Внутрисосудистые механизмы нарушения микроциркуляции

10.08.2016
Нарушение реологических свойств крови. К важнейшим внутрисосудистым нарушениям относятся нарушения реологии крови, обусловленные изменением суспензионной стабильности клеток крови и ее вязкости. С ними частично связаны нарушения свертывания крови и образование гемокоагуляционных микротромбов, а также нарушение перфузии крови через микроциркуляторное русло вследствие изменения скорости кровотока.

В нормальных условиях кровь характеризуется суспензионной стабильностью, которая обеспечивается величиной отрицательного заряда эритроцитов и тромбоцитов, определенным соотношением белковых фракций плазмы (альбумина — с одной стороны, глобулинов и фибриногена — с другой), а также достаточной скоростью кровотока.

Наружная поверхность эритроцитов имеет отрицательный заряд, обусловленный сиаловыми кислотами, входящими в состав клеточных мембран. Это обеспечивает взаимоотталкивание эритроцитов и пребывание их во взвешенном состоянии. Уменьшение величины отрицательного заряда эритроцитов, причиной которого чаще всего служит абсолютное или относительное увеличение количества положительно заряженных макромолекул глобулинов и/или фибриногена и их адсорбция на поверхности эритроцитов, приводит к снижению суспензионной стабильности крови, агрегации эритроцитов и других клеток крови. Снижение скорости кровотока усиливает этот процесс. Описанный феномен получил название “сладж” (от англ. sludge — густая грязь, тина, ил). Основными особенностями сладжированной крови являются прилипание друг к другу эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов и повышение вязкости крови, что затрудняет ее перфузию через микрососуды. Внутрисосудистое образование агрегатов эритроцитов и других клеток крови наблюдается при: повышении проницаемости стенки капилляров для отрицательно заряженных молекул альбуминов под влиянием БАБ; перевязке сосудов; повреждении тканей; внутривенном введении высокомолекулярных веществ (декстрана, метилцеллюлозы); отравлении мышьяком, кадмием, бензолом, толуолом, анилином; при различных видах шока, олигурии, острой сосудистой недостаточности; экстракорпоральном кровообращении; гипотермии; заболеваниях, сопровождающихся повышением уровня фибриногена и глобулинов и снижением концентрации альбумина (множественная миелома, макроглобулинемия и др.) в крови.

В зависимости от характера действия сладж может быть обратимым (при наличии только агрегации эритроцитов) и необратимым. В последнем случае наблюдается агглютинация эритроцитов. Размеры агрегатов при сладже варьируют от 10x10 до 100x200 мкм и более.

Процесс формирования агрегатов клеток крови имеет определенную последовательность. В первые минуты после повреждения, преимущественно в капиллярах и венулах, образуются агрегаты из тромбоцитов и хиломикронов (крупные липидные частички размером 0,1-1,0 мкм, которые содержат в основном триглицериды, поступают в кровь из лимфы кишечника и циркулируют в форме стабильной эмульсии). Они плотно фиксируются к стенке микрососудов, образуя “белый” тромб, или уносятся в другие отделы сосудистой системы к новым очагам тромбообразования.

Агрегаты эритроцитов образуются в первые часы после повреждения, сначала в венулах, а затем — в артериолах. Это обусловлено снижением скорости кровотока. Через 12—18 ч указанные нарушения прогрессируют как по выраженности проявлений, так и по распространенности. Возможно и обратное развитие процесса (дезагрегация).

Патофизиологические последствия агрегации эритроцитов проявляются нарушением микроциркуляции и вызванными им изменениями метаболизма и функций органов и систем.

Нарушения микроциркуляции обусловлены:

1) частичной (парциальной) обтурацией микрососудов вследствие оседания на их внутренней оболочке агрегатов эритроцитов, которые имеют большую массу, чем отдельные эритроциты. Снижение скорости кровотока, увеличение размеров агрегатов, прилипание эритроцитов к стенке сосудов, повышение вязкости крови — факторы, ускоряющие процесс оседания агрегатных комплексов на внутренней оболочке микрососудов;

2) полной обтурацией микрососудов агрегатами тромбоцитов и эритроцитов. При этом большие агрегаты, состоящие из нескольких десятков и сотен эритроцитов, могут полностью перекрывать просвет артериол и венул. Агрегаты меньших размеров достигают более мелких сосудов, вплоть до капилляров, вызывая их эмболию;

3) резким замедлением кровотока, сепарацией (отделением) плазмы от эритроцитов, маятникообразным движением плазмы с зависшими в ней агрегатами, стазом. В связи с закупоркой терминальных артериол большим количеством агрегатов эритроцитов капилляры пропускают только плазму. При этом повреждается стенка микрососудов (набухание и десквамация эндотелия). Усиливают этот процесс кислая реакция среды, накопление местных метаболитов, БАВ (серотонин, гистамин, гепарин), поступающих в кровь в результате массовой дегрануляции тучных клеток близлежащей соединительной ткани. Возникающее вследствие этого повышение проницаемости венул и капилляров способствует выходу альбуминов и жидкости за их пределы, сгущению крови, повышению ее вязкости. Создаются условия (повреждение сосудистой стенки, агрегация тромбоцитов и их повреждение, замедление кровотока) для образования множественных гемокоагуляционных микротромбов с последующим нарастанием тяжести микроциркуляторных расстройств.

Комплекс описанных выше патофизиологических нарушений микроциркуляции на завершающем этапе развития сладжа, который характеризуется выраженными нарушениями метаболизма и функций органов и тканей, а также недостаточным уровнем трофического обеспечения, называют капиллярно-трофической недостаточностью.

Таким образом, сладж-феномен, возникающий вначале как местная реакция ткани на повреждение, в дальнейшем может приобрести характер системной реакции, генерализованного ответа организма. В этом заключается его общепатологическое значение.

Нарушение проницаемости обменных сосудов. Обменные сосуды, или капилляры, выполняют две основные функции: осуществление движения крови и способность пропускать в направлении кровь—ткань и обратно воду, растворенные газы, кристаллогидраты и крупномолекулярные (белковые) вещества.

Регуляция кровообращения в обменных сосудах полностью подчинена закономерностям пре- и посткапиллярного кровотока, а также местным гуморальным воздействиям.

Фильтрация воды и диффузия веществ. В норме фильтрация воды и растворенных в плазме низкомолекулярных веществ осуществляется в капиллярах, главным образом через функциональные микропоры в стенке сосудов, диаметр которых составляет около 6—8 нм. На самом деле эти поры являются межклеточными промежутками между соседними эндотелиоцитами. В капиллярах головного мозга они очень плотные и пропускают только воду, кислород и углекислый газ. В капиллярах печени поры большие и способны пропускать все компоненты плазмы. В большинстве органов поры имеют средние размеры. Каждый день через эти капиллярные поры фильтруется и поступает в ткани около 20 л жидкости. Около 18 л возвращаются из тканей в капилляры путем резорбции, а еще приблизительно 2 л — в систему кровообращения через лимфатическую систему.

Скорость фильтрации зависит от фильтрационного давления (ФД) и коэффициента фильтрации; последний показатель в разных органах отличается и определяется размером пор, их количеством, числом функционирующих капилляров и проницаемостью мембраны эндотелиоцитов для воды и других веществ.

Согласно классической теории Старлинга, ФД определяется по следующей формуле:

ФД = (ГДК + ОДТ) - (ГДТ + ОДК),


где ФД — фильтрационное давление; ГДК — гидростатическое давление крови на стенку капилляра (в артериальном участке капилляра ГДК составляет около 30— 35 мм рт. ст.); ОДТ — онкотическое давление ткани (4—7 мм рт. ст.); ГДТ — гидростатическое давление ткани (± 6 мм рт. ст., т. е. ~ 0 мм рт. ст.); ОДК — онкотическое давление крови (~ 28 мм рт. ст.). Онкотическое давление практически не изменяется в артериальном и венозном участках капилляра и зависит от концентрации белков в сыворотке крови, которая в норме составляет 60—70 г/л.

Согласно приведенной формуле, в артериальном участке капилляров эффективное ФД составляет около 10 мм рт. ст., что и определяет переход жидкости из крови в ткани.

В венозном участке капилляров и в венулах гидродинамическое давление крови снижается до 15 мм рт. ст. В результате этого ФД становится отрицательным и составляет около —7 мм рт. ст., что и обусловливает частичную резорбцию жидкости из ткани в кровь. Кроме того, резорбция части интерстициальной жидкости осуществляется лимфатическими сосудами; по ним жидкость возвращается в сосудистое русло.

Диффузия газов в капиллярах происходит за счет разницы уровней парциального давления в крови и тканях. Парциальное давление кислорода в артериальной крови составляет около 85—100 мм рт. ст., а в тканях — около 10—20 мм рт. ст. В связи с этим кислород очень активно переходит в ткани и в венозном отрезке капилляра его парциальное давление снижается до 40—50 мм рт. ст. В отличие от кислорода углекислый газ, образующийся в тканях, диффундирует в кровь, вследствие чего ткани освобождаются от его избыточного количества, а рСО2 с 40 мм рт. ст. в артериальном участке капилляра повышается до 46—48 мм рт. ст. в венозном участке.

Микровезикулярный транспорт — активный транспорт макромолекул через цитоплазму эндотелиоцитов, который нуждается в затратах энергии. Открытие элементов везикул в цитоплазме эндотелиальных клеток, выяснение механизмов их образования из поверхностной оболочки, доказательность участия их в трансэндотелиальном переносе веществ связаны с именем американского исследователя G. Palade. В 1953 г. он первым описал ультраструктуру кровеносных капилляров и наличие в эндотелиоцитах везикул, функция которых заключается в трансмембранном переносе веществ. Эти микропиноцитозные везикулы способны захватывать жидкость с растворенными в ней веществами на одной стороне клетки и перемещаться в другую. Несколько таких везикул могут образовывать везикулярный канал. Тем не менее в настоящее время считается, что в количественном отношении везикулярный транспорт в нормальных условиях функционирования клетки не имеет большого значения.

Повышение или снижение интенсивности перехода веществ через сосудистую стенку при патологии часто возникает не только вследствие изменения скорости кровотока, но и в результате истинного нарушения проницаемости капилляров, сопровождающегося нарушением структуры их стенки. В морфологическом отношении повышение проницаемости капилляров характеризуется увеличением промежутков между эндотелиоцитами вследствие их сокращения и усилением образования транспортных везикул (рис. 27), в функциональном — интенсивным переходом высокомолекулярных веществ (белков) через стенку капилляра.
Внутрисосудистые механизмы нарушения микроциркуляции

В механизме повышения проницаемости капилляров при травме, ожоге, воспалении, аллергии большое значение имеют кислородное голодание тканей, ацидотический сдвиг реакции среды, накопление местных метаболитов, образование БАВ, наличие активных глобулинов плазмы крови (α-, β-глобулины), катионных белков и нейтрофильных лизосомальных ферментов гранулоцитов. При шоке различной этиологии возможно и генерализованное нарушение проницаемости капилляров.

Согласно современным представлениям, биологически активные амины (гистамин, серотонин) и их природные либераторы, а также брадикинин, факторы комплемента и эйкозаноиды (простагландины и лейкотриены) оказывают кратковременное действие на проницаемость сосудистой стенки посредством влияния на контрактильные элементы эндотелия сосудов, преимущественно венул, что приводит к их округлению и увеличению межклеточных промежутков между ними. При различных патологических процессах, особенно при воспалении, вызванном слабыми повреждающими факторами (тепло, ультрафиолетовое излучение, некоторые химические вещества), эти механизмы реализуют раннюю фазу повышения проницаемости (10—60 мин). Более поздние нарушения проницаемости сосудистой стенки (от 60 мин до нескольких суток) обусловлены и усилением трансцитоза, и протеиназами, лизосомальными гидролазами, катионными белками нейтрофильных гранулоцитов, действие которых направлено на стенку капилляров (межклеточные связи эндотелия и базальную мембрану) и состоит в физико-химических изменениях (в частности деполимеризации) сложных белково-полисахаридных комплексов. При сильном повреждении тканей повышение проницаемости капилляров носит монофазный характер и обусловлено влиянием протеиназ и кининов.

При некоторых патологических процессах (феномены Шварцмана, Артюса) и заболеваниях инфекционной этиологии (корь, скарлатина, грипп и др.), в случае действия сильных повреждающих факторов (термических, ионизирующего излучения и др.) вместе с признаками повышенной проницаемости сосудов в виде интенсивного выхода макромолекулярных веществ можно наблюдать диапедез эритроцитов и даже микрокровоизлияния. Предполагается, что диапедез эритроцитов в периваскулярную ткань осуществляется пассивно через межэндотелиальные промежутки под давлением крови. Микрокровоизлияния являются следствием выраженных структурных нарушений целостности сосудистой стенки, повышающих ее ломкость.