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

цитов (гематокрит), а так же скорости передвижения эритроцитов. Увеличе-

ние гематокрита, плотности капиллярной сети и скорости эритроцитов со-

провождается возрастанием ПМ.

Несмотря на определенные трудности в интерпретации спектрограмм и ряд технических сложностей внедрение методик и приборов на основе эф-

фекта Допплера в настоящее время успешно осуществляется. Разработаны лазерные допплеровские микроскопы и спектрининтерферометры, предна-

значенные для изучения микрокровотока в сосудах диаметром от 10 до 300

мкм. Имеется два вида лазерных доплеровских флоуметра – ЛАКК-01,

ЛАКК-02. В современной литературе (особенно клинического характера) ис-

следование микроциркуляции с использованием ЛДФ затрагивают различ-

ные области медицины. Они посвящены диагностике и контролю за эффек-

тивностью лечения различных микроциркуляторных нарушений, оценки сте-

пени приживляемости реплантантов, трансплантантов и др.

Комбинированные методы. Одновременное использование прямых ме-

тодов исследования микроциркуляции (биомикроскопия ногтевого ложа,

различных сосудистых зон глаз) и косвенных (ЛДФ) позволяют получить бо-

лее полную объективную информацию о состоянии микроциркуляторного русла. Сочетание методик чаще встречается в экспериментальной медицине.

Однако, современное техническое и приборное обеспечение, внедрение в ис-

следовательскую практику компьютерных технологий позволяет проводить такие исследования и в клинике.

1.3. Типовые формы нарушения микроциркуляции, причины развития.

Нарушения микроциркуляции, имеющие общепатологическое значение,

подразделяется на несколько групп (типов):

1. Нарушения сосудистой стенки (трансмуральные, чрезстеночные);

2.Внутрисосудистые (интраваскулярные) нарушения;

3.Внесосудистые нарушения (экстраваскулярные);

4.Комбинированные (смешанные) нарушения.

21

Причинных факторов, вызывающих выше указанные нарушения микро-

циркуляции, большое количество. Ряд из них могут способствовать возник-

новению сразу нескольких типов нарушений. Поэтому, что - бы не перегру-

жать объем излагаемого материала и не повторяться, о них будем говорить при рассмотрении конкретной патологии микроциркуляции.

1.3.1. Нарушения сосудистой стенки.

1). Изменения проницаемости стенок микрососудов. Одно из первых мест среди всех микрососудистых нарушений занимают расстройства прони-

цаемости капилляров и венул (обменный отдел микроциркуляторной еди-

ницы). Дело здесь не только в том, что существует очень много патогенных факторов действующих непосредственно на стенку микрососудов, но и дру-

гие типовые формы патологии микроциркуляции рано или поздно могут зна-

чительно изменять проницаемость.

Под термином «проницаемость» необходимо понимать - перемещение

через стенку микрососудов из крови в ткань и обратно воды, газов, ионов и различных веществ. Следовательно, состояние проницаемости опреде-

ляет эффективность транскапиллярного обмена.

Морфологической основой проницаемости обменных микрососудов яв-

ляются эндотелиоциты и базальная мембрана. Эти структурные образования,

а так же компоненты периваскулярной соединительной ткани образуют ги-

стогематический барьер.

В настоящее время различают несколько путей проникновения веществ

(обмена) через эндотелий обменных микрососудов (рис. 12).

обмен путем диффузии – это вид неспецифического пассивного транс-

порта веществ через биологические мембраны по градиенту концентра-

ции растворенного вещества;

обмен путем фильтрации (ультрафильтрации) – это вид неспецифи-

ческого пассивного транспорта веществ, осуществляемый по градиенту

давления по обе стороны биологической мембраны (стенки микрососуда).

Различают фильтрацию (фильтрацию с положительным знаком) –

22

направление транспорта веществ из крови в межтканевое пространство и

реабсорбцию (фильтрацию с отрицательным знаком) – направление

транспорта веществ из межтканевого пространства в кровь. Фильтрация

происходит а артериальном отделе капилляра, реабсорбция – в венозном.

4

Рис. 12. Схема проникновения веществ через эндотелий капилляров 1,2 – пути через эндотелиальную стенку (диффузия и фильтрация); 3,4 – везикулярный транспорт; 5 – проникновение через межэндотелиальные промежутки; 6 – комбинированный путь; диффузия – фильтрация + межэндотелиальный промежуток; 7 – везикулярный транспорт + межэндотелиальный промежуток; Пц-перицит; БМ – базальная мембрана

Согласно теории Старлинга, между объемами жидкости, фильтрирую

щейся на артериальном отделе капилляра и реабсорбирующейся на его ве-

нозном конце, а так же удаляемой лимфатическими сосудами, в норме суще-

ствует динамическое равновесие.

Фильтрация осуществляется под действием фильтрационного давления,

которое определяется следующим образом: Рф = (Ргк+Рот) – (Ргт+Рок), где

Рф – давление фильтрации. Ргк – гидростатическое давление крови на стенку

микрососудов, Рот – онкотическое давление интерстициальной жидкости.

Два данных вида давления стремятся перевести жидкую часть крови в ин-

23

терстициальную жидкость. Для этого им нужно преодолеть: Ргт – гидро-

статическое давление интерстициальной жидкости и Рок – онкотическое давление плазмы крови (они удерживают жидкую часть крови в сосудах).

Средняя скорость фильтрации в большинстве капилляров нашего орга-

низма составляет примерно 15 мл/мин – 20 литров сутки. Поскольку реаб-

сорционное давление несколько меньше, скорость реабсорбции составляет около 12,5 мл/мин – 18 литров в сутки. Поэтому оставшаяся жидкость (2 лит-

ра в сутки) оттекает по лимфатическим сосудам.

обмен путем микровезикулярного транспорта (рис. 12 п.3,4, рис.13,а).

Процесс начинается с фиксации на поверхности эндотелиальных клеток поглощаемого (транспортируемого) вещества. Затем, в этом месте, мем-

брана втягивается во внутрь клетки с последующим ее замыканием и обра-

зованием округлых пузырьков (микровизикул). Микровезикулы свободно перемещаются по цитоплазме и могут достигать противоположной кле-

точной поверхности.

а

б

в

Рис. 13. Варианты ультраструктурных механизмов: а – микровезикуляция, б – вакуолизация, в – пузыреобразование в эндотелии кровеносных микрососудов при патологии.

Микровезикулообразование является своеобразной разновидностью пи-

ноцитоза (захват макромолекулярных соединений). Средний диаметр пу-

24

зырьков равен 70-75 нм. С помощью микровезикул через эндотелиальные клетки могут перемещаться макромолекулы любых размеров. Так как микро-

везикулоцитоз осуществляется как со стороны кровотока, так и со стороны базальной мембраны, то данные вещества могут переходить из крови в ин-

терстициальную жидкость и из нее в кровь. В отличие от пассивных процес-

сов диффузии и перфузии, транскапиллярный обмен путем переноса везикул

-энергозатратный и характеризуется как активный процесс.

комбинированный путь, т.е. сочетание в различных пропорциях выше указанных механизмов (рис. 12 п. 6,7).

Внорме все эти пути присутствуют, но в большей степени преобладают процессы диффузии и фильтрации. Их скорость зависит от характера транс-

портируемого вещества, количества функционирующих микрососудов, объ-

емной скорости микрокровотока, параметров гидростатического и онкотиче-

ского давлений. Чем крупнее молекула вещества, тем меньше скорость ее диффузии, чем больше объемная скорость микрокровотока и количества функционирующих микрососудов, тем диффузия и перфузия выше.

Так как в физиологических условиях отсутствуют нарушения структуры эндотелия и базальной мембраны, то в норме изменения интенсивности транскапиллярного обмена осуществляется преимущественно за счет регуля-

ции интенсивности микрокровотока – начальным отделом микроциркулятор-

ной единицы и АВА.

Характеристики изменения проницаемости при патологии.

При патологических процессах и различных заболеваниях нарушения проницаемости микрососудов наблюдается не только за счет изменения ин-

тенсивности кровотока в них. Большое значение приобретают и структурные нарушения эндотелиоцитов и базальной мембраны.

Выделяют несколько типов нарушения сосудистой проницаемости:

I тип – нарушение проницаемости в сторону ее повышения. Это наиболее часто встречающийся вид. В морфологическом отношении повышенная про-

ницаемость характеризуется:

25

увеличением промежутков (пор) между эндотелиоцитами (рис.12, п.5)

вследствие их сокращения под действием биологически активных ве-

ществ (БАВ):

повреждением базальной мембраны сосудистой стенки протеолитически-

ми ферментами, катионными белками и др. БАВ;

прямым разрушением эндотелиоцитов вирусами, бактериями и др.;

трансцитозом – усиление процессов образования в эндотелии микрососу-

дов не только микровезикул (13 а), но и более «грубых» его проявлений в виде вакуолей и пузырей под действием различных патогенов - вирусов,

ионизирующего излучения и др. (рис. 13 б,в).

По времени выделяют три стадии (фазы) увеличения проницаемости

микрососудов:

ранняя фаза – наступает через 10-60 минут после воздействия гистамина,

серотонина, простагландинов, лейкотриенов и др. БАВ на стенку микро-

сосудов. Концентрация данных веществ возрастает во время различных патологических процессах, особенно при воспалении, вызванного терми-

ческим фактором, ультрафиолетом, химическими веществами. Механизм ранней фазы объясняется в основном эффектом гистамина – он действует на контрактильные элементы эндотелия венул (диаметром до 100мкм) –

эндотелиоциты сокращаются, межклеточные промежутки увеличиваются.

Запасы гистамина в тканях не велики, он быстро разрушается гистамина-

зой и поэтому проницаемость быстро понижается;

отсроченная фаза – начинается через 1-3 часа после повреждения и мо-

жет достигать максимума через 4-6 часов. Имеет длительность не менее

24 часов. В эту фазу проницаемость повышается не только в венулах, но и

капиллярах. В становлении отсроченной фазы повышенной проницаемо-

сти имеют значение межклеточные процессы – втягивание эндотелиоци-

тами отростков, участвующих в соединении клеток, что приводит к уве-

26

личению между клетками промежутков. Однако, заметного «округления» эндотелиальных клеток не отмечается.

Кроме того, для этой фазы характерно и увеличение трансцитоза пу-

тем микровезизуло-, вакуоле- и пузыреобразования. Предполагают, что ее развитие обеспечивается цитокинами (ИЛ-1, ФНО, γ-интерфероном), бради-

кинином и др.;

поздняя фаза – проявляется через сутки после повреждения и может длиться в течение нескольких суток. Ее развитие наиболее характерно при тяжелых ожогах, инфекциях эндотелиотропными возбудителями.

Проницаемость увеличивается не только в капиллярах и венулах, процесс распространяется и на артериолы. Может наблюдаться слущивание эндо-

телия, некроз и в тяжелых случаях разрыв базальной мембраны с разви-

тием микрокровоизлияний.

«Виновниками» этих нарушений могут быть вирусы (внутриклеточное поражение), а также различные БАВ выделяемые лейкоцитами во время их краевого стояния и адгезии к эндотелию микрососудов (см. ниже). Эти веще-

ства – гидролазы, свободные радикалы, дефензины – разрушают эндотели-

альные клетки, базальную мембрану, периваскулярную соединительную ткань.

Повышенная проницаемость микрососудов отмечается при заболевани-

ях, в основе которых лежат воспалительный процесс и отеки. Характерны ее проявления различной степени и при шоках, гипоксии, иммунопатологиче-

ских процессах, ацидозах и др.

При патологии данный тип проницаемости сопровождается неадекват-

ным выходом плазмы крови за пределы сосудов и формированием отека. В

микрососудах увеличивается гематокрит, возрастает вязкость крови, что мо-

жет закончиться остановкой кровотока (стазом, см. ниже). Отечная жид-

кость сдавливает сосуды и по механизму обратной положительной связи усиливает проницаемость (за счет увеличения давления в микрососудах).

Развивается гипоксия, ацидоз и др., т.е. наблюдаются явные признаки значи-

27

тельного нарушения транскапиллярного обмена с возможностью формиро-

вания капиллярно-трофического синдрома (см. ниже)

II тип – нарушение проницаемости в сторону ее понижения. Морфо-

логические основы пониженной проницаемости микрососудов следующие:

уменьшение количества функционирующих микрососудов;

извитость и деформация микрососудов, аневризматические расширения

(рис. 14);

утолщение (уплотнение) базальной мембраны вследствие склеротических процессов. Набухание и пролиферация эндотелия, паракапиллярных

структур так же значительно снижают проницаемость.

Снижение проницаемости наблюдается на поздних стадиях развития ар-

териальной гипертензии (гипертонической болезни), атеросклероза, ревма-

тизма, ишемической болезни сердца (ИБС) и др.

Рис. 14. Извилистость микрососудов

III тип – переход сниженной проницаемости в повышенную. Такая двухфазность изменения проницаемости непродолжительна, но все же имеет определенное значение. Нередко ее можно отмечать у больных гипертониче-

ской болезни на фоне развития гипертонического криза. ИБС - характеризу-

28

ется сниженной проницаемостью, но если развивается одно из самых ее грозных осложнений – инфаркт миокарда, то проницаемость в районе некро-

за сердечной мышцы резко увеличивается. Аналогично изменяется проница-

емость и при инсульте у больных атеросклерозом.

2). Изменения адгезивных свойств эндотелиоцитов и их формы, «прили-

пание» лейкоцитов, тромбоцитов к сосудистой стенке.

Задержка форменных элементов крови (лейкоцитов, тромбоцитов), их

«прилипание» к эндотелию микрососудов, как в прочем и выход лейкоцитов в межклеточное пространство (см. ниже) – это естественный физиологиче-

ский процесс. Выше отмечалась влияние лейкоцитов и эндотелиоцитов на динамику кровотока в микрососудах. При повреждении эндотелия (воспале-

ние, гипоксия) данный процесс может носить распространенный характер,

что естественно ухудшит микрогемодинамические показатели микроцирку-

ляции и негативно скажется на транскапиллярном обмене.

Явление, характеризующееся длительной задержкой лейкоцитов у стен-

ки микрососудов, получило название краевое стояние (рис. 14) - маргинация

(от лат. margo край, marginalis расположенный с краю). Согласно современ-

ным представлениям, основной механизм адгезии лейкоцитов с последую-

щей их эмиграцией в межклеточное пространство представлен молекулами клеточной адгезии. Эффект их действия обеспечивается комплементарно-

стью лиганд – рецепторных взаимодействий между лейкоцитами и эндотели-

ем микрососудов (рис. 15).

Молекулы клеточной адгезии – это группа комплементарных регулято-

ров в минимальных количествах представлена в покоящихся лейкоцитах и эндотелиоцитах. Большая часть молекул адгезии находится во внутриклеточ-

ных гранулах и не активна. После повреждения или под влиянием различных БАВ (фактор активации тромбоцитов, фрагменты комплемента С5а, ИЛ-1,

ИЛ-8, ФНО и др.) происходит освобождение молекул адгезии и их лигандов.

Возникают их конформационные изменения, способствующие комплемен-

тарными взаимодействиями между ними.

29

2

2

2

2

Рис. 15. Краевое стояние лейкоцитов. 1 – фиксация лейкоцитов к эндотелию, 2 – лейкоциты в межклеточном пространстве.

Рис.16. Трехэтапная модель адгезии лейкоцитов к эндотелию : А – Соединение лейкоцитарного CD15 c E - селектином приводит к замедлению и остановке нейтрофила, когда он “катится” по эндотелию; Б – Фиксированный лейкоцит активируется, взаимодействуя с молекулам эндотелия и с хемокинами, присутствующими на эндотелии; В – Активация лейкоцита приводит к экспрессии на его поверхности интегринов для связывания с ICAM-1, которые индуцируются при активации эндотелия.

30