Синдром «ишемия-реперфузия»

Занятие 5. Патологическая физиология периферического (органного) кровообращения.

Кровь циркулирует в единой замкнутой системе кровообращения, которая условно делится на отделы – центральный и периферический. При расстройствах центральной гемодинамики (сердечной недостаточность) возникают нарушения кровообращения на периферии - местные расстройства циркуляции (регионарные, органные, микроциркуляторные). В свою очередь, расстройства периферического кровообращения, например, тромбоз легочной артерии, могут приводить к тяжелым нарушениям кровотока в малом круге и системе кровообращения в целом.

Периферическим, или органным, называется кровообращение в пределах отдельных органов и тканей. Область микроциркуляции непос­редственно обеспечивает обмен веществ между кровью и окружающими тканями (к микроциркуляторному руслу относятся капилляры и прилега­ющие к ним мелкие артерии и вены диаметром до 100 мкм). Нарушение микроциркуляции делает невозможным адекватное снабжение ткани кис­лородом и питательными веществами, а также удаление из них продук­тов метаболизма.

Основными (типовыми) формами нарушения периферического кровообращения являются: гиперемия (артериальная и венозная), ишемия, стаз, тромбоз и эмболия. Типовые нарушения местного кровообращения развиваются при различных патологических процессах и заболеваниях и являются универсальными объектами лечебных, в том числе фармакологических, корригирующих воздействий для восстановления нарушенных функций органов и систем организма.

Признаки расстройства периферического кровообращения (В.В. Воронин, модификация Г.И. Мчедлишвили)

Артериальная гиперемия

Артериальная гиперемия – увеличение кровенаполнения органов или тканей в результате усиления артериального кровотока и увеличения количества функционирующих капилляров. Отток крови при артериальной гиперемии практически равен притоку.

Причинами артериальной гиперемии могут быть физиологические стимулы и патогенные факторы.

Физиологическая (функциональная) артериальная гиперемия направлена на обеспечение повышенной функции органа или ткани (усиление кровоснабжения поджелудочной железы при пищеварении, увеличение кровотока в скелетной мышце при физической нагрузке и др.) и адекватна раздражителю по силе и продолжительности.

Артериальная гиперемия при патологиивозникает под действием патогенных факторов, она проявлется более длительно, чем физиологическая, и может иметь негативные последствия в виде нарушений структуры и функции органов и тканей.

Главным звеном патогенеза артериальной гиперемии является снижение тонуса артериальных сосудов, прежде всего артериол и прекапиллярных сфинктеров. Усиленный приток крови по артериям приводит к увеличению количества функционирующих капилляров и повышению гидростатического давления в них. Объём крови, протекающей через каждый капилляр в единицу времени, увеличивается, вследствие чего утилизация кислорода тканями из протекающей крови уменьшается, а содержание кислорода в венозной крови увеличивается – происходит её артериализация. Повышение количества функционирующих капилляров приводит к увеличению общего поперечного сечения капиллярного русла (кровенаполнению), развивается полнокровие органов или тканей (гиперемия).

Повышение количества функционирующих капилляров, площади их поверхности и увеличение внутрикапиллярного гидростатического давления являются главными факторами усиления фильтрации жидкости из микроциркуляторного русла в межклеточное пространство. Однако накопления интестициальной жидкости в тканях не происходит, поскольку возрастает отток жидкости по лимфотической системе. При артериальной гиперемии обмен веществ в органах и тканях активируется и усиливается выведение продуктов клеточного метаболизма из тканей через венулы и лимфатические капилляры.

В зависимости отведущего механизма развитияразличают нейротоническую, нейропаралитическую и гуморальную (миогенную) формы артериальной гиперемии.

Нейротоническая(рефлекторная) артериальная гиперемия возникает вследствие преобладанияв регуляции просвета артериол центрогенных и/или периферических сосудорасширяющих (холинергических) влияний над сосудосуживающими стимулами. Типичным примером нейротонической артериальной гиперемии являются покраснение лица и шеи при выраженных эмоциях. Такая гиперемия блокируются анестетиками и нейролептиками. Центрогенные механизмы опосредуют усиление кровотока в мышцах спортсменов перед физической нагрузкой. Нейротоническая гиперемия наблюдается при заболеваниях внутренних органов (например – односторонняя гиперемия лица при односторонней пневмонии). Она же способствует теплоотдаче и фильтрации мочи при лихорадке.

Нейропаралитическая артериальная гиперемиявозникаетв результатеограничения или прекращения импульсации по симпатическим волокнам. Это происходит вследствие повреждения сосудосуживающих нервов или их центров, а также из-за истощения запасов вазоконстрикторных медиаторов в нервно-мышечных синапсах и снижения количества постсинаптических вазопрессорных рецепторов под действием токсинов и лекарств.

В органах брюшной полости артериальная нейропаралитическая гиперемия возникает после пересечения ветвей чревных симпатических волокон, а в нижних конечностях – в результате удаления симпатических узлов. Хирурги широко используют этот прием для усиления кровоснабжения нижних конечностей при нарушении проходимости сосудов (облитерирующий эндартериит и атеросклероз).

Нейропаралитическая артериальная гиперемия возникает при действии на сосуды токсинов дифтерии, пневмококков, а также после повреждения симпатических вазомоторных центров при травмировании шейного и грудного отделов спинного мозга. Артериальную гиперемию нейропаралитического типа вызвают фармакологические средства, блокирующие передачу импульсов в области симпатических ганглиев (ганглиоблокаторы) и на уровне симпатических нервных окончаний (симпатолитики, адреноблокаторы).

Миогенная артериальная гиперемияразвивается в результате прямого (неопосредованного иннервацией) сосудорасширяющего действия гуморальных веществ на гладкомышечные элементы сосудистой стенки.

В качестве факторов гиперемии выступают углекислота, молочная кислота, органические кислоты цикла Кребса, ионы калия, АТФ, АДФ, аденозин, а также местные биологически активные вещества (гистамин, серотонин, аденозин, простагландины, оксид азота, холецистокинин и другие). При воспалении и ожоге в развитии гиперемии участвуют нейропаралитический и гуморальный механизмы. Под действием высокой температуры гуморальные механизмы вазодилатации активируются (кинины, гистамин, дофамин), а симпатические влияния, опосредующие вазоконстрикцию, угнетаются.

Исход артериальной гиперемиипри патологиинеоднозначный.

Положительные эффекты артериальной гиперемии. Усиление доставки в очаг повреждения кислорода, продуктов для метаболизма, биологически активных и других веществ. На этом эффекте основаны многие физиотерапевтические процедуры: тепловое облучение, УФО, УВЧ-терапия, гидротерапия, грязелечение, использование горчичников. Примером артериальной ги­перемии компенсаторного характера могут служить теплоотдача при лихорадке, перегревании, а также местное расширение артерий и усиление кровотока в очаге воспаления. Искусст­венное устранение или ослабление этой гиперемии ведет к более вялому течению и неблагоприятному исходу воспаления.

Отрицательные эффекты артериальной гиперемии проявляются в случае нерегулируемой гиперперфузии (усиление кровотока в головном мозге при гипертоническом кризе), а также при запуске, сопряженных с нею патологических процессов (активация перекисного окисления липидов и др.). Реперфузионные повреждения при возобновлении кровотока после длительного кислородного голодания тканей (резкая активацией процессов перекисного окисления белков и липидов в клетках) также являются отрицательным эффектом. Постишемическая артериальная гиперемия в головном мозге приводит к увеличению внутричерепного давления.

Венозная гиперемия

Венозная гиперемия – увеличение кровенаполнения ткани или органа и уменьшение их кровоснабжения вследствие затруднения оттока крови по венам.

В зависимости от причины, вызвавшей затруднение оттока крови, выделяют обтурационную, компрессионную и застойную виды венозной гиперемии.

Обтурационная гиперемия возникает при закупорке вен тромбом (при воспалении стенки вен – тромбофлебит) или эмболом, а также при сгущении крови.

Компрессионная гиперемияразвивается при сдавливании вен опухолью, рубцом, увеличенным органом, например, беременной маткой, лимфатическими узлами.

Застойная гиперемия является следствием различных заболеваний или патологических состояний, при которых нарушается отток крови по венам (цирроз печени → синдром портальной гипертензии).

Венозная гиперемия в системе вен большого круга возникает в результате уменьшения присасывающего действия грудной клетки (экссудативный плеврит, пневмоторакс, гемоторакс), а также при первичной правожелудочковой недостаточности. Застой крови в сосудах малого круга возникает при заболеваниях легких (эмфизема, пневмосклероз) и последующей правожелудочковой недостаточности (“легочное сердце”), а также при острых миокардитах, пороках сердца, кардиомиопатии, приводящих к левожелудочковой недостаточности (сердечная астма).

Застойная венозная гиперемия при варикозной болезни нижних конечностей, геморрое и других локальных проявлениях патологии связана с врожденной несостоятельностью клапанного аппарата, снижением тонуса гладкомышечных элементов вен, а также с особенностями профессиональной деятельности - длительное пребывание в положении стоя.

Патогенез.Основным звеном патогенеза венозной гиперемии является нарушение оттока крови из органа или ткани, приводящим к повышению давления крови в венулах и их растяжению, раскрытию ранее не функционировавших вен и расширению капилляров. В связи с уменьшением градиента перфузионного давления и увеличением площади поперечного сечения венозных сосудов резко снижается линейная скорость, а также уменьшается объёмная скорость кровотока. Уменьшение градиента давления в капиллярах и скорости кровотока в микрососудах сопровождается нарушением распределения форменных элементов крови в просвете сосуда, повышению агрегации эритроцитов, вязкости крови и ухудшению её текучести.

В результате венозной гиперемии равивается венозный застой, повышается гидростатическое давление в капиллярах (расширение вен, увеличение коллатералей). Повышается сосудистая проницаемость, прогрессируют отёки, развивается гипоксия тканей и метаболические нарушения. Наблюдается пигментация покровных тканей, нарушение питания и дистрофия, прежде всего, паренхиматозных клеток. Происходит разрастание соединительной ткани, склероз, цирроз и уплотнение (индурация) органов, а также нарушение их функции. Следствием венозной гиперемии является варикозное расширение сосудов (например, вен пищевода и прямой кишки – геморрой).

Ишемия

Ишемия (местное малокровие) – уменьшение кровенаполнения органа или ткани, а также количества протекающей через них крови вследствие затруднения притока крови по артериальным сосудам. Это типовое нарушение местного кровообращения противоположное артериальной гиперемии.

Ишемия является важнейшей типовой формой нарушения местного кровообращения, одной из самых частых причин гипоксии и повреждения клеток организма. Ишемия играет важную роль в патогенезе многих наиболее распространенных заболеваний человека (ишемическая болезнь сердца, ишемическая болезнь головного мозга, облитерирующий атеросклероз нижних конечностей и другие).

В зависимости от механизма развития выделяют компрессионную, обтурационную и ангиоспастическую ишемию.

Компрессионная ишемия возникает при сдавливании артериального сосуда.

Обтурационная ишемия является следствием частичного или полного закрытия просвета артерии изнутри атеросклеротической бляшкой, тромбом или эмболом.

Ангиоспастическая ишемиявозникает в результате спазма артериальных сосудов, вызванного психогенными воздействиями (стресс, боль, гнев), физическими факторами (холод, травма), химическими агентами (никотин, кофе, лекарства – адреналин, эфедрин и другие, биологически активные вещества - вазопрессин, тромбоксан А₂, эндотелин), а также биологическими раздражителями (токсины микроорганизмов). Кроме того, ишемия может развиваться при шунтировании кровотока в системе микроциркуляции (при шоке и кровопотере).

Патогенез.При ишемии сужаются артериолы и венулы, количество функционирующих капилляров уменьшается, давление в артериолах и венулах снижается. Нарушается обмен веществ в органе, ограничивается его функция, повреждается структура. Выраженность этих изменений определяется степенью кислородного голодания, тяжесть которого зависит от скорости развития, вида и продолжительности ишемии, а также от состояния коллатерального кровообращения в органе.

Вследствие уменьшения доставки кислорода в тканях возникает несоответствие между потребностью в нём и его доставкой, развивается гипоксия, активируются анаэробные механизмы получения энергии (гликолиз). В результате усиления гликолиза образуются недоокисленные продукты обмена (молочная и пировиноградная кислота и другие), развивается метаболический ацидоз. Энергетический дефицит может привести в итоге к необратимым структурным повреждениям тканей. При ишемии образуются БАВ (брадикинин, субстанция Р, биогенные амины), раздражающие нервные окончания и вызывающие ишемические боли (загрудинные боли при стенокардии и инфаркте миокарда, боли в мышцах нижних конечностях при атеросклерозе и другие). Последствияишемии зависят от чувствительности тканей и органов к гипоксии, степени развития коллатерального кровообращения, длительности ишемии и гипоксии тканей.

Чувствительность тканей к ишемии неодинаковая. Самыми чувствительными к кислородному голоданию являются клетки центральной нервной системы, а наиболее устойчивые - клетки соединительной и костной ткани. Нейроны коры головного мозга погибают через 5-6 мин ишемии, в то время как миоциты скелетной мускулатуры переносят полное обескровливание на протяжении 2 часов и более. При ишемии головного мозга возникает инсульт, проявляющийся нарушениями памяти, двигательными расстройствами (парез, паралич), нарушениями речи (при ишемическом инсульте). Длительная ишемия конечности сопровождается появлением мышечных болей при ходьбе и перемежающей хромоты.

Затянувшаяся ишемия сердца приводит к некрозу миокардиоцитов и развитию острого инфаркта миокарда. Неполная ишемия длительностью более часа способствует переходу клеток миокарда в состояние гибернации ("спящий " миокард), при котором миоциты остаются потенциально жизнеспособными, хотя функция миокарда нарушается. Кратковременная (минуты) ишемия миокарда стимулирует синтез БАВ, имеющих защитное значение при развитии гипоксии сердечной мышцы (аденозин, протеинкиназа С, белки теплового шока, оксид азота, кинины). Действие этих факторов предохраняет миокард от пролонгирования ишемии (явление ишемической адаптации). У больных со стенокардией этот механизм более эффективен и доля летальных исходов при остром инфаркте миокарда среди них ниже, чем у пациентов без проявлений ишемической болезни сердца.

Для адекватного кровоснабжения тканей, испытывающих ишемию, включаются коллатеральные пути притока крови. Если кровоток в коллатеральных артериальных ветвях, снабжающих кровью область ишемии, относительно долго остается усиленным, то стенки этих сосудов постепенно перестраиваются в артерии более круп­ного калибра. Такие артерии могут полностью заменить ранее закупорен­ный артериальный ствол и нормализовать кровоснабжение тканей.

Коллатеральный кровоток хорошо развит в лёгких и конечностях, в меньшей степени в сердечной мышце и практически отсутствует в головном мозге, почках и селезёнке. Последствия ишемии зависят также от диаметра поражённого артериального сосуда.

Синдром «ишемия-реперфузия»

Возобновление артериального кровотока (реперфузия) в ишимизированных органах и тканях приводит к постишемической артериальной гиперемии. Усиленное кровоснабжение направлено на быстрое устранение последствий кислородного голодания, активизацию тканевого метаболизма за счет интенсификации доставки кислорода и питательных веществ, а также эффективного удаления продуктов, нарушенного при ишемии, обмена веществ (рис.3.1).

Помимо положительных эффектов постишемическая реперфузия имеет и существенные негативные стороны. При реперфузии формируется состояние относительной гипероксии, поскольку ограничиваются возможности утилизации кислорода (задерживается ресинтез АМФ и АДФ из аденозина). Происходит накопление токсичных свободных радикалов при инактивации факторов антиоксидантной защиты. Продукты перекисного окисления, действуя на эндотелий сосудов микроциркуляции, угнетают выработку эндотелиоцитами факторов, ответственных за вазодилатацию и сдерживание агрегации клеток крови на эндотелиоцитах (оксид азота, простациклин и др.).

Этот процесс сочетается с резким усилением в стенке микрососудов синтеза вазоконстрикторов и факторов клеточной адгезии (эдотелин, тромбоксан А₂, интегрины, P и E селектины). Выраженные внутрисосудистые нарушения микроциркуляции способны заблокировать позитивные эффекты постишемической реперфузии и усугубить местные расстройства метаболизма. Нередко повреждение тканей при постишемической реперфузии превышает таковое во время ишемии – “реперфузионный парадокс”.

Стаз

Стаз– прижизненная остановка кровотока в сосудах микроциркуляторного русла. По этиологии различают три вида стаза: 1) ишемический (артериальный) - при закрытии просвета артериального сосуда 2) венозный (застойный) - при нарушении оттока крови по венам 3) капиллярный (истинный) - при нарушении тока крови в капиллярах. Причиной истинного стаза может быть сгущение крови (дегидратация, увеличение числа и размеров эритроцитов), повышение агрегационных и агглютационных свойств эритроцитов (образование конгломератов), а также дисфункция эндотелия.

Стаз может быть обратимым и необратимым. На начальных этапах стаза грубых нарушений свертывающей системы крови в микрососудах не происходит, поэтому он обратим - при устранении причины капиллярный кровоток возобновляется. При длительной остановке кровотока в мелких сосудах эритроциты склеиваются друг с другом, набухают и гемолизируются. Образование устойчивых эритроцитарных конгломератов – сладжей, приводит к необратимости стаза. Патологическое значение стаза определяется функциональной значимостью органа или ткани, в которых он возникает. Необратимый стаз особенно опасен в системе микроциркуляции органов с ограниченными возможностями коллатерального кровообращения (головной мозг, сердце, почки).

Рис.3.1. Синдром ишемия-реперфузия

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: