Экспериментальное воспроизведение обезвоживания

Обезвоживание может быть получено в экс­перименте различными путями: 1) ограничени­ем или лишением организма воды в сочетании с пищевым рационом, богатым белками; 2) лише­нием организма воды и солей путем перораль-ного введения сернокислого магния (в качестве слабительного) при одновременном повышении температуры окружающей среды; 3) внутривен-

Глава 11 / ПАТОФИЗИОЛОГИЯ ТИПОВЫХ НАРУШЕНИЙ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ

ным введением гипертонических растворов раз­личных Сахаров (осмотический диурез); 4) мно­гократным откачиванием желудочного сока или назначением рвотных средств (апоморфин и др.); 5) внутриперитонеальным диализом; 6) искус­ственным сужением пилорического отдела же­лудка или начальной части двенадцатиперстной кишки с постоянным отведением наружу секре­та поджелудочной железы и др.

Указанные методы ведут к преимуществен­ной первичной потере организмом либо воды, либо электролитов (вместе с соками желудочно-кишечного тракта) и быстрому развитию обезво­живания с последующим нарушением постоян­ства внутренней среды и функций различных органов и систем. Особое место при этом принад­лежит нарушению деятельности сердечно-сосу­дистой системы (ангидремическое расстройство кровообращения).

11.8.5. Влияние обезвоживания на организм

Нарушение деятельности сердечно-сосуди­стой системы. Значительное обезвоживание орга­низма ведет к сгущению крови - ангидремии. Это состояние сопровождается расстройством ряда гемодинамических показателей.

Объем циркулирующей крови и плазмы при обезвоживании уменьшается. Так, при экспери­ментальном обезвоживании животных (собак) потеря воды, составляющая 10% от массы тела, вызывает снижение объема циркулирующей крови на 24% при уменьшении количества плаз­мы на 36%. Происходит перераспределение кро­ви. Жизненно важные органы (сердце, мозг, пе­чень) за счет значительного снижения кровоснаб­жения почек и скелетной мускулатуры относи­тельно лучше других снабжаются кровью.

При тяжелых формах обезвоживания систо­лическое артериальное давление падает до 70-60 мм рт. ст. и ниже. Венозное давление также понижается. Минутный объем сердца в тяжелых случаях обезвоживания снижается до l/З и даже до 1/4 нормальной величины. Время кругообо­рота крови удлиняется по мере снижения вели­чины минутного объема сердца. У грудных де­тей при тяжелом обезвоживании оно может быть удлинено в 4-5 раз по сравнению с нормой.

Нарушение деятельности центральной нер­вной системы. В основе расстройств централь­ной нервной системы при обезвоживании (судо-

роги, галлюцинации, коматозное состояние и т.д.) лежит нарушение кровоснабжения нервной ткани и интоксикация ее продуктами обмена. Это приводит к следующим явлениям: а) недо­статочному поступлению питательных веществ (глюкозы) к нервной ткани; б) недостаточному снабжению нервной ткани кислородом; в) нару­шению ферментативных процессов в нервных клетках. Величина парциального давления кис­лорода в венозной крови головного мозга чело­века достигает критических цифр, приводящих к коматозному состоянию (ниже 19 мм рт. ст.). Расстройству деятельности центральной нервной системы способствуют понижение артериально­го давления в большом круге кровообращения, нарушение осмотического равновесия жидкост­ных сред организма, ацидоз и азотемия, разви­вающиеся при обезвоживании.

Нарушение деятельности почек. Главной причиной снижения выделительной способнос­ти почек является недостаточное кровоснабже­ние почечной паренхимы. Это может быстро привести к азотемии с последующей уремией.

В тяжелых случаях обезвоживания могут на­блюдаться и анатомические изменения почек (некротическое обызвествление канальцев с ис­чезновением активности фосфатазы их эпителия; тромбозы почечных вен, закупорка почечной артерии, симметричные кортикальные некрозы и др.). Возникновение азотемии зависит как от понижения фильтрации, так и от повышения реабсорбции мочевины в канальцах. Непропор­ционально большая реабсорбция мочевины, ви­димо, связана с поражением канальцевого эпи­телия. Нагрузка на почки как на выделитель­ный орган при обезвоживании повышена. По­чечная недостаточность является решающим фактором в механизме негазового ацидоза (на­копление кислых продуктов белкового обмена, кетоновых тел, молочной, пировиноградной кис­лот и др.).

Расстройство деятельности желудочно-ки­шечного тракта. Вследствие торможения фер­ментативных процессов, а также из-за угнете­ния перистальтики желудка и кишечника, при обезвоживании возникают растяжение желудка, парез кишечной мускулатуры, уменьшение вса­сывания и другие расстройства, вызывающие нарушение пищеварения. Ведущим фактором при этом является тяжелое ангидремическое расстройство кровообращения желудочно-кишеч­ного тракта.

Часть II. ТИПОВЫЕ ПАТОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

11.8.6. Задержка воды в организме

Задержка воды в организме (гипергидратация, гипергидрия, обводнение) наблюдается при чрез­мерном введении воды (водное отравление, вод­ная интоксикация) либо при ограничении выде­ления жидкости из организма. При этом могут развиваться видимые и скрытые отеки и водян­ки.

Водное отравление (интоксикация). У чело­века и животных водное отравление возникает в том случае, если поступление воды в организм превосходит способность почек к ее выведению. От чрезмерной водной нагрузки увеличивается объем циркулирующей крови (олигоците-мическая гиперволемия), относитель­но уменьшается содержание белков и электро­литов крови, гемоглобина, возникают гемолиз эритроцитов и гематурия. Такое состояние сопровождается развитием гипоосмолярной ги­пергидратации, переходом воды в клетки с пос­ледующим появлением признаков внутриклеточ­ного отека.

В экспериментальных условиях у собак при повторном (до 10-12 раз) введении в желудок воды по 50 мл на 1 кг массы с интервалом в 0,5 ч наступает острая водная интоксикация. При этом возникают рвота, мышечные подергивания, судороги, коматозное состояние и нередко смер­тельный исход.

Диурез первоначально увеличивается, затем начинает относительно отставать от количества поступающей воды, а при развитии гемолиза и гематурии происходит истинное уменьшение мочеотделения. Особенно резко усугубляются эти явления при одновременном введении антидиу­ретического гормона или альдостерона.

У человека водное отравление может возник­нуть при некоторых почечных заболеваниях (гид­ронефроз, во вторую стадию острой почечной недостаточности и др.), при состояниях, сопро­вождающихся острым уменьшением или прекра­щением отделения мочи (у больных в послеопе­рационном периоде, в шоковом состоянии при внутривенном капельном введении больших ко­личеств жидкостей). Описано возникновение водного отравления у больных несахарным мо­чеизнурением, продолжавших принимать боль­шое количество жидкостей на фоне лечения антидиуретическими гормональными препарата­ми, у детей, выпивающих на спор большое ко­личество жидкости.

Виды гипергидратации. Увеличение общего

содержания воды в организме может наблюдать­ся при сохранении ее нормальной осмоти­ческой концентрации (300-330 мосмоль/л). В этом случае возникает изоосмолярная гипергидратация. Такое состо­яние наблюдается, например, при повышении гидростатического давления в капиллярах и уси­лении процесса фильтрации жидкости из сосу­дов в интерстициальное пространство (например, при недостаточности правого сердца). Скопление изоосмолярной жидкости в тканях имеет место при резком снижении онкотического давления в крови (потери белка через почки, цирроз пече­ни, белковое голодание и т.д.), при повышении проницаемости капиллярной стенки (диффузный капиллярит при гломерулонефрите), при затруд­нении лимфооттока (закупорка лимфатических сосудов, например круглыми червями-филяри-ями, метастазы в лимфоузлы и лимфососуды -см. механизм развития отеков). Изоосмолярная гипергидратация может развиваться после вве­дения избыточных количеств изотонических ра­створов (неправильная коррекция водно-элект­ролитных нарушений).

В случае уменьшения осмотической концент­рации жидкостных сред организма ниже 300 мосмоль/л (при увеличенной массе общей воды тела) говорят о гипоосмолярной гипергидрата­ции. Такое состояние возникает при водном от­равлении, а также при гиперпродукции антиди­уретического гормона.

Гиперосмолярная гипергидратация (при повышении осмотической концентрации жидко­стных сред организма выше 330 мосмоль/л) мо­жет возникнуть, например, при вынужденном неограниченном употреблении морской воды, осмолярность которой намного превышает осмо-лярность плазмы крови. При этом развиваются опасные для жизни нарушения деятельности органов и систем, обусловленные дегидратацией клеток. Подобное состояние имеет место также при избыточном введении различных гиперто­нических растворов с лечебной целью (неправильная коррекция водно-электролитных нарушений).

Особенно быстро возникают признаки клеточ­ной дегидратации, если гипертонические раство­ры вводят в организм при нарушении функции почек в отношении выведения солей или на фоне избыточной продукции альдостерона (первич­ный, вторичный альдостеронизм).

Глава 11 / ПАТОФИЗИОЛОГИЯ ТИПОВЫХ НАРУШЕНИЙ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ

11.8.7. Отеки и водянки

Отеком называется патологическое скопле­ние жидкости в тканях и межтканевых про­странствах вследствие нарушения обмена воды между кровью и тканями. Отек - типовой пато­логический процесс, встречающийся при мно­гих заболеваниях.

Патологическое скопление жидкости в сероз­ных полостях организма называется водянкой (в брюшной полости - асцит, в плевральной по­лости - гидроторакс, в околосердечной сумке -гидроперикардиум и др.)-

Скопившаяся в различных полостях и тка­нях невоспалительная жидкость называется транссудатом. По своим физико-химическим свойствам транссудат существенно отличается от воспалительного выпота - экссудата. Эти отли­чия имеют практически большое значение для установления природы образующегося выпота (см. гл.9).

Механизмы возникновения отеков

Обмен жидкости между сосудами и тканями происходит через капиллярную стенку. Эта стен­ка представляет собой достаточно сложно устро­енную биологическую структуру, через которую относительно легко транспортируются вода, элек­тролиты, некоторые органические соединения (мочевина), но значительно труднее - белки. В результате этого концентрации белков в плазме крови (60-80 г/л) и тканевой жидкости (10-30 г/л) неодинаковы.

Согласно классической теории Э. Старлинга (1896) нарушение обмена воды между капилля­рами и тканями определяется следующими фак­торами: 1) гидростатическим давлением крови в капиллярах и давлением межтканевой жидко­сти; 2) коллоидно-осмотическим давлением плаз­мы крови и тканевой жидкости; 3) проницаемо­стью капиллярной стенки.

Кровь движется в капиллярах с определен­ной скоростью и под определенным давлением (рис. 103), в результате чего создаются гидро­статические силы, стремящиеся вывести воду из капилляров в интерстициальное пространство. Эффект гидростатических сил будет тем боль­ше, чем выше кровяное давление и чем меньше величина давления тканевой жидкости.

Гидростатическое давление крови в артери­альном конце капилляра кожи человека состав­ляет 30-32 мм рт. ст. (Ланджи), а в венозном конце - 8-10 мм рт. ст.

В настоящее время установлено, что давле­ние тканевой жидкости является величиной от­рицательной. Она на 6-7 мм рт. ст. ниже вели­чины атмосферного давления и, следовательно, обладая присасывающим эффектом действия, способствует переходу воды из сосудов в меж­тканевое пространство.

Таким образом, в артериальном конце капил­ляров создается эффективное гидростатическое давление (ЭГД) - разность между гидростатичес­ким давлением крови и гидростатическим дав­лением межклеточной жидкости, равное * 36 мм рт. ст. (30 - (-6). В венозном конце капилляра величина ЭГД соответствует 14 мм рт. ст. (8-

(-6).

Удерживают воду в сосудах белки, концент­рация которых в плазме крови (60-80 г/л) созда­ет коллоидно-осмотическое давление, равное 25-28 мм рт. ст. Определенное количество белков содержится в межтканевых жидкостях. Колло­идно-осмотическое давление интерстициальной

Ч V /'

Гидростатическое давление крови 30 мм рт. ст. 22 мм рт. ст. 8 мм рт. ст.

Онкотическое давление крови 28 мм рт. ст. 28 мм рт. ст. 28 мм рт. ст.

Рис. 103. Обмен жидкости между различными частями капилляра и тканью (по Э. Старлингу): ра - нормальный перепад гидростатического давления между артериальным (30 мм рт. ст.) и венозным (8

мм рт. ст.) концом капилляра; be - нормальная величина онкотического давления крови (28 мм рт.

ст.). Влево от точки А (участок АЬ) происходит

выход жидкости из капилляра в окружающие ткани, вправо от точки А (участок Ас) происходит

ток жидкости из ткани в капилляр (А_} - точка равновесия). При повышении гидростатического давления (р'а') или снижении онкотического давле­ния (Ь'с¹) точка А смещается в положение А₁ и А₂.

В этих случаях переход жидкости из ткани в капилляр затрудняется и возникает отек

Часть II. ТИПОВЫЕ ПАТОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

жидкости для большинства тканей составляет я 5 мм рт. ст. Белки плазмы крови удерживают воду в сосудах, белки тканевой жидкости - в тканях. Эффективная онкотическая всасыва­ющая сила (ЭОВС) - разность между величиной коллоидно-осмотического давления крови и меж­тканевой жидкости. Она составляет м 23 мм рт. ст. (28 - 5). Если эта сила превышает величину эффективного гидростатического давления, то жидкость будет перемещаться из интерстициаль-ного пространства в сосуды. Если ЭОВС меньше ЭГД, обеспечивается процесс ультрафильтрации жидкости из сосуда в ткань. При выравнивании величин ЭОВС и ЭГД возникает точка равнове­сия А (см. рис. 103). В артериальном конце ка­пилляров (ЭГД = 36 мм рт. ст., а ЭОВС = 23 мм рт. ст.) сила фильтрации преобладает над эффек­тивной онкотической всасывающей силой на 13 мм рт. ст. (36-23). В точке равновесия А эти силы выравниваются и составляют 23 мм рт. ст. В венозном конце капилляра ЭОВС превосходит эффективное гидростатическое давление на 9 мм рт. ст. (14-23 = -9), что определяет переход жид­кости из межклеточного пространства в сосуд.

По Э. Старлингу, имеет место равновесие: количество жидкости, покидающей сосуд в ар­териальной части капилляра, должно быть рав­но количеству жидкости, возвращающейся в со­суд в венозном конце капилляра. Как показыва­ют расчеты, такого равновесия не происходит: сила фильтрации в артериальном конце капил­ляра равна 13 мм рт. ст., а всасывающая сила в венозном конце капилляра - 9 мм рт. ст. Это должно приводить к тому, что в каждую едини­цу времени через артериальную часть капилля­ра в окружающие ткани жидкости выходит боль­ше, чем возвращается обратно. Так оно и проис­ходит - за сутки из кровяного русла в межкле­точное пространство переходит около 20 л жид­кости, а обратно через сосудистую стенку воз­вращается только 17л. Три литра транспорти­руется в общий кровоток через лимфатическую систему. Это довольно существенный механизм возврата жидкости в кровяное русло, при повреж­дении которого могут возникать так называемые лимфатические отеки.

Обмен жидкости между капилляром и тка­нью показан на рис. 103.

В развитии отеков играют роль следующие патогенетические факторы:

1. Гидростатический фактор. При возраста-

нии гидростатического давления в сосудах (рис. 103, р'а') увеличивается сила фильтрации, а так­же поверхность сосуда (А_; в, а не Ав, как в нор­ме), через которую происходит фильтрация жид­кости из сосуда в ткань. Поверхность же, через которую осуществляется обратный ток жидко­сти (А, с, а не Ас, как в норме), уменьшается. При значительном повышении гидростатического давления в сосудах может возникнуть такое со­стояние, когда через всю поверхность сосуда осу­ществляется ток жидкости только в одном на­правлении - из сосуда в ткань. Происходит на­копление и задержка жидкости в тканях. Воз­никает так называемый механический, или за­стойный, отек. По такому механизму развива­ются отеки при тромбофлебитах, отеки ног у бе­ременных. Этот механизм играет существенную роль при возникновении сердечных отеков и т.д.

2. Коллоидно-осмотический фактор. При уменьшении величины онкотического давления крови (в'с' на рис. 103) возникают отеки, меха­низм развития которых связан с падением вели­чины эффективной онкотической всасывающей силы. Белки плазмы крови, обладая высокой гид-рофильностью, удерживают воду в сосудах и, кро­ме того, в силу значительно более высокой кон­центрации их в крови по сравнению с межтка­невой жидкостью стремятся перевести воду из межтканевого пространства в кровь. Помимо этого увеличивается поверхность сосудистой пло­щади (в'А₂, а не вА, как в норме), через которую происходит процесс фильтрации жидкости при одновременном уменьшении резорбционной по­верхности сосудов (А₂ с', а не Ас, как в норме).

Таким образом, существенное уменьшение величины онкотического давления крови (не менее чем на l/З) сопровождается выходом жид­кости из сосудов в ткани в таких количествах, которые не успевают транспортироваться обрат­но в общий кровоток, даже несмотря на компен­саторное усиление лимфообращения. Происхо­дит задержка жидкости в тканях и формирова­ние отека.

Впервые экспериментальные доказательства значения онкотического фактора в развитии оте­ков были получены Э. Старлингом (1896). Ока­залось, что изолированная лапа собаки, через сосуды которой перфузировали изотонический раствор поваренной соли, становилась отечной и прибавляла в массе. Масса лапы и отечность резко уменьшались при замене изотонического

Глава 11 / ПАТОФИЗИОЛОГИЯ ТИПОВЫХ НАРУШЕНИЙ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ

раствора поваренной соли на белковосодержащии раствор сыворотки крови.

Онкотический фактор играет важную роль в происхождении многих видов отеков: почечных (большие потери белка через почки), печеноч­ных (снижение синтеза белков), голодных, ка-хектических и др. По механизму развития та­кие отеки называются онкотическими.

3. Проницаемость капиллярной стенки. Уве­личение проницаемости сосудистой стенки спо­собствует возникновению и развитию отеков. Такие отеки по механизму развития называют­ся мембраногенными. Однако повышение про­ницаемости сосудов может привести к усилению как процессов фильтрации в артериальном кон­це капилляра, так и резорбции в венозном кон­це. При этом равновесие между фильтрацией и резорбцией воды может и не нарушаться. По­этому здесь большое значение имеет повышение проницаемости сосудистой стенки для белков плазмы крови, вследствие чего падает эффектив­ная онкотическая всасывающая сила в первую очередь за счет увеличения онкотического дав­ления тканевой жидкости. Отчетливое повыше­ние проницаемости капиллярной стенки для бел­ков плазмы крови отмечается, например, при остром воспалении - воспалительный отек. Со­держание белков в тканевой жидкости при этом резко нарастает в первые 15-20 мин после дей­ствия патогенного фактора, стабилизируется в течение последующих 20 мин, а с 35-40-й мин начинается вторая волна увеличения концент­рации белков в ткани, связанная, по-видимому, с нарушением лимфотока и затруднением транс­порта белков из очага воспаления (см. гл.9). Нарушение проницаемости сосудистых стенок при воспалении связано с накоплением медиа­торов повреждения, а также с расстройством нервной регуляции тонуса сосудов.

Проницаемость сосудистой стенки может по­вышаться при действии некоторых экзогенных химических веществ (хлор, фосген, дифосген, люизит и др.), бактериальных токсинов (дифте­рийный, сибиреязвенный и др.), а также ядов различных насекомых и пресмыкающихся (ко­мары, пчелы, шершни, змеи и др.). Под влия­нием воздействия этих агентов, помимо повы­шения проницаемости сосудистой стенки, про­исходит нарушение тканевого обмена и образо­вание продуктов, усиливающих набухание кол­лоидов и повышающих осмотическую концент-

рацию тканевой жидкости. Возникающие при этом отеки называются токсическими.

К мембраногенным отекам относятся также нейрогенные и аллергические отеки.

4. Лимфообращение. Затруднение транспор­та жидкости и белков по лимфатической систе­ме из интерстициального пространства в общий кровоток создает благоприятные условия для задержки воды в тканях и развития отеков. Так, например, при повышении давления в системе верхней полой вены (недостаточность правого сердца, сужение устья полых вен) возникает мощный прессорный рефлекс на лимфатические сосуды организма, вследствие чего затрудняет­ся отток лимфы из тканей. Нарушение лимфо­обращения является одним из важных механиз­мов развития отека при сердечной недостаточ­ности.

При значительном понижении содержания белков в крови (ниже 40 г/л), например при не-фротическом синдроме, линейная и объемная скорости лимфотока возрастают в несколько раз. Однако, несмотря на это, вследствие чрезвычай­но интенсивной фильтрации жидкости из сосу­дов в ткани (см. роль коллоидно-осмотического фактора) лимфатическая система не в состоянии возвращать в общий кровоток столь значитель­ные объемы тканевой жидкости. В связи с пере­грузкой транспортных возможностей лимфати­ческих путей возникает так называемая дина­мическая лимфатическая недостаточность. В формировании отеков при нефротическом синд­роме этот патогенетический фактор играет важ­ную роль (схема 20).

В некоторых случаях роль лимфатического фактора в механизме развития отеков настоль­ко непосредственна и велика, что выделяют так называемые лимфатические отеки. Примером может служить слоновость (elephantiasis). Забо­левание встречается преимущественно в тропи­ческих странах и возникает вследствие меха­нической закупорки лимфатических сосудов круглыми паразитическими червями - филяри-ями. Развивающаяся при этом механическая лимфатическая недостаточность является ве­дущим патогенетическим механизмом формиро­вания сильнейшей отечности конечностей (мас­са одной нижней конечности может достигать 50 кг и более), половых органов и других частей тела (по типу анасарки). Заболевание быстро приводит к инвалидности (рис. 104).

Роль активной задержки электролитов и

Часть II. ТИПОВЫЕ ПАТОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ