Патологическая физиология сосудов резистивного типа
Общие сведения
Резистивные сосуды (преимущественно артериолы и мелкие артерии) играют ключевую роль в поддержании и регуляции системного артериального давления. Патологическая физиология данной группы сосудов рассматривает два основных полярных состояния: артериальную гипертензию (стойкое повышение давления) и артериальную гипотензию (снижение давления). Наибольшую клиническую и социальную значимость имеет артериальная гипертензия, являющаяся одним из самых распространенных заболеваний.
Согласно классификации Всемирной организации здравоохранения, выделяют несколько уровней артериального давления. Физиологической нормой считается показатель 120/80 мм рт. ст. Выделяют также высокое нормальное давление (до 140/90 мм рт. ст.). Повышение давления свыше 140/90 мм рт. ст. классифицируется как гипертензия первой степени. Умеренная гипертензия диагностируется при показателях 160–180 мм рт. ст., а тяжелая — свыше 180 мм рт. ст. В клинической практике у 95 процентов пациентов диагностируется первичная (идиопатическая, или эссенциальная) гипертензия, при которой первопричина остается не до конца выясненной. Около 5 процентов случаев приходится на вторичную (симптоматическую) гипертензию. Вторичная гипертензия развивается как следствие уже имеющихся патологий, среди которых ведущее место занимают заболевания почек (острый гломерулонефрит, пиелонефрит, хроническая почечная недостаточность), а также эндокринные нарушения, включая аденому гипофиза и гормонально-активные опухоли надпочечников.
Этиология и экспериментальное моделирование
Возникновение артериальной гипертензии обусловлено комплексом экзогенных и эндогенных факторов. Значительную роль играет хронический психоэмоциональный стресс. В условиях современной урбанизированной среды организм человека постоянно подвергается стрессорным воздействиям, не свойственным биологическому виду эволюционно, что ведет к перманентной гиперактивации симпатической нервной системы. Экспериментальные модели на животных (включая собак и приматов) убедительно доказывают, что длительный невроз, а также социальные конфликты в группе приматов неизбежно приводят к развитию стойкой гипертензии.
Важнейшим этиологическим фактором является алиментарный дисбаланс, в частности избыточное потребление поваренной соли (натрия хлорида). Введение высоких доз соли вызывает солевую гипертензию даже у молодых экспериментальных животных. Исторически сложившиеся кулинарные традиции многих регионов предполагают избыточное подсаливание пищи, что ведет к накоплению натрия в организме. Ситуация усугубляется дефицитом в рационе калия, кальция и магния, которые обладают гипотензивным действием. Лечебно-профилактическое значение имеет употребление минеральных вод, обогащенных магнием и калием, при строгом контроле отсутствия в них избытка натрия.
Около 40 процентов случаев развития гипертензии обусловлено наследственной предрасположенностью. Выявлен ряд генов, мутации в которых нарушают функционирование ренин-ангиотензин-альдостероновой системы (гены ангиотензина II, ренина, ангиотензиногена), а также гены, кодирующие белки мембранного транспорта натрия и калия в почках. С возрастом риск развития патологии экспоненциально возрастает: среди лиц старше 60 лет повышенное артериальное давление регистрируется более чем у 60 процентов популяции. Наблюдается также половой диморфизм: в возрасте до 40 лет заболевание чаще встречается у мужчин, поскольку женские половые гормоны (эстрогены) оказывают защитное действие на сосудистую стенку. Однако после 50 лет эти различия нивелируются, а после 70 лет гипертензия чаще диагностируется у женщин. К дополнительным факторам риска относятся избыточная масса тела, гиподинамия, употребление алкоголя и табакокурение.
Гемодинамика и типы гипертензии
Фундаментальные механизмы регуляции артериального давления подчиняются законам гемодинамики, аналогичным закону Ома для электрических цепей. Объемная скорость системного кровотока (минутный объем сердца) прямо пропорциональна разнице давлений между аортой и правым предсердием и обратно пропорциональна общему периферическому сопротивлению сосудов. Согласно уравнению Пуазёйля, гидродинамическое сопротивление находится в колоссальной зависимости от радиуса сосуда: уменьшение диаметра артериолы вдвое приводит к увеличению сопротивления в 16 раз.
Выделяют три гемодинамических типа первичной артериальной гипертензии: Гиперкинетический тип характеризуется увеличенным сердечным выбросом при нормальном периферическом сопротивлении сосудов (типичен для начальных стадий заболевания). Эукинетический тип проявляется одновременным увеличением и сердечного выброса, и периферического сопротивления. Гипокинетический тип отличается нормальным или сниженным сердечным выбросом на фоне резко повышенного сопротивления резистивных сосудов. При длительном течении гипертензия неизбежно трансформируется в гипокинетическую форму.
Патогенез и механизмы ремоделирования сосудов
Центральным звеном патогенеза гипертензии является гиперактивация симпатической нервной системы. Выброс катехоламинов (адреналина и норадреналина) стимулирует бета-1-адренорецепторы миокарда, увеличивая частоту и силу сердечных сокращений. Одновременное воздействие на альфа-адренорецепторы вызывает генерализованный спазм артериол, что критически повышает периферическое сопротивление.
Мощнейшим регулятором сосудистого тонуса выступает ангиотензин II. Взаимодействуя с АТ1-рецепторами, он вызывает прямое сокращение гладкомышечных клеток сосудов, а также подавляет секрецию эндогенных вазодилататоров — оксида азота и простациклина. Кроме того, ангиотензин II стимулирует секрецию альдостерона клубочковой зоной коры надпочечников, что приводит к усиленной реабсорбции натрия в проксимальных канальцах и собирательных трубках почек. Накопление натрия влечет за собой задержку воды и развитие гиперволемии.
Организм располагает компенсаторными механизмами, в частности барорецепторами сосудистых рефлексогенных зон, которые в норме реагируют на повышение давления и запускают депрессорные реакции. Однако при хронической гипертензии происходит адаптация (перенастройка) барорецепторов: они начинают воспринимать патологически высокое давление как физиологическую норму, переставая оказывать тормозящее влияние.
Длительное воздействие высокого давления запускает патологическое ремоделирование сосудистой стенки. Согласно закону Лапласа, напряжение стенки сосуда прямо пропорционально давлению. В ответ на хроническое растяжение срабатывает закон Остроумова-Бейлисса (миогенная ауторегуляция), вызывающий дополнительное рефлекторное спазмирование гладкой мускулатуры. Постоянное сокращение приводит к рабочей гипертрофии гладкомышечных клеток и усиленному синтезу коллагена. Сосудистая стенка необратимо утолщается, а просвет сосуда стойко сужается. Поврежденный эндотелий начинает активно секретировать вазоконстрикторы (эндотелин-1), формируя порочный круг патогенеза. В результате артериолы остаются перманентно суженными даже в отсутствие стрессорных стимулов.
Возможные осложнения
Артериальная гипертензия часто протекает бессимптомно на ранних стадиях, что обусловливает ее высокую опасность. У небольшого процента пациентов (около 5 процентов) возможно развитие злокачественной формы, характеризующейся стремительным ростом давления и приводящей к летальному исходу в течение 1–2 лет.
Хроническая гипертензия вызывает системное поражение органов-мишеней. В сосудах развиваются артериолосклероз и атеросклероз. Сужение просвета артерий ведет к хронической ишемии (гипоксии) головного мозга, почек и миокарда. В ответ на высокое сопротивление сосудистого русла развивается компенсаторная гипертрофия левого желудочка сердца. Однако эта гипертрофия со временем сменяется кардиосклерозом, что ведет к хронической сердечной недостаточности, а при резких кризах — к острой левожелудочковой недостаточности и отеку легких.
Поражение почечной паренхимы (нефросклероз) вызывает уменьшение числа функционирующих нефронов. Развивается хроническая почечная недостаточность, при которой почки утрачивают способность выводить избыток натрия и воды. Возникающая гиперволемия (отеки) дополнительно повышает системное артериальное давление. Жизнеугрожающими осложнениями гипертензии являются инсульты (вследствие разрыва сосудов головного мозга), гипертензивная энцефалопатия, кровоизлияния в сетчатку глаза и отек зрительного нерва.
Легочная гипертензия
Легочная гипертензия представляет собой патологическое повышение давления в сосудах малого круга кровообращения. В физиологической норме систолическое давление в легочной артерии составляет около 15 мм рт. ст. (поскольку сосуды малого круга обладают высокой растяжимостью и низким сопротивлением). Диагноз легочной гипертензии устанавливается при превышении систолического давления отметки 25 мм рт. ст.
Вторичная легочная гипертензия встречается значительно чаще и является следствием хронических заболеваний дыхательной системы (хронический бронхит, эмфизема легких, бронхиальная астма) или тромбоза ветвей легочной артерии. Первичная легочная гипертензия диагностируется реже и развивается без предшествующих структурных повреждений легких. Главным пусковым механизмом прекапиллярной легочной гипертензии является альвеолярная гипоксия. Гладкая мускулатура легочных сосудов обладает уникальными кислородчувствительными АТФ-зависимыми калиевыми каналами. В норме при гипоксии в тканях большого круга калиевые каналы открываются, вызывая расслабление мышц и вазодилатацию для улучшения кровоснабжения. Однако в малом круге гипоксия вызывает закрытие этих каналов, что ведет к деполяризации сарколеммы, массивному входу ионов кальция в цитоплазму и стойкому спазму сосудов (рефлекс Эйлера-Лильестранда). При хронической гипоксии этот адаптивный механизм становится патогенным, вызывая необратимую гипертензию. Развивающийся на фоне гипоксии ацидоз дополнительно усиливает вазопрессорный эффект.
Посткапиллярная легочная гипертензия чаще всего является следствием левожелудочковой сердечной недостаточности, при которой повышается гидростатическое давление в левом предсердии и легочных венах. При давлении в легочных капиллярах свыше 30 мм рт. ст. жидкая часть крови начинает пропотевать в альвеолы, что неминуемо ведет к отеку легких. Длительная легочная гипертензия любого генеза вызывает перегрузку и гипертрофию правых отделов сердца с формированием синдрома «легочного сердца».
Артериальная гипотензия
Артериальная гипотензия представляет собой стойкое патологическое снижение артериального давления. Патогенетически она обусловлена либо слабостью сократительной функции миокарда (снижением сердечного выброса), либо падением тонуса резистивных сосудов. Клиническая картина гипотензии характеризуется симптомами хронической гипоксии мозга и тканей: выраженной астенией, головокружениями, головными болями, тахикардией, одышкой и быстрой утомляемостью.
Гипотензия классифицируется на физиологическую и патологическую (которая может быть острой и хронической). Острая патологическая гипотензия представляет собой состояние шока или коллапса, требующее немедленной реанимационной помощи. Хроническая вторичная гипотензия развивается на фоне перенесенного инфаркта миокарда, миокардитов, сотрясения головного мозга, крупозной пневмонии, гепатита, тяжелой анемии или гипофункции коры надпочечников. Первичная (нейроциркуляторная) гипотензия развивается вследствие дисфункции высших отделов центральной нервной системы с преобладанием процессов торможения в коре головного мозга. При этом наблюдается снижение продукции вазоконстрикторов (катехоламинов, ангиотензина II) при одновременном увеличении синтеза эндогенных вазодилататоров (оксида азота, простациклина), что ведет к системной вазодилатации.
См. также
Артериальная гипертензия Патологическая физиология Сердечно-сосудистая система Кровообращение Гипоксия