Глава 5 патофизиология периферического кровообращения и микроциркуляции

Периферическим, или органным, называется кровообращение в пределах отдельных органов.

Микроциркуляция составляет его часть, которая непосредственно обеспечивает обмен веществ между кровью и окружающими тканями. Нарушение микроциркуляции делает невозможным адекватное снабжение тканей кислородом и питательными веществами, а также удаление из них продуктов метаболизма.

Напомню, что к микроциркуляторному руслу относятся артериолы, метартериолы, капилляры, венулы и артериоловенулярные анастомозы. Диаметр сосудов микроциркуляторного русла не превышает 100 мкм. Диаметр капилляров обычно равен 5–7 мкм.

Основными формами расстройств периферического кровообращения являются: артериальная гиперемия, ишемия, венозный застой крови, нарушение реологических свойств крови.

Артериальная гиперемия — это увеличение количества крови, протекающей через микроциркуляторное русло. Причина — дилатация приводящих артерий и артериол.

Под вазодилятацией подразумевают расширение периферических артерий (все последовательные ветвления органных артерий, включая мельчайшие), но не капилляров и вен. Ибо только артерии имеют строение и функцию, позволяющие менять свой просвет в широких пределах.

Различают: а) физиологическую и б) патологическую артериальную гиперемию.

Физиологическая подразделяется на: 1) рабочую гиперемию — при усилении функции органа или ткани (скелетной мускулатуры при ее сокращении, поджелудочной железы при пищеварении, головного мозга при психоэмоциональной нагрузке и т. д.); 2) реактивную гиперемию — увеличение кровотока после его кратковременного ограничения.

Патологическая артериальная гиперемия возникает под действием патологических (необычных) раздражителей. В зависимости от фактора, ее вызывающего, говорят о воспалительной, тепловой, аллергической гиперемии и т. д.

В патогенезе развития патологической артериальной гиперемии выделяют: 1) нейрогенный механизм и 2) гуморальный механизм.

Кратко о первом механизме. В большинстве органов вазодилататорные нервные влияния осуществляются при участии ацетилхолина, выделяемого нервными окончаниями. Нейрогенный механизм может быть реализован путем истинного рефлекса (при участии нейронов головного или спинного мозга) либо местного рефлекса, осуществляемого в пределах периферических нервных ганглиев или даже отдельных нейронов.

С участием нейрогенного механизма может возникать гиперемия нейротонического и нейропаралитического типа.

Первая возникает в связи с раздражением экстеро- и интрорецепторов, а также при раздражении сосудорасширяющих нервов и центров (раздражители — психические, механические, температурные, химические и т. д.). Пример: покраснение лица и шеи при патологических процессах во внутренних органах (сердце, печень, легкие).

При отсутствии парасимпатической иннервации развитие артериальной гиперемии может быть обусловлено симпатической (гистаминергической, серотонинергической, адренергической) системой, ее соответствующими рецепторами и медиаторами.

Гиперемию второго типа (нейропаралитического) наблюдают при перерезке симпатических (адренергических) волокон и нервов, обладающих сосудосуживающим действием. Кроме того, она имеет место и при химической блокаде передачи центральных импульсов в области симпатических узлов (ганглиоблокаторы) или на уровне симпатических нервных окончаний (симпатолитики или адреноблокаторы).

Гуморальный механизм реализовывается специфическими биологически активными веществами (БАВ), которые действуют на сосудистую стенку со стороны просвета сосуда (если циркулируют в крови) либо образуются местно в сосудистой стенке или в окружающей ткани. Например: брадикинин, серотонин, гистамин, простагландины, снижение РО₂, рост РСО₂ и др.

Микроциркуляция при артериальной гиперемии. При расширении приводящих артерий и артериол вследствие увеличения артериовенозной разности давлений в микрососудах скорость кровотока в капиллярах возрастает, внутрикапиллярное давление повышается и количество функционирующих капилляров растет. Когда закрытые капилляры раскрываются, они превращаются сначала в плазматические (содержат лишь плазму), а затем в них начинает циркулировать цельная кровь — плазма и форменные элементы. Вследствие увеличения количества функционирующих капилляров растет площадь стенок капилляров для транскапиллярного обмена веществ.

Симптомы артериальной гиперемии: 1) цвет органа или ткани — ало-красный (так как гематокрит высокий и много оксигемоглобина, который не успевает диссоциировать); 2) температура органа или ткани повышается; 3) тургор (напряжение) тканей возрастает (микрососуды переполнены кровью, количество тканевой жидкости увеличивается).

Значение. 1) Положительное (компенсаторное) — при повышении функциональной нагрузки при постишемических состояниях. 2) Отрицательное (патогенное) — способствует отеку тканей, кровоизлияниям в ткань. Особенно опасно в ЦНС. Усиленный приток крови — головная боль, головокружение, шум в голове, могут быть мелкие кровоизлияния.

Ишемия — несоответствие между притоком к тканям и органам артериальной крови и потребностью в ней. При этом потребность в кровоснабжении всегда выше реального притока крови по артериям.

Вызывающее ишемию уменьшение сосудистого просвета может быть обусловлено:

1) патологической вазоконстрикцией (ангиоспазмом);

2) полной или частичной закупоркой просвета артерий (тромб, эмбол) — обтурационная ишемия;

3) склеротическими и воспалительными изменениями артериальных стенок;

4) сдавлением артерий извне (компрессионная ишемия).

Выделяют следующие механизмы развития спазма артерий:

1) Внеклеточный механизм. Причиной нерасслабляющегося сокращения артерий являются вазоконстрикторные вещества, длительно циркулирующие в крови или синтезирующиеся в артериальной стенке (катехоламины, серотонин, некоторые простагландины).

2) Мембранный механизм. Обусловлен нарушением процессов реполяризации плазматических мембран гладкомышечных клеток артерий.

3) Внутриклеточный механизм. Вызывается нарушением внутриклеточного переноса ионов кальция (удаление из цитоплазмы) или же изменениями сократительных белков — актина и миозина.

Эмболия — циркуляция в кровеносном или лимфатическом русле образования (эмбола), в норме в нем не встречающегося, и закрытие либо сужение им кровеносного или лимфатического сосуда. Эмболы могут иметь эндогенное происхождение: оторвавшиеся тромбы, капельки жира при переломе трубчатых костей или размозжении жировой клетчатки; и экзогенное происхождение — пузырьки воздуха, попавшие из окружающей атмосферы в крупные вены, пузырьки газа, образующиеся в крови при быстром понижении барометрического давления.

Эмболия может локализоваться: 1) в артериях малого круга кровообращения (заносятся из большого круга кровообращения); 2) в артериях большого круга кровообращения (заносятся из левого сердца или легочных вен); 3) в системе воротной вены печени (заносятся из многочисленных ветвей воротной вены брюшной полости).

Тромбоз — прижизненное отложение сгустка стабилизированного фибрина и форменных элементов крови на внутренней поверхности кровеносных сосудов с частичной или полной обтурацией их просвета.

В отличие от внутрисосудистого свертывания крови, связанного с появлением слабо фиксированных на стенках сосудов фибриновых сгустков, в ходе тромботического процесса формируются плотные депозиты крови, которые прочно «прирастают» к субэндотелиальным структурам и реже эмболируют.

Структура тромба зависит от особенностей кровотока. В артериальной системе тромбы состоят из тромбоцитов (белая головка) с небольшой примесью эритроцитов и лейкоцитов (красный хвост), оседающих в сетях стабилизированного фибрина. В венозной системе — из эритроцитов, лейкоцитов и небольшого количества тромбоцитов, придающих тромбу гомогенно красный цвет.

Частота тромбоза очень велика. Может иметь самостоятельный генез или встречаться при очень многих заболеваниях.

Ключевые механизмы тромбообразования в артериях: 1) повреждение сосудистого эндотелия; 2) локальный ангиоспазм; 3) адгезия тромбоцитов к участку обнаженного субэндотелия; 4) агрегация тромбоцитов; 5) активация свертывающей способности крови при снижении ее фибринолитических свойств.

Повреждение эндотелия может носить травматический или метаболический характер.

В первом случае происходит обнажение тромбогенных компонентов базальной мембраны (коллагена, эластина, микрофибрина) с последующей адгезией к ним тромбоцитов. Во втором случае — эндотелий морфологически цел, но теряет способности: а) синтезировать антитромботические, противосвертывающие и фибринолитические вещества (активатор плазминогена, простациклин и др.); б) инактивировать прокоагулянтные вещества (V, VIII, IX и X факторы, тромбин, тромбопластин); в) метаболизировать БАВ, влияющие на систему гемостаза (простагландины, тромбоксан, лейкотриены и т.д.). При травматическом повреждении сосуда тромбоз начинается с адгезии тромбоцитов к участку деэндотелизации. Включает три этапа: 1) активацию тромбоцитарной мембраны; 2) фиксацию активированных тромбоцитов к галактозиловым группам молекулы коллагена; 3) сокращение тромбоцитов с появлением псевдоподий.

Активация тромбоцитарной мембраны — сложный процесс, связанный с химической модификацией тромбоцитарных мембран и индукцией в них фермента гликозилтрансферазы, взаимодействующим со специфическим рецептором коллагена и, следовательно, обеспечивающим «посадку» тромбоцита на субэндотелий. В активации тромбоцитов большое значение имеет влияние цитокинового комплекса и системы комплемента в зоне тромбоза. Активированный тромбоцит представляет собой своеобразную «пулю», нацеленную на деэндотелизированный участок. Достигнув этого участка, он распластывается на коллагене и выпускает псевдоподии. Для «стыковки» обязателен фактор Виллебрандта и плазменный фибронектин.

Итак, адгезия тромбоцитов к субэндотелию — это первая стадия формирования артериального тромба. Вторая стадия — это агрегация тромбоцитов, состоит из двух последующих фаз:

а) дегрануляция и выброс из тромбоцитов содержимого плотных телец (АДФ, АТФ, адреналин, норадреналин, серотонин, гистамин, Са²⁺);

б) выброс содержимого альфа-гранул (лизосомальные ферменты). Это приводит к активации соседних интактных тромбоцитов, приклеиванию их друг к другу и к поверхности адгезированных клеток и, следовательно, к формированию крупных агрегатов, составляющих основу тромбоцитарного тромба. Одновременно возникает спазм сосуда, вызванный локальным выделением тромбоксана А₂.

Заключительная (третья) стадия тромбогенеза связана с активацией контактных факторов плазменного гемостаза. Они адсорбируются на поверхности агрегированных тромбоцитов и запускают «внутренний каскад» свертывания крови. Все завершается выпадением нитей стабилизированного фибрина и консолидацией тромба.

Наряду с этим включается и «внешний каскад» свертывания крови, связанный с высвобождением тканевого тромбопластина.

Кроме этого, тромбоциты способны сами запускать «внутренний каскад» (без контакта XII фактора) путем взаимодействия находящегося на их поверхности V фактора с X фактором, а он быстро катализирует переход протромбина в тромбин.

Таким образом, тромбоциты связывают два основных звена процесса внутрисосудистого тромбообразования — агрегацию и выпадение сгустка фибрина.

Тромбообразование в венах (механизм отличается). Венозные тромбы возникают в результате активации плазменного звена гемостаза, в отличие от артериальных, развивающихся на почве сосудисто-тромбоцитарных конфликтов. Активации плазменного гемостаза в венах благоприятствует гемодинамическая ситуация, создающаяся вблизи венозных клапанов и в местах бифуркаций с замедленным турбулентным током крови. В этих «критических» областях возникают ситуации, способствующие адсорбции контактных факторов (XII, прекаллекреина и XI ф.) на отрицательно заряженных структурах обнаженного субэндотелия и запуску внутреннего каскада свертывания крови.

Общепринятой классификации тромбоза до настоящего времени нет. Академиком А.А. Кубатиевым предпринята попытка ее сформулировать. По его мнению, с учетом патогенеза можно выделить следующие формы тромбов:

1. Васкулогенная форма (при васкулитах, коагулогенной готовности — снижение на 30 % фибринолитических факторов).

2. Гемоцитогенная — связана с первичным повреждением клеток крови (накопление БАВ и стимуляция тромботических процессов).

3. Цитокиновая (влияние ФНО, ИЛ-1,6).

4. Апоптогенная (при активации апоптоза эндотелиальных клеток стимулируется тромбогенез).

5. Гепаринассоциированная.

6. Посттравматическая.

7. Ксеногенная (воздействие ксенобиотиков обусловливает гемолиз эритроцитов, а это активирует тромбогенез).

8. Наследственно обусловленная (например, при наследственной гомоцистеинемии).

Продолжим рассмотрение причин, приводящих к ишемии. Следующая причина —это склеротические изменения артериальных стенок. Они вызывают сужение сосудистого просвета (атеросклероз, артерииты), что увеличивает сопротивление кровотоку и, значит, уменьшает приток крови в микрососудистое русло.

И последняя причина — сдавление приводящей артерии или участка ткани (компрессионная ишемия). Имеет место при растущей опухоли, рубце, попадании инородного тела и т.д. В головном мозге может возникать при значительном повышении внутричерепного давления.

Симптомы ишемии: 1) цвет органа — бледный (сужение поверхностно расположенных сосудов, обеднение крови эритроцитами); 2) объем уменьшается (ослабление кровенаполнения и уменьшение количества тканевой жидкости); 3) температура поверхностно расположенных органов снижается (температура внутренних органов не изменяется, так как нет теплоотдачи).

Микроциркуляция при ишемии. Увеличение сопротивления в приводящих артериях вызывает понижение внутрисосудистого давления в микрососудах органа и создает условия для их сужения. В результате сужения артерий в области ишемии наступает такое перераспределение эритроцитов в ветвлениях сосудов, что в капилляры поступает кровь, бедная форменными элементами. Это обусловливает превращение большого количества функционирующих капилляров в плазматические, а понижение внутрикапиллярного давления способствует их последующему закрытию, значит, количество функционирующих капилляров в зоне ишемии резко уменьшается. Вследствие понижения давления внутри капилляра фильтрация жидкости из сосуда понижается, а резорбция из ткани повышается, таким образом, количество межтканевой жидкости значительно уменьшается и лимфоотток ослабляется.

Компенсация возникающих нарушений возможна. Она зависит от анатомических и физиологических особенностей кровоснабжения органа. В органах с хорошим развитием артериальных анастомозов закупорка артерий может не сопровождаться существенными нарушениями кровоснабжения на периферии. Если органы и ткани имеют мало (или вовсе не имеют) анастомозов, то возникает тяжелая ишемия и в ее результате — инфаркт (омертвление ткани).

Венозный застой крови — увеличение кровенаполнения органа или ткани при уменьшении протекающей по сосудам органа крови из-за нарушения оттока крови в венозную систему.

Возникает вследствие механических препятствий для оттока крови из микроциркуляторного русла в венозную систему. Причины: 1) тромбоз вен; 2) повышение давления в крупных венах (например, при правожелудочковой недостаточности сердца); 3) сдавление вен (происходит легко из-за тонкости их стенок). Если давление в венах перед препятствием повышается настолько, что превышает диастолическое давление в приводящих артериях, то ортоградный (нормальный) ток крови наблюдается только во время систол, а во время диастол, из-за извращений градиента давлений, наступает ретроградный (обратный) толчок крови. Такой кровоток называется маятникообразным.

Симптомы венозного застоя: 1) уменьшается температура поверхностно расположенных органов и тканей вследствие понижения интенсивности кровотока, во внутренних органах этого не происходит; 2) усиливается транссудация, как следствие — отек тканей; 3) кислород крови при застое максимально используется тканями и большая часть Hb оказывается восстановленной, следовательно, ткани приобретают синюшный оттенок (темно-вишневый) — цианоз.