Внесосудистые нарушения

Наиболее важными являются два типа внесосудистых нарушений. Одни из них существенным образом влияют на состояние микроциркуляции, служат дополнительными патогенетическими механизмами ее нарушений в условиях патологии. Прежде всего – это реакция тканевых базофилов окружающей сосуды соединительной ткани на повреждающие агенты.

При некоторых патологических процессах (воспаление, аллергическое повреждение тканей и др.) из тканевых базофилов при их дегрануляции в окружающее микрососуды интерстициальное пространство выбрасываются биологически активные вещества и ферменты. Доказана существенная роль некоторых из них в повышении противосвертывающей активности крови и в изменении ее реологических свойств (гепарин), в явлениях вазоконстрикции (серотонин) и вазодилатации (гистамин), в изменениях скорости кровотока и сосудистой проницаемости (гистамин, серотонин). Как уже было сказано, при действии гистамина и серотонина наблюдаются явления агрегации эритроцитов и тромбоцитов.

Другой тип нарушений окружающей соединительной ткани включает в себя изменения периваскулярного транспорта интерстициальной жидкости вместе с растворенными в ней веществами, образования и транспорта лимфы.

В соответствии с классической теорией Старлинга (1909) переход жидкости и растворенных в ней веществ из крови в ткани осуществляется через полупроницаемую мембрану капиллярных сосудов под влиянием фильтрационного давления (ФД):

ФД = (ГДК + ОДТ) - (ГДТ + ОДК),

где ФД – фильтрационное давление; ГДК – гидродинамическое давление крови на стенку капиллярных сосудов (в артериальном капиллярном сосуде ГДК составляет 32,5 мм рт. ст.); ОДТ – онкотическое давление ткани (4,5 мм рт. ст.); ГДТ – гидродинамическое давление ткани (3 мм рт. ст.); ОДК – онкотическое давление крови (25 мм рт. ст.).

Следовательно, в артериальном капиллярном сосуде эффективное фильтрационное давление составляет 9 мм рт. ст., которое и определяет переход жидкости из крови в ткани.

В венозном отрезке капилляров и в венулах гидродинамическое давление крови вследствие частичного перехода жидкости в интерстиций значительно снижается (до 17,5 мм рт. ст.).

В результате этого ФД = (17,5 + 4,5) – (3 + 25) = -6 мм рт. ст., что и обусловливает частичную резорбцию жидкости из ткани в кровь. Кроме того, часть интерстициальной жидкости расходуется на образование лимфы и поступает в лимфатические сосуды.

Эти представления Старлинга о механизмах транспорта жидкости в последующем были существенным образом дополнены механизмами проницаемости стенки микрососудов.

С учетом описанных механизмов можно рассматривать нарушение процессов транссудации и резорбции межтканевой жидкости. Усиление транссудации жидкости наблюдается при увеличении гидродинамического давления крови на стенки микрососудов (наиболее частой причиной этого является застой крови местного характера или вызванный общей недостаточностью кровообращения); при уменьшении онкотического давления крови (основными причинами являются снижение продукции плазменных белков, прежде всего альбуминов, например, при голодании, при воспалительных и дистрофических изменениях в паренхиме печени, при расстройствах пищеварения и кишечного всасывания; значительная потеря белков при обширных ожогах, энтероколите, геморрагии, лимфоррагии, а также при заболеваниях почек воспалительной и дистрофической природы). При задержке ионов натрия в организме в связи с первичным или вторичным гиперальдостеронизмом накопление жидкости в интерстициальном пространстве обусловлено не только увеличенной транссудацией, но и перемещением ее из внутриклеточного пространства с целью выравнивания осмотической концентрации электролитов. Увеличение транссудации белков и межтканевой жидкости через стенку микрососудов бывает связано с резким повышением сосудистой проницаемости под действием воспалительных агентов (мембраногенный механизм). Особенностью последнего является более высокая концентрация белков в интерстициальной жидкости (1,5–2 %) по сравнению с нормой (0,3–1,5 %).

Таким образом, из 20 л фильтрата, образующихся из плазмы за сутки, 16–18 л резорбируется в венозных капиллярных сосудах и венулах, остальное количество фильтрата (2–4 л) и практически вся масса белков (80–200 г) расходуются на образование лимфы и возвращаются в кровь по лимфатической системе. Благодаря этому предотвращается накопление жидкости в тканях.

В условиях патологии, вследствие недостаточности механизмов резорбции межтканевой жидкости в кровь или вследствие уменьшения ее притока в лимфатические капилляры, определенная часть жидкости задерживается в тканях, способствуя развитию отека.

Нарушение резорбции жидкости в венозной части капилляра и посткапиллярной венуле чаще всего является следствием повышения тканевого коллоидно-осмотического давления, в меньшей степени обусловлено изменениями других параметров уравнения Старлинга. Кроме рассмотренного выше мембраногенного механизма, к повышению тканевого коллоидно-осмотического давления могут привести задержка белков в интерстиции вследствие нарушения выведения их в лимфатическую систему, а также расщепление крупных белковых молекул на более мелкие под действием протеолитических ферментов тканевого происхождения и высвобождающихся из лейкоцитов при воспалении.

Наконец, регионарные особенности строения периваскулярной соединительной ткани, различные пространственные отношения между специализированными клетками и микрососудами могут существенным образом влиять на транспорт веществ, в том числе и белков, через интерстиции. Допускают, что коллагеновые волокна играют роль своеобразных «фибропроводов» в осуществлении преимущественного, или избирательного, транспорта веществ через интерстиции в направлении к специализированным клеткам и лимфатическим капиллярам, с одной стороны, и к посткапиллярным венулам, с другой.

Очевидно, что в условиях патологии при повреждении тканей, для которого характерны дезорганизация волокнистых структур и нерегулируемое новообразование их, нарушение нормальных путей перикапиллярного и интерстициального транспорта веществ и уровня резорбции интерстициальной жидкости в целом может приобретать еще более выраженный характер.

Описанные выше механизмы нарушения транссудации и резорбции межтканевой жидкости были положены в основу современных представлений о недостаточности лимфатической системы и ее классификации. Под недостаточностью лимфатической системы (лимфообращения) следует понимать состояние, при котором лимфатические сосуды не выполняют свою основную функцию – осуществление постоянного и эффективного дренажа интерстиция. В соответствии с классификацией И. Русньяк, М. Фелди и Д. Сабо (1957) различают следующие формы недостаточности лимфообращения.

1. Механическая недостаточность. При данной форме течение лимфы затруднено в связи с наличием органических (сдавление опухолью, рубцом, экстирпация лимфатических узлов и сосудов, облитерация лимфатических сосудов при их воспалении, тромбозе и др.) или функциональных причин (повышение давления в магистральных венозных сосудах, спазм лимфатических сосудов, недостаточность клапанов лимфатических сосудов, прекращение мышечных сокращений – «акинетическая недостаточность»).

2. Динамическая недостаточность (объем транссудации межтканевой жидкости превышает возможность лимфатической системы обеспечивать эффективный дренаж межуточной ткани).

3. Резорбционная недостаточность, обусловленная структурными изменениями межуточной ткани, накоплением белков и осаждением их патологических видов в интерстиции и др.

Основными клиническими и патофизиологическими проявлениями недостаточности лимфообращения в острой стадии являются отек, накопление белков и продуктов их распада в межуточной ткани и развитие фиброза, склероза в хронической стадии.

Закономерности регуляции кровотока и реологические характеристики крови в микроциркуляторном русле имеют некоторые общие черты с системной гемодинамикой. В потоке крови скорость отдельных частиц неодинакова. В относительно крупных сосудах линейная скорость максимальна для частиц, движущихся в центральном потоке, и минимальна для пристеночных слоев. Кровь течет по типу скользящих друг по другу слоев, которые сдвигаются относительно друг друга как целые тела, испытывая определенное трение и развивая так называемое напряжение сдвига. Эти напряжения приводят к деформации клеток крови, которая обусловливает разную линейную скорость клеток и определяет текучесть крови в микрососудах. В крупных сосудах, а также в артериолах и венулах при достаточно большой линейной скорости движения крови наблюдается характерное деление струи крови на осевой (богатый эритроцитами) и пристеночный (плазматический), обогащенный тромбоцитами и лейкоцитами кровоток. При значительном замедлении потока деление на слои исчезает, увеличиваются вязкость и внутреннее трение, снижается текучесть, что ведет к повышению общего периферического сопротивления. От текучести крови зависит время контакта клеток с капиллярной стенкой, поскольку клетки проходят по капилляру по поршневому типу, одна за другой (12–15 эритроцитов в мин.). Линейная скорость движения крови в капилляре должна обеспечивать достаточную диффузию кислорода через капиллярную стенку. У млекопитающих в покое она составляет 0,5–1,0 мм/с. Время контакта форменного элемента с участком стенки капилляра (около 0,15 с) для эритроцитов определяют условия газообмена, для тромбоцитов и лейкоцитов – условия адгезии.

Из всех сосудов микроциркуляторного русла только артериолы обладают механизмами активного сокращения. Считается, что капилляры не иннервируются и лишены гладкомышечных элементов, а прекапиллярные сфинктеры и артериолы находятся под превалирующим влиянием местных гуморальных факторов. Поэтому венозный возврат каждой из таких единиц оределяется не центральным влиянием, а состоянием обмена веществ в данном участке ткани и продукцией локальных гуморальных сосудорасширяющих метаболитов и медиаторов, осуществляющих локальную регуляцию их функций. Местные сосудистые реакции изменяют кровоснабжение органа или ткани соответственно их метаболическим потребностям. Однако приспособление регионарного микрососудистого русла к текущим условиям деятельности может быть реализовано лишь в системе всего циркуляторного аппарата и обеспечивается нервными механизмами. В венулах иннервация и сократительные элементы представлены относительно слабо, но в их стенке обнаружены α- и β-адренорецепторы. Поэтому решающую роль в определении давления и кровотока в микроциркуляторном русле играет состояние артериол, прекапиллярных и анастомозных сфинктеров. При этом артериолы обладают богатой симпатической, а в ряде органов и парасимпатической иннервацией. Сфинктеры же полностью лишены иннервации или иннервируются достаточно слабо. Нейрогенные воздействия на артериолы исходят от симпатических вазоконстрикторов, терминали которых выделяют норадреналин, влияющий на β₁-адренорецепторы гладкомышечных клеток. Симпатический вазодилататор адреналин оказывает свое действие на β ₂ -адренорецепторы. По мере приближения к капиллярам нейрогенные влияния ослабевают, но при этом значительно усиливается чувствительность микрососудов к вазоактивным веществам. Наибольшей чувствительностью к действию вазоактивных веществ характеризуются миоциты прекапиллярных сфинктеров, а наименьшей – крупных артерий и вен. Вазоактивные вещества, вырабатываемые тканевыми клетками, в составе интерстициальной жидкости непосредственно достигают мембран гладких миоцитов. Отсутствие иннервации в значительной части микрососудов придает особую роль местному тонусу, регулирующемуся автоматической сократительной активностью гладких миоцитов.

Кроме нервных механизмов при патологических состояниях некоторое влияние на сосудистую динамику оказывают системные гуморальные воздействия. Так гормоны мозгового слоя надпочечников особенно сильно влияют на кожно-мышечный кровоток, вазопрессины и ангиотензин действуют в качестве системных вазоконстрикторов синергично с симпатическими сосудосуживающими стимулами. Однако их действие более значительно сказывается на системных параметрах гемодинамики, чем на ее локальных характеристиках. Гораздо большее значение для микроциркуляции имеют самые мощные из всех известных вазоконстрикторов – тромбин и норадреналин, а также паракринные пептиды – эндотелины, вырабатываемые эндотелиоцитами сосудов в ответ на механическое воздействие. Это так называемые эффективные местные вазоконстрикторы. Сильными вазоконстриктарами паракринного действия служат лейкотриены, а также нейропептид-γ. Значительную роль в регуляции микроциркуляции играют агенты местного действия – кинины, простагландины, гистамин и другие гуморальные вазодилататоры. Пептиды диффузной эндокринной системы (вещество Р, вазоактивный интерстициальный пептид, предсердный натрийуретический пептид С и пептид, ассоциированный с геном кальцитонина) могут опосредовать местную вазодилатацию в специализированных микроциркуляторных бассейнах.

В условиях покоя у животных и человека функционируют одновременно не более 20–35% от общего числа капилляров. В условиях патологии при развитии прекапиллярного спазма к нему сравнительно быстро добавляется затруднение оттока крови в посткапиллярном отделе, что вызывает повышение посткапиллярного сопротивления. Эта реакция направлена на выравнивание кровяного давления в капиллярах и предотвращение оттока жидкости из интерстиция; потеря жидкости интерстицием снижает ультрациркуляцию и ухудшает состояние клеток, находящихся в гипоксии. Реологические особенности кровотока в посткапиллярных венулах и высокая реактивность эндотелиоцитов в них создают условия для пристеночной адгезии и внутрисосудистой агрегации форменных элементов, что ведет к повышению периферического гемодинамического сопротивления на путях оттока крови из капиллярного русла. Это, в свою очередь, влияет на распределение крови в капиллярах и вызывает в них снижение интенсивности капиллярного кровотока и повышение кровяного давления. В этих условиях закупорка капилляров протекает быстрее как за счет затруднения оттока крови, так и вследствие того, что жидкая часть крови пропотевает в интерстициальное пространство, резко ухудшая реологические свойства крови, находящейся в капиллярах. Приведенные обстоятельства приводят к венозному застою крови и нарушению транскапиллярного обмена.

Реологические свойства крови в капиллярах определяются ее вязкостью, текучестью, степенью деформации и агрегации эритроцитов. Основной движущей силой микроциркуляции является градиент давления крови. Режим течения крови в микрососудах нерегулярен, что обусловлено пульсовыми изменениями, радиальным смещением клеток, спорадическими изменениями скорости и направления их движения. При этом лейкоциты как более крупные клетки оттесняются ближе к стенке сосуда (феномен краевого стояния лейкоцитов), что облегчает транскапилярный обмен. Форма эритроцитов меняется и деформируется, особенно в наиболее узких участках капиллярного русла. Скорость движения эритроцитов в капиллярах составляет в среднем 0,3–0,7 мм/с. В посткапиллярно-венулярных отделах скорость эритроцитов возрастает до 0,8–2,3 м/с. Большое значение для микроциркуляции имеет агрегация эритроцитов, возникающая при уменьшении скорости их движения и снижении электрического заряда. Смежные эритроциты слипаются и образуют конгломераты различной протяженности. Большие сладжи эритроцитов значительно увеличивают вязкость крови, существенно нарушая кровоток в капиллярах и более крупных звеньях микроциркуляторного русла, что в конечном итоге приводит к стазу. Снижение кровотока в области микроциркуляции ниже критического уровня ламинарного течения обусловливает расположение кровяных клеток в капиллярных петлях в виде свитков и шариков, а в венулах – в виде кучек. Склеенные эритроциты быстро теряют клеточные очертания. Соединение клеток происходит в два этапа: этап скопления (обратимый) и этап склеивания (необратимый). Картина скопления соответствует патологическому состоянию и появляется в первую очередь в венулярном отделе микроциркуляторной системы и синусоидных капиллярах. Возникающий ацидоз приводит к появлению отека интимацитов и деполяризации их клеточных оболочек, за счет чего происходит скопление эритроцитов и тромбоцитов. Метаболический ацидоз является результатом гипоксических растройств внутриклеточных энзиматических цепей. Появление сладжа в капиллярах сопровождается падением интенсивности кровотока и его временной блокадой. В условиях патологии, когда в плазме увеличивается концентрация фибриногена и глобулинов, кровоток замедляется, агрегация эритроцитов усиливается и может приобретать распространенный характер, приводя к стойкому нарушению микроциркуляции. Способность эритроцитов и лейкоцитов к деформации является основным условием текучести крови, т.е. определяет ее реологические свойства. В клинике снижение способности эритроцитов к деформации обнаружено у больных диабетом, церебрососудистыми заболеваниями, при хроническом психоэмоциональном стрессе, беременности, всех видах интоксикации и др.

Размер лейкоцита нередко больше, чем диаметр капилляра. В силу этого при прохождении через узкие участки капиллярного русла лейкоциты подвергаются сильной продольной деформации и создают временное затруднение току крови. Такая временная закупорка, возникающая в области прекапиллярного сфинктера, обусловливает появление феномена, который называют «игрой прекапилляров». В потоке крови лейкоциты, как более крупные и ригидные клетки, движутся медленнее эритроцитов и оттесняются к стенке сосуда. Около 95% лейкоцитов мигрирует к стенке венулы, а продолжительный контакт с интимой сосуда усиливает адгезию. Повышенная адгезия лейкоцитов в посткапиллярных венулах является результатом градиента реактивности эндотелия, который достигает своих максимальных значений в посткапиллярных сосудах. Эндотелиальные клетки микрососудов очень чувствительны к мельчайшим изменениям микрогемодинамики и реагируют на них соответствующими сдвигами своих параметров. Так, при экстравазальных воздействиях на сосуды, вызванных различными раздражителями, первичные сдвиги наблюдаются в области контактов люминальной поверхности эндотелия с пристеночным слоем плазмы. При этом наблюдаются повышенная адгезивность эндотелия и пристеночное стояние лейкоцитов с временным прилипанием отдельных из них к эндотелиоцитам. При хроническом стрессе начинается процесс миграции лейкоцитов в прекапиллярное пространство. При далеко зашедших изменениях эндотелия развивается стаз с последующей интеграцией эндотелиального пласта. В условиях острой ишемии повышенное количество лейкоцитов приводит к закупориванию ими капиллярных разветвлений. В норме сосудистый эндотелий непосредственно не контактирует с форменеными элементами, т.к. отделен от них тонким фибриновым слоем плазмы. При патологических состояниях этот слой теряет свои буферные свойства, что приводит к повышению сцепления форменных элементов белой крови и тромбоцитов с люминальной поверхностью эндотелия. Адгезия лейкоцитов существенно изменяет реологию крови в микрососудах, повышает сопротивление, особенно на путях оттока, а также вызывает увеличение вязкости крови в 2–3 раза.

Основной функцией микроциркуляторной системы является обеспечение адекватной тканевой оксигенации и клеточного метаболизма путём транспорта кислорода и нутриентов в ткани и обратного транспорта метаболитов, обеспе­чение иммунной защиты, а также доставки лекарственных препаратов во время болезни.