Красников В.Е. / Красников В.Е. Микроциркуляция и периферическое кровообращение

Артериоло-венулярные анастомозы (АВА, рис. 1, 6) и метартериолы

(рис. 1, 7) – это сосудистые образования, своеобразные «мостики» между ар-

териолой и более крупной венулой. Шунты, изменяя свой просвет, а так же метартериолы за счет сокращения или расслабления прекапиллярных сфинк-

теров (рис. 1, 7) оказывают влияние на:

интенсивность капиллярного кровотока;

величины системного и местного давления крови;

интенсивность кровотока в направлении правого сердца путем трансмиссии

(от лат. transmissio пересылка, передача) артериального давления (более вы-

сокого) к венозному (более низкому);

артериолизацию венозной крови;

мобилизацию депонированной крови;

регуляцию тока тканевой жидкости в венозное русло;

общий кровоток через изменение местного тока крови и межтканевой жид-

кости.

Имея возможность переводить часть крови из артериального русла в ве-

нозное, минуя капиллярное ложе, АВА (рис.6) совместно с прекапиллярными сфинктерами (рис. 7) активно участвуют в регуляции температурного го-

меостаза.

При повышении температуры окружающей среды, в температурной оболочке организма (коже, подкожно-жировой клетчатке, поверхностных мышцах) АВА практически закрываются, а прекапиллярные сфинктеры находятся в максимальном расслаблении. Поэтому большое количество кро-

ви поступает в обменный отдел микроциркуляции данных органов и тканей.

Тем самым излишки эндогенного тепла, доставляемого кровью из темпера-

турного ядра организма (органов грудной, брюшной полостей и др.) удаля-

ются в окружающую среду. Снижение температуры, наоборот, способствует раскрытию АВА и закрытию прекапилляров, кровь из артериол, минуя ка-

11

пиллярную сеть, попадает в венулы, тем самым ограничивается потеря эн-

догенного тепла.

Рис. 6. Участие артериоло-венулярных анастомозов в регуляции температурного гомеостаза.

Важное значение имеют шунты (совместно с прекапиллярными сфинк-

терами) и в становлении такой защитно-приспособительной реакции как

централизации кровообращения.

Ее положительный эффект заключается в создании преимущественного кровоснабжения жизненно важных органов (ЦНС, сердца) за счет макси-

мального раскрытия артериоло-венулярных анастомозов и повышения тонуса прекапилляров в других органах и тканях (поверхностных тканях, мышцах,

ЖКТ, почек и др.). Механизмы ее развития аналогичны таковым при гипо-

термии организма (рис. 7). Отсутствие реакции централизации в ЦНС и серд-

це обеспечивает их привилегированное кровоснабжение за счет более быст-

рого возврата крови из других органов и тканей в общий кровоток. Это наблюдается при экстремальных ситуациях (шок, массивная кровопотеря,

тяжелая острая гипоксия и др.)

12

капилляры

метартериола

Рис. 7. Влияние состояния прекапллярных сфинктеров на кровоток в капиллярах. А- сфинктеры расслаблены, кровоток в капиллярах интенсивен; Б- сфинктеры сокращены, кровь минуя капилляры, по метартериоле направляется в венулу.

Количество межклеточной жидкости регулируется путем ее реабсорбции

в венозном отделе микроциркуляторного русла и оттоком через лимфатиче-

ские капилляры и посткапилляры.

Лимфатические капилляры начинаются «слепыми» пальцевидными вы-

ростами, стенка в них тонкая, слабо выражена базальная мембрана, относи-

тельно велики межэндотелиальные щели. Все это обеспечивает им высокую

проницаемость не только для воды, но для крупных молекул белка, инород-

ных частиц и отдельных клеток. По мере увеличения диаметра лимфатиче-

ских сосудов, в них появляются клапаны (рис. 8), обеспечивающие ток лим-

13

фы в одном направлении. В конечном счете, лимфа собирается в крупные лимфатические сосуды и коллекторы, а затем поступает в венозную систему.

Рис. 8. Лимфатический сосуд

Таким образом, обобщая выше изложенное, можно выделить несколько основных функций, которые выполняются на уровне микроциркуляторного русла, это:

поддержание общих и местных гемодинамических параметров и участие в реализации реакций сердечно-сосудистой системы;

регуляция температурного гомеостаза организма;

доставка (обеспечение) клеткам и соединительно-тканным структурам не-

обходимых питательных веществ, О2 и удаление продуктов метаболизма,

СО2.

Наиболее важной функцией принято считать последнюю. Именно на микроциркуляторном уровне осуществляется основное назначение сердечно-

сосудистой системы – трофическое обеспечение органов и тканей. От того,

как будут протекать обменные процессы, в конечном счете, будет зависеть работа того или иного органа или ткани. Значимость этого положения под-

тверждается учением о функциональном элементе органа.

14

Функциональный элемент органа – это пространственно ориенти-

рованный структурно-функциональный комплекс, представляющий ин-

тегральное целое, состоящий из клеточных и волокнистых образований органа, включающий все его ткани. Он состоит из нескольких частей (рис.

9):

рабочая часть – представлена определенно ориентированной системой

специальных клеток, выполняющих основную функцию органа (для печени

– это гепатоциты, для сердца – кардиомиоциты и т.д.);

соединительно-тканная часть – имеет в каждом органе свою структуру,

соответствующую ориентации рабочей части специфических клеток. Она состоит из ряда клеток, волокнистых образований и основного вещества,

выполняет опорную и обменно-физиологическую роль;

микроциркуляторная единица – располагается внутри рабочей и соедини-

тельнотканной части, включает в себя все отделы микроциркуляции. Она обеспечивает оптимальный кровоток в пределах обеих частей функцио-

нального элемента органа, транспорт (проникновение) веществ и газов че-

рез капилляры, и отведения крови из данного микрорегиона. Отток межкле-

точной жидкости происходит с помощью лимфатических капилляров.

Область функционального элемента снабжена различными нервными образованиями (афферентные и эфферентные нервные окончания). Они,

прямо или косвенно, оказывают влияния на мышечные образования микро-

сосудов и спектр биологически активных веществ в межклеточной жидкости

(см. ниже).

Таким образом, функциональный элемент органа – это микросистема,

представляющая собой упорядоченный, структурно-функциональный ком-

плекс, на основе которого осуществляются обменные тканевые процессы. На их основе и выполняется определенная работа того или иного органа, т.е.

функциональный элемент – это рабочий элемент органа. В органах (тканях)

имеется большое количество данных микросистем, их функция регулируется

различными механизмами (нервные, гуморальные, локальные).

15

Рис. 9. Анатомическая схема функционального элемента органа. А- микроциркуляторная система; Б- лимфатические сосуды; В- артериоловенулярные анастомозы; Г- специальные клетки; Д- соединительная ткань; Е- сосудодвигательные нервы; Ж- тучные клетки.

Определяющую роль в состоянии функционального элемента органа иг-

рает микроциркуляторная единица. Она обеспечивает всем необходимым

(питательными веществами, газами и др.) остальные микроструктуры эле-

мента, и это, в конечном счете, определяет эффективность деятельности ор-

гана или ткани. Любые нарушения в системе микроциркуляции неизбежно скажутся на работе того или иного органа и могут вызвать определенный па-

тологический процесс.

С другой стороны, повреждения микроструктур рабочей и соединитель-

нотканной частей функционального элемента обязательно негативно ска-

жутся на микроциркуляции и по механизму обратной связи усугубят работу

рабочего элемента органа. Нарушения микроциркуляции при этом приобре-

16

тают значение одного из важнейших звеньев в патогенезе той или иной пато-

логии.

1.2. Методы исследования микроциркуляции. Все современные способы

изучения микроциркуляции распределены на две группы:

морфологические методы, в том числе с широким применением послед-

них достижений электронной микроскопической техники;

методы прижизненного изучения микроциркуляции.

На первой группе мы останавливаться не будем (это прерогатива мор-

фологической дисциплины), на второй – остановимся более подробно.

Методы прижизненного изучения микроциркуляции в свою очередь можно разделить на:

прямые методы изучения (биомикроскопия);

косвенные методы, не позволяют непосредственно наблюдать за микросо-

судами, но тем не менее, с их помощью можно получать ценную инфор-

мацию о состоянии микроциркуляции.

комбинированные методы.

Биомикроскопия (рис. 2,3,4,10,11) – это прямое наблюдение за процес-

сами, происходящими в микроциркуляционном русле живого организма с помощью различной микроскопической техники. Помимо этого, она позво-

ляет фиксировать возникающие изменения с помощью фото-, кино- и видео-

съемки, передавать изображение на компьютер (ТV-микроскопия).

Прямые методы исследования микроциркуляции позволяют исследовать следующие структурно-функциональные характеристики: размер микрососу-

дов (внутренний и наружный диаметры), длину, форму, степень наполнения и их количество в поле зрения, внутрисосудистое давление, скорость крово-

тока и скорость перемещения отдельных клеток крови, показатель гемато-

крита в капиллярах, проницаемость эндотелия для макро- и микромолекул, а

также для лейкоцитов и эритроцитов, регистрировать электрическую актив-

ность гладких мышц микрососудов, сократительную активность микрососу-

дов и др.

17

Данные методы представляют информацию и о внесосудистых струк-

турных образованиях периваскулярного пространства. Например, о числе и состоянии тучных клеток, содержании в них биологически активных ве-

ществ, наличии определенных волокнистых структур в соединительной тка-

ни, нервных волокон и др.

Биомикроскопия имеет важное преимущество перед остальными мето-

дами исследования – это возможность одновременного изучения всех звеньев микроциркуляторного русла (артериол, прекапилляров, венул и лимфатиче-

ских микрососудов). Плюс к этому, возможно исследование функциональ-

ного элемента органа (ткани) в целом.

Однако, в силу своих малых размеров, микрососуды в основном недо-

ступны для визуального наблюдения и регистрации у больных. Для обеспе-

чения доступа изучения микроциркуляции в том или ином органе (ткани)

требуются специально разработанные методики (зачастую оперативного ха-

рактера и требующие специального оборудования). Все это естественно, со-

здает значительные технические трудности в применении биомикроскопии для диагностики нарушений микроциркуляторного русла при различных за-

болеваниях в клинической практике. Практическая медицина для проведения таких исследований использует поверхностные ткани и органы – биомикро-

скопия ногтевого валика пальцев кисти и стопы, сосудов конъюнктивы глаз-

ного яблока (рис. 10,11).

Рис. 10. Исследование микроциркуляции ногтевого валика пальца руки.

18

Рис. 11. Исследование микроциркуляции конъюнктивы глаза.

Наибольшее распространение методы прямого исследования микроцир-

куляции получили в экспериментальной медицине. С помощью различных хирургических приемов, практически в любом органе (ткани) можно полу-

чить доступ для биомикроскопии микрососудов. Выполняется биомикроско-

пия с использованием обычных световых микроскопических систем, а так же ультрафиолетовой, люминесцентной (флюоресцентной), фазоконтрастной,

поляризационной и др. видов микроскопии. Сочетание различных видов микроскопии увеличивает возможности метода.

В настоящее время информативность прямого исследования микроцир-

куляции значительно расширилась. Этому способствовали современные тех-

нические достижения компьютерной техники. Использование компьютерной телевизионной микроскопии сосудов (ТV-микроскопия) с определенными анализирующими системами дает возможность быстро и с высокой досто-

верностью объективно регистрировать различные изменения в микроцирку-

ляторном русле.

Косвенные (опосредованные) методы изучения микроциркуляции. Они наиболее широко применяются в клинической медицине, так как в своем большинстве представляют неинвазивные методы обследования организма.

Опосредованные приемы исследования микроциркуляции, как правило, ха-

19

рактеризуют среднее, суммарное состояние микрососудов определенной об-

ласти (объема) органа/ткани. Этого не всегда достаточно для понимания из-

менений, происходящих в различных отделах микроциркуляторного русла.

Недостатком косвенных методов является и сложность интерпретации полученных результатов исследования. Например, зарегистрированное уве-

личение скорости микрокровотока или улучшение показателей микроцирку-

ляции с помощью косвенных методов исследования определенной области,

еще не означает нормализацию процессов во всех отделах микроциркулятор-

ного русла. Дело в том, что это может быть следствием раскрытия артериоло-

венулярных анастомозов, и кровь из артериол, минуя капилляры, попадает в венулы. И послужить причиной нарушения транскапиллярного обмена и раз-

вития синдрома капиллярнотрофической недостаточности (см. ниже).

В литературных источниках представлено большое количество косвен-

ных методов изучения микроциркуляции: термометрия (термография), рео-

графия, плетизмография, артериолосфигмография, сцинтиграфия органов с различными радиофармакологическими препаратами, позитронная эмисси-

онная томография и др. Все они имеют определенные преимущества и недо-

статки (дорогостоящие, обременительных для тяжелых больных и др.).

В конце 70-х годов прошедшего столетия появились два новых не инва-

зивных метода исследования – пульсовая оксиметрия и лазерная допплеров-

ская флоуметрия (ЛДФ). Пульсовая оксиметрия – оптический, не инвазивный метод количественного анализа химического состава крови, позволяющий определять насыщение ее кислородом. С помощью ЛДФ исследуется микро-

циркуляция на основании данных рассеивания и отражения гелий-неонового лазерного пучка (обычно в красной области света) от движущихся эритроци-

тов. Оптически зондируемый объем ткани не превышает 1 мм3.

Основным параметром состояния микроциркуляции при данном методе является «показатель микроциркуляции» (ПМ), измеряемый в относительных единицах. ПМ – это интегральная характеристика движения эритроцитов в зондируемом объеме ткани, зависящая от количества капилляров и эритро-

20