СИСТЕМНЫЕ НАРУШЕНИЯ ПРИ ШОКЕ

ЛАБОРАТОРНАЯ ДИАГНОСТИКА ПРИ

ШОКОВЫХ СОСТОЯНИЯХ

В.В.ДОЛГОВ, Е.С.ЗОЛОТОКРЫЛИНА

Учебное пособие

ВВЕДЕНИЕ

Конец 20-го столетия характеризуется бурным развитием интереса клиницистов и патофизиологов всего мира к диагностике и лечению крайне тяжелых состояний, характерных для пациентов с массивной кровопотерей, тяжелой сочетанной травмой, развитием синдрома размозжения и сдавления мышц, других ургентных состояний. Этому способствуют бурный технический прогресс, промышленные аварии, неуклонная интенсификация с увеличением риска катастроф на транспорте, локальные военные конфликты. Поэтому количество и тяжесть механических травм растет во всем мире. Смертность от тяжелой сочетанной травмы и острой кровопотери занимает в связи с этим (по данным ВОЗ) третье место в мире после сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний. Что касается лиц молодого и среднего возраста (наиболее трудоспособной части населения), то у них смертность от тяжелой сочетанной травмы и кровопотери занимает первое место и не имеет тенденции к снижению. Если учесть большой процент инвалидности и длительный период нетрудоспособности после тяжелых сочетанных травм, то совершенно очевидна социальная значимость результатов лечения пациентов с тяжелой сочетанной травмой и массивной кровопотерей.

За последние 3 десятилетия достигнуты большие успехи в лечении больных с тяжелой сочетанной травмой и массивной кровопотерей. Но они касаются пациентов, поступивших в лечебные учреждения в удовлетворительном состоянии или состоянии средней тяжести. Среди лиц, поступивших в клиники в тяжелом или крайне тяжелом состоянии смертность остается высокой, несмотря на наличие в стране широкой сети отделений реанимации и интенсивной терапии. Даже в наиболее хорошо оснащенных центрах по лечению тяжелой сочетанной травмы (кафедра военно-полевой хирургии Военно-медицинской Академии им. С.М.Кирова, НИИ скорой помощи им. Н.В.Склифосовского в Москве и Институт скорой медицинской помощи им. И.И.Джанелидзе в С.Петербурге, отделение реанимации при ЦИТО им. Приорова, отделение реанимации общего профиля при клинической городской больнице им. С.П.Боткина в Москве, являющейся клинической базой НИИ общей реанимации РАМН) смертность при тяжелых стадиях шока в среднем составляет 35 %, достигая 60 % при терминальных его стадиях. При повреждении же 3-4 анатомических областей смертность доходит до 75-80 %.

Исходя из изложенного, вопросы диагностики и лечения больных с тяжелой сочетанной травмой и массивной кровопотерей остаются актуальными. В связи с этим созданы и разрабатываются программы, называемые большинством ученых в нашей стране и за рубежом «критические состояния» или «терминальные состояния», развивается новое направление - «медицина катастроф». Понятие о терминальных состояниях, как о крайних стадиях жизни, разработал в 60-годы академик В.А.Неговский с сотрудниками. По их определению к терминальным состояниям относится не только полное прекращение сердечной деятельности и дыхания - клиническая смерть или агония, но и терминальные стадии шока (IV стадия), а в ряде случаев и тяжелые стадии шока (III стадия). Для тяжелых и терминальных стадий шока, особенно при продолжительности его более 5 часов имеются признаки терминальных состояний: декомпенсация основных функций организма - кровообращения и дыхания. В этих состояниях для стойкого улучшения состояния уже не достаточно остановить кровотечение, устранить нарушение функций поврежденных при травме органов, восполнить предполагаемую кровопотерю. Для стойкого улучшения состояния пациентов требуется целый комплекс
реанимационного пособия в острый период: одновременное проведение воздействия на 1) сердечно-сосудистую систему (заместительная многокомпонентная инфузионно-трансфузионная терапия), 2) интубация трахеи и проведение длительной искусственной вентиляции легких для обеспечения должного газообмена и 3) под их прикрытием проведение неотложных операций большого хирургического риска для остановки внутренних кровотечений и устранения других угрожающих жизни состояний, например, клапанного пневмоторакса.

Основной проблемой клинической реаниматологии является не лечение внезапной клинической смерти - она сравнительно редко наблюдается в таких отделениях (примерно в 2 % случаев) и сравнительно легко поддается коррекции, если происходит в лечебном учреждении.

Главная проблема - лечение больных с тяжелой сочетанной травмой и массивной кровопотерей, количество которых иногда достигает 60 - 80 % пациентов этих отделений. После успешной
реанимации (выведения из состояния декомпенсации кровообращения и дыхания) такие больные требуют длительной интенсивной терапии (5-7 дней) под мониторингом основных функций и строжайшим лабораторным контролем. Чем тяжелее перенесенный шок и особенно больше его продолжительность до начала лечения, тем чаще успешная реанимация, то есть стабилизация кровообращения и дыхания не гарантируют благополучного окончательного исхода лечения. После реперфузии и реоксигенации тканей в процессе лечения шока в органах и тканях развивается целый комплекс патологических процессов, которых ранее до появления большого количества больных, выведенных из терминальных состояний, не наблюдали. На этом основании в 1979 году впервые в мире академик В.А.Неговский с сотрудниками сформулировали понятие о постреанимационной болезни. Суть ее заключается в том, что после остановки сердца и успешной реанимации, несмотря на стабилизацию сердечной деятельности и дыхания, может наблюдаться неполное восстановление функций центральной нервной системы, тем более выраженное, чем длительнее был период полного прекращения
кровообращения и дыхания.

После тяжелых, особенно продолжительных стадий шока и последующей стабилизации кровообращения и дыхания, наблюдается повторное ухудшение состояния больных вследствие
поражения почек, легких, печени. Это наблюдается в пределах первых пяти суток лечения. Затем прогрессируют воспалительные, гнойные процессы (пневмонии, перитониты у оперированных больных, нагноения ран, пиелонефриты). На фоне прогрессирования воспаления (иногда первично) наблюдается генерализация инфекции - сепсис. На этом фоне начинается вторая волна поражения внутренних органов: легких, печени, почек, желудка, кишечника, поджелудочной железы, сердечной мышцы. Однако это связано уже не только с нарушением перфузии и гипоксией этих органов, но и воздействием токсинов микробов и их инвазией (главным образом грам-отрицательных бактерий). Развивается полиорганная недостаточность, являющаяся основной проблемой клинической реаниматологии конца нашего века. В настоящем пособии остановимся подробнее на основных этапах развития терминальных состояний (шок) и постреанимационной болезни (полиорганная недостаточность.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОНЯТИЯ «ШОК»

Термин «шок» появился в медицинской литературе в конце 18 века (Latta, 1795 г). В переводе с английского слово «shock» означает «удар», «сотрясение», «потрясение». Это слово
предназначалось для характеристики тяжелого раненого солдата, которое существенно отличалось от потери сознания. В первой половине 19 века, наряду с термином «шок», употребляли «окоченение», «оцепенение». Классическую картину травматического шока у раненых описал Н.И.Пирогов. Войны и рост травматизма в быту стимулировали изучение проблемы шока. Представление о шоке менялось по мере накопления экспериментальных и клинических данных. Однако только в 1940 г Minot и Blalock утвердили понятие шока как «недостаточность периферического кровообращения из-за несоответствия размеров сосудистого ложа и объема внутрисосудистой жидкости». В последующие годы понятие «шок» претерпевало многие варианты определения. В 60-х годах у нас в стране и, особенно за рубежом произошли качественные изменения в изучении шока и оценке полученных результатов. Наиболее значимый вклад в изучение этой проблемы в нашей стране внесли профессор Селезнев С. А. (70-80 гг), профессор Кулагин В.К. (60-80 гг). Помимо высоко информативных экспериментальных исследований началось активное изучение шока на человеке в клинике. В США были обобщены
проведенные наблюдения и в 1964 г была опубликована книга S.GHershey «Shock», в которой
было сформулировано представление об этой проблеме. «Шок» определяется как недостаточность периферического кровообращения, приводящее к нарушению гомеостаза тканей. Возникающая гипоксия тканей усугубляет расстройства микроциркуляции и делает процесс этот необратимым (порочный круг). Исследования по изучению состояния микроциркуляции при геморрагическом шоке подтвердили эту концепцию (Zweifach B.W. 1955 - 1975 гг).

Большой вклад в изучение проблемы шока у человека в нашей стране внесли организованные в 60-е годы центры по изучению шока и терминальных состояний в Москве и Ленинграде. Дальнейшие исследования по изучению проблемы шока на человеке позволили сформулировать современное представление о шоке.

Шок есть клиническое проявление неадекватности доставки кислорода и субстратов для окисления тканям и их потребностей в них вследствие нарушений транскапиллярного обмена, главной причиной которого является кризис микроциркуляции.

Типичные клинические признаки шока включают частое поверхностное дыхание, холодную цианотичную кожу, спавшиеся вены, частый галопирующий пульс, низкое артериальное давление, олиго- или анурию.

СИСТЕМНЫЕ НАРУШЕНИЯ ПРИ ШОКЕ

Сердечно-сосудистые проявления шокового состояния.

Сердечно-сосудистой системе принадлежит ведущая роль в развитии шока у человека. Сердечно-сосудистая система имеет фактически 2 насоса - левый и правый желудочки сердца, соединенные между собой системой сосудов (рис. 1).

Рис. 1 Схема циркуляции по большому и малому кругу кровообращения. ТК - трикуспидальный клапан, МК - митральный клапан.

Кровь из желудочка, где создается высокое давление, перебрасывается в ткани, где давление низкое. Скорость кровотока зависит от разницы в давлениях и от сопротивления.

градиент давления между аортой и артериолами

Скорость тока крови == ——————————————————————

сопротивление току крови со стороны артериол

В системной циркуляции скорость тока крови определяется сердечным выбросом (СВ). Градиент давления - есть разница между средним артериальным давлением (САД) и давлением в правом предсердии, т.е. центральным венозным давлением (ЦВД). Сопротивление - это общее периферическое сосудистое сопротивление (ОПСС). Для легочной циркуляции градиент давления - есть разница между средним давлением в легочной артерии (СДЛА) и давлением в левом предсердии. Давление в левом предсердии прямым способом можно измерить только во время операции при открытой грудной клетке с помощью канюли. Поэтому для оценки давления в левом предсердии определяют давление заклинивания легочной артерии (ДЗЛА), которое измеряют с помощью катетера с раздувающимся кончиком, введенного в ветвь легочной артерии. Нормальные усредненные показатели деятельности сердечно-сосудистой системы приведены в таблице 1.

Общее периферическое сосудистое сопротивление первично определяется размером артериол, на которое влияют нервные, гуморальные и локальные факторы. Сосудистый центр мозга контролирует перфузию органов и тканей через вегетативную и автономную нервную систему. Сопротивление артериол току крови регулируется, прежде всего, симпатоадреналовой системой. Существенное влияние на тонус сосудов микроциркуляции оказывают и гуморальные факторы, продукты неполного окисления, СО₂,, концентрация молочной и других органических кислот, серотонин, гистамин и другие биологически активные вещества. Гуморальные факторы, в первую очередь адреналин, освобождающийся из надпочечников, особенно сильно влияет на сопротивление сосудов.

Таблица 1.
Показатели нормального функционирования сердечно-сосудистой системы

В норме не все капилляры перфузируются постоянно. Основным фактором, регулирующим капиллярную перфузию, является гистамин. При нормальной перфузии уменьшается освобождение гистамина из тучных клеток и возникает вазоконстрикция, которая сменяется дилятацией по мере развития локального ацидоза и гипоксии, что вызывает освобождение гистамина из клеток. Полная вазодилятация может увеличить объем сосудистого ложа примерно в 3 раза. Кровь способна, минуя капилляры, сбрасываться по артерио-венозным шунтам. Когда эти шунты открыты, питательные вещества из артериальной крови не достигают капилляров и соответственно не поступают в клетки тканей (рис. 2).

Рис. 2, Влияние вазоконстрикции и вазодилятации на перфузию тканей при шоке.

Поздний период шока (D). Тканевая гипоксия вызвана дилятацией прекапиллярных сфинктеров и капилляров, что привело к увеличению гидростатического давления и объема крови в капиллярах. Прекапиллярные сфинктеры расслабляются, в то же время посткапиллярные сфинктеры и венулы остаются в состоянии спазма. Застой крови, сброс по артерио-венозным шунтам сохраняется, происходит агрегация эритроцитов в виде монетных столбиков, агрегация тромбоцитов и образование микротромбов. Активированные лейкоциты увеличивают сосудистую проницаемость. В этот период происходит дальнейшее снижение объема циркулирующей крови за счет депонирования, имеет место недостаточная доставка питательных веществ клеткам тканей, т.е. состояние микроциркуляторного шока сохраняется.

Несмотря на относительную значимость уровня артериального давления при оценке тяжести шока, большую роль играет его критический уровень, который составляет для среднего артериального давления около 80 мм Hg. Под влиянием убыли крови из сосудистого пространства и сопутствующей активации симпатоадреналовой системы (повышения уровня симпатомиметиков, глюкокортикоидов) почти немедленно включается основной механизм компенсации " централизация кровообращения. Сущность этого механизма заключается в длительном сохранении неизменным кровотока в жизненно важных органах (головной мозг, сердце) за счет раннего сокращения кровотока в системе низкого давления (венозная система), а также в органах брюшной полости, мышцах, подкожной клетчатке, коже. Так при артериальном давлении 80 мм Hg нарушений кровотока в органах нет, восполнение дефицита ОЦК происходит за счет сокращения кровообращения и объема системы низкого давления. Только снижение центрального венозного давления и умеренная тахикардия свидетельствуют о произошедших изменениях кровообращения.

При снижении артериального давления до 70 мм Hg снижается кровоток в системе верхней брыжеечной артерии на 30 - 35 %, в почках на 35 %, а в коронарных артериях возрастает примерно на 10 %. В сосудах мозга и легких изменений кровотока практически не происходит.

При артериальном давлении 60 мм Hg кровоток в почках снижается на 50 %, в системе мезентериальных сосудов (то есть органах брюшной полости, в том числе в кишечнике) снижается на 35 %, понижается он и в коронарных сосудах на 10 - 12 %, в сосудах мозга остается неизменным. Начинается нарушение компенсации кровообращения.

При артериальном давлении 40-30 мм Hg кровоток резко снижен во всех внутренних органах. Начинается снижение притока крови к печени по печеночной артерии и в мозговых сосудах.

При артериальном давлении 20 мм Hg кровотока нет нигде. После восстановления кровотока в процессе лечения наибольшие изменения возникают в органах, которые наиболее долгое время находились в состоянии гипоперфузии, то есть в почках, легких, кишечнике, поджелудочной железе.

При активации симпатоадреналовой системы в ответ на убыль крови из сосудистого русла поток патологической импульсации из мест повреждений органов и тканей существенно увеличивается. При травматических повреждениях под влиянием повышенного уровня катехоламинов и глюкокортикоидов очень рано происходит повышение тонуса артериол, венул, прекапиллярных сфинктеров, то есть тех образований в системе микроциркуляции, которые содержат гладкие мышечные волокна и a-рецепторы. Чем больше выражена активация симпатоадреналовой системы, тем больше спазм перечисленных образований в системе микроциркуляции. В начале это приводит к ускорению кровотока через капилляры и усилению обмена между кровью и тканями. При определенной степени выраженности этого процесса (спазм микрососудов) кровоток через капилляры нарушается и под напором притекающей крови открываются артерио-венозные анастамозы, лишенные мышечных элементов. В норме они практически не функционируют. Начинается артериализация смешанной венозной крови вследствие того, что кровь, проходя через систему микроциркуляции, не обменивается с
интерстициальной жидкостью и, следовательно, с тканями.

При определенной продолжительности обходного кровотока начинается кислородное голодание клеток в данной области микроциркуляции и начинается накопление продуктов неполного окисления питательных веществ, биологически активных веществ. Под влиянием гуморальных факторов (низкий рН, накопление лактата, пирувата, гистамина, серотонина и др.) начинается дилятация, прежде всего прекапиллярных сфинктеров и потоки «кислой» крови заполняют расширенные капилляры. При этом открываются одновременно не один капилляр из 3-4, как в норме, а одновременно 2-3 капилляра, а иногда и всех 4 капилляров. Наступает, с одной стороны, «расширение сосудистого пространства» по терминологии Hardaway (1969). Это приводит к депонированию больших количеств крови и дальнейшему уменьшению объема циркулирующей крови. С другой стороны, под напором притекающей крови происходит переполнение их и повышение гидростатического давления. Последнее сопровождается усиленным выходом жидкой части плазмы крови в интерстициальное пространство через расширенные при гипоксии пространства между клетками эндотелия капилляров. Оставшиеся в капиллярах клетки крови образуют монетные столбики. Затем под влиянием усиленного поступления в кровоток тромбопластина из разрушающихся клеток крови и поврежденных гипоксией клеток окружающих тканей активируется система свертывания крови и на скопления клеток крови выпадают нити фибрина, образуя «сладжи», а затем пристеночные и обтурирующие микротромбы. Нарушению кровотока через капилляры способствует также длительное сохранение повышенного тонуса посткапиллярных сфинктеров, когда прекапиллярные сфинктеры уже расширены. Отток жидкости из капилляров в этом случае сохраняется только через анастамозы между венулярными отделами капилляров и начальными образованиями лимфатических сосудов.

Гипотония может быть объяснена действием 3 механизмов (рис. 3) или их совокупностью и тем самым относиться к следующим категориям:

• Кардиогенная
• Гиповолемическая
• Вазодилятаторная
• смешанная

Рис 3. Схема уменьшения перфузии тканей при шоке. Нормальная перфузия - это насос с 2 шлангами (артериями и венами), которые обеспечивают адекватную перфузию органов и тканей. Три механизма, которые вызывают уменьшение кровотока: 1) объем крови слишком мал (кровопотеря), 2) насосная сила сердца слаба (инфаркт миокарда), 3) объем сосудов слишком велик (периферическая вазодилятация, характерна для сепсиса и анафилактического шока). Все 3 причины, в конечном счете, приводят к нарушению микроциркуляции с агрегацией клеток крови (тромбоцитов, лейкоцитов, эритроцитов).

При кардиогенном шоке первичной проблемой является падение сократимости миокард
и сердечного выброса, что может быть обусловлено инфарктом миокарда, аритмией, дефектом клапанов, тампонадой. В этом случае падение артериального давления сопровождается уменьшением ударного объема, что регистрируют барорецепторы аорты, повышается активность симпатической нервной системы. Это ведет к увеличению частоты сердечных сокращений и вазоконстрикции в периферических органах с одновременным повышением тонуса системы низкого давления (венозная система) и артериол, что сопровождается повышением артериального давления. Вазоконстрикция никогда не охватывает все периферические сосуды равномерно. Наиболее выражена вазоконстрикция в поджелудочной железе, кишечнике, почках, коже и мышцах. Кровь при централизации кровообращения устремляется к сердцу и головному мозгу. В начальной стадии шока она целесообразна, если же не происходит быстрой нормализации объема крови, то на передний план начинают выступать отрицательные последствия вазоконстрикции - ишемия периферических органов, вплоть до развития некроза при реперфузии в процессе лечения (рис. 4).

При гиповолемическом шоке первичная недостаточность объема циркулирующей крови
приводит к снижению сердечного выброса. Последующая реакция развивается так же как при кардиогенном шоке. Различия при этих видах шока связаны с давлением наполнения левого желудочка в диастолу; при кардиогенном шоке оно увеличено, при гиповолемическом шоке - снижено (таблица 2).

При шоке, вызванном вазодилятацией, падение артериального давления связано с первичным снижением периферического сопротивления.

При септическом шоке под влиянием эндотоксинов открываются артерио-венозные шунты, через которые кровь минует капиллярную сеть, сразу попадает из артериального в венозное русло. Организм реагирует повышением сердечного выброса через увеличение частоты сердечных сокращений и ударного объема - это гипердинамическая реакция. Ее можно понять так - организм пытается подвести на периферию как можно больше крови и тем самым компенсировать нарушения. В поздних стадиях из-за дефицита объема и сердечной недостаточности падает артериальное давление.

При анафилактическом шоке под воздействием гистамина сосуды теряют тоще и возникает резкое снижение периферического сопротивления и падает артериальное давление. Тонус теряется в периферических и объемных сосудах. Скопление крови в капиллярах и венах приводит к относительному дефициту циркулирующего объема крови -> снижается ударный объем. Симпатоадреналовая реакция здесь не проявляется, так как сама реакция на симпатическое раздражение нарушена, отсюда драматическое развитие анафилактического шока, Ведущие изменения гемодинимических показателей при развитии гипотонии по кардиогенному, гиповолемическому и вазодилятаорному механизму представлены в таблице 2.

Таблица 2.
Механизмы развития гипотонии при шоке

Нарушения микроциркуляции при шоке.

При всех разновидностях шока происходит снижение капиллярного кровотока. Развивается локальное нарушение обмена веществ в тканях, отличительным признаком которого является метаболический ацидоз. Под влиянием ацидоза нарушается равновесие сосудистого тонуса артериол и вен (шоковая специфическая вазомоция) и повышается свертываемость крови (гиперкоагуляция). Из-за накопления кислых продуктов прекапиллярные сфинктеры расширяются, а посткапиллярные остаются суженными. Кровь поступает в капилляры, а отток из них затруднен, повышается внутрикапиллярное давление, плазма переходит из капилляров в интерстиций. В медленно текущей и сгущенной крови наступает агрегация клеток крови (рис, 5). Эритроциты собираются в монетные столбики, образуются агрегаты тромбоцитов, в легких формируются агрегаты нейтрофилов. Повышается вязкость крови. В крайних случаях кровоток в капиллярах может полностью остановиться или
начинается ретроградное движение крови от венул к капиллярам.

Рис. 5. Кровоток в венулах в норме характеризуется центральным расположением эритроцитов и краевым движением лейкоцитов. При низкой скорости эритроциты собираются в монетные столбики и придавливают лейкоциты к стенке, способствуя их выходу в ткань.

Прямо измерить капиллярный кровоток в клинических условиях в большинстве случаев невозможно Косвенное представление о нарушении микроциркуляции составляют по окраске и температуре кожных покровов, состоянию сознания, по величине диуреза и концентрирующей способности почек. Эти клинические признаки характеризуют общее состояние капиллярного кровотока и снабжение тканей кислородом.

Медиаторы при шоке.

Практически все химические медиаторы воспаления появляются при шоке, включая гистамин, серотонин, кинины и окись азота (NO). Поврежденные клетки секретируют простагландины, тромбоксаны и лейкотриены. При гибели клеток может активироваться комплемент, из клеток освобождаются лизосомальные протеолитические ферменты, а также тромбопластин. Все это ведет к активации протеолитических систем: калликреин-кининовой, системы комплемента, свертывающей системы крови, фибринолиза. Активация каскада комплемента сопровождается образованием анафилатоксинов (СЗа, С4а, С5а), которые активируют лейкоциты, приводят к образованию агрегатов и микроэмболов, они адгезируются на эндотелии капилляров и вызывают его повреждения. Нарушение целостности эндотелия в свою очередь способствует активации лейкоцитов, освобождению из них хемотоксинов (фактор активации тромбоцитов, лейкотриены). Эти и другие медиаторы воспаления определяют местные реакции при шоке, могут вызвать значительные нарушения функции органов и тканей, развитие полиорганной недостаточности и гибель организма. Разобраться в последовательности
и комплексе этих реакций чрезвычайно трудно, очень сложно выявить ведущий механизм повреждения. К настоящему времени представлены данные об участии эндорфинов, по крайней мере, 9 факторов депрессии миокарда, лизосомальных катепсинов в развитии шока. При септическом шоке первичными являются эффекты освобождающихся из моноцитов фактора некроза опухоли и интерлейкина-1.

В последнее время описан феномен агрегации лейкоцитов (нейтрофилов) при ишемии тканей. Этот феномен особенно значим для повреждения легких при шоке и в развитии геморрагического шока, где он играет ведущее значение. В результате для лечения геморрагического шока предлагается лечение антителами против лейкоцитарных адгезивных белков-CD 18.

Практически после всех видов шока в той или иной степени развивается ДВС-синдром (диссеминированное внутрисосудистое свертывание). Это связано с повреждением, гибелью клеток в период шока и освобождением в кровоток после перфузии в процессе лечения большого количества тканевого тромбопластина. Присоединившийся ДВС может быть непосредственной причиной развития полиорганной недостаточности и последующей после восстановления кровотока гибели больного.

Септицимия - другое тяжелое осложнение при лечении шока. Ишемия слизистой кишечника в период шока сопровождается после реперфузии потерей барьерных свойств и проникновением бактерий из просвета кишки в кровь и ткани. После шока воспалительная реакция, гуморальный и клеточный иммунитеты нарушены, в первую очередь подавлена функция лейкоцитов. Это может быть причиной понижения антибактериальной резистентности и перехода в септическое состояние, иногда с развитием септического шока.

Механизмы клеточного повреждения при шоке

Для клеток важнейшими питательными веществами являются кислород, глюкоза, вода, электролиты, аминокислоты, липиды, витамины и микроэлементы. Разные ткани утилизируют субстраты по-разному: мозг предпочтительно потребляет глюкозу, печень и почки – жирные кислоты, мышцы метаболизируют жирные кислоты при наличии кислорода и используют запасы гликогена при гипоксии. Нарушение перфузии органов и тканей снижает доставку кислорода, глюкозы и других субстратов и угнетает аэробное образование АТФ. Уменьшение внутриклеточного АТФ стимулирует гликолиз и соответственно повышает концентрацию пирувата и лактата.

Энергозависимым процессом является поддержание фосфолипидного бислоя клеточных мембран. При низкоэнергетическом состоянии фосфатидилсерин, который нормально обращен
внутрь бислоя, выходит наружу и становится активатором системы комплемента и других
медиаторов острого воспаления. В мышечной ткани через 60 мин аноксии возникает деформация
клеточных мембран, видимая под электронным микроскопом, через 4 час аноксии развиваются
необратимые повреждения клеточных мембран.

Критическим для жизнедеятельности клеток является поддержание внутриклеточного К⁺ и предупреждение поступления в клетку Na⁺. Определенный пул АТФ в клетке является, вероятно, ключевым фактором для функционирования Na,K-ATФaзной - клеточной электролитной помпы. Перераспределением электролитов между клетками и внеклеточным пространством объясняется возникновение гипонатриемии и гиперкалиемии у тяжелых больных, это состояние обозначается как «синдром клеточной слабости». Повреждение клеточных мембран приводит к нарушению мембран-связанных клеточных рецепторов для таких гормонов, как глюкагон и инсулин, что объясняет «гормональную резистентность» в критических состояниях. При прогрессировании клеточного отека увеличивается проницаемость мембран и компоненты цитозола в зависимости от молекулярной массы начинают выходить из клеток во внеклеточное пространство, включая плазму крови. Повышение клеточных ферментов в сыворотке используется, в частности, как маркеры повреждения разных клеточных популяций.

В ядре при шоке хроматин собирается в глыбки и располагается по периферии ядра, активность РНК-полимеразы уменьшается. Гладкий и шероховатый эндоплазматический ретикулум набухает, рибосомы срываются с мембран. В результате снижается синтез белка. Так как повреждение структуры внутриклеточных органелл и биосинтез белка – энергозависимые процессы, то эти изменения отражают в первую очередь снижение энергообразования при шоке. В ранний период энергозависимого повреждения клеток лизосомы не активны, так как их активация требует энергии. Однако внутриклеточный ацидоз и накопление лактата способствуют разрыву лизосомальных мембран, выходу лизосомальных гидролаз в цитозол и необратимым клеточным повреждениям и аутолизу.

Метаболизм субстратов при шоке.

В качестве энергетических субстратов, как при нормальном метаболизме, так и при шоке используются углеводы, белки и липиды или из пищи или из запасов в организме. Запасы гликогена составляют примерно 1 % энергетических запасов в организме, однако он играет ключевую роль в критических ситуациях для питания мозга и короткой интенсивной работы мышц. Мозг адаптирован использовать в качестве субстратов глюкозу и кетоновые тела.

При шоке концентрация глюкозы в крови повышается за счет глюконеогенеза из субстратов анаэробного метаболизма (лактат) и протеолиза (аланин и другие аминокислоты). Глюконеогенез стимулируется в свою очередь повышением гормонов стресса: катехоламинов, кортизола, гормона роста, глюкагона. В критической ситуации печень играет важнейшую роль в поддержании гомеостаза глюкозы (рис. 6). В печени глюкоза образуется из гликогена, а также из поступивших из жировой ткани глицерина и из мышц - лактата и аминокислот. Мышечный гликоген не может быть прямо превращен в глюкозу из-за отсутствия в мышцах ферментов глюконеогенеза. Печень и, в определенной степени, почки предоставляют глюкозу для глюкозозависимых тканей, таких как центральная и периферическая нервная система, лейкоциты, эритроциты, спинной мозг, модулярный слой почек, кишечник.

Обмен белков сбалансирован протеолизом и синтезом новых белков. При шоке существенно меняется белковый обмен: резко усиливается протеолиз в мышцах, аминокислоты поступают из мышц в печень и кишечник, представляя собой субстраты глюконеогенеза и синтеза острофазных белков. Важную роль в изменении обмена белков играют цитокины (рис.7). В печени стимулируется синтез острофазных белков, основными активаторами которого являются интерлейкин 1, интерлейкин 6, фактор некроза опухоли, а также кортизол и глюкагон (таблица 3). К острофазным белкам относятся фибриноген (необходим для гемостаза), (a2-макроглобулин, а 1-антитрипсин (ингибиторы системных протеаз), церулоплазмин (удаляет свободные радикалы), С-реактивный белок (участвует в опсонизации бактерий, активации системы комплемента и фагоцитоза). Интерлейкин 1 и фактор некроза опухолей подавляют синтез альбумина в печени. Это важно, так как на синтез альбумина расходуется большая часть аминокислот, которые необходимы при шоке для образования острофазных белков и в качестве энергетических субстратов.

Таблица 3
Метаболические эффекты цитокинов при шоке

Рис.6. Обмен глюкозы при шоке. Суммарные пути, которые поддерживают поступление глюкозы и кетонов в мозг.

В критических состояниях усиливается липолиз в жировой ткани, что стимулируется кортизолом, катехоламинами и глюкагоном. При этом из триглицеридов образуются жирные кислоты и глицерин. Жирные кислоты через ацетил-КоА превращаются в кетоновые тела (см. рис. б). Однако кетоз не сильно выражен, так как в этом состоянии часто увеличен уровень инсулина, кроме того, кетоны активно потребляются в качестве энергетических субстратов ЦНС, сердцем и другими органами. Иногда наблюдаемый в критических состояниях жировой гепатоз может быть связан с высокой концентрацией жирных кислот в цитозоле гепатоцитов при ингибировании их окисления в митохондриях.

Рис. 7. Влияние цитокинов на обмен белков и липидов.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: