Съставни части на уравнението на Старлинг. Закон или "хипотеза"
Водно-електролитният метаболизъм се характеризира с изключително постоянство, което се поддържа от антидиуретичните и антинатриуретичните системи. Изпълнението на функциите на тези системи се осъществява на нивото на бъбреците. Стимулирането на антинатриуричната система възниква поради рефлекторното влияние на воломорецепторите на дясното предсърдие (намаляване на обема на кръвта) и намаляване на налягането в бъбречната адукторна артерия, производството на надбъбречен хормон алдостерон се увеличава. В допълнение, активирането на секрецията на алдостерон се осъществява чрез ренин-ангиотензивната система. Алдостеронът повишава реабсорбцията на натрий в тубулите на бъбреците. Увеличаването на осмоларитета на кръвта "включва" антидиуретичната система чрез дразнене на осморецепторите на хипоталамичната област на мозъка и увеличаване на освобождаването на вазопресин (антидиуретичен хормон). Последният подобрява реабсорбцията на вода от тубулите на нефрона.
И двата механизма функционират постоянно и осигуряват възстановяването на водно-електролитната хомеостаза при загуба на кръв, дехидратация, излишък на вода в организма, както и промени в осмотичната концентрация на соли и течност в тъканите.
Един от ключовите моменти на нарушения на водно-солевия метаболизъм са промените в интензивността на обмена на течности в кръвоносната капилярно-тъканна система. Съгласно закона на Старлинг, поради преобладаването на хидростатичната стойност над колоидното осмотично налягане в артериалния край на капиляра, течността се филтрира в тъканта и филтратът се реабсорбира във венозния край на микроваскулатурата. Течностите и протеините, излизащи от кръвоносните капиляри, също се реабсорбират от преваскуларното пространство в лимфните пътища. Ускоряването или забавянето на обмена на течности между кръвта и тъканите се медиира чрез промени в съдовата пропускливост, хидростатичното и колоидно-осмотичното налягане в кръвния поток и тъканите. Увеличаването на филтрацията на течности води до намаляване на BCC, което причинява дразнене на осморецепторите и включва хормонална връзка: увеличаване на производството на алдестерон и повишаване на ADH. ADH увеличава реабсорбцията на вода, повишава се хидростатичното налягане, което увеличава филтрацията. Създава се порочен кръг.
4. Обща патогенеза на отока. Ролята на хидростатичните, онкотичните, осмотичните, лимфогенните и мембранните фактори в развитието на отока.
Обменът на течности между съдовете и тъканите се осъществява през капилярната стена. Тази стена е доста сложна биологична структура, през която водата, електролитите, някои органични съединения (урея) се транспортират относително лесно, но протеините се транспортират много по-трудно. В резултат на това концентрациите на протеини в кръвната плазма (60-80 g/l) и тъканната течност (10-30 g/l) не са еднакви.
Според класическата теория на Е. Старлинг (1896), нарушението на водния обмен между капилярите и тъканите се определя от следните фактори: 1) хидростатично кръвно налягане в капилярите и налягане на интерстициалната течност; 2) колоидно осмотично налягане на кръвната плазма и тъканната течност; 3) пропускливост на капилярната стена.
Кръвта се движи в капилярите с определена скорост и под определено налягане, в резултат на което се създават хидростатични сили, които се стремят да отстранят водата от капилярите в интерстициалното пространство. Ефектът от хидростатичните сили ще бъде по-голям, колкото по-високо е кръвното налягане и колкото по-ниско е налягането на тъканната течност.
Хидростатичното налягане на кръвта в артериалния край на капиляра на човешката кожа е 30-32 mm Hg. Изкуство. (Langi), а във венозния край - 8-10 mm Hg. Изкуство.
Сега е установено, че налягането на тъканната течност е отрицателна стойност. Тя е 6-7 mm Hg. Изкуство. под атмосферното налягане и следователно, имайки всмукателен ефект на действие, насърчава прехода на водата от съдовете в интерстициалното пространство.
По този начин в артериалния край на капилярите се създава ефективно хидростатично налягане (EHD) - разликата между хидростатичното налягане на кръвта и хидростатичното налягане на интерстициалната течност, равна на * 36 mm Hg. Изкуство. (30 - (-6). Във венозния край на капиляра стойността на EHD съответства на 14 mm Hg (8-(-6).
Протеините задържат вода в съдовете, чиято концентрация в кръвната плазма (60-80 g / l) създава колоидно осмотично налягане, равно на 25-28 mm Hg. Изкуство. Определено количество протеини се съдържа в интерстициалните течности. Колоидното осмотично налягане на интерстициалната течност за повечето тъкани е 5 mm Hg. Изкуство. Протеините на кръвната плазма задържат вода в съдовете, протеините на тъканната течност - в тъканите.
Ефективна онкотична смукателна сила (EOVS) - разликата между стойността на колоидно-осмотичното налягане на кръвта и интерстициалната течност. Това е m 23 mm Hg. Изкуство. (28 - 5). Ако тази сила надвиши ефективното хидростатично налягане, тогава течността ще се премести от интерстициалното пространство в съдовете. Ако EOVS е по-малко от EHD, процесът на ултрафилтрация на течност от съда в тъканта е осигурен. При изравняване на стойностите на EOVS и EHD се появява равновесна точка А (виж фиг. 103). В артериалния край на капилярите (EGD = 36 mm Hg и EOVS = 23 mm Hg) силата на филтриране надделява над ефективната сила на онкотично засмукване с 13 mm Hg. Изкуство. (36-23). В точката на равновесие А тези сили се изравняват и възлизат на 23 mm Hg. Изкуство. Във венозния край на капиляра EOVS надвишава ефективното хидростатично налягане с 9 mm Hg. Изкуство. (14-23 = -9), което определя прехода на течност от междуклетъчното пространство към съда.
Според Е. Старлинг съществува равновесие: количеството течност, напускаща съда в артериалната част на капиляра, трябва да бъде равно на количеството течност, която се връща в съда във венозния край на капиляра. Изчисленията показват, че такова равновесие не възниква: силата на филтриране в артериалния край на капиляра е 13 mm Hg. Чл., а силата на засмукване във венозния край на капиляра е 9 mm Hg. Изкуство. Това трябва да доведе до факта, че за всяка единица време повече течност излиза през артериалната част на капиляра в околните тъкани, отколкото се връща. Това става така - на ден от кръвообращението в междуклетъчното пространство преминават около 20 литра течност, а през съдовата стена се връщат само 17 литра. Три литра се транспортират в общото кръвообращение чрез лимфната система. Това е доста важен механизъм за връщане на течност в кръвния поток, ако е повреден, може да възникне така нареченият лимфедем.
Следните патогенетични фактори играят роля в развитието на оток:
1. Хидростатичен фактор.С увеличаване на хидростатичното налягане в съдовете се увеличава силата на филтриране, както и повърхността на съда (A; b, а не A, както в нормата), през която течността се филтрира от съда в тъканта . Повърхността, през която се осъществява обратният поток на течността (A, c, а не Ac, както в нормата), намалява. При значително повишаване на хидростатичното налягане в съдовете може да възникне състояние, когато течният поток се извършва през цялата повърхност на съда само в една посока - от съда към тъканта. Има натрупване и задържане на течности в тъканите. Има така наречения механичен или конгестивен оток. По този механизъм се развива оток при тромбофлебит, оток на краката при бременни жени. Този механизъм играе съществена роля при появата на сърдечни отоци и др.
2. Колоидно-осмотичен фактор. При намаляване на стойността на онкотичното кръвно налягане възниква оток, чийто механизъм на развитие е свързан с намаляване на стойността на ефективната онкотична сила на засмукване. Протеините на кръвната плазма, притежаващи висока хидрофилност, задържат вода в съдовете и освен това, поради значително по-високата си концентрация в кръвта в сравнение с интерстициалната течност, те са склонни да прехвърлят вода от интерстициалното пространство в кръвта. В допълнение, повърхността на съдовата област се увеличава (в "A2, а не в A, както в нормата), през която протича процесът на филтриране на течности, като същевременно се намалява резорбционната повърхност на съдовете (A2 s", а не Ac , както в нормата).
По този начин значително намаляване на онкотичното налягане на кръвта (поне с 1/3) се придружава от освобождаване на течност от съдовете в тъканите в такива количества, че те нямат време да бъдат транспортирани обратно в общия кръвен поток. , дори въпреки компенсаторното увеличаване на лимфната циркулация. Има задържане на течности в тъканите и образуване на отоци.
За първи път експериментално доказателство за значението на онкотичния фактор в развитието на оток е получено от E. Starling (1896). Оказа се, че изолираната лапа
кучетата, през съдовете на които е бил перфузиран изотоничен физиологичен разтвор, са станали едематозни и са наддали. Теглото на лапата и подуването намаляха рязко при замяната на изотоничния физиологичен разтвор с разтвор на кръвен серум, съдържащ протеин.
Онкотичният фактор играе важна роля в произхода на много видове отоци: бъбречни (голяма загуба на протеин през бъбреците), чернодробни (намаляване на протеиновия синтез), гладни, кахектични и др. Според механизма на развитие, такъв оток се нарича онкотичен.
3. Пропускливост на капилярната стена.Увеличаването на пропускливостта на съдовата стена допринася за появата и развитието на оток. Такъв оток се нарича мембраногенен според механизма на развитие. Въпреки това, увеличаването на съдовата пропускливост може да доведе до увеличаване както на процесите на филтрация в артериалния край на капиляра, така и на резорбцията във венозния край. В този случай балансът между филтриране и резорбция на водата не може да бъде нарушен. Следователно тук е от голямо значение повишаването на пропускливостта на съдовата стена за протеини на кръвната плазма, в резултат на което ефективната онкотична сила на засмукване намалява, главно поради повишаване на онкотичното налягане на тъканната течност. Отбелязва се отчетливо повишаване на пропускливостта на капилярната стена за протеините на кръвната плазма, например при остро възпаление - възпалителен оток. В същото време съдържанието на протеини в тъканната течност се увеличава рязко през първите 15-20 минути след действието на патогенния фактор, стабилизира се през следващите 20 минути, а от 35-40-та минута започва втората вълна на започва повишаване на концентрацията на протеини в тъканта, очевидно свързано с нарушен лимфен поток и затруднено транспортиране на протеини от фокуса на възпалението. Нарушаването на пропускливостта на съдовите стени по време на възпаление е свързано с натрупването на медиатори на увреждане, както и с нарушение на нервната регулация на съдовия тонус.
Пропускливостта на съдовата стена може да се увеличи под действието на някои екзогенни химикали (хлор, фосген, дифосген, люизит и др.), Бактериални токсини (дифтерия, антракс и др.), Както и отрови на различни насекоми и влечуги (комари). , пчели, стършели, змии) и др.). Под въздействието на тези агенти, в допълнение към увеличаването на пропускливостта на съдовата стена, има нарушение на тъканния метаболизъм и образуването на продукти, които повишават подуването на колоидите и повишават осмотичната концентрация на тъканната течност. Полученият оток се нарича токсичен.
Мембраногенният оток също включва неврогенен и алергичен оток.
Въведение
През 1960 г. Bayard Clarkson, David Thompson, Melvin Horwith и E. Hugh Luckey в American Medical Journal за първи път описват клиничен случай на повтарящ се едематозен синдром, комбиниран с прояви на хиповолемичен шок, при млада жена. Патологията се състои в периодична и необяснима загуба на част от кръвната плазма от съдовото русло в интерстициума, което се случва в предменструалния период. Вредните ефекти от внезапно повтарящо се рязко повишаване на пропускливостта на капилярите в крайна сметка доведоха до смъртта на пациента. Понастоящем са известни не повече от 1000 описани случая на идиопатичната форма на синдрома на капилярно изтичане (CLS) със смъртност от 21%.
Основните признаци на синдрома са:
1) артериална хипотония поради хиповолемия;
2) повишаване на показателите за хемоконцентрация - хематокрит и концентрация на хемоглобин в кръвта;
3) хипоалбуминемия без албуминурия;
4) появата на генерализиран оток.
Въпреки това, както се оказа много скоро, капилярното изтичане недвусмислено присъства по един или друг начин в по-голямата част от случаите на критични състояния на човешкия и животинския организъм. Най-изразено е при състояния на сепсис и шок. Следователно, на настоящия етап синдромът на капилярна пропускливост най-често се разбира като прогресивно патологично увеличаване на пропускливостта на капилярите, наблюдавано при критични състояния (сепсис, шок, изгаряния, синдром на респираторен дистрес), водещо до загуба на течна част от кръвта. в интерстициалния сектор на извънклетъчното водно пространство, с по-нататъшно развитие на хиповолемия, хипоперфузия на органи и тъкани, затруднен транспорт на кислород и бързо образуване на множествена органна дисфункция.
При възникването на SLE основната роля принадлежи на дисфункцията на съдовия ендотел, свързаните с него имунни отговори и редица възпалителни медиатори.
Функции на ендотела и ролята на компонентите на уравнението на Старлинг в развитието на синдрома на капилярно изтичане
Ендотелът е вътрешната обвивка на кръвоносните съдове, която отделя кръвния поток от по-дълбоките слоеве на съдовата стена. Това е непрекъснат монослой от епителни клетки, които образуват тъкан, чиято маса при хората е 1,5-2,0 kg. Ендотелът непрекъснато произвежда огромно количество от най-важните биологично активни вещества, като по този начин е гигантски паракринен орган, разпределен по цялата площ на човешкото тяло. Ендотелът синтезира вещества, които са важни за контрола на кръвосъсирването, регулирането на тонуса и кръвното налягане, филтрационната функция на бъбреците, контрактилната дейност на сърцето, метаболитното снабдяване на мозъка, контролира дифузията на вода, йони. , метаболитни продукти, реагира на механичния ефект на течащата течност, кръвното налягане и напрежението на реакция, създадени от мускулния слой на съда. Ендотелът е чувствителен към химично и анатомично увреждане, което може да доведе до повишена агрегация и адхезия на циркулиращите клетки, развитие на тромбоза и утаяване на липидни конгломерати.
Основната функция на ендотела е бариерен транспорт, но изпълнението на тази функция в микросъдовете се извършва по различни начини. Транспортирането на вещества през ендотела на различни части на съдовото легло се извършва по различен начин. Стените на венозните компоненти на микроваскулатурата са по-пропускливи за протеини, отколкото стените на други микросъдове. Пропускливостта на посткапилярните венули за вода значително надвишава тази на прекапилярите и капилярите. Наблюдават се значителни вариации в протеиновия транспорт през ендотелната обвивка дори по протежение на един микросъд.
Транспортът на интраваскуларна течност през ендотела се осъществява: 1) директно през ендотелните клетки - чрез системата от техните микровезикули и трансендотелни канали (трансцитоза, трансендотелен трансфер); 2) чрез междуендотелни празнини - области на свързване на ендотелни клетки.
Обменът на течности между интраваскуларния и интерстициалния сектор се подчинява на закона на Ернст Хенри Старлинг. Съгласно този закон течността се движи в съответствие с градиента на налягането, създаден, от една страна, от хидростатичното вътресъдово налягане и колоидно-осмотичното налягане на интерстициалната течност, а от друга страна, от хидростатичното интерстициално налягане и колоидно осмотично налягане на кръвната плазма.
Според класическата концепция на Старлинг, вътре в капиляра, приблизително на 2/3 от дължината му от началото му, има точка на равновесие на всички сили, описани по-горе, проксимално към която преобладава екстравазацията на течности и дистално резорбцията. В идеална точка на равновесие няма обмен на течност. Реалните измервания показват, че определена зона на капиляра е в почти равновесно положение, но дори и в нея отделянето на течност все още преобладава над резорбцията. Този излишен трансудат се връща в кръвта през лимфните съдове.
С увеличаване на хидростатичното налягане в микроциркулаторните обменни съдове, зоната на равновесие се измества към посткапилярните венули, увеличавайки повърхността на филтриране и намалявайки резорбционната площ. Намаляването на хидростатичното налягане води до обратно изместване на зоната, близка до равновесието. Общата обемна скорост на филтриране в отделна хистия се определя главно от общата повърхност на функциониращите капиляри и тяхната пропускливост. Количествена оценка на обемната скорост на транскапилярното движение на течност може да се направи по формулата:
където Qfе обемът течност, филтрирана през капилярната стена, на единица площ;
CFCе коефициентът на капилярна филтрация, характеризиращ площта на обменната повърхност (броя на функциониращите капиляри) и пропускливостта на капилярната стена за течност. Коефициентът има единицата ml/min/100 g тъкан/mm Hg, т.е. показва колко милилитра течност за 1 min се филтрира или абсорбира в 100 g тъкан с промяна на капилярното хидростатично налягане с 1 mm Hg;
s е коефициентът на осмотично отражение на капилярната мембрана, който характеризира действителната пропускливост на мембраната за вода и вещества, разтворени в нея;
рупии- стойността на хидростатичното налягане на вътресъдовата течност;
Пи- стойността на хидростатичното налягане на интерстициума;
pc е стойността на колоидно-осмотичното налягане на вътресъдовата течност;
pi е колоидно-осмотичното налягане на интерстициума.
Стойността на хидростатичното налягане в капилярите, което изстисква течността в тъканта, в артериалния край на капилярите е около 30 mm Hg. По хода на капилярите тя намалява поради триене до 10 mm Hg. във венозния им край. Средното капилярно налягане се оценява на 17 mm Hg.
Колоидното осмотично налягане на плазмата не съвпада с общото осмотично налягане върху клетъчните мембрани. Осигурява се само от онези частици, които не преминават свободно през капилярната стена. Това са изключително протеинови молекули, главно албумин и a1-глобулини. Характерно е, че фибриногенът почти не участва в създаването на онкотично налягане. Общото осмотично налягане върху клетъчната мембрана се създава от всички разтворени и суспендирани частици и е 200 пъти по-високо от колоидно-осмотичния компонент. Но протеиновият компонент на общото налягане е единственият значим за преминаването на течност през съдовата стена, тъй като солните и неелектролитните компоненти на общото осмотично налягане от двете страни на хистохематичните бариери се балансират от дифузия на съответните вещества с относително ниско молекулно тегло, чиято скорост е хиляди пъти по-голяма от скоростта на филтриране на течността. Обикновено плазмената концентрация на протеини е повече от 3 пъти по-висока от интерстициалната. В мускулите и мозъчната тъкан концентрацията на онкотични еквиваленти е още по-ниска. Следователно плазмените протеини създават онкотично налягане от най-малко 19 mm Hg, което задържа течността в съда. Към това се добавят около 9 mm Hg. поради ефекта на F.J. Donnan - електростатична фиксация от анионни протеинови молекули на излишните катиони във вътресъдовото пространство. По този начин общото налягане на задържане е 28 mmHg. съществува по дължината на целия капиляр.
Средното онкотично налягане на тъканната течност при нормални условия е 6 mm Hg. и задържа вода в тъканите. Ако излишният протеин, който навлиза в тъканта чрез трансцитоза и възпаление, не се абсорбира отново през лимфната система, градиентът на онкотичното налягане между кръвта и тъканите постепенно би се загубил.
Почти 70 години след Старлинг се смяташе, че хидростатичното налягане на интерстициалната течност е положително, което се противопоставя на освобождаването на течност от съда. Експериментите на Артър Гайтън показват, че под кожата между съдовете има отрицателно (т.е. субатмосферно) налягане на засмукване. При нормални условия налягането на свободната течност в повечето тъкани е от -2 до -7 mmHg. (средно -6).
Изсмукването от тъканите на течност от капиляри и посткапилярни венули всъщност значително улеснява работата на сърцето при тъканна перфузия и има решаващ ефект върху пътищата на нормалната микроциркулация. Налягането на водата, свързана от тъканния гел, също е на субатмосферно ниво, но е 1-2 mm Hg. по-висока, отколкото в свободната фаза. Положително тъканно налягане има само в органи, разположени в затворен обем, например в мозъка. В други тъкани тя става по-висока от атмосферната само със забележим оток. Частичният вакуум под кожата спомага за компактното състояние на клетките в здравите тъкани, дори при липса на свързващи структури на съединителната тъкан. Със загубата му в едематозна, например възпалена тъкан, връзките между клетките отслабват.
По-високата пропускливост и увеличената площ на венозните краища на капилярите в сравнение с артериалните краища балансира настъпващите потоци, въпреки почти половината от абсолютната стойност на резултантния резорбционен вектор в сравнение с трансудационния вектор. Горният механизъм регулира филтрацията и реабсорбцията. Въпреки това, други процеси, дифузия и трансцитоза, също се появяват на хистохематологичната граница, които имат важен принос за определяне на състава на тъканната течност.
Дифузията е основният механизъм на транскапилярния обмен. Скоростта на филтрационния поток е много по-ниска от скоростта на капилярния кръвен поток. Въпреки това е изчислено, че скоростта на хистохематичен воден обмен е много висока, следователно не се определя от филтрацията, а може да бъде свързана само с дифузия. В резултат на това обменът на подходяща вода в тъканите обикновено не съответства на механично променливите характеристики на капилярния кръвен поток. Стойността на дифузията зависи от броя на функциониращите капиляри (пряка връзка), градиента на концентрацията на разтворените вещества (пряка зависимост) и скоростта на кръвния поток в микроваскулатурата (обратна зависимост).
Допълнителна защита на интерстициума от прекомерно натрупване на течност и образуване на оток е дренажната система на лимфните съдове. Отокът е типичен патологичен процес, който се състои в образуването на излишна течност в интерстициалния сектор на извънклетъчното водно пространство. Терминът "оток" не се използва по отношение на вътреклетъчната свръххидратация (терминът "подуване на клетката" е по-приемлив за неговото обозначаване). При оток винаги има не само излишък от извънклетъчна тъканна вода, но и повишаване на съдържанието на натрий в тъканната течност. При оток налягането на смукателната тъкан винаги намалява, а при тежка тъканна хиперхидратация става положително. Клинично първоначалният оток с отрицателно налягане на тъканната течност съответства на симптома за образуване на ямка при натиск върху едематозната тъкан. Ако не се образува ямка под налягане, налягането в тъканта е положително, което съответства на „напрегнат“ или напреднал оток. A. Guyton изчислява, че отрицателното налягане в тъканите (5,3 mm Hg), дренажната функция на лимфата по отношение на течността (около 7 mm Hg) и резорбцията на тъканния протеин в кръвта през лимфата (още 5 mm Hg , Чл.) общо създават "буферен резерв" от порядъка на 17 mm Hg, който предпазва от незабавно развитие на оток с увеличаване на филтрирането и намаляване на онкотичното налягане. Следователно, отокът започва да се образува, когато средното вътрекапилярно налягане се повиши (или плазменото онкотично налягане се понижи) с 17-18 mm Hg, т.е. когато достигне най-малко 35 mm Hg. - за капилярна хидростатична или 10 mm Hg. — за плазмено онкотично налягане. Отокът е проява на несъвършена адаптация. Адаптивната роля на отока може да се види във факта, че те предпазват тялото от развитие на хиперволемия, която може да има животозастрашаващи остри последици, състоящи се в нарушение на системната хемодинамика. Локалният оток има разреждащ ефект върху тъканната течност, което потенциално намалява концентрациите на патогени, токсини и автокоиди, когато тъканта е увредена. Отокът е един от механизмите за ограничаване на зоната на възпаление. В същото време съдовете се притискат в едематозните тъкани, допълнително се нарушава микроциркулацията, дифузията на хранителните вещества е затруднена, такива тъкани се заразяват по-лесно и заздравяват по-лошо. Подобно на други типични патологични процеси, отокът е полиетиологичен.
Механизми на загуба на интраваскуларна течност в интерстициума
По този начин най-очевидните механизми за загуба на интраваскуларна течност в интерстициума са: 1) увеличаване на градиента на хидростатичното налягане в артериалната част на капиляра; 2) намаляване на градиента на колоидно-осмотичното налягане във венозния край на капиляра; 3) нарушение на лимфния дренаж. От изброените механизми при формирането на КСВ в критични условия, разбира се, най-сериозно значение имат първият и вторият. Изтичането на течност също се увеличава поради повишената капилярна пропускливост, медиирана от действието на възпалителни медиатори. В табл. 1 е списък на добре известни медиатори, причиняващи освобождаване на декстран от посткапилярни венули.
Многобройни експерименти показват освобождаване на плазмени протеини или флуоресцентни декстрани със същия молекулен размер от посткапилярни венули в интерстициума след локално приложение на хистамин, брадикинин и други възпалителни медиатори. Този изход, както беше предложено по-рано, се осъществява през широки междуендотелни връзки или празнини, които се образуват от свиване на ендотелни клетки. Някои от слотовете са в "отворено" състояние още преди началото на агресивното действие на медиатора. По време на действието на посредника броят на "отворените" слотове се увеличава, но само до определен лимит. По-нататъшното увеличаване на концентрацията на медиатора не води до увеличаване на броя на функционалните пропуски. "Отварянето" на пукнатините може да бъде спряно чрез въвеждането на редица лекарства - антихистамини, глюкокортикоиди, b-адренергични агонисти, вазопресин, ксантини, бавни блокери на калциевите канали.
Патологично повишаване на съдовия пермеабилитет се наблюдава и под действието на други възпалителни медиатори - цитокини (фактор на туморна некроза алфа (TNF-a), интерлевкини-2 и -6, съдов пермеабилитет фактор (васкуларен ендотелен растежен фактор А)), активни протеази , свободни радикали, бактериални токсини и др. Сериозна роля в регулацията на съдовата пропускливост понастоящем се отдава на тромбина.
Както бе споменато по-горе, капилярното изтичане на течната част на кръвта може да причини развитие на значителна хиповолемия, до развитието на хиповолемичен шок. От своя страна, самото шоково състояние, което се характеризира със системна тъканна хипоперфузия, ендотелна хипоксия, освобождаване на голям брой агресивни медиатори и тежки метаболитни нарушения, задължително допринася за образуването на SLE. В този смисъл резултатите от експерименталните изследвания са много показателни. Известно е, че при провеждане на експерименти с плъхове, при които се симулира хеморагичен шок, комбиниран с термични увреждания, заместителната обемна терапия с кристалоидни плазмени заместители е придружена от увеличаване на съдържанието на течност в интерстициалния сектор на извънклетъчното водно пространство с 3 и дори 3,5 пъти (Беляев A.N.). Ежедневните клинични наблюдения показват, че в условия на критични състояния едематозният синдром може да прогресира изключително бързо, а елиминирането на отока понякога става много бавно, което изисква използването на еферентни методи за корекция (ултрафилтрация). Въз основа на тези данни редица учени (В. В. Беляев и др.), които изучават характеристиките на процесите на транскапиларен обмен, правилно отбелязват, че не винаги е възможно да се обясни значително капилярно изтичане от гледна точка на теорията на Старлинг .
Първо, прогресивният преход на течност от съдовете към интерстициума допринася за повишаване на хидростатичното налягане в него и следователно до намаляване на едноименния градиент на нивото на "артериола - интерстициум". Второ, тъй като основната част от течността, изгубена от съдовете, е вода, когато се натрупа в интерстициума, концентрацията на протеин естествено ще намалее в него, което ще доведе до намаляване на колоидно-осмотичното налягане на интерстициалната течност и увеличаване на градиент на онкотично налягане на ниво "венула - интерстициум" . Повишената капилярна пропускливост, както следва от уравнението на Старлинг, може да допринесе както за прехода на течност от съдовете към интерстициума, така и за връщането му - посоката на потока на течността съвпада с посоката на резултантния вектор. По този начин нарастването на отока винаги е ограничено и трябва да отзвучи от само себе си.
Други съмнения възникват при по-подробно разглеждане на механизмите на трансендотелния флуиден транспорт и ултраструктурата на ендотела и интерстициума. Няма проходни отвори в стените на никакви артериоли и венули, както и капилярите на повечето органи, тъй като техният ендотел принадлежи към непрекъснат тип и цитоплазмените процеси на неговите клетки се припокриват и образуват непрекъснат слой над базалната мембрана, съдържащ не -фибриларен тип 4 колаген, ламинин и протеогликани. Отворен тип ендотел се среща само в капилярите на далака, черния дроб и костния мозък. В червата, бъбречните гломерули и ендокринните жлези ендотелът има фенестрирана структура. Но прозорците не са области на отсъствие на цитоплазмен слой над базалната мембрана, а само области, където ендотелните клетки са изключително изтънени. В повечето случаи тези прозорци (фенестра) са затворени от еднослойна диафрагма с централно удебеляване. Морфологично тази диафрагма е много подобна на диафрагмите, които също затварят отворите на ендотелните микровезикули и трансендотелните канали. Освен това навсякъде под ендотела има непрекъснати базални мембрани, наподобяващи плътна тъкан от колаген и свързани протеини и гликозаминогликани, а междуендотелните фисури не зейват, те са пълни с протеогликани.
Интерстициумът също в никакъв случай не е празнина, а се състои от колагенова матрица, пълна с протеогликанови нишки, съседни една на друга. При физиологични условия интерстициумът има малка разтегливост и неговата структура предотвратява свободното движение на течността. Въз основа на описаните по-горе факти, от гледна точка на теорията на Старлинг, е трудно да си представим възможността за увеличаване на количеството течност в интерстициума 3 пъти. Междувременно изразеният едематозен синдром лесно се моделира в експеримента и е доста често срещан в клиниката при пациенти с хиповолемичен шок, сепсис и обширни изгаряния.
Появата на яснота по въпроса за съдържанието на понятието "капилярна пропускливост" беше до голяма степен улеснена от откритието, което показва, че в допълнение към механизмите, свързани с междуклетъчните празнини, трансцитозата, т.е. транспортът в пиноцитозни везикули директно през цитоплазмата на ендотелиоцитите , а не между тях. Когато се установи, че някакъв медиатор има такъв ефект като увеличаване на пропускливостта, това означава, че този агент повишава интензивността на трансцитозата, насърчава образуването на трансцитотични везикули или ускорява тяхното издърпване навън от клетката от нейния цитоскелет, последвано от екструзия. Понастоящем е общоприето да се идентифицират микропиноцитозни везикули и големи пори на ендотела. Възможно е малките пори, особено в капилярите, да са условното наименование на една от разновидностите на трансцитотичния механизъм. В този случай транскапилярните тубули представляват електронномикроскопичен еквивалент на трансцитотични везикули, които са се слели един с друг (R. Cotran).
Известна трудност е въпросът какво може да накара механизмите на трансцитозата да „работят за интензивно изпомпване на течност от съдовете в интерстициума без адекватното му връщане“ и как се променят механичните свойства на интерстициума, позволявайки му да натрупа значително количество течност .
Диаметърът на капилярите може да варира 2-3 пъти. При максимално стеснение те не пропускат кръвни клетки, съдържат само течната част на кръвта – плазмата. Когато капилярът се разшири, кръвните клетки преминават през него бавно, една по една, променяйки своята сферична форма в по-удължена. Това е от голямо физиологично значение, тъй като удължаването на формата на кръвните клетки увеличава площта на контакта им с капилярната стена, а бавното движение на кръвта удължава времето на контакт със съдовата стена. Всичко това улеснява проникването на кислород и хранителни вещества от кръвта в тъканите.
В условията на развитие на системна възпалителна реакция в организма под въздействието на вещества като например хистамин, брадикинин, вещество Р, водородни йони, настъпва вазодилатация на периферните микросъдове и се увеличава доставката на левкоцити към капилярите. Обикновено неутрофилите не се задържат и не заобикалят артериолите, капилярите и венулите. При хиперцитокинемия, придружаваща генерализирани форми на възпаление, промяната в морфологията на ендотелната обвивка на венулите създава условия за задържане на неутрофили в тази част на съдовото легло с последващото им активиране. От всички провъзпалителни цитокини, факторът на туморната некроза алфа най-значително подобрява адхезията на циркулиращите гранулоцити и моноцити към васкуларните ендотелни клетки и стимулира тяхната миграция в тъканите. Повишената клетъчна миграция в тъканите е следствие от активирането на процесите на търкаляне ("търкаляне" по ендотелната обвивка) и последваща адхезия на левкоцити към трансформирания ендотел на микросъдовете. В същото време ендотелните клетки свръхекспресират разширен диапазон от клетъчни адхезионни молекули, мембранни протеини, участващи в клетъчното свързване към извънклетъчния матрикс и други клетки.
Левкоцитите се активират по време на последователно развиващите се фази на този процес и придобиват способността да отделят медиатори, както и да участват във възпалителни реакции. Следователно, хиперцитокинемията не само активира ендотела, инициирайки системна ендотелна дисфункция, но също така допринася за разгръщането на възпалителна реакция, която няма защитна стойност в близките тъкани, което е придружено от промяна.
Значителен принос за промяната на ендотела и стените на микросъдовете имат и имунните механизми, изпълнявани от механизма на цитолиза, медииран от комплемента и насочен към антигени, клетки и имунни комплекси, които са фиксирани върху ендотела или базалната мембрана на стените. на кръвоносните съдове. Дегранулацията на базофилите и неутрофилите, както и нарушената фагоцитоза на агрегирани тромбоцити, са процесите, които създават прекомерни концентрации на биоактивни амини, протеази, липидни медиатори на възпалението, анафилатоксини (C5a, C4a, C3a), реактивни кислородни видове и други реактивни радикали и въведе допълнителен принос към промяната. В резултат на това се развива генерализиран септичен васкулит и се образуват множество съдови микротромбози. В по-късните етапи на генерализирания васкулит, активираните мононуклеарни клетки освобождават провъзпалителни цитокини и фактори на тромбоцитната агрегация. Тези клетки също придобиват способност за фагоцитоза на различни биологични обекти и екзоцитоза на свободни кислородни радикали и протеази. Това, от своя страна, допълнително засилва експресията на адхезивни молекули върху цитоплазмените мембрани на неутрофилите и ендотелиоцитите, води до повишаване на пропускливостта на стените на венулите и изостря явленията на промяна на техния ендотел. Адхезията на левкоцитите допълнително повишава степента на запушване на венулите. Насърчава тези процеси и забавянето на кръвните клетки, което води до забавяне на кръвния поток. Поради различната скорост на кръвния поток, явленията на утайка се наблюдават главно във венули, по-рядко се разпространяват в капиляри. Феноменът на утайката в артериолите е изключително рядък и показва тежки, като правило, необратими нарушения на системната микроциркулация. С намаляване на лумена на венули от кръвни клетки, хидростатичното налягане се увеличава в капилярите и излишъкът от течност се натрупва в интерстициума, т.е. образува се оток. Адхезията и агрегацията на тромбоцитите по типа на съдово-тромбоцитната хемостаза изострят възникващите нарушения на кръвния поток в малките съдове. Това се противодейства от биологично активни вещества със съдоразширяващо действие. В резултат на това се развива по-нататъшно забавяне на кръвния поток, нарастват реологичните нарушения с явленията на агрегация, секвестрация на кръвта и капилярно изтичане. При високи скорости на срязване в кръвния поток, които са най-типични в микроциркулаторното русло, активността на фактора на фон Вилебранд като агент на адхезия и агрегация на левкоцитите рязко се повишава. При тежък сепсис и септичен шок описаните процеси се развиват едновременно в различни микроциркулаторни области, присъстващи в почти всички органи, което предопределя формирането и задълбочаването на полиорганна дисфункция.
Възпалението се характеризира с тъканна инфилтрация от левкоцити. Левкоцитите напускат кръвния поток през цялото време и навлизат в тъканите без възпаление. За тези форми на изгонване се използват специализирани участъци от съдовото легло, представени в много от неговите области - високи ендотелни венули. Изходът от кръвния поток в тъканите е естествен етап от живота на моноцитите, попълвайки резерва от различни тъканни макрофаги, както и за полиморфонуклеарни клетки. Въпреки това, при наличие на възпалително огнище, възниква селективно фокусиране на емиграцията на левкоцитите и в някои случаи повече от половината от дневното производство на фагоцитни клетки е в зоната на възпалението, с относително намаляване на мащаба на емиграцията в други части на съдовото легло. Изхвърлянето на левкоцитите от съда се случва във фокуса на възпалението върху голяма площ, покриваща посткапилярни венули и капиляри, но не и артериоли. В лимфните съдове на възпалителния фокус е възможна и емиграция. Следователно, под въздействието на възпалителни медиатори, ендотелиумът на всички тези съдове (а не само високите ендотелни венули) значително се увеличава или придобива способността да пропуска емигриращи левкоцити.
Преминавайки към субендотелни структури, левкоцитите продължават да произвеждат и секретират биологично активни вещества. Тяхното изолиране е насочено предимно към защита на тялото от възпалителен агент, но същите тези вещества също променят структурата на интерстициума, променяйки неговите механични свойства. В резултат на това се нарушава структурата на колагеновия матрикс на интерстициума и хидростатичното интерстициално налягане намалява. Увеличаването на хидростатичното капилярно налягане поради увеличаване на съпротивлението на кръвния поток във венулите причинява капилярно изтичане. Изгубената течност не се разпределя равномерно в интерстициума, а образува зони на „течни инфилтрати”. В състава на горните "инфилтрати" влиза значително количество изгубен протеин, който задържа водата в него. Следователно връщането на течност в съдовете е изпълнено със сериозни затруднения.
Има три вида динамика на съдовата пропускливост по време на възпаление:
1. Ранна преходна фаза което се състои в бързо и краткотрайно повишаване на пропускливостта на малки и средни венули (с диаметър до 100 микрона). Пропускливостта се увеличава до максимум 5-10 минути след увреждане. Хистаминът играе изключителна роля в тази фаза, тъй като се блокира от неговите антагонисти. Други възпалителни медиатори като брадикинин, левкотриени и простагландини могат да играят поддържаща роля. Механизмите на ранната фаза на повишаване на пропускливостта са свързани повече с разширяването на междуклетъчните пространства поради намаляването на ендотелиоцитите, отколкото с повишената трансцитоза. Запасите от хистамин в тъканите са малки, той се инактивира от хистаминаза, освен това се наблюдава намаляване на чувствителността на неговите рецептори. Следователно, пропускливостта отново намалява след 30 минути.
2. късна удължена фаза повишаването на съдовата пропускливост започва 1-2 часа след увреждане на васкуларизираната тъкан и достига пик след 4-6 часа. Това е особено изразено при слънчево изгаряне. В някои случаи, например при свръхчувствителност от забавен тип, латентният период продължава много по-дълго - от 4-6 до няколко десетки часа или дори до 6-8 дни. Късната фаза е с продължителност най-малко 24 часа. В късната фаза се увеличава пропускливостта както на капилярите, така и на венулите. Има активиране на клетъчния цитоскелет на ендотелните клетки. Увеличаването на пропускливостта включва както ускоряване на трансцитозата, така и междуклетъчните процеси, по-специално отдръпването от ендотелиоцитите на процесите, участващи в свързването на клетките, поради което между тях се появяват празнини. Не се наблюдава забележимо закръгляване на ендотелните клетки. В експеримента късният стадий не се възпроизвежда или е силно отслабен при животни, лишени от левкоцити. Предполага се, че се осигурява главно от полипептидни медиатори на възпалението, включително цитокини от макрофагов и лимфоцитен произход (интерлевкин-1, кахексин, g-интерферон).
3. Ранно постоянно повишаване на пропускливостта . При значителна и широко разпространена първична промяна, например при тежки изгаряния, инфекции с ендотелиотропни патогени, съдовата пропускливост се увеличава през първите 30-45 минути до максимум и не намалява в продължение на няколко часа. След това следва бавният му спад, продължаващ няколко дни. Засягат се артериоли, капиляри и венули, наблюдават се некроза, десквамация на ендотелиума и разкъсвания на базалните мембрани, настъпва стабилизиране на пропускливостта като съдова тромбоза и образуване на нови съдови образувания. Този модел на повишена пропускливост зависи от масивното действие на първичния променящ фактор, влиянието на хидролазите и други, главно левкоцитни, механизми на вторична промяна на съдовете.
Лечение на синдром на капилярно изтичане
Невъзможно е да си представим лечението на SKU без мерки, насочени към елиминиране на причината, която е причинила развитието на синдрома на системния възпалителен отговор. При хирургични заболявания, които могат да причинят SKU, е необходима навременната им и адекватна корекция с антибиотична терапия. Разбира се, антибактериалната терапия е основният компонент на лечението на много инфекциозни заболявания, нейните задачи са както директното унищожаване на патогените, така и предотвратяването на развитието на бактериална суперинфекция.
В някои случаи образуването на SKU може да бъде спряно чрез назначаването на антагонисти на действието на възпалителни медиатори. Най-показателно е назначаването на блокери на H1-хистаминовите рецептори при остри алергични реакции, използването на протеазни инхибитори при пациенти с тежки форми на остър панкреатит, травматични наранявания, изгаряния, кървене. Производството на левкотриени, което се осъществява чрез липоксигеназния път на окисление на арахидоновата киселина, се блокира от въвеждането на кверцетин (корвитин) в тялото. Ксантините (теофилин, пентоксифилин), които са антагонисти на аденозин и неговите производни, също могат да ограничат прогресията на СЛЕ.
Добре известно е, че предписването на b-адреномиметични лекарства допринася за намаляване на капилярната пропускливост. Има работи, описващи намаляване на интензивността на SLE при продължителни постоянни инфузии на допамин и добутамин. Селективният β1-агонист тербуталин се използва за дългосрочно лечение на пациенти с идиопатична CKU.
Съвсем наскоро глюкокортикоидите са най-често използвани в клиничната практика за намаляване на съдовата пропускливост. Глюкокортикоидите стабилизират клетъчните мембрани и лизозомите, като по този начин ограничават освобождаването на активни хидролази от тях, което води до ограничено увреждане на тъканите по време на възпаление. Те спомагат за поддържане целостта на клетъчната мембрана дори при наличие на токсини, което намалява подуването на клетките. Глюкокортикоидите засилват синтеза на липомодулин, ендогенен инхибитор на фосфолипаза А-2, като по този начин инхибират неговата активност. Фосфолипаза А-2 подпомага мобилизирането на арахидоновата киселина от фосфолипидите на клетъчната мембрана и образуването на метаболити на тази киселина (простагландини и левкотриени), които играят ключова роля във възпалителния процес. В допълнение, глюкокортикоидите стимулират синтеза на междуклетъчно вещество - хиалуронова киселина, което намалява пропускливостта на съдовата стена. Намаляването на ексудацията също е свързано с намаляване на секрецията на хистамин и с промяна в чувствителността на адренергичните рецептори към катехоламини (повишена чувствителност на адренергичните рецептори към адреналин и норепинефрин). В резултат на това се наблюдава повишаване на съдовия тонус и намаляване на пропускливостта на съдовата стена. Глюкокортикоидите също помагат за ограничаване на миграцията на левкоцитите в тъканите. Въпреки това надеждите, възлагани на използването на глюкокортикоиди при сепсис, не се оправдаха. Резултатите от последните проучвания на медицината, основана на доказателства, показват, че както малките, така и големите дози глюкокортикоиди не намаляват смъртността при пациенти със сепсис.
Известни надежди за намаляване на интензивността на SLE при различни патологични състояния са свързани с употребата на есцинови препарати. Есцинът е тритерпенов гликозид, който е основната активна съставка в екстракта от семена на конски кестен. Има изразен венотонизиращ ефект и се използва за локално и системно приложение при нарушения на венозното кръвообращение и особено при венозна недостатъчност, като премахва венозния застой.
Есцинът предотвратява активирането на лизозомните ензими, които разграждат протеогликана, повишава тонуса на венозната стена, премахва венозния застой, намалява капилярната пропускливост и чупливостта. Повишеният венозен кръвоток има благоприятен ефект при заболявания, придружени от венозен застой, оток, трофични увреждания на стените на кръвоносните съдове, възпалителни процеси и венозна тромбоза, насърчава възстановяването на органи и тъкани. Венотоничният ефект се осъществява чрез активиране на контрактилните свойства на еластичните влакна на венозната стена (т.е. излагане на метаболити на есцин), както и чрез стимулиране на освобождаването на надбъбречни хормони, образуването на простагландини F2a в стените на кръвоносните съдове и освобождаването на норепинефрин в синапсите на нервните окончания. Като капилярен протектор, есцинът нормализира състоянието на съдовата стена, повишава стабилността на капилярите и намалява тяхната чупливост. Ефектът се дължи на инхибирането на активността на лизозомните ензими, което предотвратява разграждането на протеогликана (мукополизахариди) на капилярната стена. Есцин инхибира активността на хиалуронидазата и има изразен анти-едематозен ефект, намалява пропускливостта на капилярите (предимно пропускливостта на плазмено-лимфната бариера), предотвратява ексудацията на протеини с ниско молекулно тегло, електролити и вода в междуклетъчното пространство; улеснява изпразването на разширените вени, повишава съдържанието на сух лимфен остатък. Индиректно, антиексудативният ефект се осъществява чрез стимулиране на производството и освобождаването на простагландини. Поради способността си да повишава резистентността на капилярите, есцинът засяга главно първата фаза на възпалението, като намалява съдовата пропускливост и намалява миграцията на левкоцитите.
Есцинът проявява антиагрегационен (подобрява микроциркулацията) и аналгетичен ефект, насърчава възстановяването на органи и тъкани и има антиоксидантно действие. Когато се използва локално, премахва болката, подуването, чувството на напрежение, ускорява резорбцията на повърхностни хематоми. Стеролите (стигмастерол и алфа-спинастерол), съдържащи се в екстракта от конски кестен, намаляват тежестта на възпалителния отговор. При рандомизирани двойно-слепи и кръстосани проучвания се наблюдава намаляване на транскапилярната филтрация и значително намаляване на отока, намаляване на чувството за тежест, умора, напрежение, сърбеж и болка. В клиничната практика на интензивното лечение разтворът на L-лизин есцинат, предназначен за интравенозно болусно и интравенозно капково приложение, се използва широко като препарат за есцин. В нашите проучвания беше установено, че терапията с L-лизин есцинат при пациенти с признаци на системен възпалителен отговор допринася за увеличаване на специфичния обем на интраваскуларната течност, като същевременно намалява обема на течността в извънклетъчното водно пространство.
И накрая, намаляването на загубата на течност от съдовете към интерстициума се постига чрез използване на колоидни плазмени заместители, които имат способността да задържат вода в съдовете в продължение на няколко часа. В този смисъл кристалоидните плазмени заместители значително отстъпват на колоидните разтвори. Невъзможността за попълване на дефицита на интраваскуларна течност с голямо количество кристалоидни разтвори в условията на хиповолемичен шок се проявява най-ясно при предоставянето на спешна помощ на ранени войници от американската армия по време на войната във Виетнам. Опитите за поддържане на достатъчен обем интраваскуларна течност в условия на травматичен шок чрез продължителна бърза инфузия на разтвор на Рингер, чието количество достига 5-6 литра на ден, бързо водят до задържане на значително количество течност в интерстициума на белите дробове и ускорява развитието на респираторен дистрес синдром. Целият медицински свят осъзна, че в критични ситуации тялото на жертвите се нуждае от въвеждане на плазмени заместители, които напускат съдовото легло по-бавно. Използването на албуминови разтвори за тази цел е свързано със значително оскъпяване на лечението и не е достъпно дори в страните с модерни силни икономики. Следователно създаването и усъвършенстването на синтетични колоидни плазмени заместители има големи перспективи. На настоящия етап от тази група лекарства се открояват производни на декстран, модифициран желатин и хидроксиетил нишесте (HES). За ограничаване на капилярното изтичане използването на HES е от голямо практическо значение. HES молекулите не само задържат течност в съдовете, но и влияят върху механизмите на системния възпалителен отговор.
Понастоящем вече има достатъчно доказателства, получени въз основа на експериментални изследвания и клинични наблюдения за противовъзпалителния ефект на производните на HES. J. Tien и др. (2004) в проучване на ефектите на 0,9% разтвор на NaCl и HES 200/0,5 при увеличаващи се дози при условия на ендотоксичен шок при плъхове установяват дозозависимо намаляване на капилярната пропускливост на белодробните капиляри заедно с намаляване на натрупването на неутрофили и неутрофилен протеин в белите дробове. Това беше съчетано с елиминиране на активирането на ядрения фактор kappa-B, който е отговорен за активирането на цитокиновата каскада и концентрацията на който особено се повишава в кръвта при летални случаи.
В проучване на D. Rittoo и сътр. (2005) включва 40 пациенти, които са били оперирани за инфраренална аортна аневризма. В сравнение с модифицирания желатин (гелофузин), инфузията на HES 200/0,5 допринася за значително и значимо понижение на кръвните нива на С-реактивния протеин и фактора на фон Вилебранд в кръвта на пациентите.
J. Verheij и др. (2006) изследват промените в капилярното изтичане при 67 вентилирани сърдечни пациенти. Като плазмени заместители са използвани 0,9% разтвор на NaCl, 6% HES 200/0,5, 5% разтвор на албумин и 4% модифициран разтвор на желатин. Белодробното съдово увреждане се оценява чрез изтичане на 67Ga белязан трансферин. Необходими са значително повече 0,9% разтвор на NaCl, отколкото колоиди, за да се поддържа ефективен обем на циркулиращата кръв. Изтичането на течност от съдовете е намалено в по-голяма степен с HES, отколкото с желатин. В 30% от случаите не са открити промени след реанимация.
В сравнително изследване на ефектите на HES 200/0.5 и HES 130/0.4 от G. Marx et al. (2006) в модел на септичен шок при прасета е установено, че HES 130/0.4 е по-ефективен за намаляване на капилярното изтичане, въпреки че системната оксигенация на органи и тъкани не се различава значително.
X. Feng и др. (2006) при изследване на ефекта на HES 130/0.4 върху изтичането на течност в капилярите на белите дробове, производството на цитокини и активирането на ядрения фактор kappa-B в тялото на плъхове с абдоминален сепсис, установи, че HES 130/ 0,4 намалена белодробна капилярна пропускливост и съотношението "течно/сухо тегло". В същото време се отбелязва намаляване на производството на провъзпалителния IL-6 и повишаване на концентрацията на противовъзпалителния IL-10. Активността на миелопероксидазата (лизозомален ензим на неутрофилите, способен да образува хипохлоритен анион, който, като силен окислител, има неспецифичен бактерициден ефект; при много възпалителни заболявания неутрофилната миелопероксидаза може обаче да причини тъканно увреждане), също намалява активността на миелопероксидазата, концентрацията на TNF-α в кръвта и активността на ядрения фактор kappa-B. В друго проучване X. Feng и др. (2007) HES 130/0.4 при състояния на полимикробен абдоминален сепсис, в сравнение с 0.9% разтвор на NaCl, допринася за намаляване на концентрацията на възпалителни медиатори в чревната тъкан, намаляване на концентрацията на TNF-a и макрофагов възпалителен протеин- 2 (MIP-2) в кръвта, увеличаване на производството на IL-10 и намаляване на активирането на ядрения фактор kappa-B.
Тогава X. Feng и др. (2007) провеждат сравнително проучване на ефектите на HES 200/0.5 и модифицирания желатин при плъхове при симулация на полимикробен абдоминален сепсис. Както HES 200/0,5, така и желатинът намаляват в зависимост от дозата капилярната загуба на интраваскуларна течност, но HES 200/0,5 показва подчертан противовъзпалителен ефект, който не се наблюдава при желатина. HES 200/0,5 значително допринесе за намаляване на кръвната концентрация на TNF-a, провъзпалителния IL-1b, MIP-2, намали броя на адхезивните молекули и предотврати активирането на миелопероксидазата и неутрофилната инфилтрация.
J. Boldt и др. (2008), който е извършен върху 50 кардиохирургични пациенти в сенилна възраст (> 80 години), които са претърпели интервенции с кардиопулмонарен байпас, периоперативното понижение на колоидно-осмотичното налягане е коригирано чрез въвеждане на 5% разтвор на албумин и HES 130/ 0,4. Изследването на възпалителния отговор включва изследване на концентрацията в кръвта на IL-6 и IL-10. Не са открити ползи от 5% разтвор на албумин. Наличието на по-малка степен на ендотелна активация се констатира при използването на HES 130/0.4.
S.A. Kozek-Langenecker и др. (2008) провеждат сравнително проучване на реанимационните ефекти на HES 200/0.5 и HES 130/0.4 при хирургични пациенти. Резултатите от проучването показват, че пациентите, които са инжектирани с HES 130/0.4, имат по-голям обем циркулираща кръв, по-ниски дренажни загуби, по-рядко се налага трансфузия на червени кръвни клетки, имат нормални стойности на активираното частично тромбопластиново време и по-ниско ниво на фактора на von Willebrand в кръвната плазма.
В изследване на P. Wanga и сътр. (2009) изследва ефектите от реанимация с лактат разтвор на Рингер, HES 130/0.4 и реинфузия на кръв при плъх модел на хеморагичен шок. Установено е безусловното предимство на влиянието на HES 130/0.4 и реинфузията на кръвта върху състоянието на капилярната пропускливост. В тези случаи производството на TNF-a, IL-6, активността на миелопероксидазата и активирането на ядрения фактор kappa-B намалява. Но ако при използване на повторна инфузия на еритроцити се наблюдава ясно увеличение на концентрацията на продуктите на свободно радикално окисление, тогава при условията на използване на HES 130/0.4 концентрацията на малондиалдехид и съотношението между окисления и редуцирания глутатион значително и значително намаляват .
В източниците на научна информация могат да се намерят повече от едно доказателство за противовъзпалителните ефекти на производните на HES и намаляването на капилярната пропускливост и SCL под въздействието на тяхната употреба. За съжаление, множеството терапии, които понастоящем са на разположение на специалистите по интензивно лечение, не осигуряват 100% елиминиране на SCL. Лечението му продължава да представлява сериозен проблем.
Библиография
1. Беляев А.В. Синдром на капилярно изтичане // Art of Likuvannya. - 2005. - № 24. - С. 92-101.
2. Беляев А.Н. Нарушение на транскапилярния метаболизъм при комбинирана травма: начини за патогенетична корекция // Патологична физиология и експериментална терапия. - 2003. - № 2. - С. 31.
3. Medicine-info [електронен ресурс] / http://meditsina-info.ru.
4. Swensier E. Доказателство за регулиране на микромолекулярната пропускливост в посткапилярните венули чрез посредничество на ендотелни клетки // Вестник на Академията на медицинските науки на СССР. - 1988. - № 2. - С. 57-62.
5. Мехта Д., Малик А.Б. Сигнални механизми, регулиращи ендотелната пропускливост // Physiological Reviews - 2006. - Vol. 86. - С. 279-367.
Подробности
ЗАКОН НА ФРАНК-СТАРЛИНГ ("закон на сърцето"):
Колкото повече сърдечният мускул се разтяга от входящата кръв, толкова по-голяма е силата на свиване и толкова повече кръв навлиза в артериалната система.
Законът на Франк-Старлинг предвижда:
- адаптиране на работата на вентрикулите на сърцето към увеличаване на обемното натоварване;
- "изравняване" на работата на лявата и дясната камера на сърцето (за единица време същото количество кръв навлиза в системното и белодробното кръвообращение)
Влияние на сърдечния дебит върху кръвното налягане, притока и изтичането на кръв от сърцето.
Две условия за изпълнение на хранителната функция на кръвоносната система, адекватна на текущите задачи, зависят от стойността на сърдечния дебит: осигуряване на оптимално количество циркулираща кръв и поддържане (заедно със съдовете) на определено ниво на средно артериално налягане (70-90 mm Hg), необходими за поддържане на физиологични константи в капилярите (25-30 mm Hg). В този случай предпоставка за нормалното функциониране на сърцето е равенството на кръвния поток през вените и освобождаването му в артериите. Решението на този проблем се осигурява главно от механизми, обусловени от свойствата на самия сърдечен мускул. Проявата на тези механизми се нарича миогенна авторегулация на помпената функция на сърцето. Има два начина за прилагането му: хетерометричен - извършва се в отговор на промени в първоначалната дължина на миокардните влакна, хомеометричен - възниква с техните контракции в изометричен режим.
Миогенни механизми на регулация на дейността на сърцето. Закон на Франк-Старлинг.
Изследването на зависимостта на силата на контракциите на сърцето от разтягането на неговите камери показа, че силата на всяко сърдечно свиване зависи от големината на венозния приток и се определя от крайната диастолна дължина на миокардните влакна. Тази зависимост се нарича хетерометрична регулация на сърцето и е известна като Закон на Франк-Старлинг: "Силата на свиване на вентрикулите на сърцето, измерена по какъвто и да е начин, е функция на дължината на мускулните влакна преди свиването", т.е. колкото повече камерите на сърцето са пълни с кръв, толкова по-голям е сърдечният изход. Установена е ултраструктурната основа на този закон, която се състои в това, че броят на актомиозиновите мостове е максимален, когато всеки саркомер е разтегнат до 2,2 μm.
Увеличаването на силата на свиване по време на разтягане на миокардните влакна не е придружено от увеличаване на продължителността на свиването, следователно този ефект едновременно означава увеличаване на скоростта на повишаване на налягането в камерите на сърцето по време на систола.
Инотропни ефекти върху сърцето поради ефектът на Франк-Старлинг, играят водеща роля в увеличаването на сърдечната дейност по време на повишена мускулна работа, когато свиването на скелетните мускули предизвиква периодично компресиране на вените на крайниците, което води до увеличаване на венозния приток поради мобилизирането на резерва от депозирана в тях кръв.
Отрицателните инотропни влияния по този механизъм играят важна роля в промените в кръвообращението по време на прехода към вертикално положение (ортостатичен тест). Тези механизми са от голямо значение за координиране на промените в сърдечния дебит и кръвния поток през вените на малкия кръг, което предотвратява риска от развитие на белодробен оток.
Хомеометрична регулация на сърцето.
Терминът " хомеометрично регулиране» обозначават миогенни механизми, за чието прилагане степента на крайно диастолно разтягане на миокардните влакна няма значение. Сред тях най-важна е зависимостта на силата на свиване на сърцето от налягането в аортата (ефект на Anrep) и хроно-инотропната зависимост. Този ефект се състои в това, че с увеличаване на налягането "на изхода" от сърцето се увеличава силата и скоростта на сърдечните контракции, което позволява на сърцето да преодолее повишеното съпротивление в аортата и да поддържа оптимален сърдечен дебит.
Д.Н. Проценко
Проценко Денис Николаевич,
Доцент в катедрата по анестезиология и реанимация на Руския държавен медицински университет,
Градска клинична болница № 7б в Москва
През 1896 г. британският физиолог Е. Старлинг (Starling, Ernest Henry, 1866-1927) разработва концепцията за обмен на течности между капилярна кръв и тъканна интерстициална течност 1.
Kfc - коефициент на капилярна филтрация
P - хидростатично налягане
P - онкотично налягане
Sd - коефициент на отражение (от 0 до 1; 0 - капилярът е свободно пропусклив за протеина, 1 - капилярът е непропусклив за протеина)
Според тази концепция обикновено има динамичен баланс между обемите течност, филтрирани в артериалния край на капилярите и реабсорбирани в техния венозен край (или отстранени от лимфните съдове). Първата част на уравнението (хидростатична) характеризира силата, с която течността се стреми да проникне в интерстициалното пространство, а втората (онкотична) характеризира силата, която я задържа в капиляра. Трябва да се отбележи, че албуминът осигурява 80% от онкотичното налягане, което се свързва с относително ниското му молекулно тегло и голям брой молекули в плазмата2. Коефициент на филтрация - е резултат от взаимодействието между повърхността на капиляра и пропускливостта на стената му (хидравлична проводимост). В случай на синдром на капилярно "изтичане", коефициентът на филтрация се увеличава. В същото време в гломерулните капиляри този коефициент е висок в нормата, поради което се осигурява функцията на нефрона.
маса 1
Средни показатели на "силите на Старлинг", mm Hg.
таблица 2
Средни показатели на "силите на Старлинг" в гломерулните капиляри, mm Hg.
Разбира се, използването на закона на Е. Старлинг за оценка на клиничната ситуация е невъзможно, тъй като е невъзможно да се измерят неговите шест компонента, но именно този закон позволява да се разбере механизмът на развитие на оток в дадена ситуация. Така че при пациенти с остър респираторен дистрес синдром (ARDS) основната причина за белодробен оток е повишената пропускливост на капилярите на белите дробове.
Микроциркулацията в бъбреците, белите дробове и мозъка има редица характеристики, свързани предимно със закона на Е. Старлинг.
Най-забележителните характеристики на микроциркулацията се намират в гломерулната система на бъбреците. При здрав човек ултрафилтрацията надвишава реабсорбцията средно с 2-4 литра на ден. В същото време скоростта на гломерулна филтрация (GFR) обикновено е 180 l / ден. Този висок процент се определя от следните характеристики:
Висок коефициент на филтрация (както поради повишена хидравлична проводимост, така и поради голяма капилярна повърхност),
Висок коефициент на отражение (около 1,0), т.е. стената на гломерулните капиляри е практически непропусклива за протеини,
Високо хидростатично налягане в гломерулния капиляр
Масивната екстравазация на течности от една страна и липсата на протеинов пермеабилитет от друга определят високия градиент на онкотичното налягане в гломерулния капиляр (който е основната движеща сила на реабсорбцията по-късно).
По този начин законът на Е. Старлинг за гломерулите е следният: GFR = Kf x (PGC - PBC - pGC), а налягането в гломерулния капиляр зависи от разликата в налягането в аферентните и еферентните части на артериолата.
Основната функция на външната дихателна система- абсорбиране на кислород от околната среда (оксигенация) и отстраняване на въглероден диоксид от тялото (вентилация). Белодробните артерии и вени повтарят разклонението на бронхиалното дърво, като по този начин определят голяма повърхност, където се извършва обмен на газ (алвеоларно-капилярна мембрана). Тази анатомична характеристика ви позволява да увеличите максимално газообмена.
Основните характеристики на микроциркулацията в белите дробове са:
Наличието на алвеоларно-капилярна мембрана, която максимизира дифузията на газовете,
Белодробното съдово съпротивление е ниско, а налягането в белодробната циркулация е много по-ниско, отколкото в белодробната циркулация, и е в състояние да осигури кръвен поток в апикалните части на белите дробове при човек в изправено положение,
Хидростатичното налягане (PC) е 13 mmHg. (в артериолата) и 6 mm Hg. (във венулата), но този показател се влияе от гравитацията, особено в изправено положение,
Интерстициално хидростатично налягане (Pi) - варира около нулата,
Онкотично налягане в белодробните капиляри 25 mm Hg,
Онкотичното налягане в интерстициума е 17 mm Hg. (определя се въз основа на анализа на лимфата, изтичаща от белите дробове).
Високото онкотично интерстициално налягане обикновено е следствие от високата пропускливост на алвеоло-капилярната мембрана за протеин (главно албумин). Коефициентът на отражение в белодробните капиляри е 0,5. Налягането в белодробния капиляр е идентично с алвеоларното налягане. Експерименталните изследвания обаче показват, че налягането в интерстициума е отрицателно (около - 2 mm Hg), което определя движението на течност от интерстициалното пространство в лимфната система на белите дробове.
Разграничават се следните механизми, които предотвратяват развитието на белодробен оток:
Увеличаване на скоростта на лимфния поток,
Намаляване на интерстициалното онкотично налягане (механизмът не работи в ситуация, при която ендотелиумът е повреден),
Висока еластичност на интерстициума, т.е. способността на интерстициума да задържа значителен обем течност, без да повишава интерстициалното налягане.
Кръвно-мозъчна бариера: За разлика от капилярите в други органи и тъкани, ендотелните клетки на мозъчните съдове са свързани заедно чрез непрекъснати плътни връзки. Ефективните пори в мозъчните капиляри достигат само 7А, което прави тази структура непропусклива за големи молекули, относително непропусклива за йони и свободно пропусклива за вода. В това отношение мозъкът е изключително чувствителен осмометър: намаляването на плазмения осмоларитет води до увеличаване на мозъчния оток и обратното, увеличаването на плазмения осмоларитет намалява съдържанието на вода в мозъчната тъкан. Важно е да запомните, че дори малки промени в осмоларитета причиняват значителни промени: градиент от 5 mosmol/kg е еквивалентен на сила на изместване на водата от 100 mmHg. Ако BBB е повреден, тогава поддържането на осмотичния и онкотичния градиент е много трудно. При определени патологични състояния пропускливостта на BBB е нарушена, така че плазмените протеини проникват в извънклетъчното пространство на мозъка, последвано от развитие на оток3.
Проучвания с промени в осмоларитета и онкотичното налягане са показали:
Намаляването на осмоларитета води до развитие на мозъчен оток,
Намаляването на онкотичното налягане води до оток на периферните тъкани, но не и на мозъка,
При TBI намаляването на осмоларитета води до подуване в частта от мозъка, която остава нормална,
Има основание да се смята, че намаляването на онкотичното налягане не води до увеличаване на отока в увредената част на мозъка.
1 Старлинг Е. Х. За абсорбцията на течност от пространствата на съединителната тъкан. J Physiol (Лондон). 1896; 19: 312-326.
2 Weil MH, Henning RJ, Puri VK: Колоидно онкотично налягане: клинично значение. Crit Care Med 1979, 7:113-116.
3 Pollay M, Roberts PA. Кръвно-мозъчна бариера: определение за нормална и променена функция. Неврохирургия 1980 6(6):675-685
ПодробностиМикроваскулатурата е система от малки кръвоносни съдове и се състои от:
- капилярна мрежа - съдове с вътрешен диаметър 4-8 микрона;
- артериоли - съдове с диаметър до 100 микрона;
- венули - съдове, калибър малко по-голям от артериолите.
Микроциркулацията е отговорна за регулирането на кръвния поток в отделните тъкани и осигурява обмяната на газове и нискомолекулни съединения между кръвта и тъканите.
Приблизително 80% от общия спад на кръвното налягане се случва в прекапилярната част на микроваскулатурата.
Капиляри (обменни съдове).
В капилярната стойка има само един слой ендотелиум(обмен на газове, вода, разтворени вещества). Диаметър 3-10 микрона. Това е най-малката празнина, през която червените кръвни клетки все още могат да "прокарат". В същото време по-големите бели кръвни клетки могат да "заседнат" в капилярите и по този начин да блокират кръвния поток.
Кръвният поток (1 mm/s) е разнороден и зависи от степента на свиване на артериолите. В стените на артериолите има слой от гладкомускулни клетки (при метартериолите този слой вече не е непрекъснат), който завършва с гладкомускулен пръстен - прекапилярен сфинктер. Благодарение на инервацията на гладката мускулатура на артериолите и особено на сфинктера на гладката мускулатура в областта на прехода на артериите към артериолите се извършва регулиране на кръвния поток във всяко капилярно легло. Повечето от артериолите се инервират от симпатиковата нервна система и само няколко от тези съдове - например в белите дробове - са парасимпатикови.
Капилярните стени нямат съединителна тъкан и гладка мускулатура. Те се състоят само от един слой ендотелни клетки и са заобиколени от базална мембрана от колаген и мукополизахариди. Често капилярите се разделят на артериални, междинни и венозни; във венозните капиляри луменът е малко по-широк, отколкото в артериалните и междинните.
Венозните капиляри преминават в посткапилярни венули(малки съдове, заобиколени от базална мембрана), които от своя страна се отварят във венули от мускулен тип и след това във вени. Във венули и вени има клапи, а гладкомускулната мембрана се появява след първата посткапилярна клапа.
Закон на Лаплас: малък диаметър - ниско налягане. Пренос на вещества през стените на капиляра.
Стените на капилярите са тънки и крехки. Въпреки това, според Закон на Лаплас, поради малкия диаметър на капилярите, напрежението в стената им, необходимо за противодействие на разтягащия ефект на кръвното налягане, трябва да бъде малко. През стените на капилярите, посткапилярните венули и в по-малка степен през метартериола веществата се прехвърлят от кръвта към тъканите и обратно. Поради специалните свойства на ендотелната облицовка на тези стени, те са с няколко порядъка по-пропускливи за различни вещества от слоевете епителни клетки. В някои тъкани (например в мозъка) капилярните стени са много по-малко пропускливи, отколкото например в костната тъкан и черния дроб. Такива разлики в пропускливостта също съответстват на значителни разлики в структурата на стените.
Капилярите на скелетните мускули са много добре проучени. Дебелината на ендотелните стени на тези съдове е около 0,2-0,4 микрона. В този случай между клетките има празнини, чиято минимална ширина е приблизително 4 nm. Ендотелните клетки съдържат много пиноцитни везикули с диаметър около 70 nm.
Ширина на междуклетъчните празнини в ендотелния слойе около 4 nm, но само много по-малки молекули могат да преминат през тях. Това предполага, че има някакъв допълнителен филтриращ механизъм в слотовете. В една и съща капилярна мрежа междуклетъчните празнини могат да бъдат различни, а в посткапилярните венули те обикновено са по-широки, отколкото в артериалните капиляри. Има определена физиологично значение: факт е, че кръвното налягане, което служи като движеща сила за филтриране на течност през стените, намалява в посока от артериалния към венозния край на капилярната мрежа.
С възпалениеили действието на вещества като хистамин, брадикинин, простагландини и др., ширината на междуклетъчните празнини в областта на венозния край на капилярната мрежа се увеличава и тяхната пропускливост се увеличава значително. В капилярите на черния дроб и костната тъкан междуклетъчните празнини винаги са широки. В допълнение, в тези капиляри, за разлика от фенестрирания ендотел, базалната мембрана не е непрекъсната, а с дупки в областта на междуклетъчните цепнатини. Ясно е, че в такива капиляри транспортът на вещества протича главно през междуклетъчните пролуки. В това отношение съставът на тъканната течност около капилярите на черния дроб е почти същият като този на кръвната плазма.
В някои капиляри с по-малко пропусклива ендотелна стена (например в белите дробове) колебанията на пулсовото налягане могат да играят определена роля за ускоряване на преноса на различни вещества (по-специално кислород). При повишаване на налягането течността се "изстисква" в стената на капилярите, а при понижаване се връща обратно в кръвния поток. Такова импулсно "измиване" на капилярните стени може да насърчи смесването на вещества в ендотелната бариера и по този начин значително да увеличи техния трансфер.
Кръвно наляганев артериалнакрай на капиляра 35 mmHg, в венозен край - 15 mm Hg.
Скоростдвижение на кръвта в капилярите 0,5-1 мм/сек.
червени кръвни телцав капилярите движещи се един по един, един след друг, на кратки интервали.
В най-тесните капиляри деформация на еритроцитите. По този начин движението на кръвта през капилярите зависи от свойствата на еритроцитите и от свойствата на ендотелната стена на капиляра. Той е най-подходящ за ефективен газообмен и метаболизъм между кръвта и тъканите.
Филтрация и реабсорбция в капилярите.
Размяната се извършва с пасивни (филтрация, дифузия, осмоза) и активни транспортни механизми. Например, филтриране на водата и разтворените в нея веществавъзниква в артериалния край на капиляра, т.к хидростатичното кръвно налягане (35 mm Hg) е по-голямо от онкотичното налягане (25 mm Hg; създадено от плазмени протеини, задържа вода в капиляра). Реабсорбцията се извършва във венозния край на капиляравода и разтворените в нея вещества, т.к хидростатичното кръвно налягане намалява до 15 mm Hg и става по-малко от онкотичното налягане.
Капилярна активност и механизми на хиперемия.
В покой функционират само част от капилярите (т.нар. "дежурни" капиляри), останалите капиляри са резервни. При условия на повишена активност на органа, броят на работещите капиляри се увеличава няколко пъти (например в скелетния мускул по време на свиване). Увеличаването на кръвоснабдяването на активно работещ орган се нарича работна хиперемия.
Механизмът на работна хиперемия: повишаването на метаболитното ниво на активно работещ орган води до натрупване на метаболити (CO2, млечна киселина, продукти от разпада на АТФ и др.). При тези условия артериолите и прекапилярните сфинктери се разширяват, кръвта навлиза в резервните капиляри и обемният кръвен поток в органа се увеличава. Движението на кръвта във всеки капиляр остава на същото оптимално ниво.
Обменен кръвен потокчрез капиляри.
Шунт на кръвния поток- заобикаляне на капиляра (от артериална към венозна циркулация). Физиологично шунтиране - кръвоток през капилярите, но без обмен.
Вазоактивна роля на капилярния ендотел.
- простациклин от АА под влияние на пулсиращ кръвен поток - напрежение на срязване (cAMP → релаксация)
- НЕ е факторът на релаксация. Ендотелът под действието на Ach, брадикинин, АТФ, серотонин, вещество Р, хистамин освобождава NO → активиране на гуанилатциклаза → cGMP → ↓Ca в → релаксация.
- ендотелин → вазоконстрикция.