Патологическая физиология периферического кровообращения

10.08.2016
Перед тем как обсуждать основные механизмы нарушений периферического кровообращения, следует напомнить, как функционирует система кровообращения в целом и какое место в ней занимает периферическое кровообращение. Гемодинамика, или движение крови по сосудам, возникает вследствие разницы гидростатического давления в различных отделах сосудистой системы (кровь движется из области высокого давления в область низкого). Уровень давления в различных отделах сосудистого русла зависит от трех основных механизмов: нагнетательной функции сердца, ОЦК и периферического сопротивления.

Нагнетательная функция сердца обеспечивается выбросом в сосудистую систему 60—70 мл крови при каждом сокращении. Основным гемодинамическим показателем является объемная скорость кровотока (Q), или MOC5 — количество крови, выбрасываемое сердцем в аорту в 1 мин. MOC равен произведению объема крови, выбрасываемой при каждом сокращении (ударный объем), на частоту сокращений сердца и у взрослого человека составляет 4—6 л/мин.

ОЦК — это суммарный объем крови в функционирующих кровеносных сосудах. У взрослого человека он составляет приблизительно 6—8 % массы тела, или 4,5—5,5 л. Около 20 % ОЦК содержится в артериях, представляющих собой систему сосудов высокого давления, а 80 % — в венах большого круга кровообращения и в малом круге кровообращения, которые являются системой сосудов низкого давления.

Периферическое сопротивление (ПС) возникает вследствие трения крови о сосудистую стенку и вязкости самой крови. Его величина в основном определяется тонусом артериол, который зависит от постоянного сокращения неисчерченных мышц сосудистой стенки, что создает препятствие для оттока крови из артериальной системы и обеспечивает поддержку определенного уровня артериального давления. Кроме того, изменение просвета артериол и сопротивления сосудов регулирует величину кровотока через отдельные сосудистые участки, приводя его в соответствие с интенсивностью жизнедеятельности ткани и ее потребности в кислороде и питательных веществах. В интенсивно работающих тканях, например в сокращающейся мышце, кровоток может увеличиваться в 100 раз и более, причем показатели системного артериального давления и MOC могут существенно не изменяться.

Благодаря общей работе указанных трех механизмов в аорте и артериях кровь находится под высоким давлением (для человека в норме — приблизительно 120/ 70 мм рт. ст.). Уровень его определяется соотношением MOC и сопротивления периферических сосудов (в первую очередь артериол). Линейная скорость движения крови при постоянном MOC зависит от суммарной площади сечения сосудов. При разветвлении артерий наблюдается расширение суммарного сосудистого русла, которое достигает максимальных значений в капиллярной сети (суммарный просвет капилляров на 2—3 порядка превышает просвет аорты). Поэтому скорость кровотока является высокой в артериях (у человека около 50 см/с) и артериолах и низкой — в капиллярах (около 0,5 мм/с). На посткапиллярных участках давление крови продолжает снижаться, достигая в правом предсердии нулевых и даже отрицательных значений, а скорость кровотока повышается из-за сужения кровяного русла. Движение крови по венам осуществляется главным образом за счет энергии, обеспечиваемой работой сердца и скелетной мускулатуры; их сопротивление незначительно, вследствие чего возврат крови к сердцу происходит при небольшом градиенте давления в венозной системе.

Кровообращение на участке периферического сосудистого русла включает следующие структурные элементы: мелкие артерии, артериолы, метартериолы, прекапиллярные сфинктеры, капилляры, посткапиллярные сфинктеры, артериоловенулярные анастомозы, венулы и мелкие вены. В системе периферического кровообращения условно выделяют микроциркуляторное русло, в состав которого входят терминальные сосуды (их диаметр не превышает 100 мкм), т. е. артериолы, метартериолы, капилляры, венулы, артериоловенулярные анастомозы.

Отдельную группу представляют сосуды лимфатической системы. Однако в физиологии и патофизиологии чаще используют функциональную классификацию сосудов микроциркуляторного русла, включающую основные три группы сосудов: резистивные, обменные и емкостные. Соответствие анатомической и функциональной классификации приведено в табл. 8.
Патологическая физиология периферического кровообращения

Согласно функциональной классификации, первая группа сосудов прежде всего обеспечивает функцию периферического сопротивления, капиллярам присуща функция обмена, а от третьей группы сосудов зависят эффект депонирования крови и регуляция венозного возврата. Сосуды лимфатической системы обеспечивают функцию резорбции — сбор тканевой жидкости и ее возврат в сосудистое русло.

Остановимся на двух первых функциях подробнее. Как уже отмечалось, периферическое сопротивление, зависящее от состояния резистивных сосудов, играет ключевую роль в регуляции как системного артериального давления, так и кровотока в микроциркуляторном русле. Причем системное изменение тонуса периферических сосудов чаще всего служит причиной изменений уровня системного артериального давления (спазм обеспечивает повышение давления, дилатация — его снижение), а локальное изменение тонуса (в отдельном органе или участке ткани) обусловливает нарушение кровотока на уровне микроциркуляции (табл. 9).
Патологическая физиология периферического кровообращения

Механизмы регуляции регионарного кровообращения включают, с одной стороны, влияние сосудосуживающей и сосудорасширяющей иннервации, с другой — действие на сосудистую стенку неспецифических метаболитов, неорганических ионов, местных БAB и гормонов, поступающих с кровью. Считается, что с уменьшением диаметра сосудов значение нервной регуляции уменьшается, а метаболической, наоборот, увеличивается. Разнообразные регуляторные факторы обеспечивают состояние тонуса резистивных сосудов (табл. 10).
Патологическая физиология периферического кровообращения
Патологическая физиология периферического кровообращения

Обменные сосуды (капилляры) кроме движения крови обеспечивают обмен воды, электролитов, газов, необходимых питательных веществ и метаболитов по системе кровь—ткань—кровь.

Морфологическими основами проницаемости капиллярных сосудов и венул являются эндотелий и базальная мембрана. Разные интенсивность и избирательность проницаемости капилляров и венул различных сосудистых участков объясняются особенностями их строения (толщиной эндотелиоцитов, базальной мембраны, наличием или отсутствием в мембране эндотелия ионных и водных каналов, глюкозных и других транспортеров, пиноцитозных путей, пор и межэндотелиальных щелей) и функционального состояния указанных структур.

Механизм транспорта веществ через сосудистую стенку может быть активным и пассивным. Активным он является в том случае, если осуществляется через плазматическую мембрану эндотелиоцитов против концентрационного или электрохимического градиента (транспорт “вверх”), для чего необходимо наличие специальных переносчиков, или микровезикул, на работу которых нужно затрачивать определенное количество энергии.

Пассивным называется транспорт, осуществляемый согласно осмотическому, концентрационному или электрохимическому градиенту без затрат энергии. Существует он главным образом для переноса воды, растворенных газов и низкомолекулярных веществ, т. е. таких веществ, которые могут проникать через стенку обменных сосудов непосредственно или при наличии специальных белковых каналов.

Пассивный механизм транспорта веществ через стенку микрососудов можно разделить на два вида: ультрафильтрацию и диффузию. Для обозначения процессов перехода жидкости через капиллярную мембрану используют термин “фильтрация”, процессов обмена растворенных в воде веществ и газов — термин “диффузия”..

Для характеристики транспорта жирорастворимых веществ (кислород, углекислый газ, алкоголь) через липидный слой клеточных мембран пользуются термином “простая диффузия”. Проникновение воды и водорастворимых веществ возможно или через межклеточные промежутки между эндотелиоцитами, которые составляют 1/1000 общей площади поверхности капилляров, или через специальные белковые каналы, встроенные в липидный слой клеточных мембран (при отсутствии этих каналов мембраны непроницаемы для воды). Последний вид транспорта называется “облегченная диффузия”, или “облегченная фильтрация”.

Таким образом, обменная функция в капиллярах обеспечивается сочетанием трех процессов: двух пассивных — фильтрация и диффузия и одного активного — транспорт веществ через специальные транспортеры или микровезикулы.

При развитии функциональных, структурных или патологических изменений в органах или тканях могут возникать местные нарушения кровообращения, к наиболее распространенным формам которых относятся гиперемия — увеличение кровенаполнения органов и тканей (подразделяется на артериальную и венозную), а также ишемия, стаз, тромбоз и эмболия.