Нарушения микроциркуляции
Общие сведения
Микроциркуляторное русло представляет собой систему мельчайших кровеносных и лимфатических сосудов, обеспечивающих транскапиллярный обмен веществ и поддержание тканевого гомеостаза. Кровеносное микроциркуляторное русло включает сосуды диаметром около 100 микрометров: артериолы, метартериолы, капилляры, венулы и артериовенулярные анастомозы. Главной физиологической задачей этой системы является обеспечение доставки кислорода и питательных веществ непосредственно к клеткам тканей, а также удаление углекислого газа и метаболитов. Лимфатическое микроциркуляторное русло отвечает за образование лимфы, отток тканевой жидкости, возврат белков в кровеносное русло и реализацию местных иммунных реакций. Процесс лимфообразования заключается в переходе жидкости и растворенных в ней веществ через стенку кровеносных капилляров в межклеточное пространство. Благодаря микроциркуляции осуществляются тесные гемато-лимфо-интерстициальные взаимодействия, определяющие уровень тканевого метаболизма.
Нарушения реологических свойств крови и сладж-синдром
В физиологических условиях кровь обладает высокой суспензионной стабильностью, которая предотвращает слипание форменных элементов. Данная стабильность обеспечивается отрицательным электрическим зарядом на поверхности эритроцитов и тромбоцитов (за счет сиаловых кислот в составе клеточных мембран), что приводит к их взаимному отталкиванию. Поддержание взвешенного состояния также зависит от оптимального соотношения белковых фракций плазмы крови.
При патологических состояниях реологические свойства крови грубо нарушаются, что приводит к развитию сладж-синдрома (от англ. sludge — ил, грязь). Этот феномен характеризуется выраженной агрегацией (слипанием) эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов, резким повышением вязкости крови и затруднением ее тока. Снижение скорости кровотока само по себе способствует уменьшению поверхностного отрицательного заряда клеток крови, запуская порочный круг агрегации.
Причинами развития сладж-синдрома выступают: повышение проницаемости капиллярной стенки для отрицательно заряженных молекул (в частности, альбуминов), механическое повреждение тканей, перевязка сосудов, внутривенное введение некоторых лекарственных препаратов, а также острые интоксикации органическими и неорганическими ядами (мышьяк, кадмий, бензин, толуол, анилин). Токсические вещества оказывают прямое повреждающее действие на мембраны клеток крови. Кроме того, сладж-синдром является закономерным следствием шоковых состояний, острой сосудистой недостаточности, гипотермии, олигурии, злокачественных новообразований и любых заболеваний, сопровождающихся диспротеинемией (повышением уровня фибриногена и глобулинов на фоне снижения концентрации альбуминов).
Агрегация форменных элементов первоначально возникает в венулах, а затем (в течение 12–18 часов) распространяется на артериолы. В первые минуты после повреждения в микрососудах могут образовываться агрегаты из тромбоцитов и хиломикронов (липидных частиц плазмы). При избыточном содержании липидов в крови формируются так называемые белые тромбы. Сладж-синдром может носить обратимый характер, однако при тяжелом течении переходит в необратимую фазу с агглютинацией клеток, образованием крупных конгломератов и полной блокадой микроциркуляции.
Патогенез микроциркуляторных расстройств
Закупорка (обтурация) микрососудов агрегатами эритроцитов ведет к тяжелой тканевой гипоксии. Процесс развивается стадийно: начальная частичная обтурация сменяется полной, при которой агрегаты, состоящие из десятков и сотен клеток, полностью перекрывают просвет артериол и венул. Наблюдается сепарация (разделение) крови: плазма отделяется от эритроцитарных конгломератов, возникает маятникообразное движение плазмы с зависшими в ней агрегатами, после чего наступает стаз (полная остановка кровотока). Вследствие закупорки терминальных артериол капилляры начинают пропускать исключительно плазму.
Развивающаяся гипоксия приводит к набуханию эндотелия и повреждению сосудистой стенки. Метаболические нарушения усугубляются кислым сдвигом реакции среды (ацидозом) и накоплением местных продуктов обмена. В ответ на повреждение активируются иммунные и тучные клетки, выбрасывающие медиаторы воспаления: гистамин, серотонин, гепарин. Возникают условия для формирования множественных микротромбов, что в конечном итоге завершается развитием тяжелой капиллярно-трофической недостаточности и некрозом тканей.
Нарушения сосудистой проницаемости
Транскапиллярный обмен жидкости в норме подчиняется закону Старлинга (1909 г.). Фильтрационное давление определяется разностью между гидростатическим давлением крови и гидростатическим давлением тканей, а также балансом онкотических давлений. Переход жидкости и растворенных низкомолекулярных веществ осуществляется через межклеточные промежутки (поры) диаметром 6–8 нанометров. Плотность этих контактов варьирует в зависимости от органа: в головном мозге капилляры максимально плотные и проницаемы преимущественно для воды и газов, тогда как в печени они имеют широкие поры. Ежесуточно в организме фильтруется около 20 литров жидкости, из которых 18 литров возвращается в кровеносное русло, а 2 литра дренируется лимфатической системой.
На артериальном конце капилляра фильтрационное давление составляет около 10 мм рт. ст., что обеспечивает выход жидкости в интерстиций. На венозном конце гидродинамическое давление падает до 15 мм рт. ст., фильтрационное давление становится отрицательным (около -7 мм рт. ст.), и жидкость устремляется обратно в сосуд. Газообмен осуществляется по градиенту парциального давления: для кислорода в артериальной крови оно составляет 85–100 мм рт. ст., а в тканях — 10–20 мм рт. ст. Крупные макромолекулы транспортируются энергозависимым путем с помощью микровезикулярного транспорта. Эндотелиоциты формируют транспортные везикулы, которые сливаются в везикулярные каналы для трансмембранного переноса веществ.
Патологическое повышение проницаемости капилляров связано не только со сдвигами гемодинамики, но и с истинным повреждением сосудистой стенки. Под влиянием медиаторов (гистамина, серотонина, брадикинина, факторов комплемента, простагландинов и лейкотриенов) происходит сокращение контрактильных элементов эндотелиоцитов венул. Это приводит к расширению межклеточных щелей и усилению везикулярного транспорта. Ранняя фаза повышения проницаемости длится 10–60 минут. Поздняя фаза (от часа до нескольких суток) характеризуется подключением ферментативных систем: гидролаз, протеиназ и катионных белков, которые разрушают сложные белково-полисахаридные комплексы базальной мембраны и основного вещества соединительной ткани. Тяжелые вирусные инфекции (грипп, корь) и воздействие ионизирующей радиации вызывают глубокое повреждение микрососудов, сопровождающееся интенсивным выходом макромолекул, диапедезом эритроцитов и множественными микрокровоизлияниями.
Внесосудистые нарушения и развитие отеков
Внесосудистые механизмы нарушения микроциркуляции тесно связаны с реакцией тучных клеток соединительной ткани. При аллергии и воспалении тучные клетки массивно дегранулируют, выделяя гистамин, серотонин и гепарин. Эти вещества расширяют микрососуды, снижают свертываемость крови и стимулируют выход жидкости и лейкоцитов в ткани для формирования воспалительного ответа. Одновременно биогенные амины парадоксально способствуют агрегации эритроцитов.
Нарушение баланса между фильтрацией и резорбцией приводит к задержке жидкости в интерстициальном пространстве и развитию отеков. Ключевыми факторами транссудации жидкости являются: повышение гидродинамического давления крови в микрососудах, снижение онкотического давления крови (вследствие потери белков при ожогах, нефропатиях, энтероколитах, геморрагиях, лимфоррагиях, алиментарном голодании), а также задержка ионов натрия в тканях, что повышает осмотическое давление в межклеточном пространстве и притягивает воду. При воспалении ситуация усугубляется тем, что вышедшие в ткани лейкоциты ферментативно расщепляют крупные белковые молекулы на более мелкие фрагменты. Это локально повышает онкотическое и осмотическое давление в тканях, дополнительно усиливая отек.
Недостаточность лимфатической системы
Лимфатическая система в норме дренирует избыток интерстициальной жидкости и белки, не способные проникнуть обратно через стенку кровеносного капилляра. Согласно классификации И. Русняка, М. Фёльди и Д. Сабо (1957 г.), выделяют три основные формы лимфатической недостаточности:
- Механическая недостаточность — возникает при физическом препятствии оттоку лимфы (облитерация, спазм или сдавление лимфатических сосудов опухолями, рубцами).
- Динамическая недостаточность — развивается, когда объем транссудации жидкости из кровеносных капилляров превышает максимальную транспортную (дренажную) способность лимфатической системы, что ведет к формированию отека.
- Резорбционная недостаточность — обусловлена накоплением в интерстициальной ткани белков, продуктов их распада и патологическим изменением структуры основного аморфного вещества соединительной ткани, препятствующим нормальному всасыванию лимфы.
Хроническая недостаточность лимфообращения и длительное нахождение денатурированных белков в интерстиции стимулируют активность фибробластов, что приводит к разрастанию соединительной ткани — развитию тяжелого необратимого фиброза и склероза органов.