Артериальная гиперемия

10.08.2016
Артериальная гиперемия (активная гиперемия) (от греч. vπερ — больше, αiμα — кровь) — это увеличение кровенаполнения органов в результате избыточного поступления крови по артериальным сосудам.

Увеличение притока крови в микроциркуляторное русло обусловлено локальным расширением резистивных сосудов, в связи с чем артериальную гиперемию часто называют активной. Ее развитие харакгеризуется рядом функциональных изменений и клинических проявлений. К основным признакам артериальной гиперемии относятся: разлитое покраснение, расширение мелких артерий, артериол и капилляров, пульсация мелких артерий и капилляров, увеличение количества функционирующих капилляров, местное повышение температуры, увеличение объема гиперемированного участка, повышение тургора ткани, повышение давления в артериолах, капиллярах и венах (рис. 22), ускорение кровотока, повышение обмена и усиление функции органа. Причинами артериальной гиперемии могут быть: влияние различных факторов окружающей среды, включая биологические, физические, химические; увеличение нагрузки на орган или участок ткани, а также психогенное влияние. Поскольку часть этих факторов являются обычными физиологическими раздражителями (увеличение нагрузки на орган, психогенные воздействия), артериальную гиперемию, возникающую под их влиянием, следует считать физиологической. К основным разновидностям физиологической артериальной гиперемии относятся рабочая, или функциональная, а также реактивная гиперемия.
Артериальная гиперемия

Рабочая гиперемия — это ускорение кровотока в органе, сопровождающееся усилением его функций (гиперемия поджелудочной железы во время пищеварения, скелетной мышцы — при ее сокращении, увеличение коронарного кровотока — при интенсивной работе сердца, приток крови к головному мозгу вследствие психической нагрузки).

Реактивная гиперемия возникает после кратковременного ограничения кровотока. Развивается обычно в почках, головном мозге, коже, кишечнике, мышцах. Максимум реакции наблюдается через несколько секунд после восстановления перфузии. Ее продолжительность определяется длительностью окклюзии.

За счет реактивной гиперемии устраняется “задолженность” по кровотоку, возникшая при окклюзии.

Патологическая артериальная гиперемия развивается под воздействием необычных (патологических) раздражителей (химические вещества, токсины, механические факторы, продукты нарушенного обмена, медиаторы, образующиеся при воспалении, ожоге и некоторых других состояниях). В единичных случаях причиной ее возникновения служит повышение чувствительности сосудов к раздражителям (например, при аллергии).

Инфекционная сыпь, покраснение лица при многих инфекционных заболеваниях (корь, сыпной тиф, скарлатина), вазомоторные нарушения при системной красной волчанке, покраснение кожи конечностей вследствие повреждения определенных нервных сплетений, покраснение половины лица при невралгии, обусловленной раздражением тройничного нерва, являются клиническими признаками патологической артериальной гиперемии. В зависимости от вызвавшего ее фактора, можно выделить воспалительную, тепловую гиперемию, ультрафиолетовую эритему и др.

По патогенезу различают два вида патологической артериальной гиперемии — нейрогенную (нейротонического и нейропаралитического типа) и обусловленную действием местных БАВ и метаболических факторов.

Нейрогенная артериальная гиперемия развивается вследствие изменения тонуса различных отделов вегетативной нервной системы. Как известно, активация симпатического отдела нервной системы сопровождается спазмом резистивных сосудов кожи (при участии α-адренорецепторов), а активация парасимпатического отдела — их расширением. В связи с этим для возникновения гиперемии необходимо или повышение тонуса парасимпатического отдела нервной системы (нейротоническая гиперемия), или снижение тонуса симпатического ее отдела (нейропаралитическая гиперемия).

Артериальная гиперемия нейротонического типа может возникать рефлекторно вследствие раздражения экстеро- и интерорецепторов, а также при раздражении сосудорасширяющих нервов и центров. Раздражителями могут быть психические, механические, температурные (тепло), химические (скипидар, горчичное масло и др.) и биологические факторы.

Типичным примером нейрогенной артериальной гиперемии является покраснение лица и шеи при патологических процессах во внутренних органах (яичниках, сердце, печени, легких).

В эксперименте на животных (кролики и собаки) нейрогенную артериальную гиперемию впервые воссоздал К. Бернар путем раздражения chorda tympani — ветви п. facialis, состоящей из парасимпатических сосудорасширяющих волокон. В качестве ответной реакции возникали гиперемия и усиление секреции поднижнечелюстной слюнной железы.

Артериальная гиперемия, обусловленная холинергическим механизмом (влияние ацетилхолина), возможна и в других органах и тканях (язык, наружные половые органы и др.), сосуды которых иннервируются парасимпатическими нервными волокнами.

В некоторых случаях причиной нейротонической гиперемии может быть активация симпатического отдела нервной системы (холинергической, гистаминергической и β-адренергической), представленного на периферии соответствующими волокнами, медиаторами и рецепторами (Н2-рецепторы гистамина, β2-адренорецепторы адреналина, мускариновые рецепторы ацетилхолина).

Симпатические ходинергические нервы расширяют мелкие артерии и артериолы скелетных мышц, мышц яйца, слизистой оболочки щек, кишечника. Их медиатором также является ацетилхолин. Считают, что в части случаев гиперемия возникает вследствие образования в нервных окончаниях или в иннервированной ткани простагландинов — БАВ, производных полиненасыщенных жирных кислот.

Простагландины E и А (ПГЕ, ПГА) обусловливают расширение артериол, метартериол, прекапилляров и венул. Из мышечной стенки сосудов выделен простагландин I2 (ПГI2), или простациклин, который кроме расслабляющего действия на артерии различного диаметра оказывает мощное антиагрегирующее влияние на тромбоциты.

Артериальную гиперемию нейропаралитического типа можно наблюдать в клинике и эксперименте на животных при перерезке симпатических α-адренергических волокон и нервов, оказывающих сосудосуживающее действие. В 1842 г. О.П. Вальтер впервые отметил расширение сосудов лапки лягушки после перерезки симпатических волокон седалищного нерва. Позднее К. Бернар (1851) наблюдал покраснение и повышение температуры кожи головы кролика на стороне удаления шейного узла симпатического ствола. Особенно это заметно в области уха (рис. 23). Аналогичные эффекты наблюдаются также при нарушении целости смешанных нервов, в состав которых входят α-адренергические сосудосуживающие волокна.
Артериальная гиперемия

Симпатические сосудосуживающие нервы тонически активны и в обычных условиях постоянно несут импульсы центрального происхождения (1—3 импульса в 1 с в состоянии покоя), что и определяет нейрогенный (вазомоторный) компонент сосудистого тонуса. Их медиатором является норадреналин.

У человека и животных тоническая импульсация свойственна симпатическим нервам, идущим к сосудам кожи верхних конечностей, ушных раковин, скелетных мышц, пищеварительного канала и др. Перерезка этих нервов в каждом из указанных органов обусловливает усиление кровотока в артериях. На этом эффекте основывается применение периартериальной и ганглионарной симпатэктомии при эндартериите, сопровождающемся длительными спазмами сосудов.

Артериальную гиперемию нейропаралитического типа можно вызвать и химическим путем, блокируя передачу центральных нервных импульсов в области симпатических узлов (с помощью ганглиоблокаторов) или на уровне симпатических нервных окончаний (с помощью симпатолитических или α-адреноблокирующих средств). В данных условиях блокируются потенциалзависимые медленные кальциевые каналы, нарушается поступление в гладкомышечные клетки внеклеточного Ca2+ по электрохимическому градиенту, а также высвобождение Ca2+ из саркоплазматической сети. Вследствие этого клетки неисчерченной мышечной ткани расслабляются.

Нейропаралитический механизм артериальной гиперемии частично является основой воспалительной гиперемии, ультрафиолетовой эритемы и др.

Представление об артериальной гиперемии (физиологической и патологической), обусловленной местными метаболическими (химическими) факторами и БAB, которые образуются на месте или поступают с кровью, основывается на том, что указанные факторы вызывают расширение сосудов, действуя непосредственно на гладкомышечные элементы их стенки, независимо от иннервации. Это представление подтверждает и тот факт, что полная денервация не предотвращает развитие ни рабочей, ни реактивной, ни воспалительной артериальной гиперемии.

Расширение сосудов возникает в результате снижения в крови и тканях сосудистой стенки напряжения кислорода (рО2), которое наблюдается в том случае, если клетки потребляют кислород быстрее, чем он поступает в ткани с кровью.

Механизм вазодилататорного влияния гипоксии заключается в том, что снижение рО2 обусловливает уменьшение продукции АТФ. Это приводит к открытию АТФ-зависимых калиевых каналов в мембране гладкомышечных клеток. Высвобождение калия из клеток служит причиной гиперполяризации клеточной мембраны, которая вызывает закрытие электроуправляемых кальциевых каналов. Вследствие этого уровень свободного кальция в цитозоле снижается, что расслабляет неисчерченную мышечную ткань и вызывает расширение сосудов.

Артериальная гиперемия возникает также вследствие повышения рСО2, избытка неспецифических метаболитов и неорганических ионов (молочная кислота, органические кислоты цикла Кребса, АДФ, АМФ, аденозин, ионы калия), местных БАВ (брадикинин, калидин, гистамин, ПГЕ, ПГА, ПГI2, немедиаторный ацетилхолин, субстанция Р, ГАМК) и гормонов, поступающих в органы с кровью (ПНП, адреномедуллин, вазоактивный интестинальный пептид (ВИП)). Значение каждого из приведенных факторов в развитии артериальной гиперемии различного генеза неодинаково. В возникновении реактивной и рабочей артериальной гиперемии как следствия гипоксии особое значение имеет аденозин, образующийся в результате действия на АМФ экто-5'-нуклеотидазы. Источником аденозина являются гладкомышечные и эндотелиальные клетки сосудов, клетки паренхимы органа, из которых определенная часть аденозина транспортируется во внеклеточное пространство, вызывая расширение сосудов. Аденозиндезаминаза обеспечивает разрушение аденозина, тем самым поддерживая его баланс внутри клетки и вне ее. Аденозин, гистамин и ПНП воздействуют на гладкомышечные клетки посредством Н2-рецепторов.

Еще одним физиологически важным, очень активным и универсальным фактором вазорелаксации является NO, образующийся в клетках интактного эндотелия из L-аргинина при наличии НАДФН и кислорода.

Синтез оксида азота может происходить несколькими путями. У человека этот процесс регулирует NO-синтетазы (NOS). NOS-ферменты — члены гемосодержащего суперсемейства ферментов, получивших название монооксигеназ. В зависимости от структуры и функций NOS могут быть разделены на три группы: эндотелиальные (eNOS), нейрональные (nNOS) и индуцибельные (iNOS). В состав активного центра любой из NOS входит железопорфириновый комплекс, который содержит аксиальный координированный цистеин или метионин. Несмотря на то что все изоформы NOS катализируют образование NO, они являются продуктами разных генов; каждая из них имеет определенные особенности как в механизмах действия и локализации, так и в биологическом значении для организма. Поэтому указанные изоформы принято также подразделять на конститутивную (ингредиентную) NOS (cNOS) и iNOS. Отличие состоит в том, что конститутивный фермент синтезируется непрерывно, а индуцибельный (адаптивный) — только при наличии в среде соответствующих факторов.

Установлено, что NO является лабильной, короткоживущей (несколько секунд) молекулой. В процессе взаимодействия с кислородом и водой NO быстро превращается в нитраты и нитриты. Сосуды малого калибра синтезируют его в большем количестве, чем крупные сосуды. cNOS реагирует усиленной продукцией и выделением в течение нескольких минут NO в ответ на повышение в эндотелиоцитах уровня Ca2+ под влиянием вазодилататоров (ацетилхолина, брадикинина, калидина, адреномедуллина, субстанции Р, ВИП), гипоксии, эстрогенов и усиления напряжения смещения крови относительно эндотелиальных клеток. Диффундируя из эндотелиоцитов к гладкомышечным клеткам, NO стимулирует в них гуанилатциклазу, образование цГМФ с дальнейшей активацией цГМФ-зависимых протеинкиназ, кальциевых АТФаз, инозитол-1,4,5-трифосфата и кальций-зависимых калиевых каналов. В результате — снижается концентрация Ca2+ в гладкомышечных клетках, возникают их расслабление и вазодилатация. Кроме того, данный эффект обусловлен угнетающим влиянием NO на кальцийчувствительность сократительных белков.

В патологических условиях (ожог, травма, повреждающее действие ультрафиолетового или ионизирующего излучения, влияние инфекционных возбудителей, развитие вследствие этого воспаления — асептического или септического — с вовлечением иммунных механизмов повреждения или без них) важную роль в развитии артериальной гиперемии играет iNOS. Ее синтез осуществляется за счет экспрессии соответствующего гена (размещен в хромосоме 7), под воздействием провоспалительных и иммуногенных факгоров (эндотоксины, интерфероны, ИЛ-1, ФНО-α и др.). При этом соответствующие клетки (эндотелиоциты, нейтрофилы, фибробласты, но в первую очередь — моноциты и макрофаги) продуцируют и выделяют большое количество NO на протяжении многих часов. Избыток NO в данном случае вызывает не только выраженную и пролонгированную артериальную гиперемию, но и цитолиз клеток.

Кроме того, неповрежденные эндотелиоциты продуцируют эндотелийзависимый гиперполяризирующий фактор, который также является модулятором вазодилатации. В отличие от NO он изучен в меньшей степени.

Важную роль в усилении кровотока при местных сосудистых реакциях играют изменения pH тканей: сдвиг реакции среды в сторону ацидоза способствует расширению сосудов вследствие повышения чувствительности эндотелиоцитов к вазодилатационным факторам, а гладкомышечных клеток — к NO.

При артериальной гиперемии в микроциркуляторном русле происходят изменения процессов фильтрации и диффузии. В связи с увеличением притока крови повышается уровень гидростатического давления как в артериальном, так и в венозном участках капилляров, причем его повышение на 10 мм рт. ст. приводит к возрастанию фильтрационного давления в артериальном участке до 20 мм рт. ст., т. е. жидкость активнее выходит из сосудов в ткани. При этом в венозном участке гидростатическое и онкотическое давление выравниваются и резорбция жидкости не происходит. Однако следует отметить, что значительное накопление жидкости в тканях не наблюдается. Это обусловлено более интенсивным возвратом жидкости в лимфатическую систему, резорбтивная активность которой существенно повышается. В связи с этим усиливается дренаж тканей, возрастает интенсивность транспорта к ним питательных веществ и выведение метаболитов.

Одновременно с усилением дренажа тканей активируются процессы диффузии. При артериальной гиперемии приток насыщенной кислородом артериальной крови к тканям увеличивается, что существенным образом улучшает их оксигенацию. Вместе с тем скорость линейного и объемного кровотока может настолько увеличиться, что весь кислород не сможет утилизироваться тканью и произойдет оксигенация венозной крови (рО2 может достигать 60—70 мм рт. ст.). При этом углекислый газ полностью выводится из тканей, что можно считать положительным эффектом артериальной гиперемии; микровезикулярный транспорт существенным образом не изменяется.

Результатом артериальной гиперемии могут быть как положительные (адаптивные), так и отрицательные (патологические) изменения, причем отмечается преобладание положительных эффектов, связанных с усилением дренажа тканей, улучшением газообмена, активизацией обмена веществ и функций органа. Эти изменения можно расценить как приспособительные, или адаптивные. Они стимулируют восстановление тканей после их повреждения, в связи с чем искусственно созданная артериальная гиперемия часто используется как лечебный фактор (массаж, физиотерапия и др.). Тем не менее возможны и неблагоприятные последствия. Например, при атеросклерозе резкое расширение сосуда может сопровождаться разрывом его стенки и кровоизлиянием в ткань. Особо опасны подобные ситуации в головном мозге.