Первичный иммунный ответ 7 глава

– тканевые приспособительные реакции:

1) ограничение функциональной активности органов и тканей, непосредственно не участвующих в обеспечении транспорта кислорода;

2) увеличение сопряжения окисления и фосфорилирования и активности ферментов дыхательной цепи;

3) усиление анаэробного синтеза АТФ за счет активации гликолиза.

Системы утилизации, то есть ткани – потребители кислорода, ограничивают функциональную активность структур не участвующих в процессах биологического окисления. Усиливают анаэробный синтез АТФ в реакциях гликолиза.

Стадия срочной адаптации может развиваться по двум направлениям:

1) Если действие гипоксического фактора прекращается, то адаптация не развивается и функциональная система ответственная за адаптацию к гипоксии не закрепляется.

2) Если действие гипоксического фактора продолжается или периодически повторяется в течение достаточно длительного времени, то организм переходит во 2-ю стадию долгосрочной адаптации.

2-я стадия – переходная. Ей характерно постепенное снижение активности систем, обеспечивающих приспособление организма к гипоксии, и ослабление стрессовых реакций на повторное действие гипоксического фактора.

3-я стадия – стадия устойчивой долговременной адаптации. Она характеризуется высокой резистентностью организма к гипоксическому фактору.

Долговременная адаптации сводится к формированию повышенных возможностей в транспорте и утилизации кислорода:

– в системах газотранспорта развиваются явления гипертрофии и гиперплазии – увеличивается масса дыхательных мышц, легочных альвеол, миокарда, нейронов дыхательного центра; усиливается кровоснабжение этих органов за счет увеличения количества функционирующих капиллярных сосудов и их гипертрофии;

– увеличивается диффузионная способность легких. Это происходит благодаря увеличению поверхности легочные альвеол из-за их повышенного растяжения вследствие увеличения вентиляции (горная эмфизема). Кроме того, увеличивается проницаемость альвеоло-капиллярных мембран из-за уменьшения толщины интерстиция и сурфактанта. Доказано, что при хронической гипоксии, увеличивается содержание миоглобина, который представляет собой не только дополнительную кислородную емкость, но и обладает ферментативной активностью в окислительных процессах.

– улучшаются вентиляционно-перфузионные взаимоотношения. Последнее объясняют феноменом Эйлера-Лильештранда: альвеолы с плохой вентиляцией (функциональное мертвое пространство выключаются из кровоснабжения малого круга, тем самым устраняется неравномерность вентиляции-перфузии – механизм этого феномена связывают с выделением биологически активных веществ, в частности серотонина); кроме того, увеличение перфузионного давления в малом круге способствует сокращению гравитационных различий (стирание зон Уэста).

– развивается компенсаторная гиперфункция миокарда (не путать с гипертрофией). Механизм этого явления связан с повышением эффективности утилизации кислорода за счет:

1) усиления способности тканевых ферментов утилизировать кислород, поддерживать высокий уровень окислительных процессов и синтез АТФ;

2) более эффективного использования энергии окислительных процессов (в частности, в ткани головного мозга установлено повышение интенсивности окислительного фосфолирирования за счет большего сопряжения этого процесса с окислением);

3) усиления процессов бескислородного освобождения энергии при помощи гликолиза последний активируется продуктами распада и ослаблением ингибирующего влияния АТФ на ключевые ферменты гликолиза).

– увеличивается количество гемоглобина и эритроцитов на единицу объема крови; это связано с действием эритропоэтинов почечного и внепочечного происхождения;

– возрастает число субклеточных образований (митохондрий, рибосом) на единицу массы клетки. Это связано с увеличением синтеза структурных белков, приводящего к явлениям гиперплазии и гипертрофии. Таким образом, длительная гиперфункция систем транспорта и утилизации кислорода получает при гипоксии пластическое и энергетическое обеспечение (Ф.З. Меерсон).

4-я стадия:

1. Если действие гипоксического фактора прекращается, то постепенно происходит дезадаптация организма.

2. Если действие гипоксического фактора нарастает, то это может привести к истощению функциональной системы и произойдет срыв адаптации и полное истощение организма.

ПАТОЛОГИЧЕСКИЕ НАРУШЕНИЯ ПРИ ГИПОКСИИ

При недостаточности или истощении приспособительных механизмов возникают функциональные и структурные нарушения вплоть до гибели организма. Метаболические изменения раньше всего наступают в энергетическом и углеводном обмене: – уменьшается содержание в клетках АТФ при одновременном увеличении концентрации продуктов его гидролиза – АДФ, АМФ и неорганического фосфата; в некоторых тканях, особенно в головном мозге, еще раньше падает содержание креатинфосфата. Значительно активируется гликолиз, вследствие чего падает содержание гликогена и увеличивается концентрация пирувата и лактата; это способствует также общему замедлению окислительных процессов и затруднению энергозависимых процессов ресинтеза гликогена из молочной кислоты. Недостаточность окислительных процессов влечет за собой ряд других обменных сдвигов, нарастающих по мере углубления гипоксии: нарушается обмен липидов, белков, электролитов, нейромедиаторов, возникает метаболический ацидоз, отрицательный азотистый баланс. При дальнейшем углублении гипоксии угнетается и гликолиз, усиливаются процессы деструкции и распада.

Нарушения функций нервной системы обычно начинаются в сфере высшей нервной деятельности и проявляются в расстройстве наиболее сложных аналитико-синтетических процессов. Нередко, наблюдается своеобразная эйфория, теряется способность адекватно оценивать обстановку. При углублении гипоксии возникают грубые нарушения ВНД вплоть до утраты способности к простому счету, помрачению и полной потери сознания. Уже на ранних стадиях гипоксии наблюдается расстройство координации вначале сложных, а затем простых движений, переходящих в адинамию.

Нарушения кровообращения выражаются в тахикардии, ослаблении сократительной способности сердца, аритмиях вплоть до фибрилляции предсердий и желудочков. Артериальное давление вначале может повышаться, а затем прогрессивно падает вплоть до развития коллапса; возникают расстройства микроциркуляции, В системе дыхания после стадии активации возникают диспноэтические явления с различными нарушениями ритма и амплитуды дыхательных движений. После нередко наступающей кратковременной остановки появляется терминальное (агональное) дыхание в виде редких глубоких судорожных вздохов, постепенно ослабевающих вплоть до полного прекращения. При особо быстро развивающейся (молниеносной) гипоксии большая часть клинических изменений отсутствует, т.к. очень быстро происходит полное прекращение жизненно важных функций и наступает клиническая смерть. Хронические формы гипоксии, возникающие при длительной недостаточности кровообращения дыхания, при болезнях крови и других состояниях, сопровождающихся стойкими нарушениями окислительных процессов в тканях, проявляются повышенной утомляемостью, одышкой, сердцебиением при небольшой физической нагрузке, общим дискомфортом, постепенно развивающимися дистрофическими изменениями в различных органах и тканях.

ПРОФИЛАКТИКА И ТЕРАПИЯ ГИПОКСИЧЕСКИХ СОСТОЯНИЙ. ГИПОКСИЯ КАК ЛЕЧЕБНОЕ СРЕДСТВО

Профилактика и лечение гипоксии зависят от вызвавшей ее причины и должны быть направлены на ее устранение или ослабление, В качестве общих мер применяют вспомогательное или искусственное дыхание, дыхание кислородом под нормальным или повышенным давлением, электроимпульсную терапию нарушений сердечной деятельности, переливание крови, фармакологические средства. В последнее время получают распространение т.н. антиоксиданты – средства, направленные на подавление свободнорадикального окисления мембранных липидов, играющего существенную роль в гипоксическом повреждении тканей, и антигипоксанты, оказывающие непосредственное благоприятное воздействие на процессы биологического окисления. Устойчивость к гипоксии может быть повышена специальными тренировками для работы в условиях высокогорья, в замкнутых помещениях и других специальных условиях.

В последнее время получены данные о перспективности использования для профилактики и терапии заболеваний, содержащих гипоксический компонент, тренировку дозированной гипоксией по определенным схемам и выработку долговременной адаптации к ней.

Лекция № 14

Патофизиология экстремальных состояний. Шок. Коллапс.
Кома. Понятие о терминальных состояниях

ЭКСТРЕМАЛЬНЫЕ СОСТОЯНИЯ – это состояния, представляющие опасность для жизни, возникающие при воздействии на организм особо вредных внешних факторов или при неблагоприятных течениях болезненных процессов, которые приводят к грубым расстройствам метаболизма и жизненно-важных физиологических функций, требуя немедленных лечебных действий.

К числу наиболее важных и распространенных экстремальных состояний относят коллапс, шок, кому, претерминальные и терминальные состояния. Эти состояния различаются по этиологическим факторам, основным звеньям патогенеза и главным проявлениям.

Этиология экстремальных состояний

Экстремальные состояния могут быть вызваны:

А) воздействием практически любого внешнего фактора, обладающего высокой патогенностью (травмы, резкие колебания температуры, атмосферного давления, недостаток кислорода, воды и пищи, резкие психогенные и физические нагрузки, особо патогенные формы микроорганизмов и т.д.). Важную роль играет изменение реактивности организма;

Б) вторая группа этиологических факторов – факторы эндогенного происхождения (грубые эндокринные и метаболические расстройства, кровотечения, кровоизлияния, тяжелые инфекции, недостаточность сердечно-сосудистой системы и дыхания, опухоли, почечная или печеночная недостаточность).

Патогенез

Важную роль в патогенезе экстремальных ситуаций играют возникающие адаптивные реакции, реализующиеся на различных уровнях и отмечающихся разной степенью специфичности. При некоторых экстремальных состояниях возникающее напряжение адаптивных механизмов предотвращает угрожающие нарушения процессов жизнедеятельности и отклонения параметров гомеостаза. Такие состояния максимального напряжения приспособительных систем без нарушения жизненно-важных функций характерны для экстремальных условий существования, а не для экстремальных состояний.

Следует различать экстремальные и терминальные состояния. Многие формы экстремальных состояний самостоятельно обратимы, а терминальные состояния, без специальной экстренной помощи заканчиваются гибелью организма.

Конкретные механизмы срочной адаптации организма при разных экстремальных состояниях и на разных стадиях их развития могут существенно отличаться: однако имеются и стереотипные формы адаптации:

1. В большинстве случаев вначале происходит активация симпато-адреналовой и гипофизарно-надпочечниковой систем, направленная на мобилизацию ряда метаболических и системных защитно-приспособительных реакций. Формирование таких реакций происходит на основе характеристик патогенного фактора и вызываемых им нарушений.

2. По мере увеличения тяжести состояния происходит сужение диапазона приспособительных реакций, упрощение и распад функциональных систем, обеспечивающих тонкую регуляцию локомоторных и вегетативных функций и сложное поведение.

3. Осуществляется переход организма на «экстремальное регулирование». Ему присущи следующие механизмы:

Постепенное отключение центральной нервной системы от афферентных влияний для создания сложных функциональных систем и сохранение минимума афферентных синапсов для обеспечения дыхания, кровообращения и других жизненно-важных функций. Может произойти и полное отключение афферентных сигналов, что повышает устойчивость «неработающих структур» к дефициту энергии.

Метаболические расстройства при экстремальных состояниях.

Ведущим фактором нарушения обмена веществ и физиологических процессов при экстремальных состояниях является гипоксия.

Она может выступать важнейшим этиологическим фактором экстремальных состояний. Часто гипоксия возникает вторично, приобретая роль решающего патогенетического фактора. Наиболее ранние изменения возникают в сфере энергетического и углеводного обмена. Первичным сдвигом является дефицит макроэргов: уменьшение содержания в клетках АТФ и увеличение продуктов его гидролиза – АДФ, АМФ, аденозина, неорганического фосфата. Развивается метаболический ацидоз за счет накопления недоокисленных продуктов – молочной, пировиноградной и кетокислот. Далее нарушаются все энергозависимые процессы (синтезы), возрастают уровень остаточного азота.

Большую роль играют повреждение биомембран. Здесь в первую очередь задействовано усиление свободнорадикальных процессов, вызываю­щих перекисное окисление липидных компонентов биомембран. Происходит нарушение обмена электролитов и воды и в первую очередь – процессов активного транспорта и распределения ионов на мембранах клеток и их органелл.

Экстремальные состояния сопровождаются усиленным образованием и высвобождением различных биологически активных веществ: гистамина, серотонина, кининов, лизосомальных ферментов и др. Часто развивается диспротеинемия, накапливаются продукты денатурации белка и распада клеток. Как правило, развивается токсемия.

Нарушение основных физиологических функций при экстремальных состояниях

1. Система кровообращения

При всех экстремальных состояниях развиваются сходные расстройства микроциркуляции, нарушение перфузии микрососудов, расширение капилляров, прекапилярных сфинктеров и венул, снижение их чувствительности к вазопрессорным влияниям, увеличение проницаемости сосудистых стенок и их структурные нарушения. Возникает патологическая агрегация эритроцитов – «сладж-синдром», гиперкоагуляция крови, диссеминированное внутрисосудистое свертывание крови (ДВС), микротромбоз сосудов, явления стаза.

Расстройства микроциркуляции проводят к «шоковому легкому» или «шоковой почки» (расстройства газообмена и почечной недостаточности). То же может происходить в печени и мозге.

При экстремальном состоянии имеют место расстройства системной гемодинамики в виде уменьшения объема циркулирующей крови, снижением венозного возврата крови к сердцу, падением тонуса артериол и вен. Со стороны сердца часто наблюдается тахикардия, различные формы аритмий, недостаточность коронарного кровотока, уменьшение сердечного выброса и др. признаки сердечной недостаточности.

2. Система внешнего дыхания

Расстройства возникают после периода гипервентиляции. Они характеризуются изменениями глубины и частоты, соотношения фаз вдоха и выдоха, периодическими феноменами (волнообразное дыхание, дыхание типа Биота и Чейн-Стокса), может наблюдаться дыхание типа Куссмауля и другие патологические формы. При экстренных состояниях могут нарушаться также легочная перфузия и процесс альвеоло-капиллярной диффузии.

3. Нервная система

Страдают все нервные процессы: корковые, вегетативные, локомоторные, сенсорные. Но эти нарушения характерны для разных видов экстремальных состояний.

4. Нарушение функции почек

Проявляются в преходящей или стойкой олиго- или анурии, протеинурии и др. изменений качественного состава мочи, общей недостаточности выделительной функции почек вплоть до уремии.

5. Нарушение функции печени

Сопровождается ослаблением процессов детоксикации, синтеза мочевины, белковосинтетических процессов, диспротеинемией, расстройствами углеводного и других видов обмена.

Рассмотрим основные формы экстремальных состояний.

ШОК (от англ. shock – удар) – остро развивающийся синдром, характеризующийся резким уменьшением капиллярного (обменного, нутритивного) кровотока в различных органах, недостаточным снабжением кислородом, неадекватным удалением из ткани продуктов обмена и проявляющийся тяжелыми нарушениями функций организма.

«Шок – сложный типовой патологический процесс, возникающий при действии на организм экстремальных факторов внешней и внутренней среды, которые наряду с первичным повреждением вызывают чрезмерные и неадекватные реакции адаптивных систем, особенно симпато-адреналиновой, стойкие нарушения нейро-эндокринной регуляции гомеостаза, особенно гемодинамики, микро-циркуляции, кислородного режима организма и обмена веществ» (В.К. Кулагин).

Сущность процесса «шок» – несогласованные изменения в обмене и его циркуляторном обеспечении, возникающие вследствие расстройств нервной и гуморальной регуляции (С.А. Селезнев).

Шок необходимо отличать от коллапса (от лат. сollabor – падать, спадать), т.к. иногда одно и то же состояние обозначают то как коллапс, то как шок (например, кардиогенный коллапс, кардиогенный шок). Напомню, что коллапсом называется острая сосудистая недостаточность, характеризующаяся падением сосудистого тонуса и объема циркулирующей крови. Такое сходство данных патологических процессов обусловлено падением в обоих случаях АД. Коллапс – острая сосудистая недостаточность, протекающая по типу паралича сосудов, характеризующаяся резким снижением АД, уменьшением массы циркулирующей крови. При этом, как правило, теряется сознание. При шоке также наблюдается снижение АД и помутнение сознания.

Однако между этими двумя состояниями имеются принципиальные отличия. При коллапсе процесс развивается с первичной недостаточностью вазоконстрикторной реакции. При шоке в связи с активацией симпатоадреналовой системы вазоконстрикция резко выражена. Она же является и начальным звеном сложных нарушений микроциркуляции, тканевого питания, метаболизма в органах и тканях, получивших название шок-специфических, которых нет при коллапсе. Кроме того, при всех шоках, особенно травматическом, выделяются 2 стадии: возбуждения и торможения (эректильная и торпидная). В стадии возбуждения АД бывает повышенным. При коллапсе никогда нет стадии возбуждения, давление падает сразу и как следствие, сознание выключается полностью. При шоках сознание спутано, но сохранено и выключается только на поздних стадиях и в тяжелых случаях.

Шоки необходимо отличать и от комы. Забегая вперед, укажем, что комой называется экстремальное состояние, характеризующееся глубоким угнетением ЦНС, стойкой потерей сознания, утратой реакций на внешние, в том числе болевые раздражители любой интенсивности. Кома отличается и от шока и от коллапса по своему основному критерию – полной и стойкой утрате сознания. Однако при неблагоприятном развитии и коллапс, и шок могут привести к коматозному состоянию. По существу, почти любой патологический процесс, если он завершается гибелью организма, перед клинической смертью проходит более или менее длительную стадию комы. Исключение составляют лишь случаи особо разрушительных факторов, где смерть наступает мгновенно.

Этиологический фактор любого шока – воздействие на организм сверхсильных патогенных раздражителей. Инициальным моментом в патогенезе шока является массивный поток биологически отрицательной афферентацией, поступающей в ЦНС из области воздействия повреждающего фактора.

Естественно, каждый вид шока имеет свои механизмы развития, но в патогенезе развития шоковой реакции есть общие звенья патогенеза. Ими являются:

1) гиповолемия (абсолютная – потеря крови или относительная – снижение МОК и венозного возврата к сердцу);

2) боль;

3) инфекция.

Соотношение этих факторов при каждом шоке различно. Но они включают два типа компенсаторных механизмов.

1-ый тип называется вазоконстрикторным типом. Гиповолемия приводит к первоначальному снижению АД, что раздражает барорецепторы и через ЦНС вызывает активацию симпатоадреналовой и гипофизарно-надпочечниковой систем. Болевое раздражение и инфекция стимулирует эту активацию. Катехоламины сокращают сосуды, имеющих альфа-адренорецепцию (кожи, почек, органов брюшной полости) и не действуют на коронарные сосуды сердца и мозга. Происходит «централизация кровообращения», т.е. сохранение кровотока в жизненно важных органах. Именно в этом заключается биологическое значение включения защитно-компенсаторных механизмов 1 типа.

Однако резкое ограничение перфузии кожи, почек, органов брюшной полости вызывает их ишемию. Возникшая гипоксия в ряде органов включает 2-й тип компенсаторных механизмов – вазодилятаторный, который направлен на ликвидацию ишемии. В тканях образуются вазоактивные вещества (амины, полипептиды), расширяющие сосуды, повышающие их проницаемость и нарушающие реологические свойства крови. Значительный вклад в их образование вносят поврежденные ткани, в которых идет распад тучных клеток, активация протеолитических систем, выход из клеток ионов калия и др. Это резко меняет микроциркуляцию в тканях, снижая капиллярный и усиливая шунтовой кровоток, изменяя реакцию прекапиллярных сфинктеров на катехоламины и увеличивая проницаемость капиллярных сосудов. Отмечается выход жидкости из сосудов и формируется «порочный круг» на уровне сердечно-сосудистой системы (уменьшение венозного возврата – снижение МОК – гипоксия), ведущий к снижению АД. Болевой компонент приводит к угнетению рефлекторной саморегуляции сосудов. В дальнейшем возникают расстройства функции легких (шоковое легкое), почек (шоковая почка), свертывания крови, приводя к острой полиорганной недостаточности.

Виды шока. По характеру этиологического фактора, выделяют:

1. Травматический шок и его разновидности (операционный, болевой и др.).

2. Ожоговый.

3. Анафилактический.

4. Гемотрансфузионный.

5. Кардиогенный.

6. Септический.

7. Геморрагический.

8. Дегидратационный.