
●Enumerate causes of general and local chronic venous congestion and describe
pathological features of organs affected with such condition.
●Define hemorrhage and enumerate its causes, types and effects.
●Define the term thrombus and list types.
●Describe the events in thrombus formation and list the factors that predispose to
thrombus formation.
●Enumerate fate and effects of a thrombus formation.
●Define the term embolus and list types of emboli and its effects.
●Enumerate causes and effects of pulmonary empolism.
●Define the terms ischaemia and infarction. List their major causes and types.
●Enumerate causes of infarction and the pathological features of infarctions.
●Define gangrene, enumerate its types and mention the causes, pathological features
and fate of each type.
●Define hemorrhage and enumerate its causes, types and effects.


background image

2

Hemodynamic Disorders

Edema: refers to” increased fluid in the interstitial tissue spaces.”

Hydrothorax, hydropericardium, or hydroperitoneum (ascites) refer to fluid collection
in  the  respective  body  cavity. Anasarca  is  a  severe  and generalized  edema  with
profound subcutaneous tissue swelling.

Mechanisms  of  edema: Either  increased  capillary  pressure  or  diminished  colloid
osmotic  pressure  can  result  in  increased  interstitial  fluid.  Excess  interstitial  edema
fluid is removed by lymphatic drainage, ultimately returning to the bloodstream via
the thoracic duct; clearly, lymphatic obstruction (e.g., due to scarring or tumor) can
also  impair  fluid  drainage  and  cause  edema.  Finally,  sodium  retention  (with  its
obligatory associated water) due to renal disease can also cause edema.

The edema fluid may be either a transudate or exudate.

Transudate: occurs with volume or pressure overload, or under conditions of reduced
plasma protein; it is typically a protein-poor fluid.

Exudate: occurs  with increased  vascular  permeability, due  to  inflammation
(inflammatory edema); it is a protein-rich fluid.

The principal causes of edema are:

●Increased Hydrostatic Pressure: This is either localized or generalized (systemic):

Localized edema: this is due to localized increase in intravascular pressure.

Examples of localized edema are:

1. Portal  hypertension  caused  by  liver  cirrhosis.  This  produces  a  transudate  in  the
peritoneal cavity (ascites).
2. Pressure of gravid uterus on the iliac veins produces congestion and edema of the
lower limbs.
3. Acute  left  ventricular  failure  causes  acute  pulmonary  edema.  This  is  due  to
damming  of  blood  and  increase  in  the  Lt  atrial  pressure  which  is  transmitted  back
through the pulmonary veins.
4. Thrombosis  of  major  veins  of  the  lower  extremity  referred  to  as  deep  venous
thrombosis (DVT); this can cause edema restricted to the distal portion of the affected
leg.
5. Incompetence of venous valves secondary to varicose veins.

Generalized edema: this is due to generalized increases in intravascular pressure,
occurs most  commonly  in  congestive  heart  failure,  with  involvement  of  the  right
ventricular cardiac function.


background image

3

●Reduced Plasma Osmotic Pressure: Reduced osmotic pressure occurs when there
is reduced synthesis or increased loss of albumin from the circulation. Albumin loss is
exemplified  by the  nephrotic  syndrome (glomerular  capillary  walls  become  leaky)
that is associated with generalized edema. Reduced albumin synthesis occurs in the
setting of diffuse liver diseases (e.g., cirrhosis) or protein malnutrition.

●Lymphatic  Obstruction: Impaired  lymphatic  drainage  and  consequent
lymphedema  is  usually  localized;  it  can  result  from  inflammatory  or  neoplastic
obstruction. Cancer of the breast can be treated by resection and/or irradiation of the
associated axillary lymph nodes; the resultant scarring and loss of lymphatic drainage
can  cause  severe  upper  extremity  edema.  In  breast  carcinoma  infiltration  and
obstruction of superficial lymphatics can also cause edema of the overlying skin, the
so-called peau d'orange (orange peel) appearance. Such a finely pitted surface results
from an accentuation of depressions in the skin at the site of hair follicles.

●Sodium  and  Water  Retention: Increased  salt-with  the  obligate  accompanying
water-causes  both  increased  hydrostatic  pressure  (due  to  expansion  of  the
intravascular volume) and reduced vascular osmotic pressure. Salt retention can occur
with any impairment of renal function, as in poststreptococcal glomerulonephritis and
acute renal failure.

Pathologic  features of  edema: Edema  is  most  easily  recognized  grossly.
Microscopically, edema fluid is reflected primarily as a clearing and separation of the
extracellular  matrix  elements.  Although  any  organ  or  tissue  in  the  body  may  be
involved, edema is most commonly encountered in subcutaneous tissues, lungs, and
brain.

■Subcutaneous edema: This can be diffuse or more prominent in regions with high
hydrostatic  pressures;  the  ultimate  distribution  depends  on  the  underlying  etiology.
Finger  pressure  over  significantly  edematous  subcutaneous  tissue  displaces  the
interstitial fluid and leaves a finger-shaped depression, so-called pitting edema.

■Pulmonary edema: This is a common clinical problem that is encountered with:

A. Left ventricular failure (most frequent association).
B. Renal failure.
C. Acute respiratory distress syndrome (ARDS).
D. Pulmonary infections.
E. Hypersensitivity reactions.

Gross  features: ●The  lungs  typically heavy. ●Sectioning  reveals  frothy,  sometimes
blood-tinged  fluid  representing  a  mixture  of  air,  edema  fluid,  and  extravasated  red
cells.


background image

4

Microscopic  features: ●The  alveolar  spaces  are  filled  with  pale  pink  edema  fluid.
●There is congestion of the capillaries within the alveolar walls due to the increase in
venous pressure.

■Brain Edema: This may be localized to sites of focal injury (e.g., infarct, abscesses
or  neoplasms)  or  may  be  generalized,  as  in  encephalitis,  hypertensive  crises,  or
obstruction to the brain's venous outflow. Trauma may result in local or generalized
edema, depending on the nature and extent of the injury.

Gross features ●With generalized edema, the brain is grossly swollen with narrowed
sulci and distended gyri showing signs of flattening against the unyielding skull.

Hyperemia  and  Congestion: The  terms  hyperemia  and  congestion  both  indicate  a
local increased volume of blood in a particular tissue.

●Hyperemia: is  an  active  process  resulting  from  augmented  blood  flow  due  to
arteriolar dilation (e.g., at sites of inflammation or in skeletal muscle during exercise).
The affected tissue is redder than normal because of engorgement with oxygenated
blood.

●Congestion: is  a  passive  process  resulting  from  impaired  venous  return  out  of  a
tissue. It may occur systemically, as in cardiac failure, or it may be local, resulting
from  an  isolated  venous  obstruction.  The  tissue  has  a  blue-red  color  (cyanosis),
especially  as  worsening  congestion  leads  to  accumulation  of  deoxygenated
hemoglobin in the affected tissues.

In  long-standing  congestion,  called  chronic  passive  congestion,  the  stasis  of  poorly
oxygenated blood causes chronic hypoxia, which in turn can result in degeneration or
death of parenchymal cells and subsequent tissue fibrosis. Capillary rupture at such
sites of chronic congestion can also cause small foci of hemorrhage; phagocytosis and
catabolism of the erythrocyte debris can result in accumulations of hemosiderin-laden
macrophages.

Gross features: ●Cut surfaces of hyperemic or congested tissues are red and wet.

Microscopic features:

■Acute pulmonary congestion

●This is characterized by engorgement of alveolar capillaries with blood
●Alveolar  septal  edema  and/or  focal  minute  intra-alveolar  hemorrhage may  also
occur.
■Chronic pulmonary congestion

●The septa become thickened and fibrotic


background image

5

●The alveolar spaces may contain numerous hemosiderin-laden macrophages ("heart
failure cells").

■Chronic passive congestion of the liver

●The liver is enlarged & firm.
●Thus  each  lobule  presents  a  dark  brown  center  (congestion),  and  a  light  yellow
periphery (fatty degeneration).
●The central regions of the hepatic lobules are grossly red-brown (congested) and are
accentuated against the surrounding zones of uncongested tan, sometimes fatty, liver
("nutmeg liver").

Microscopic  features: ●There is  centrilobular  necrosis  with  hepatocyte  drop-out,
hemorrhage, and hemosiderin-laden macrophages. ●In long-standing, severe hepatic
congestion (most commonly associated with heart failure), hepatic fibrosis ("cardiac
cirrhosis") can develop.

Hemorrhage: Hemorrhage  is  the  escape  of  blood  from  the  vasculature  into
surrounding tissues, a hollow organ or body cavity, or to the outside.

Hemorrhage is most often caused by trauma.

Hematoma: This localized hemorrhage occurs within a tissue or organ.

Hemothorax,  hemopericardium,  hemoperitoneum,  and  hemarthrosis:  Hemorrhage
may occur in the pleural cavity, pericardial sac, peritoneal cavity, or a synovial space,
respectively.

Petechial  hemorrhages,  petechiae,  or  purpura:  These  small,  punctate  hemorrhages
occur in the skin, mucous membranes, or serosal surfaces.

Ecchymosis: This diffuse hemorrhage is usually in skin and subcutaneous tissue.

Thrombosis: is the formation of a blood clot inside a blood vessel.

(Normally the blood is kept in a fluid state with rapid formation of a plug at the site of
injury).

Both hemostasis and thrombosis involve three components:

1. Vascular wall.
2. Platelets.
3. Coagulation cascade.


background image

6

Pathogenesis: There  are  three predisposing  factors  for thrombus  formation
(Virchow's triad):

1. Endothelium injury: This is a dominant predisposing factor, since endothelial loss
by alone can lead to thrombosis. It is particularly important for thrombus formation
occurring in the heart or in the arterial circulation, where the normally high flow rates
might  otherwise  interfere  with clotting  by  preventing  platelet  adhesion  & diluting
coagulation factors. It is important to note that endothelium need not be denuded or
physically disrupted to contribute to the development of thrombosis; any disturbance
in the balance of the prothrombotic and antithrombotic activities of endothelium can
influence  local  clotting  events.  Thus,  dysfunctional  endothelium  may  elaborate
greater amounts  of  procoagulant  factors or  may  synthesize reduced  amounts  of
anticoagulant  effectors.  Significant  endothelial  dysfunction  (in  the  absence  of
endothelial cell loss) may occur through

1. Hypertension.
2. Turbulent flow over scarred valves.
3. Bacterial endotoxins.
4. Homocystinuria.
5. Hypercholesterolemia.
6. Radiation.
7. Products absorbed from cigarette smoke.

2. Alterations in Normal Blood Flow: Turbulence contributes to arterial and cardiac
thrombosis  by  causing  endothelial  injury  or  dysfunction,  as  well  as  by  forming
countercurrents and local pockets of stasis.

Stasis  is  a  major  contributor  to  the  development  of  venous  thrombi.  Normal  blood
flow is laminar, such that platelets flow centrally in the vessel lumen, separated from
the endothelium by a slower moving clear zone of plasma.

Stasis and turbulence therefore:

1. Disrupt laminar flow and bring platelets into contact with the endothelium.
2. Prevent dilution of activated clotting factors by fresh-flowing blood.
3. Retard the inflow of clotting factor inhibitors and permit the buildup of thrombi.
4. Promote endothelial cell activation.

Turbulence and stasis contribute to thrombosis in several clinical settings:

●Ulcerated  atherosclerotic  plaques  not  only  expose  subendothelial  ECM  but  also
cause turbulence
●Abnormal dilations (aneurysms) of the aorta & other arteries create local stasis and
consequently a fertile site for thrombosis.
●Acute  myocardial  infarction results  in  focally  noncontractile  myocardium;
ventricular remodeling after more remote infarction can lead to ventricular aneurysm


background image

7

formation. In both cases cardiac mural thrombi form more easily because of the local
blood stasis.
●Mitral valve stenosis (e.g., after rheumatic heart disease) results in left atrial dilation.
In conjunction with atrial fibrillation, a dilated atrium is a site of profound stasis and a
prime location for development of thrombi.
●Hyperviscosity  syndromes  (such  as  polycythemia) increase  resistance  to  flow  and
cause small vessel stasis
●The  deformed  red  cells  in  sickle  cell  anemia  cause  vascular  occlusions,  with  the
resultant stasis also predisposing to thrombosis.

3. Hypercoagulability: Hypercoagulability  generally  contributes  less frequently  to
thrombosis but is, however, an important component in the equation. It is defined as
any alteration of the coagulation pathways that predisposes to thrombosis, and it can
be divided into primary (genetic) and secondary (acquired) disorders.

Causes  of  the  primary  (inherited)  hypercoagulable  states  include  most  commonly
mutations in the factor V gene and the prothrombin gene.

Unlike the hereditary disorders, the pathogenesis of acquired thrombotic diatheses is
frequently multifactorial & include

●Cardiac failure or trauma: stasis or vascular injury may be most important.
●Oral contraceptive use & pregnancy: probably related to the hyperestrogenic state
that is associated with increased hepatic synthesis of coagulation factors and reduced
synthesis of antithrombin III.
●Disseminated  cancers,  release  of  procoagulant  tumor  products  predisposes  to
thrombosis.
●Advancing age: is associated with hypercoagulability & this has been attributed to
increasing platelet aggregation and reduced endothelial PGI

2

release.

●Smoking and obesity promote hypercoagulability by unknown mechanisms.

Pathological  features  of  thrombosis: Thrombi  can  develop  anywhere  in  the
cardiovascular system (e.g., in cardiac chambers, on valves, or in arteries, veins, or
capillaries).

The size and shape of a thrombus depend on the site of origin and the cause.

Arterial or cardiac thrombi typically begin at sites of endothelial injury or turbulence;
venous thrombi characteristically occur at sites of stasis.

Thrombi are focally attached to the underlying vascular surface; arterial thrombi tend
to grow in a retrograde direction from the point of attachment, while venous thrombi
extend in the direction of blood flow (thus both tend to propagate toward the heart).

The  propagating  portion  of  a  thrombus  tends  to  be  poorly  attached  and  therefore
prone to fragmentation, generating an embolus.


background image

8

Thrombi can have grossly (and microscopically) apparent laminations called lines of
Zahn;  these  represent  pale  platelet  and  fibrin  layers  alternating  with  darker
erythrocyte-rich  layers.  Such  lines  are  significant  only  in  that  they  represent
thrombosis  in  the  setting  of  flowing  blood;  their  presence  can  therefore  potentially
distinguish antemortem thrombosis from the bland nonlaminated clots that occur in
the postmortem state.

Thrombi  occurring  in  heart  chambers  or  in  the  aortic  lumen  are  designated  mural
thrombi. Abnormal myocardial contraction (resulting from arrhythmias or myocardial
infarction)  or  endomyocardial  injury  (caused  by  myocarditis,  catheter  trauma)
promotes  cardiac  mural  thrombi,  while  ulcerated  atherosclerotic  plaques  and
aneurysmal dilation promote aortic thrombosis.

●Arterial  thrombi are  frequently  occlusive  and  are  produced  by  platelet  and
coagulation  activation;  they  are  typically  a  friable  meshwork  of  platelets,  fibrin,
erythrocytes,  and  degenerating  leukocytes.  Although  arterial  thrombi  are  usually
superimposed on an atherosclerotic plaque, other vascular injury (vasculitis, trauma)
can be involved.

●Venous  thrombosis  (phlebothrombosis) is  almost  invariably  occlusive,  and  the
thrombus can create a long cast of the lumen; venous thrombosis is largely the result
of activation of the coagulation cascade, and platelets play a secondary role. Because
these thrombi form in the sluggish venous circulation, they also tend to contain more
enmeshed erythrocytes and are therefore called red, or stasis, thrombi. The veins of
the  lower  extremities  are  most  commonly  affected  (90%  of  venous  thromboses);
however, venous thrombi can occur in other parts of the body.

●Postmortem  clots can  sometimes  be  mistaken  at  autopsy  for  venous  thrombi.
However,  postmortem  "thrombi"  are  gelatinous,  with  a  dark  red  dependent  portion
where red cells have settled by gravity, and a yellow "chicken fat" supernatant, and
they  are  usually not  attached  to  the  underlying  wall.  In  contrast,  red  thrombi  are
firmer and are focally attached, and sectioning reveals strands of gray fibrin.

Thrombi  on  heart  valves  are  called  vegetations.  Bacterial  or  fungal  blood-borne
infections can cause valve damage, subsequently leading to large thrombotic masses
(infective endocarditis).

Fate of the Thrombus: In the ensuing days or weeks after the formation of thrombi,
they undergo some combination of the following four events:

1. Propagation: thrombi accumulate additional platelets and fibrin, eventually causing
vessel obstruction.
2. Embolization: thrombi dislodge or fragment and are transported elsewhere in the
vasculature.


background image

9

3. Dissolution is the result of fibrinolytic activation, which leads to rapid shrinkage
and  even  total  lysis  of  recent  thrombi.  With  older  thrombi,  extensive  fibrin
polymerization renders the thrombus substantially more resistant to proteolysis, and
lysis is ineffective.
4.  Organization:  Older  thrombi  become  organized  by  the  ingrowth  of  endothelial
cells, smooth muscle cells, and fibroblasts into the fibrin-rich clot.
5.  Recanalization: Capillary  channels  are  eventually  formed  that,  to can  create
conduits along the length of the thrombus and thereby re-establish the continuity of
the  original  lumen.  Occasionally,  instead  of  organizing,  the  center  of  a  thrombus
undergoes  enzymatic  digestion,  presumably  because  of  the  release  of  lysosomal
enzymes from trapped leukocytes and platelets.

Venous  Thrombosis  (Phlebothrombosis): Most  venous  thrombi  occur  in  the
superficial or deep veins of the leg.

Superficial venous thrombi usually occur in the saphenous system, particularly when
there are varicosities. Such superficial thrombi can cause local congestion, swelling,
pain, and tenderness along the course of the involved vein, but they rarely embolize.
Nevertheless,  the  local  edema  and  impaired  venous  drainage  do  predispose  the
overlying skin to infections from minor trauma and to the development of varicose
ulcers. Deep thrombi in the larger leg veins at or above the knee joint (e.g., popliteal,
femoral, and iliac veins) are more serious because they may embolize.

Deep venous thrombosis can complicate:

1. Advanced  age,  bed  rest,  and  immobilization  regardless  of  the  specific  clinical
setting, increase the risk of deep venous thrombosis because reduced physical activity
diminishes the milking action of muscles in the lower leg and so slows venous return.
2. Cardiac failure is an obvious reason for stasis in the venous circulation.
3.  Trauma,  surgery,  and  burns  usually  result  in  reduced  physical  activity,  injury  to
vessels, release of procoagulant substances from tissues, and/or reduced t-PA activity.
4. Peripartum  and  postpartum  states;  in  addition  to  the  potential  for  amniotic  fluid
infusion  into  the  circulation  during  parturition  (see  below),  late  pregnancy  and  the
postpartum period are associated with hypercoagulability.
5. Hypercoagulable states.
6. Disseminated cancers: tumor-associated procoagulant release is largely responsible
for the increased risk of thromboembolic phenomena.

Cardiac and Arterial Thrombosis

Atherosclerosis is a major initiator of thromboses, because it is associated with loss of
endothelial integrity and abnormal vascular flow.

Myocardial  infarction  may  be  complicated  by  cardiac mural  thrombi  as  a  result  of
dyskinetic myocardial contraction as well as damage to the adjacent endocardium.


background image

10

Rheumatic heart disease can cause atrial mural thrombi due to mitral valve stenosis,
followed by left atrial dilation and concurrent atrial fibrillation.

Arterial aneurysms (e.g. aortic) are frequently filled by thrombi.

In addition to the obstructive consequences, cardiac and aortic mural thrombi can also
embolize  peripherally.  Virtually  any  tissue  can  be  affected,  but  brain,  kidneys,  and
spleen are prime targets because of their large volume of blood flow.

Embolism: An embolus is a detached intravascular solid, liquid, or gaseous mass that
is carried by the blood to a site distant from its point of origin.

Forms of emboli

1. Thromboemboli: representing a dislodged thrombus or part of it. This type virtually
constitutes 99% of all emboli.
Rare forms of emboli include:
2. Fat emboli: consisting of fat droplets.
3. Air emboli: consisting of bubbles of air or nitrogen.
4. Atherosclerotic emboli (cholesterol emboli): consisting of athermatous debris
5. Tumor emboli: made up of fragments of a tumor.
6. Bone marrow emboli: consisting of bits of bone marrow.
7. Foreign body emboli: as bullets or shrapnel.

Inevitably, emboli lodge in vessels too small to permit further passage, resulting in
partial  or  complete  vascular  occlusion.  The  consequences  of  thromboembolism
include ischemic necrosis (infarction) of downstream tissue.

Depending on the site of origin, emboli may lodge anywhere in the vascular tree.

●Pulmonary  Thromboembolism: In  more  than  95%  of  cases,  venous  emboli
originate from deep leg vein thrombi above the level of the knee such as the popliteal,
femoral, or iliac veins. These emboli are carried through progressively larger channels
and  pass  through  the  right  side  of  the  heart  before  entering  the  pulmonary  arterial
circulation.

Depending on its size, the embolus may settle within

1. The main pulmonary trunk.
2. Across the bifurcation (saddle embolus).
3. The main pulmonary arteries.
4. The medium sized pulmonary arteries.
5. Pass out into the smaller branching arteries or arterioles.

Frequently, there are multiple emboli, perhaps sequentially, or as a shower of smaller
emboli  from  a  single  large  thrombus. Rarely,  an  embolus  can  pass  through  an


background image

11

interatrial  or  interventricular  defect,  thereby  entering  the  systemic  circulation
(paradoxical or crossing embolism).

●Systemic  Thromboembolism: This  refers  to  emboli  in  the  arterial  circulation.
Sources include:

1. Intracardiac mural thrombi (80%) that complicate:
A. Infarction of the left ventricular wall (70%).
B. Dilated left atria (e.g., secondary to mitral valve disease) (25%).
The remainder (5%) originates from thrombi complicating:
2. Aortic aneurysms.
3. Ulcerated atherosclerotic plaques.
4. Valvular vegetations.
5. A very small fraction of systemic emboli appear to arise in veins but end up in the
arterial  circulation,  through  interventricular  defects.  These  are  called  paradoxical
emboli.

In contrast to venous emboli, which tend to lodge primarily in one vascular bed (the
lung), arterial emboli can travel to a wide variety of sites; the site of arrest depends on
the  point  of  origin  of  the  thromboembolus  and  the  relative  blood  flow  through  the
downstream tissues.

The major sites for arteriolar embolization are:

1. The lower extremities (75%).
2. The brain (10%).
3. The intestines (mesenteric), kidneys, and spleen.
4. The upper limbs are the least common sites.

●Fat &  bone  marrow  embolism: Microscopic  fat  globules  can  be  found  in  the
circulation after fractures of long bones (which  contain fatty marrow) or after soft-
tissue trauma. Fat enters the circulation by rupture of the marrow vascular sinusoids
or rupture of venules in injured tissues. Although fat and marrow embolism occurs in
some  90%  of  individuals  with  severe  skeletal  injuries, only  about 10%  of  such
patients  show  any  clinical  findings. The  pathogenesis  of  fat  emboli  syndrome
probably involves both mechanical obstruction and biochemical injury. Fat globules
within  the  pulmonary  circulation  squeeze  through  into  the  systemic  circulation  to
reach the brain & kidney.

●Air Embolism: Gas bubbles within the circulation can obstruct vascular flow and
cause ischemic injury. Air may enter the circulation during obstetric procedures or as
a consequence of chest wall injury. Generally, more than 100 ml of air are required to
produce a clinical effect; bubbles can coalesce to form frothy masses sufficiently large
to occlude major vessels.


background image

12

●Amniotic Fluid Embolism: The underlying cause is entry of amniotic fluid into the
maternal  circulation  via  a  tear in  the  placental  membranes with  the  fluid  gaining
access into ruptured uterine veins. Classically, there is marked pulmonary edema and
diffuse alveolar damage.

Infarction: This  is  defined  as  “localized  area  of ischemic  cell  necrosis  in  a  living
organ or tissue, resulting most often from sudden reduction or cessation of its arterial
blood supply or occasionally its venous drainage”

Causes of vascular obstruction:

1. Nearly 99% of all infarcts result from thrombotic or embolic events, and almost all
result from arterial occlusion.
Uncommon causes include:
2. Expansion of atheromatous plaques by intraplaque hemorrhage.
3. Spasm of coronary arteries.
4. Pressure on a vessel from outside: ●Tumor. ●Fibrous adhesions. ●Narrow hernial
sac.
5.  Twisting  (torsion)  of  the  pedicle  of  mobile  organ  e.g.  loop  of  small  intestine
(volvulus), ovary and testis.

External pressure and torsion (causes 4 and 5) usually interfere with venous drainage,
since veins are more readily compressed than arteries.

Gross features: ●Infarcts  are  classified  on  the  basis  of  their  color  (reflecting  the
amount of hemorrhage) into red (hemorrhagic) or white (pale, anemic). They are also
classified according to the presence or absence of microbial infection into septic or
bland.

●Red infarcts occur:
1. With venous occlusions (such as in ovarian torsion)
2. in loose tissues (such as lung) that allow blood to collect in the infarcted zone
3. in tissues with dual circulations such as lung and small intestine, permitting flow of
blood from an unobstructed parallel supply into a necrotic area (such perfusion not
being sufficient to rescue the ischemic tissues)
4. in tissues that were previously congested because of sluggish venous outflow
5. When flow  is  re-established  to  a  site  of  previous  arterial  occlusion  and  necrosis
(e.g., fragmentation of an occlusive embolus or angioplasty of a thrombotic lesion).

●White infarcts occur with:

Arterial  occlusions in  solid  organs  (such  as  heart,  spleen,  and  kidney),  where  the
solidity of the tissue limits the amount of hemorrhage that can seep into the area of
ischemic necrosis from adjoining capillary beds.


background image

13

■All infarcts tend to be wedge shaped, with the occluded vessel at the apex and the
periphery of the organ forming the base; when the base is a serosal surface there can
be an overlying fibrinous exudate.

■At the outset, all infarcts are poorly defined and slightly hemorrhagic. The margins
of both types of infarcts tend to become better defined with time by a narrow rim of
congestion attributable to inflammation at the edge of the lesion (line of demarcation).

■In solid organs, the relatively few extravasated red cells are lysed, with the released
hemoglobin  remaining  in  the  form  of  hemosiderin.  Thus,  infarcts  resulting  from
arterial  occlusions  typically  become  progressively  paler  and  sharply defined  with
time. In spongy organs, by comparison, the hemorrhage is too extensive to permit the
lesion ever to become pale. Over the course of a few days, however, it does become
firmer and browner, reflecting the accumulation of hemosiderin pigment.

■Infarcts within the brain could be pale or hemorrhagic. An embolus may break into
smaller  emboli  that  are  pushed  more  distally;  this  causes  reopening  of  the  already
closed major artery that pours blood into the soft area of infarction. Thus, an extensive
hemorrhage occurs into what had been initially a pale infarction.

Microscopic features: The dominant histologic characteristic of infarction is ischemic
coagulative necrosis. The brain is an exception in that ischemic tissue injury in the
central nervous system results in liquefactive necrosis.

An inflammatory response begins to develop along the margins of infarcts within a
few hours and is usually well defined within 1 to 2 days.

Eventually the inflammatory response is followed by a reparative response beginning
in the preserved margins.

In stable or labile tissues, parenchymal regeneration can occur at the periphery, where
underlying  stromal  architecture  is  spared.  However,  most  infarcts are  ultimately
replaced by scar. This, depending on the size of the infarct, may take several months.

Septic infarctions occur when bacterial vegetations from a heart valve embolize, when
microbes  seed  an  area  of  necrotic  tissue,  or  when  infarction  occurs  in  an  already
infected  area.  In  these  cases  the  infarct  is  converted  into  an  abscess,  with  a
correspondingly greater inflammatory response.

Factors That Influence Development of an Infarct:

Vascular occlusion can have no or minimal effect, or can cause death of a tissue or
even the individual. The major determinants of the eventual outcome include

1. Nature of the Vascular Supply: The most important factor that determines whether
occlusion of a vessel will cause damage is the presence or absence of an alternative


background image

14

blood supply. For example, lungs have a dual pulmonary and bronchial artery blood
supply;  thus,  obstruction  of  small  pulmonary artery  or arterioles  does  not  cause
infarction in an otherwise healthy individual with an intact bronchial circulation.
2. Rate of Development of Occlusion: Slowly developing occlusions are less likely to
cause  infarction  because  they  provide  time  for  the  development  of  alternative
perfusion pathways i.e. collateral vessels.
3. Vulnerability to Hypoxia: The susceptibility of a tissue to hypoxia influences the
likelihood of infarction. Neurons undergo irreversible damage when deprived of their
blood  supply  for  only  3  to  4  minutes.  Myocardial  cells,  though  more  resistant  to
hypoxic  damage  than  neurons,  are  also  quite  sensitive  and  die  after  only  20  to  30
minutes  of  ischemia.  In  contrast,  skeletal  muscles  &  fibroblasts  within  a  limb  may
remain viable after many hours of ischemia.
4. Oxygen Content of Blood: The partial pressure of oxygen in blood also determines
the  outcome  of  vascular  occlusion.  Partial  flow  obstruction  of  a  small  vessel  in  an
anemic or cyanotic patient might lead to tissue infarction, whereas it would be without
effect under conditions of normal oxygen tension.




رفعت المحاضرة من قبل: Abdalmalik Abdullateef
المشاهدات: لقد قام 28 عضواً و 517 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل