 |
цКЮБМЮЪ яКСВЮИМЮЪ ЯРПЮМХЖЮ йНМРЮЙРШ | лШ ОНЛНФЕЛ Б МЮОХЯЮМХХ БЮЬЕИ ПЮАНРШ! | |
рЕГУЛЯЦИЯ СИСТЕМНОГО И ПЕРИФЕРИЧЕСКОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ В ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ И при шоке
|
|
Шок – это патологическое состояние, которое характеризуют падение минутного объема кровообращения и системные расстройства микроциркуляции. Патогенез шока составляется патологически низкой объемной скоростью тока крови на периферии, по микрососудам органов и тканей.
Основными детерминантами тока крови на периферии являются:
1. Среднее артериальное давление.
2. Сосудистое сопротивление на периферии, в различных органах и тканях.
3. Нормальные структура и функция микрососудов.
Среднее артериальное давление является прямой функцией произведения минутного объема кровообращения и общего периферического сосудистого сопротивления.
Под минутным объемом кровообращения (МОК) понимают объем крови, который левый желудочек выбрасывает в аорту за минуту. МОК рассчитывают, умножая значение частоты сердечных сокращений (ЧСС) на величину ударного объема левого желудочка (УО).
Если значение ЧСС у здорового взрослого человека в условиях покоя составляет 70/мин, то при величине УО равной 70 мл значение МОК составит примерно 5 л/мин. Когда отношение МОК к площади тела (сердечный индекс) быстро падает до уровня 2 л/мин х м2, то развивается состояние шока.
В физиологических условиях действие компенсаторных механизмов устраняет падение МОК и шок посредством роста ЧСС, а также увеличения общего венозного возврата и ударного объема левого желудочка (УО). При болезнях сердца и сосудов величина компенсаторного роста ЧСС, при которой не развивается ишемии миокарда, снижается. Например, при инфаркте миокарда с патологическим зубцом Q ишемия и дискинезия сегментов миокарда вызывают систолическую дисфункцию левого желудочка. При тахикардии в ответ на снижение УО падает суммарная длительность диастолических интервалов, что вместе с диастолической дисфункцией желудочка снижает его диастолическое наполнение. В результате низкая преднагрузка сердца обуславливает артериальную гипотензию. При таких особенностях происхождения артериальной гипотензии и шока целесообразно целенаправленно устранять тахиаритмию (β1-адренолитиками, блокаторами кальциевых каналов и др.), избегая избыточного отрицательного инотропного действия антиаритмических средств.
Следует учитывать, что тахикардия – это главный механизм компенсаторного роста МОК при расстройствах системного кровообращения. Поэтому устранение тахикардии или снижение ЧСС кардиотропными средствами, когда рост частоты сердечных сокращений связан с гиповолемией, падением сосудистого тонуса и циркуляторной гипоксией, опасно артериальной гипотензией и приданием шоку необратимости.
Брадикардия у больных с низкими насосными функциями сердца и при патологическом снижении его преднагрузки может снижать МОК, вызывая состояние шока. В большинстве случаев брадикардия как причина острой недостаточности системного кровообращения и потенциальная причина шока устраняется действием атропина. Брадикардия, вызывающая шок, может быть следствием побочного действия таких лекарственных средств, используемых при лечении инфаркта миокарда, как β1-адренолитики и блокаторы кальциевых каналов. Если сразу после инфаркта возникают синусовая брадикардия и атриовентрикулярная блокада как причины артериальной гипотензии и шока, то следует предпринять активные (в том числе инвазивные) лечебные воздействия с целью увеличения ЧСС.
Ударный объем – это объем крови, который левый желудочек выбрасывает в аорту за одно сокращение сердца. Величину УО определяют значение преднагрузки сердца, его сократимость и величина постнагрузки сердца. Ударный объем снижают: а) уменьшение диастолического наполнения левого желудочка; б) падение сократимости; в) рост постнагрузки.
Преднагрузка – это растяжение (напряжение) саркомера непосредственно перед его сокращением. Косвенными критериями преднагрузки являются конечные диастолические давление и объем левого желудочка. В соответствии с законом Старлинга, чем больше преднагрузка, тем больше сила сокращений саркомеров в фазу изгнания. Патологические изменения состояния миокарда, связанные с ишемией и военно-травматическим шоком, снижают податливость желудочка, величина которой определяется как отношение конечного диастолического давления к конечному диастолическому объему.
Наиболее значимая детерминанта УО – это объем циркулирующей крови. Снижение объема крови может быть абсолютным или относительным, то есть следствием возрастания емкости сосудистого русла. Абсолютное снижение объема происходит вследствие:
· излияния крови во внешнюю среду или в ткани и полости тела;
· перемещения внеклеточной жидкости из сосудистого сектора в межклеточный при росте проницаемости стенки микрососудов (результат гиперцитокинемии при сепсисе и системной воспалительной реакции, ожоговой, травматической болезни и др.);
· интерстициального отека из-за падения коллоидно-осмотического давления плазмы крови (гипопротеинемия вследствие стрессорного и ускоренного голодания, нефротический синдром и др.);
· полиурии, вызывающей дефицит внеклеточной жидкости (осмотический диурез при сахарном диабете и др.);
· потерь части внеклеточной жидкости во внешнюю среду с содержимым желудка и кишечника (по назогастроэнтеральному зонду при кишечной непроходимости и перитоните, вследствие частой рвоты, обусловленной стенозом привратника, и др.);
· секвестрации части внеклеточной жидкости в просвете кишечника при кишечной непроходимости и в некробиотически измененных клетках (ожоговая болезнь, синдром длительного раздавливания, минно-взрывные ранения и травмы и др.).
Недостаточная преднагрузка сердца может быть следствием падения общего венозного возврата без абсолютного снижения объема циркулирующей крови. Такое падение преднагрузки вызывают:
· изменения положения тела как стимулы неэффективной компенсаторной реакции веноконстрикции, направленной на поддержание МОК и среднего артериального давления вне зависимости от положения тела (у стариков, в силу конституциональных особенностей лиц астенического телосложения, при токсемиях различного происхождения, диабетической нейропатии и др.);
· снижение тонуса вен (побочное действие нитратов, α1-адренолитиков, т.е. дроперидола и др., парасимпатомиметического действия барбитуратов ультракороткого действия, при диабетической нейропатии);
· рост давления в плевральной полости и полости перикарда, который снижает градиент давлений, осуществляющий ток крови из емкостных сосудов в правое предсердие (искусственная вентиляция легких, тампонада полости перикарда, констриктивный перикардит и др.);
· недостаточная двигательная активность скелетных мышц, обуславливающая ток крови по венозным сосудам (гиподинамия, кома, вялые параличи и др.).
Величина преднагрузки и соответственно значение УО зависят от систолы предсердий и скорости диастолического наполнения левого желудочка. В физиологических условиях посредством сокращения саркомеров левого предсердия в левый желудочек поступает 5-10% конечного диастолического объема. При диастолической дисфункции левого желудочка, аномально высоком конечном систолическом давлении левого желудочка, а также его низкой податливости посредством сокращения саркомеров предсердий в желудочек поступает 40-50% конечного диастолического объема. При такой определяющей роли систолы предсердий диастолическое наполнение осуществляется у больных с гипертрофической кардиомиопатией, при тяжелом аортальном стенозе, а также при остром инфаркте миокарда. Если данные болезни осложняет мерцательная аритмия, то дискоординация сокращений саркомеров предсердий вызывает резкое падение диастолического наполнения и УО, вызывая кардиогенный шок.
Под сократимостью (инотропным статусом) миокарда и сердца строго в физиологическом смысле понимают степень и скорость сокращения миокардиальных волокон при определенном уровне преднагрузки. В клинической практике под сократимостью понимают силу координированного сокращения саркомеров миокарда в фазу изгнания. Выделяют следующие детерминанты сократимости: а) массу функционирующего миокарда желудочка; б) объемную скорость тока крови по сосудам системы венечных артерий и микрососудам сердца; в) эффекты регуляторных систем всего организма и систем ауторегуляции сердечных функций; г) действия средств с положительным или отрицательным инотропным действием. Падение сократимости может быть следствием эндотоксемии. Так при сепсисе отрицательное инотропное действие сыворотки крови связано с высоким содержанием в ней фактора некроза опухолей.
Аутопсийные исследования пациентов, умерших в связи с кардиогенным шоком, показали, что потеря более 30-35% массы функционирующего миокарда левого желудочка обычно обуславливает критическую недостаточность МОК.
Влияния симпатической нервной системы на сердце посредством возбуждения β1-адренорецепторов повышают как сократимость сердца, так и частоту сердечных сокращений. Следует заметить, что усиление адренергической стимуляции сердца в ответ на падение ударного объема левого желудочка всегда избыточно относительно стимулов его вызывающих и значительно амплифицируется патологической болью при военно-травматическом шоке. В результате звеном патогенеза шока всегда является острая нейродистрофия сердца. Адренергическая стимуляция растет вследствие роста амплитуды и частоты разрядов симпатических эфферент, иннервирующих сердце, а также в результате роста концентрации в крови эндогенных катехоламинов (более отсроченная по времени реакция). Рост сократимости сердца вследствие усиления его адренергической стимуляции находится в прямой связи с содержанием в сердце β1-адренорецепторов. Содержание β1-адренорецепторов снижается по мере старения и у больных с хронической сердечной недостаточностью. У таких пациентов высок риск острой сердечной слабости вследствие экстремальной активации вегетативной нервной системы. Ее активность экстремально растет в ответ на гипоксию, прямую ларингоскопию и интубацию трахеи, а также из-за патологической боли. При этом одновременно с ростом адренергической стимуляции сердца усиливаются и вагальные на него влияния. В результате при низком содержании в сердце β1-адренорецепторов может произойти резкое падение сократимости сердца как причина артериальной гипотензии и шока. У таких больных острое падение сократимости под действием усиления вагальных влияний предотвращают и устраняют действием атропина, 10% раствора кальция хлорида или глюконата кальция, а также вентиляцией легких 100% кислородом. При устойчивости артериальной гипотензии начинают непрерывную инфузию средств с положительным инотропным действием.
Сократимость зависит от отношения доставки кислорода в клетки сердца к их потребности в О2. При низком отношении сократимость падает вследствие гипоксического гипоэргоза кардиомиоцитов. Доставка кислорода клеткам сердца тем больше, чем выше диастолическое артериальное давление, которое находится в прямой связи с объемной скоростью тока крови по сосудам системы венечных артерий и микрососудам сердца. Объемную скорость снижают атеросклеротический стеноз венечных артерий или их спазм, повышающие соответствующие сосудистые сопротивления. При диастолическом артериальном давлении ниже 60 мм рт. ст. развивается ишемия миокарда, что при кардиогенном шоке еще больше угнетает сократимость, расширяя зону инфаркта. При ишемии накопление в сердце продуктов анаэробного биологического окисления (протонов, аденозинмонофосфата и др.) расширяет коллатеральные сосуды. Это компенсаторная реакция направлена на увеличение поступления артериальной крови в зону ишемии посредством падения сопротивления коллатералей. При таких обстоятельствах определенный уровень диастолического давления служит необходимым условием эффективности компенсации посредством роста тока крови по коллатераллям и по стенозированной артерии.
Респираторно-циркуляторная гипоксия и лактатный метаболический ацидоз, являясь звеньями патогенеза шока, угнетают сократимость. Тканевая гипоксия – это системный дефицит кислорода в клетке, при шоке обусловленный в первую очередь расстройствами системного и периферического кровообращения. Под артериальной гипоксемией понимают недостаточное содержание кислорода в артериальной крови вследствие недостаточного поглощения кислорода легкими. При гипоксемии доставка кислорода в клетку на уровне всего организма может быть достаточной, и тканевой гипоксии не развивается. Иными словами, потребление кислорода всем организмом может быть адекватным целям саногенеза при таких признаках падения поглощения кислорода легкими как низкое напряжение кислорода в артериальной крови (РаО2) и рост различия между парциальным давлением кислорода в альвеолярной газовой смеси и РаО2. При тяжелых раневой и травматической болезнях для обеспечения активных реакций саногенеза потребление кислорода всем организмом должно быть выше, чем потребление кислорода здоровым субъектом в условиях относительного покоя. При данных болезнях потребление кислорода организмом может падать в той же степени, что и поглощение кислорода легкими. Так как потребление кислорода и его поглощение снижаются в одинаковой степени, то РаО2 остается в диапазоне среднестатистической нормы. В таком случае напряжение кислорода в диапазоне среднестатистической нормы еще не свидетельствует об адекватном потребностям организма потреблении кислорода его тканями и клетками.
При шоке нередкая причина артериальной гипоксемии – это патологическая вариабельность вентиляционно-перфузионных отношений структурно-функциональных единиц легких. Причинами патологической вариабельности при шоке являются:
1. Асинхронная реакция легочных микрососудов в ответ на действие цитокинов-флогогенов со свойствами вазоконстрикторов, которые при шоке и синдроме множественной системной недостаточности мозаично накапливаются в легочной паренхиме.
2. Асинхронная реакция гладкомышечных клеток дыхательных путей респиронов и других структурно-функциональных единиц легких на усиленные парасимпатические бронхоконстрикторные влияния и действия флогогенов, вызывающие спазм гладких мышц бронхов и бронхиол (лейкотриены и др.).
3. Воспалительная альтерация части респиронов.
4. Мозаичные тромбоз микрососудов легких, а также их обтурация агрегатами активированных лейкоцитов.
Известно, что гипоксемия обладает прямым действием на тонус микрососудов, вызывая вазодилатацию сосудов сердца и легких. Гипоксемия активирует хеморецепторы каротидного синуса, вызывая симпатическую вазоконстрикцию в сосудах скелетных мышц, кожи, органов живота, что перераспределяет минутный объем кровообращения для поддержания транспорта кислорода в головной мозг, сердце и сохранения поглощения кислорода легкими. Тяжелая артериальная гипоксемия как причина гипоксии клеток и тканей угнетает сократимость миокарда при шоке различного происхождения.
Патогенез шока составляется ацидозом. При этом концентрацию протонов в клетках и во внутренней среде повышают:
1. Высвобождение лактата вследствие системного усиления анаэробного биологического окисления.
2. Преренальная почечная недостаточность как причина недостаточного выведения органических кислот (фосфата и др.) во внешнюю среду вместе с мочой.
3. Гиповентиляция как причина задержки углекислого газа во внутренней среде.
Ацидоз при шоке угнетает сократимость миокарда и ослабляет компенсаторное повышение тонуса резистивных и венозных сосудов.
Некоторые из лекарственных средств своим побочным действием могут усилить падение сократимости сердца, составляющее патогенез шока. К ним в частности относят барбитураты ультракороткого действия, которые используют для вводной анестезии.
Сама по себе избыточная адренергическая стимуляция сердца в ответ на недостаточность ударного объема и гипоксию вызывает его нейродистрофию, снижая сократимость.
Постнагрузка - это сумма сил, действие которых приходится преодолевать желудочку сердца, выбрасывая кровь в аорту и в легочную артерию. Постнагрузка определяется диастолическим давлением в корне аорты, размерами желудочка (тут действует закон Лапласа), а также сосудистым импедансом. Диастолическое давление в корне аорты определяется общим периферическим сосудистым сопротивлением, вязкоэластичными свойствами артериальной стенки, а также объемом крови, который содержится в корне аорты в начале сокращения желудочка. Импеданс связан с динамикой изменений давления и объемной скорости тока крови в транспортнодемпферном отделе системного кровообращения. Как сумма факторов, противодействующих выбросу крови из желудочка, импеданс определяется инерционными, вязкостными и другими свойствами структур транспортнодемпферного отдела. В клинической практике используют так называемое расчетное сопротивление, которое определяют, деля величину различия между значениями среднего артериального давления и средним давлением в правом предсердии на величину минутного объема кровообращения.
Шок - это патологическое состояние, для которого свойственны падение минутного объема кровообращения при мозаичном росте сосудистых сопротивлений на периферии. Сопротивление сосудов какого-либо периферического отдела системного кровообращения (системы органного тока крови) определяется вязкостью крови, а также длиной и общей площадью поперечного сечения сосудов, по которым артериальная кровь поступает в обменные капилляры определенного органа. Так как сопротивление сосудов находится в прямой связи с четвертой степенью радиуса поперечного сечения, то общая площадь поперечного сечения – это определяющий фактор общего сосудистого сопротивления какого-либо органа. Радиус тем меньше, чем больше тонус гладкомышечных элементов стенок резистивных и других сосудов. Тонус находится под прямым нервным контролем нейронов вазоконстрикторной области сосудодвигательного центра. Кроме того, его определяют эффекты гуморальных факторов и действия продуктов метаболизма (аденозинмонофосфат, протоны и др.) при их локальной или системной аккумуляции во внутренней среде.
Активность симпатических нейронов вазоконстрикторной области сосудодвигательного центра зависит от влияний на данные нейроны различных афферент, представленных в рецепторных полях систем внешнего дыхания, поддержания должных артериального давления, минутного объема кровообращения и др. Наибольшее значение в регуляции системного кровообращения имеют синоаортальные рецепторы, сердечнолегочные барорецепторы, хеморецепторы, а также соматические рецепторы скелетных мышц. Высшие относительно продолговатого мозга, где локализован сосудодвигательный центр, отделы центральной нервной системы (кора больших полушарий, зона тревоги гипоталамуса) также оказывают влияния на состояние симпатических и парасимпатических нейронов сосудодвигательного центра.
Сердце – это не только насос системного кровообращения. Это эндокринный орган и локус рецепторных полей регуляторных аппаратов систем внешнего дыхания, поддержания артериального давления, минутного объема кровообращения и сохранения должного объема внеклеточной жидкости. Сердечнолегочные барорецепторы – это тонически активированные механорецепторы, локализованные преимущественно в задней стенке левого желудочка, возбуждение которых растет в ответ на усиление растяжения и напряжения саркомеров. Когда рост диастолического наполнения повышает растяжение и напряжение саркомеров, сердечнолегочные рецепторы отвечают ростом уровня своего возбуждения. Тем самым усиливаются тормозные влияния на симпатические нейроны кардиостимулирующей и вазоконстрикторной областей сосудодвигательного центра. Вследствие усиления тормозных влияний снижаются частота сердечных сокращений и тонус резистивных сосудов, что препятствует росту артериального давления, обусловленному возрастанием преднагрузки сердца. При падении преднагрузки, вызванном гиповолемией, снижением тонуса вен или переводом тела из горизонтального положения в вертикальное положение, тормозные влияния ослабляются, так как возбуждение барорецепторов снижается из-за уменьшения растяжения и напряжения саркомеров в конце диастолического наполнения. Так действует одно из звеньев патогенеза шока, следствием которого является избыточная адренергическая стимуляция сердца как причина его острых повреждений, которые в дальнейшем могут служить причиной точечного миокардиосклероза. Одновременно падение возбуждения барорецепторов повышает адренергическую стимуляцию почечной паренхимы, что усиливает секрецию ренина, активируя ренин-ангиотензин-альдостероновый механизм.
При критической гиповолемии из-за недостаточного диастолического наполнения растет амплитуда смещения саркомеров желудочков сердца. Это повышает уровень возбуждения сердечно-легочных барорецепторов при низких объемах крови, которую содержат желудочки. В результате возникает брадикардия, усугубляющая критические расстройства системного кровообращения.
Артериальные барорецепторы, локализованные в области каротидного синуса и дуги аорты, активируются подъемом артериального давления. В активированном состоянии данные афференты оказывают тормозные влияния на симпатические нейроны сосудодвигательного центра, повышая активность вагальных моторных кардиальных нейронов. В результате снижается частота сердечных сокращений и тонус резистивных сосудов. При падении возбуждения барорецепторов под действием снижения артериального давления симпатические нейроны растормаживаются при снижении возбуждения вагальных нейронов. В результате на периферии растет тонус сосудов сопротивления и возрастает частота сердечных сокращений при усилении сократимости сердца. Таким образом, длительная артериальная гипотензия служит фактором острой симпатогенной нейродистрофии сердца и, соответственно, необратимости шока.
Свою роль в индукции избыточной адренергической стимуляции сердца, составляющей патогенез шока, играют хеморецепторы каротидного синуса. При тяжелой циркуляторной гипоксии их возбуждение активирует симпатические нейроны кардиостимулирующей и вазоконстрикторной областей сосудодвигательного центра. В результате усиливается симпатическая эфферентация, что повышает частоту сердечных сокращений и сократимость сердца, а также тонус сосудов сопротивления.
У связанной с шоком сверхинтенсивной патогенной адренергической стимуляции на периферии есть два основных эффектора. Это сердце и резистивные сосуды. В результате аномально усиленной нервной стимуляции сосудов сопротивления патологически меняется структура артериол, а также возникает стаз как причина ишемии и воспаления. Распространенные в пределах всего организма ишемия и стаз придают системным расстройствам микроциркуляции относительную независимость от недостаточности системного кровообращения, создавая патогенетическую основу синдрома множественной системной недостаточности. Одной из причин усиленной нервной адренергической стимуляции резистивных сосудов является активация на периферии соматических рецепторов. Соматические рецепторы – это метаболические рецепторы скелетных мышц, активируемые накоплением метаболитов при физической нагрузке. Афферентация, генерируемая данными рецепторами, повышает уровень возбуждения симпатических нейронов сосудодвигательного центра. На периферии рост активности симпатических нейронов усиливает констрикцию сосудов в неработающих мышцах. При циркуляторной гипоксии и тяжелом шоке продукты анаэробного метаболизма (аденозинмонофосфат, протоны) при своей аккумуляции в тканях вызывают системную активацию соматических рецепторов. В результате максимального предела достигает констрикция резистивных сосудов.
В регуляции системного кровообращения и микроциркуляции важную роль играют множество гуморальных агентов, циркулирующих с кровью. В особенности регуляция системного и периферического кровообращения определяется действующей концентрацией в циркулирующей крови ренина, вазопрессина, глюкокортикоидов, простагландинов, кининов, предсердного натрийуретического фактора, а также катехоламинов. Их секреция детерминируется реакциями автономной нервной системы, а также отчасти прямыми и непрямыми воздействиями на клетки токсинов, ишемии и антигенов. Следствия действий на клетки токсинов, ишемии и антигенов разнятся в зависимости от того, в пределах каких органов и тканей они происходят. У всех агентов гуморальной регуляции, участвующих в регуляции системного и периферического кровообращения, есть свойство оказывать прямые влияния на сердце, сосуды и почки, которые меняют их функциональное состояние, вызывая реакции системного и периферического кровообращения. Кроме того, агенты гуморальной регуляции кровообращения оказывают непрямые влияния на центральную и периферическую адренергическую нейротрансмиссию.
Секреция ренина, которая в основном осуществляется клетками юкстагломерулярных аппаратов нефронов, определяется влияниями ряда факторов. К ним относят:
· давление в приносящих артериолах клубочков нефронов;
· концентрацию натрия в межклеточных пространствах области плотного пятна (macula densa);
· интенсивность центробежной импульсации по симпатическим нервам почек;
· действующую концентрацию в циркулирующей крови ангиотензина II;
· содержание в плазме крови основных катионов и анионов внеклеточной жидкости.
При падении артериального давления или в ответ на недостаточное наполнение транспортнодемпферного отдела системного кровообращения (стимул усиления нервной адренергической стимуляции почечной паренхимы) растет секреция ренина. Ренин как протеолитический энзим в плазме крови действует на свой субстрат ангиотензиноген таким образом, что отщепляет от него полипептид ангиотензин I. Посредством активности ангиотензинпревращающего фермента на поверхности эндотелиальной клетки ангиотензин I трансформируется в ангиотензин II (это в основном происходит в легких). Ангиотензин I – это мощный эндогенный вазоконстриктор. Кроме того, ангиотензин усиливает высвобождение норадреналина нервными окончаниями на периферии. В результате растет тонус сосудов сопротивления и общее периферическое сосудистое сопротивление, что направлено на поддержание среднего артериального давления, несмотря на действие звеньев патогенеза шока. Одновременно действие ангиотензина II повышает секрецию альдостерона. Усиленный эффект минералкортикоида задерживает в организме натрий, сохраняя объем внеклеточной жидкости.
Вазопрессин (антидиуретический гормон), мощный вазоконстриктор и гормон, снижающий выделение свободной воды вместе с мочой, высвобождается нейрогипофизом в ответ на рост осмоляльности внеклеточной жидкости и гиповолемию. Связанные с шоком гиперосмоляльность внеклеточной жидкости и гиповолемия повышают секрецию вазопрессина. Небольшое снижение объема циркулирующей крови (на 10% от нормального уровня) служит стимулом для высвобождения антидиуретического гормона. При этом действие вазопрессина усиливает секрецию кортикотропина и соответственно кортизола. Пермиссивное действие кортизола на α1-адренорецепторы усиливает компенсаторно-патогенную констрикцию резистивных сосудов при шоке. При шоке вследствие гиповолемии и угнетения сократимости сердца существенно падает растяжение барорецепторов артериальной стенки. В результате значительно растет секреция вазопрессина. Кроме того, стимулами секреции вазопрессина при шоке служат жажда и усиленное действие ангиотензина II, влияние экзогенных опиоидов (морфина, фентанила и др.), а также гипоксия. Угнетают секрецию вазопрессина эффект этанола и действия катехоламинов.
Брадикинин и те пептиды, для которых он служит прототипом, образуются при действии протеолитических энзимов на предшественники пептидов, циркулирующие с плазмой крови. В основном их физиологическая роль складывается из участия в местной регуляции тока крови, а также в регуляции функций таких органов как слюнные железы, поджелудочная железа и почка. При патологических состояниях, и в частности при шоке, кинины выступают в качестве индукторов гиперемии при мозаичном в пределах всего организма патологическом воспалении, а также действуют как вазодилалаторы (при анафилактическом шоке и др.). Кинины почек стимулируют натрийурез и соответственно повышают мочеотделение.
Активация системы комплемента при шоке и реакция повышенной чувствительности первого типа при анафилактическом шоке повышают высвобождение серотонина тромбоцитами и гистамина тучными клетками. Эффекты данных биоактивных веществ вместе с действиями других причин вызывают такие звенья патогенеза шока как падение тонуса сосудов сопротивления и рост проницаемости стенки микрососудов.
Системная ишемия как следствие шока повышает высвобождение простагландинов во многих органах и тканях. Эндоперекиси простагландинов, образуемые в тромбоцитах и клетках сосудистой стенки, являются ведущими медиаторами синтеза двух биоактивных веществ, эффекты которых модулируют тромбогенез и тонус микрососудов. Простациклин, мощный эндогенный вазодилалатор и ингибитор агрегации тромбоцитов, в основном синтезируется в эндотелии. Субстратом его синтеза служат эндоперекиси простагландинов. В тромбоцитах эндоперекиси трансформируются в тромбоксан А2, который вызывает вазоконстрикцию и агрегацию тромбоцитов. Системное повреждение эндотелия при шоке угнетает образование простациклина на уровне всего организма (Maier R.W., Bulger E.M., 1996). При этом ишемия стимулирует образование тромбоксана А2 в тромбоцитах. Изменение соотношения активностей простациклина и тромбоксана А2 на уровне всего организма во многом обуславливает такое звено патогенеза шока как системный микротромбоз.
Свою важную роль в аварийной компенсации нарушений системного и периферического кровообращения при шоке, а также в их патогенезе играют эффекты нейропептидов. Один из них, β-эндорфин, интенсивно высвобождается аденогипофизом при действии стимулов экстремального стресса и активации организменных стресс-лимитирующих систем. В результате на периферии падает интенсивность компенсаторной адренергической стимуляции, что (сугубо предположительно) может служить фактором падения сократимости сердца при шоке. Кроме того, известно, что β-эндорфин обладает прямым отрицательным инотропным действием.
Рилизинг-гормон тиреотропина – это нейропептид, обладающий сильными кардиотропным и вазотропным действиями. Впервые он был обнаружен в качестве нейропептида, который действует как гипоталамический гормон и усиливает секрецию тиреотропина аденогипофизом. Основная фракция нейропептида действует вне гипоталамуса в различных отделах головного мозга и на сегментарном уровне. Экспериментальные данные свидетельствуют, что рилизинг- гормон тиреотропина оптимизирует внешнее дыхание и системное кровообращение при гиповолемическом шоке. Это предположительно связывают с тем, что относительно эндогенных опиоидов нейропептид выступает в качестве антагониста.
Предсердные натрийуретические факторы – это биологически активные пептиды, высвобождаемые специфическими гранулами миоцитов предсердий и в меньшей степени гранулами миоцитов желудочков сердца. Эти пептиды обладают высоким сродством к своим рецепторам в надпочечниках, почках и сосудистой стенке. Их действия вызывают расслабление гладкомышечных клеток сосудистой стенки и усиление натрийуреза. Кроме того, эффект нейропептидов угнетает секрецию альдостерона. Экспериментальные данные свидетельствуют, что данные нейропептиды модулируют чувствительность барорецепторов артериального русла. Роль предсердных натрийуретических факторов в патогенезе шока остается неясной.
Эндогенные катехоламины норадреналин и адреналин – это мощные модуляторы функционального состояния системного кровообращения. Норадреналин, высвобождаемый окончаниями симпатических нервов, активирует β-адренорецепторы, тем самым повышая частоту сердечных сокращений, сократимость сердца и увеличивая минутный объем кровообращения. Кроме того, как агонист α-адренорецепторов сосудистого русла норадреналин вызывает вазоконстрикцию. Сила вазоконстрикторного действия норадреналина варьирует от органа к органу и от ткани к ткани. Являсь мощным вазоконстриктором относительно сосудов кожы, мышц и органов живота, норадреналин, повышая возбуждение β2-адренорецепторов, вызывает вазодилатацию в системе венечных артерий. Адреналин преимущественно высвобождается надпочечниками. Соотношение секреции адреналина и норадреналина при шоке составляет 10:1. Адреналин является агонистом α-адренорецепторов, β1-адренорецепторов и β2-адренорецепторов. Его системное действие вызывает умеренный рост МОК, что преимущественно связано с ростом уровня возбуждения β-адренорецепторов. Адреналин перераспределяет МОК таким образом, что ток крови падает в почках и органах живота, а растет в скелетных мышцах. В других отделах системного и периферического кровообращения адреналин действует как α-адреномиметик и вазоконстриктор. При этом адреналин, оказывая влияния на пресинаптическом уровне, модулирует высвобождение норадреналина окончаниями симпатических нервов.
На периферии действуют системы местной регуляции, полезный результат которых – это поддержание определенного тока крови, несмотря на изменения перфузионного давления. Системы регуляции тока крови на периферии во многом независимы от систем регуляции организменного уровня. Функционирование систем местной регуляции тока крови обладает своей органной и тканевой специфичностью. Наиболее развитыми и автономными являются системы регуляции тока крови по сосудам мозга, сердца и почек. При артериальной гипотензии системы местной регуляции расширяют сосуды головного мозга, сердца и почек для снижения сосудистых сопротивлений с целью сохранения тока крови, доставки кислорода и нутриентов в клетки, а также для поддержания постоянства среды обитания клеток данных органов. Основными медиаторами вазодилатации при падении тока крови на периферии выступают протоны, аденозинмонофосфат, промежуточные продукты цикла Кребса, то есть все те метаболиты, которые накапливаются в клетках и межклеточных пространствах вследствие гипоксического гипоэргоза. Данная реакция вазодилатации является физиологической, пока не выходит на системный уровень, то есть не происходит униформно во всех отделах системного и периферического кровообращения. При шоке, вследствие системного гипоксического гипоэргоза реакция вазодилатации в ответ на аккумуляцию продуктов анаэробного метаболизма выходит на организменный уровень, вызывая срыв компенсаторных реакций, приводя ко внутренней кровопотере, а также вызывая системную воспалительную реакцию (см. ниже).
При шоке наблюдается мозаичность местных сосудистых сопротивлений, которую обуславливают различная реактивность клеточных элементов сосудистой стенки относительно действия медиаторов воспаления со свойствами вазоконстрикторов и вазодилататоров. Кроме того, мозаичность определяется разной выраженностью микротромбоза вследствие органных фенотипических различий экспрессии тромбогенного потенциала эндотелиальной клетки.
Определяющие звенья патогенеза шока развертываются на уровне микроциркуляции. В сущности, шок представляет собой системную микроциркуляторную недостаточность. Следует учитывать, что сохраненный ток крови по макрососудам того или иного органа при шоке еще не свидетельствует о нормальном функционировании его элементов, то есть об адекватной функциям клеток органа и потребностям всего организма доставки в них кислорода, нутриентов а также агентов системной и местной регуляции с кровью, притекающей по артериолам, метартериолам и обменным капиллярам.
Выделяют артериоловенулярные шунты (метартериолы, «предпочтительный путь») и обменные капилляры. Обмен кислородом, нутриентами и метаболитами между кровью и клетками происходит только посредством диффузии через стенку обменных капилляров, а не каких-либо других микрососудов. Рост сосудистого сопротивления на прекапиллярном уровне может быть эффективным механизмом аварийной компенсации при обратимом шоке, а также индуктором процессов, определяющих необратимость шока. Предельно выраженная вазоконстрикция на прекапиллярном уровне в почках (спазм приводящих артериол клубочков нефронов) служит причиной преренальной острой почечной недостаточности вследствие шока. Поэтому действие фуросемида, расширяющее прекапиллярные почечные микрососуды при его внутривенном введении в небольших дозах, следует признать патогенетически обоснованным элементом системы предупреждения преренальной почечной недостаточности вследствие шока.
Состояние прекапиллярных сфинктеров – это детерминанта тока крови по обменным капиллярам. Тонус сфинктеров определяется действиями продуктов анаэробного обмена, которые накапливаются в цитозоле и интерстиции при гипоксическом гипоэргозе. Одной из первых реакций аварийной компенсации является аутогемодилюция (рис.8.1). Это реакция роста миграции внеклеточной жидкости в сосудистый сектор из интерстиция, обусловленная падением гидростатического давления в капиллярах вследствие спазма прекапиллярных сфинктеров. Спазм прекапиллярных сфинктеров – это реакция аварийной компенсации недостаточности минутного объема кровообращения, которую вызывают:
· падение возбуждения барорецепторов артериального русла, связанное с гиповолемией и падением сократимости сердца;
· циркуляторная гипоксия как причина роста уровня возбуждения хеморецепторов и соматических рецепторов скелетных мышц;
· патологическая боль как причина усиления системной адренергической стимуляции.
Спазм прекапиллярных сфинктеров происходит посредством сокращения гладкомышечных элементов стенок метартериол. Спазм вызывает ишемию, обуславливающую накопление продуктов анаэробного обмена в клетках и интерстиции. Вследствие спазма прекапиллярных сфинктеров кровь, минуя обменные капилляры, поступает в венулы по метартериолам (по «предпочтительному пути»), чтобы вернуться в системное кровообращение. При этом в обменных капиллярах падает гидростатическое давление, и внеклеточная жидкость из межклеточных пространств мигрирует в сосудистое русло. Так осуществляется компенсаторная реакция аутогемодилюции, то есть мобилизации внеклеточной жидкости из интерстициального сектора для устранения дефицита объема циркулирующей плазмы (ОЦП).
В результате аккумуляции продуктов анаэробного обмена прекапиллярные сфинктеры расслабляются, и плазма вместе с форменными элементами поступает в капилляры. Однако форсировать капилляры клеткам крови не удается. Дело в том, что одновременно происходит снижение общего периферического сосудистого сопротивления, которое уменьшает градиент давлений между прекапиллярным уровнем микроциркуляции и ее посткапиллярным уровнем. Свой патологический вклад в падение градиента давлений вносит прогрессирующее угнетение сократимости сердца, обусловленное усилением метаболического ацидоза в ответ на спазм, а затем и расслабление прекапиллярных сфинктеров.
После расслабления прекапиллярных сфинктеров кровь задерживается в микрососудах, и гидростатическое давление в просвете обменных капилляров растет. Патологический рост гидростатического давления обуславливает миграцию жидкой части плазмы в интерстиций как причину обострения дефицита ОЦП (рис. 15.2). Ишемия усиливает образование свободных кислородных радикалов. Их действия на эндотелиоциты, а также на нейтрофилы, стоящие в просвете микрососудов, превращают данные клетки в клеточные эффекторы воспаления. Эндотелиоциты и нейтрофилы экспрессируют на своей поверхности адгезивные молекулы. В результате происходит адгезия нейтрофилов к эндотелиальным клеткам как первый этап лишенного защитного значения воспаления. Воспаление такого происхождения является типическим патологическим процессом, определяющим патогенез синдрома множественной системной недостаточности. Вызванное шоком системное воспаление индуцирует на периферии ряд типовых патологических процессов: системные микротромбоз и диссеминированное внутрисосудистое свертывание, коагулопатию потребления, патологическую гиперцитокинемию и др. (см. главу, посвященную сепсису и системной воспалительной реакции).
В результате воспаления на периферии происходит рост проницаемости стенок микрососудов, который обуславливает выход в интерстиций плазменных белков и форменных элементов крови. Действует еще одно звено патогенеза внутренней кровопотери, вызванной шоком. Внутренняя кровопотеря, вызванная шоком, – это обусловленное несостоятельностью компенсаторной реакции спазма прекапиллярных сфинктеров, а также падением градиента давлений между пре- и посткапиллярными уровнями микроциркуляции явление задержки части крови в обменных микрососудах и потери определенной фракции ее циркулирующего объема в интерстиций. Явление внутренней кровопотери находится в реципрокных отношениях с системным патологическим воспалением, которое служит причиной всех осложнений шока. Предотвратить стаз в обменных капиллярах – основная задача неотложной терапии шока в его остром периоде. Предотвращение стаза – это предотвращение всех чреватых летальным исходом осложнений шока.
В результате роста проницаемости стенок микрососудов во многом безвозвратно теряются белки плазмы, что служит одной из причин белковой недостаточности при тяжелых раневой и травматической болезнях и синдроме множественной системной недостаточности. Это подчеркивает необходимость достаточного поступления во внутреннюю среду нутриентов в остром периоде данных патологических состояний.
Внутренняя кровопотеря вследствие расстройств микроциркуляции при шоке – это результат действия множества медиаторов, большинство из которых являются флогогенами. Внутренняя кровопотеря вследствие микроциркуляторных расстройств при шоке во многом происходит через гемагглютинацию в просвете микрососудов. В результате агглютинации в остром периоде тяжелых ожоговой, травматической и раневой болезней, а также при сепсисе и системной воспалительной реакции агрегаты клеток крови закупоривают обменные капилляры и артериолы (рис. 8. 2). Факторами агрегации форменных элементов крови являются:
1. Высокая действующая концентрация эндогенных катехоламинов в циркулирующей крови.
2. Повреждение эндотелия микрососудов как причина отложений фибрина и аккумуляции микротромбов в просвете микрососудов.
3. Обусловленное гипоксией возрастание ригидности эритроцитов.
4. Действия свободных кислородных радикалов, образуемых эндотелиальными клетками и нейтрофилами.
5. Высвобождение вазоактивных пептидов и анафилактоксинов в результате активации системы комплемента.
Все медиаторы агглютинации повышают тонус прекапиллярных сфинктеров, что вместе с агглютинацией форменных элементов в просвете микрососудов еще в большей степени усиливает ишемию тканей и клеток.
Итак, расстройства микроциркуляции при шоке вызывают ряд звеньев его патогенеза, которые могут придать шоку необратимость и индуцировать патогенез его осложнений.
дЮРЮ ОСАКХЙНБЮМХЪ: 2014-10-30; оПНВХРЮМН: 399 | мЮПСЬЕМХЕ ЮБРНПЯЙНЦН ОПЮБЮ ЯРПЮМХЖШ | лШ ОНЛНФЕЛ Б МЮОХЯЮМХХ БЮЬЕИ ПЮАНРШ!
