Чеснокова Н.П.
Брилль Г.Е.
Полутова Н.В.
Бизенкова М.Н.
ФГБОУ ВО «Саратовский Государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского Минздрава России»
10.1. Классификация гипоксических состояний
Гипоксия – типовой патологический процесс, характеризующийся снижением содержания кислорода в крови (гипоксемией) и тканях, развитием комплекса вторичных неспецифических метаболических и функциональных расстройств, а также реакцией адаптации.
Первая классификация гипоксических состояний была предложена Баркрофтом (1925), а затем дополнена и усовершенствована И.Р. Петровым (1949). Классификация И.Р. Петрова используется и в наше время. Согласно этой классификации различают гипоксии экзогенного и эндогенного происхождения.
В основе гипоксии экзогенного происхождения лежит недостаток кислорода во вдыхаемом воздухе, в связи с чем выделяют нормобарическую и гипобарическую гипоксию. К гипоксиям эндогенного происхождения относятся следующие типы:
а) дыхательная (респираторная); б) сердечно-сосудистая (циркуляторная); в) гемическая (кровяная); г) тканевая (гистотоксическая); д) смешанная.
По течению различают:
• молниеносную (в течение нескольких секунд, например, при разгерметизации летательных аппаратов на большой высоте);
• острую (которая развивается через несколько минут или в пределах часа в результате острой кровопотери, острой сердечной или дыхательной недостаточности, при отравлении угарным газом, цианидами, при шоке, коллапсе);
• подострую (она формируется в течение нескольких часов при попадании в организм метгемоглобинообразователей, таких как нитраты, бензол, а в ряде случаев в результате медленно нарастающей дыхательной или сердечной недостаточности;
• хроническую гипоксию, которая возникает при дыхательной и сердечной недостаточности и других формах патологии, а также при хронической анемии, пребывании в шахтах, колодцах, при работе в водолазных и защитных костюмах.
а) местную (локальную) гипоксию, развивающуюся при ишемии, венозной гиперемии, престазе и стазе в зоне воспаления;
б) общую (системную) гипоксию, которая наблюдается при гиповолемии, сердечной недостаточности, шоке, коллапсе, ДВС-синдроме, анемиях.
Известно, что наиболее устойчивыми к гипоксии являются кости, хрящи и сухожилия, которые сохраняют нормальную структуру и жизнеспособность в течение многих часов при полном прекращении снабжения кислородом. Поперечно-полосатые мышцы выдерживают гипоксию в течение 2 часов; почки, печень – 20-30 минут. Наиболее чувствительна к гипоксии кора головного мозга.
10.2. Общая характеристика этиологических и патогенетических факторов гипоксий экзогенного и эндогенного происхождения
Экзогенный тип гипоксии развивается при уменьшении парциального давления кислорода в воздухе, поступающем в организм. При нормальном барометрическом давлении говорят о нормобарической экзогенной гипоксии (примером может служить нахождение в замкнутых помещениях малого объема). При снижении барометрического давления развивается гипобарическая экзогенная гипоксия (последнее наблюдается при подъеме на высоту, где РО2 воздуха снижено примерно до 100 мм рт. ст. Установлено, что при снижении РО2 до 50 мм рт. ст. возникают тяжелые расстройства, несовместимые с жизнью).
В ответ на изменение показателей газового состава крови (гипоксемию и гиперкапнию) возбуждаются хеморецепторы аорты, каротидных клубочков, центральные хеморецепторы, что вызывает стимуляцию бульбарного дыхательного центра, развитие тахи- и гиперпное, газового алкалоза, увеличение числа функционирующих альвеол.
Эндогенные гипоксические состояния являются в большинстве случаев результатом патологических процессов и болезней, приводящих к нарушению газообмена в легких, недостаточному транспорту кислорода к органам или к нарушению его утилизации тканями.
Дыхательная (респираторная) гипоксия
Респираторная гипоксия возникает вследствие недостаточности газообмена в легких, которая может быть обусловлена следующими причинами: альвеолярной гиповентиляцией, сниженной перфузией кровью легких, нарушением диффузии кислорода через аэрогематический барьер, и соответственно, нарушением вентиляционно-перфузионного соотношения. Патогенетическую основу дыхательной гипоксии составляют снижение содержания оксигемоглобина, повышение концентрации восстановленного гемоглобина, гиперкапния и газовый ацидоз.
Гиповентиляция легких является результатом действия ряда патогенетических факторов:
а) нарушения биомеханических свойств дыхательного аппарата при обструктивных и рестриктивных формах патологии;
б) расстройств нервной и гуморальной регуляции вентиляции легких;
в) снижения перфузии легких кровью и нарушения диффузии О2 через аэрогематический барьер;
г) избыточного внутри- и внелегочного шунтирования венозной крови.
Циркуляторная (сердечно-сосудистая, гемодинамическая) гипоксия развивается при локальных, региональных и системных нарушениях гемодинамики. В зависимости от механизмов развития циркуляторной гипоксии можно выделить ишемическую и застойную формы. В основе циркуляторной гипоксии может лежать абсолютная недостаточность кровообращения или относительная при резком возрастании потребности тканей в кислородном обеспечении (при стрессорных ситуациях).
Генерализованная циркуляторная гипоксия возникает при сердечной недостаточности, шоке, коллапсе, обезвоживании организма, ДВС-синд-роме и т.д., причем, если нарушения гемодинамики возникают в большом круге кровообращения, насыщение крови кислородом в легких может быть нормальным, а нарушается его доставка к тканям в связи с развитием венозной гиперемии и застойных явлений в большом круге кровообращения. При нарушениях гемодинамики в сосудах малого круга кровообращения страдает оксигенация артериальной крови. Локальная циркуляторная гипоксия возникает в зоне тромбоза, эмболии, ишемии, венозной гиперемии в тех или иных органах и тканях.
Особое место занимает гипоксия, связанная с нарушением транспорта кислорода в клетки при снижении проницаемости мембран для О2. Последнее наблюдается при интерстициальном отеке легких, внутриклеточной гипергидратации.
Для циркуляторной гипоксии характерны: снижение РаО2, увеличение утилизации О2 тканями вследствие замедления кровотока и активации системы цитохром, возрастание уровня ионов водорода и углекислого газа в тканях. Нарушение газового состава крови приводит к рефлекторной активации дыхательного центра, развитию гиперпноэ, увеличению скорости диссоциации оксигемоглобина в тканях.
Гемический (кровяной) тип гипоксии возникает в результате уменьшения эффективной кислородной емкости крови и, следовательно, ее кислород транспортирующей функции. Транспорт кислорода от легких к тканям почти полностью осуществляется при участии Hb. Главными звеньями снижения кислородной емкости крови являются:
1) уменьшение содержания Нb в единице объема крови и в полном объеме, например, при выраженных анемиях, обусловленных нарушением костно-мозгового кроветворения различного генеза, при постгеморрагических и гемолитической анемиях.
2) нарушение транспортных свойств Нb, которое может быть обусловлено либо снижением способности Нb эритроцитов связывать кислород в капиллярах легких, либо транспортировать и отдавать оптимальное количество его в тканях, что наблюдается при наследственных и приобретенных гемоглобинопатиях.
Достаточно часто гемическая гипоксия наблюдается при отравлении окисью углерода («угарным газом»), так как окись углерода обладает чрезвычайно высоким сродством к гемоглобину, почти в 300 раз превосходя сродство к нему кислорода. При взаимодействии окиси углерода с гемоглобином крови образуется карбоксигемоглобин, лишенный способности транспортировать и отдавать кислород.
Окись углерода содержится в высокой концентрации в выхлопных газах двигателей внутреннего сгорания, в бытовом газе и т.д.
Выраженные нарушения жизнедеятельности организма развиваются при увеличении содержания в крови НbСО до 50% (от общей концентрации гемоглобина). Повышение его уровня до 70-75 % приводит к тяжелой гипоксемии и летальному исходу.
Карбоксигемоглобин имеет ярко-красный цвет, поэтому при его избыточном образовании в организме кожа и слизистые становятся красными. Устранение СО из вдыхаемого воздуха приводит к диссоциации НbСО, но этот процесс протекает медленно и занимает несколько часов.
Воздействие на организм ряда химических соединений (нитратов, нитритов, окисла азота, бензола, некоторых токсинов инфекционного происхождения, лекарственных средств: феназепама, амидопирина, сульфаниламидов, продуктов ПОЛ и т.д.) приводит к образованию метгемоглобина, который не способен переносить кислород, так как содержит окисную форму железа (Fe3+).
Окисная форма Fe3+ обычно находится в связи с гидроксилом (ОН-). МетНb имеет темно-коричневую окраску и, именно этот оттенок приобретают кровь и ткани организма. Процесс образования метНb носит обратимый характер, однако его восстановление в нормальный гемоглобин происходит относительно медленно (в течение нескольких часов), когда железо Нb вновь переходит в закисную форму. Образование метгемоглобина не только снижает кислородную емкость крови, но и уменьшает способность активного оксигемоглобина диссоциировать с отдачей кислорода тканям.
Тканевая (гистотоксическая) гипоксия развивается вследствие нарушения способности клеток поглощать кислород (при нормальной его доставке к клетке) или в связи с уменьшением эффективности биологического окисления в результате разобщения окисления и фосфорилирования.
Развитие тканевой гипоксии связывают со следующими патогенетическими факторами:
1. Нарушением активности ферментов биологического окисления в процессе:
а) специфического связывания активных центров фермента, например, цианидами и некоторыми антибиотиками;
б) связывания SН-групп белковой части фермента ионами тяжелых металлов (Аg2+, Нg2+, Сu2+), в результате чего образуются неактивные формы фермента;
в) конкурентного блокирования активного центра фермента веществами, имеющими структурную аналогию с естественным субстратом реакции (оксалаты, малонаты).
2. Нарушением синтеза ферментов, которое может возникать при дефиците витаминов В1 (тиамина), ВЗ (РР), никотиновой кислоты и др., а также при кахексии различного происхождения.
3. Отклонениями от оптимума физико-химических параметров внутренней среды организма: рН, температуры, концентрации электролитов и др. Эти изменения возникают при разнообразных заболеваниях и патологических состояниях (гипотермиях и гипертермиях, недостаточности почек, сердца и печени, анемиях) и снижают эффективность биологического окисления.
4. Дезинтеграцией биологических мембран, обусловленной воздействием патогенных факторов инфекционной и неинфекционной природы, сопровождающейся снижением степени сопряжения окисления и фосфорилирования, подавлением образования макроэргических соединений в дыхательной цепи. Способностью разобщать окислительное фосфорилирование и дыхание в митохондриях обладают: избыток ионов Н+ и Са2+, свободных жирных кислот, адреналина, тироксина и трийодтиронина, некоторых лекарственных веществ (дикумарина, грамицидина и др.). В этих условиях увеличиваются расход кислорода тканями. В случаях набухания митохондрий, разобщения окислительного фосфорилирования и дыхания большая часть энергии трансформируется в тепло и не используется для ресинтеза макроергов. Эффективность биологического окисления снижается.
- Библиографическая ссылка
- Влияние растворов гидроксиэтилкрахмалов на микроциркуляцию и тканевую оксигенацию*
- Краткий обзор
- Введение
- Растворы гидроксиэтилкрахмалов
- Растворы ГЭК и микроциркуляция
- Тканевая перфузия и тканевая оксигенация
- Вязкость крови и агрегация эритроцитов
- Проницаемость капилляров и отек тканей
- Заключение
- Литература
Библиографическая ссылка
Чеснокова Н.П., Брилль Г.Е., Полутова Н.В., Бизенкова М.Н. ЛЕКЦИЯ 10 ГИПОКСИИ: ВИДЫ, ЭТИОЛОГИЯ, ПАТОГЕНЕЗ // Научное обозрение. Медицинские науки. – 2017. – № 2.
– С. 53-55;
URL: https://science-medicine.ru/ru/article/view?id=979 (дата обращения: 05.05.2023).
Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)
Влияние растворов гидроксиэтилкрахмалов на микроциркуляцию
и тканевую оксигенацию*
Отдел клинической физиологии академического медицинского центра Университета г. Амстердам, Нидерланды
Статья опубликована в журнале Transfusion Alternatives in Transfusion Medicine
Volume 9, Number 3, September 2007, ISSN: 1295-9022
*В статье приведены наиболее важные согласно мнению авторов данные о влиянии
растворов гидроксиэтилкрахмалов на микроциркуляцию. В данной статье авторы не
стремились описать общие сведения о влиянии коллоидных растворов на
микроциркуляцию.
Краткий обзор
Основной задачей интенсивной терапии является не только обеспечение системной
циркуляции, но и восстановление тканевой перфузии и особенно микроциркуляции,
благодаря которой осуществляется доставка кислорода.
Для решения этих задач в составе инфузионной терапии используют различные
кристаллоидные и коллоидные растворы. Продолжается дискуссия о роли кристаллоидов
и коллоидов в составе инфузионной терапии, и о свойствах, которыми должен обладать
идеальный коллоидный раствор. Гидроксиэтилкрахмал (ГЭК) – один из наиболее
изученных плазмозамещающих растворов, получивший всемирное распространение.
Различные виды ГЭК обладают специфическими фармакологическими свойствами.
Низкомолекулярные ГЭК успешно используют для восполнения объема циркулирующей
крови, коррекции параметров гемодинамики, микроциркуляции, сердечно-легочной
функции. В статье представлены данные о влиянии растворов ГЭК на микроциркуляцию и
тканевую оксигенацию.
Ключевые слова: Коллоид, Гемодилюция, Гидроксиэтилкрахмал, Микроциркуляция, Реанимация, Тканевая оксигенация, Волемическая терапия
Введение
Эффективная коррекция волемического статуса при гиповолемии позволяет
предотвратить неадекватную тканевую перфузию и снижение доставки кислорода к
тканям. В тяжелых случаях гиповолемия может приводить к развитию шока, а,
следовательно, к повреждению клеток, полиорганной недостаточности, смерти.
Патогенез шока определяет тактику терапии. В задачи терапии шока входят коррекция
нарушений перфузии на клеточном уровне и обеспечение адекватной доставки кислорода
к клеткам.
Микроциркуляторное русло представлено системой мельчайших сосудов (диаметр < 100
мкм), посредством которых происходит доставка кислорода к тканям. Система
мельчайших сосудов состоит из артериол, венул, капилляров и конечных лимфатических
сосудов. Микроциркуляторное русло обеспечивает тканевую оксигенацию и,
соответственно, функционирование органа, а также транспорт кислорода и питательных
веществ к клеткам и выведение продуктов метаболизма. Микроциркуляция играет
важную роль в обеспечении адекватного иммунологического ответа и доставке
лекарственных веществ к клеткам-мишеням1. Эффективная инфузионная терапия должна
улучшать микроциркуляцию, тем самым, обеспечивая тканевую перфузию. Наиболее
часто используемыми для этой цели плазмозамещающими растворами являются растворы
ГЭК2. Данная статья представляет обзор литературы, в котором описаны эффекты ГЭК на
микроциркуляцию и тканевую оксигенацию.
Растворы гидроксиэтилкрахмалов
Растворы ГЭК были созданы около 30 лет назад как альтернатива традиционным для того
времени плазмозамещающим растворам (например, альбумину и декстранам). В
настоящее время растворы ГЭК широко используют для профилактики и лечения
гиповолемии в хирургии, травматологии, комбустиологии и интенсивной терапии.
Растворы ГЭК — синтетические коллоидные растворы, которые производят из
модифицированных натуральных полисахаридов, обладающих плазмозамещающими
свойствами. Крахмалы натурального происхождения не могут использоваться в качестве
плазмозамещающих растворов, так как структуры органического происхождения быстро
разрушаются под действием циркулирующей в плазме крови амилазы. Замещенные
гидроксиэтиловые группы в молекуле ГЭК обеспечивают замедление гидролиза и,
соответственно, метаболическую деградацию и элиминацию из кровотока.2-4 Гидроксиэтилкрахмалы подразделяют в зависимости от их концентрации, молекулярной массы, молярного замещения, степени замещения и отношения С2/С6 (Таблица 1).
Обычно ГЭК изготавливают на основе 0,9% раствора хлорида натрия (NaCl).
Таблица 1.
Характеристика растворов гидроксиэтилкрахмалов
Концентрация (%)
Молекулярная масса in vitro (кД)
Максимальная: > 450
Средняя: > 130 – 270
Минимальная: < 70
С2/С6
Максимальное: > 8
Минимальное: < 8
Отношение молярного замещения
Максимальное: 0,6 – 0,7
Минимальное: 0,4 – 0,5
Молярное замещение – это молярное отношение общего количества гидроксиэтиловых
групп к общему количеству молекул глюкозы. Используют растворы с молярным
замещением от 0,4 до 0,7. Степень замещения – это отношение замещенных молекул
глюкозы к общему числу молекул глюкозы. Тип замещения определяют по отношению
С2/С6, которое указывает позицию гидроксиэтиловой группы в молекуле глюкозы (С2, С3
и С6). Чем выше отношение, тем медленнее распад ГЭК.5 Гидроксиэтиловые группы
могут располагаться у второго, третьего или шестого атома углерода в молекуле глюкозы,
но наиболее часто локализуются в позиции С2 и С6, поэтому, описывая структуру ГЭК,
указывают отношение С2/С6.6 Молярное замещение, молекулярная масса и отношение
С2/С6 – основные параметры, определяющие фармакодинамику ГЭК.
Молекулярная масса ГЭК in vivo определяет его коллоидную активность.
Терапевтический и побочные эффекты ГЭК также зависят от молярного замещения и
отношения С2/С6. Максимальные значения этих величин определяют более длительный
период полувыведения и пролонгированный плазмозамещающий эффект7, наряду с более
выраженными побочными эффектами. Некоторые препараты ГЭК и их свойства описаны
в таблице 2. Побочные эффекты ГЭК зависят не только от их структуры, но и от дозы и
частоты вводимого раствора. Наиболее распространенными нежелательными эффектами
применения ГЭК являются повышение уровня амилазы плазмы крови8, кожный зуд9,
аллергические реакции10, коагулопатии и дисфункция почек.11,12
Таблица 2.
Растворы ГЭК и их характеристика
Согласно результатам исследования Ring и Messmer13, включавшее 16405 пациентов,
которым была проведена терапия растворами ГЭК, частота анафилактических реакций
составила 0,085% (14 случаев) — очень низкая частота анафилактических реакций по
сравнению с другими коллоидами.
Растворы ГЭК и микроциркуляция
Тканевая перфузия и тканевая оксигенация
Инфузия ГЭК приводит к стабилизации гемодинамики и, вследствие гемодилюции, к улучшению реологии крови. Увеличение парциального давления кислорода (рО2), или
напряжения кислорода в тканях, является индикатором повышения доставки кислорода на
микроциркуляторном и клеточном уровне,14 а напряжение кислорода в тканях является
показателем баланса между доставкой и потреблением кислорода в данный момент
времени. Влияние волемического статуса на тканевую оксигенацию недостаточно изучено
и является предметом исследований. Однако новые технологии позволяют более точно
исследовать механизм транспорта кислорода в тканях. Эффективной неинвазивной
технологией измерения рО2 (μрО2) на микроциркуляторном уровне внутри и вне органа
является подавление кислородом фосфоресценции порфирина (Pd) палладия на фоне
гемодилюции.15-18 Недавно был выделен митохондриальный протопорфирин IX, что
позволяет модернизировать технологию и измерять концентрацию митохондриального
рО2 in vivо.19
Наряду с кислородтранспортной функцией крови и ее компонентов состояние
микроциркуляторного русла является основным фактором, влияющим на тканевую
оксигенацию. Применение растворов ГЭК особенно эффективно при местной или
системной воспалительной реакции (сепсис) за счет волемического эффекта, улучшения
микроциркуляции и тканевой оксигенации, что подтверждено в эксперименте на
животных при введении эндотоксина.
Johannes и соавт.20 в эксперименте на крысах исследовали влияние инфузионной терапии
на почечную микроциркуляцию. Одновременно измеряли μрО2 одновременно в корковом
и мозговом веществе почки, а также РО2 в почечной вене с помощью улучшенной
технологии, основанной на подавлении кислородом фосфоресценции порфирина Pd.
После инфузии эндотоксина вводили ГЭК 130/0,4, ГЭК 200/0,5 или раствор Рингер-лактат.
Впервые было продемонстрировано перераспределение кислорода между корковым и
мозговым веществом почки на фоне инфузионной терапии. В этом исследовании почечная
недостаточность вследствие введения эндотоксина не могла быть обусловлена снижением
тканевой оксигенации, так как при угнетении функции почки почечное μрО2 и
потребление кислорода в почке незначительно изменялись на фоне эндотоксинемии. Тем
не менее, инфузия растворов оказывала различное влияние на потребление кислорода. В
отличие от ГЭК 130/0,4, введение которого не вызывало изменений в потреблении
кислорода, инфузия ГЭК 200/0,5 и раствора Рингер-лактата приводила к значительному
повышению потребления кислорода почечной тканью. Такие же эффекты были выявлены
при исследовании острой нормотензивной модели почки крысы.15 Во всех трех группах
инфузионная терапия в условиях эндотоксинемии одинаково эффективно восстанавливала
почечный кровоток и функцию органа к исходному уровню.20 В группе ГЭК 130/0,4
перераспределение кислорода между корковым и мозговым веществом почки было
минимальным. В исследовании на модели постгеморрагической гипотензии у свиней
напряжение кислорода измеряли в паренхиме печени. Проводили гемотрансфузию,
инфузию ГЭК (гетакрахмал, молекулярная масса 120 кДа) (n=7) или инфузию раствора
Рингер-лактата (Таблица 3).
Для измерения напряжения кислорода в паренхиму печени
устанавливали трубку из силиконового эластомера (силастик). Напряжение кислорода в
паренхиме печени, сниженное вследствие кровопотери, удалось корригировать при
помощи гемотрансфузии и инфузии ГЭК, однако напряжение кислорода оставалось
низким в группе Рингер-лактата. Потребление кислорода в паренхиме печени быстро и
полностью нормализовалось при проведении гемотрансфузии и волемической терапии
раствором ГЭК. При инфузии Рингер-лактата нормализация потребления кислорода была
замедленной. 21
Lang и соавт.22 в клиническом исследовании во время обширных операций на органах
брюшной полости выявили значительное повышение tPO2 у больных, которым проводили
инфузию 6% ГЭК 130/0,4 по сравнению с больными, которым возмещали
интраоперационные потери жидкости при помощи раствора Рингер-лактата. В этом
исследовании tPO2 измеряли при помощи микросенсорного электрода,
имплантированного в дельтовидную мышцу. На фоне неизменных показателей системной
гемодинамики и оксигенации у больных обеих групп отметили повышение tPO2 у
больных, которым вводили ГЭК и снижение tPO2 на фоне введения Рингер-лактата.
Авторы сделали вывод, что нарастание tPO2 при инфузии 6% ГЭК 130/0,4 происходило
вследствие улучшения микроциркуляции.
Standl и соавт.23 сравнивали влияние различных растворов ГЭК (ГЭК 130/0,4, ГЭК 70/0,5
и ГЭК 200/0,5) на гемодинамику, реологию крови и tPO2 в скелетной мускулатуре у
здоровых добровольцев после проведения нормоволемической гемодилюции. Напряжение
кислорода измеряли в квадрицепсе бедра с помощью быстро реагирующего
полярографического датчика-иглы, контролируемого микропроцессором. Инфузия всех
исследованных растворов приводила к значительному повышению tPO2 скелетной
мускулатуры, однако при инфузии ГЭК 130/0,4 регистрировали наиболее выраженное
увеличение tPO2 за наименьший промежуток времени. Авторы сделали вывод, что ГЭК с
молекулярной массой 60 – 130 кДа обладают оптимальным эффектом на реологию и
оксигенацию тканей in vivo.
При сравнении интраоперационной инфузионной терапии у больных с аневризмой
брюшного отдела аорты Marik и соавт.24 продемонстрировали, что коррекция
волемического статуса с помощью гетакрахмала (6% ГЭК 450/0,7) улучшает кровоток на
уровне микроциркуляции и тканевую оксигенацию. Результаты ранее проведенных
исследований также подтверждают, повышение тканевой оксигенации в результате
инфузии ГЭК.25 Противоположные результаты были получены Van den Oever и соавт.26
при проведении инфузионной терапии при гинекологических операциях. Авторы не
выявили изменений микроциркуляции в результате использования растворов ГЭК
(оценку микроциркуляции проводили методом ортогональной поляризационной
спектроскопии), а у нескольких пациенток выявили ухудшение микроциркуляции.27
Guo и соавт.28 предположили, что ГЭК со средней молекулярной массой улучшают
органный кровоток и тканевую оксигенацию у пациентов во время хирургических
вмешательств. В другом исследовании29, проведенном на 24 собаках в состоянии
септического шока вследствие введения липополисахарида, было зарегистрировано
увеличение доставки кислорода к тканям как после инфузии 6% ГЭК, так и раствора
Рингер-лактата во второй группе животных. При этом в группе введения ГЭК тканевая
перфузия была лучше.
Steinberg и соавт.30 описали увеличение tPO2 в скелетной мускулатуре в результате
инфузии 6% ГЭК 70/0,5 у больных с сепсисом, в то время как инфузия раствора Рингер-
лактата не приводила к изменению tPO2. Marx и соавторы29 сравнивали эффекты
внутривенного введения 6% ГЭК 130/0,4 и раствора Рингер-лактата на волемический
статус и системную гемодинамику в эксперименте на животных (свиньи) в состоянии
сепсиса. Было выявлено, что у животных, которым вводили ГЭК 130/0,4, регистрировали
достоверно больший сердечный выброс, доставку кислорода и насыщение гемоглобина
кислородом в смешанной венозной крови по сравнению с животными, которым
проводили инфузию Рингер-лактата. Улучшение тканевой оксигенации регистрировали
только в группе ГЭК 130/0,4.
Вязкость крови и агрегация эритроцитов
Вязкость крови в большей степени зависит от гематокрита, свойств эритроцитов и
концентрации белка в плазме крови. Скорость сдвига потока, определяемая у сосудистой
стенки, зависит от вязкости плазмы крови, скорости кровотока и диаметра сосуда. Так как
кровь является неньютоновской жидкостью, вязкость крови уменьшается при увеличении
скорости сдвига потока. Чем ниже скорость кровотока, тем меньше скорость сдвига
потока. Такие свойства кровоток приобретает на уровне микроциркуляции, где скорость
кровотока минимальна. При внутривенном введении коллоидов происходит снижение
вязкости крови вследствие эффекта гемодилюции, несмотря на то, что растворы с
большой молекулярной массой повышают вязкость плазмы, в большей степени за счет
накопления макромолекул при длительном введении раствора.32 Вязкость плазмы, которая
в значительной степени зависит от физических свойств макромолекул в составе плазмы,
влияет на состояние микроциркуляции.
Снижение вязкости плазмы крови способствует уменьшению сосудистого сопротивления,
что приводит к увеличению венозного возврата, сердечного выброса и, следовательно,
улучшению тканевой перфузии и оксигенации.2 ГЭК с большой и средней молекулярной
массой повышают вязкость плазмы. In vivo, в отличие от низкомолекулярных ГЭК,
крахмалы с большой и средней молекулярной массой, попадая в кровоток, разлагаются до
мелких молекул. Мелкие молекулы ГЭК повышают вязкость плазмы. Фактическое
количество макромолекул в кровотоке зависит не только от концентрации ГЭК и его
молекулярной массы in vitro, но и количества и частоты введения раствора.
Вышеперечисленные факторы приводят к замедлению метаболизма ГЭК, накоплению
макромолекул в микроциркуляторном русле и обусловливают нежелательные эффекты.
Другим нежелательным эффектом, нарушающим микроциркуляцию, является повышение
агрегации эритроцитов за счет наличия макромолекул в кровотоке. Патологическая
агрегация эритроцитов в микроциркуляторном русле приводит к изменению динамики
кровотока и тромбозу микрососудов.33 Агрегация эритроцитов происходит вследствие
образования межмолекулярных связей между рядом расположенными макромолекулами и
эритроцитами. Чем больше размер макромолекул, тем большей связывающей
способностью они обладают34 и тем большие комплексы с эритроцитами образуют.
Мелкие молекулы способствуют снижению агрегации вследствие «отталкивания»
макромолекул, участвующих в агрегации эритроцитов.35
Thomas и соавт.34 изучали эффекты двух среднемолекулярных растворов ГЭК (6% ГЭК
130/0,4 и 6% ГЭК 200/0,5) на вязкость плазмы и вязкость крови in vitro и ex vivo у
пациентов с тяжелой черепно-мозговой травмой. Было показано, что оба раствора
повышают вязкость плазмы, но ГЭК 130/0,4 в меньшей степени, чем ГЭК 200/0,5.
Вязкость плазмы крови была значительно ниже при использовании ГЭК 130/0,4, чем ГЭК
200/0,5 в концентрациях 37,5% и выше. Было выявлено, что ГЭК 200/0,5 повышает
агрегацию эритроцитов, в то время как ГЭК 130/0,4 снижает ее. Полученные результаты
можно объяснить большей агрегационной способностью макромолекул по сравнению с
мелкими молекулами. Авторы сделали вывод, что при использовании в большом объеме,
ГЭК 130/0,4 может улучшать реологические свойства крови в сравнении с ГЭК 200/0,5.
Heilmann и соавт.36 проводили сравнительное исследование гемодинамических и
гемореологических эффектов 10% ГЭК 200/0,5 и 0,9% NaCl при преэклампсии. Было
выявлено, что применение 10% ГЭК 200/0,5 приводило к снижению гематокрита и
агрегации эритроцитов и уменьшению вязкости крови. Таким образом, коррекция
волемического статуса при помощи ГЭК приводит к улучшению реологических свойств
крови. В другом исследовании33, целью которого было изучение влияния ГЭК на
агрегацию эритроцитов, было выявлена корреляционная зависимость между параметрами
агрегации и молекулярной массой ГЭК. Согласно результатам исследования, ГЭК с
большой молекулярной массой способствуют гиперагрегации эритроцитов, а ГЭК с
низкой молекулярной массой гипоагрегации эритроцитов.
В рандомизированном клиническом исследовании Lartigue и соавт.37 сравнивали
гемореологические эффекты ГЭК 200/0,62 и декстрана 60 кДа. Было выявлено снижение
агрегации эритроцитов в группе ГЭК. Авторы пришли к заключению, что ГЭК
оптимально воздействуют на основные факторы, влияющие на микроциркуляцию – на
агрегацию эритроцитов и вязкость крови.
В исследовании у больных с цереброваскулярными заболеваниями в течение 10 дней
оценивали гемодинамические параметры при проведении гемодилюции при помощи ГЭК
с низкой молекулярной массой.38 Агрегация эритроцитов и вязкость плазмы крови
значительно уменьшались в группе больных, которым вводили ГЭК с низкой
молекулярной массой. Гидроксиэтилкрахмалы со средней или большой молекулярной
массой медленно метаболизируются, что может приводить к их накоплению в организме.
Проницаемость капилляров и отек тканей
Повышенная проницаемость капилляров – это патологическое состояние, которое
характеризуется повышенным проникновением жидкости из сосудистого русла во
внесосудистое пространство и может приводить к гипотензии, отекам и полиорганной
недостаточности вследствие снижения перфузии органов и ухудшения микроциркуляции.
Проницаемость капилляров повышается при шоке, ишемии и последующей реперфузии,
токсемии, ожогах, замедлении кровотока, травме. Снижение перфузии на уровне
микроциркуляции, возникающее вследствие уменьшения внутрисосудистого объема
жидкости и нарастания интерстициального отека, приводит к нарушению тканевой
оксигенации, транспорта метаболитов и энергетических субстратов. Идеальная
инфузионная терапия должна не только корригировать волемический статус, но и
улучшать перфузию тканей на уровне микроциркуляции. В исследованиях показано, что
ГЭК способны уменьшать патологическую проницаемость капилляров.
Feng и соавт.39 исследовали эффекты ГЭК 130/0,4 на проницаемость легочных капилляров
на животной модели (крысы в состоянии сепсиса, индуцированного путем лигирования и
пункции слепой кишки). Проницаемость легочных капилляров оценивали через 6, 12, 18 и
24 часа после перфорации кишки, при этом за 2 часа до каждой временной точки
внутривенно вводили ГЭК 130/0,4. Было показано, что в результате введения ГЭК 130/0,4,
уменьшалась проницаемость легочных капилляров, и значительно снижалось содержание
медиаторов воспаления через 4 и 10 часов после начала сепсиса. Авторы сделали вывод,
что ранняя инфузия ГЭК 130/0,4 при сепсисе уменьшает проницаемость легочных
капилляров. Уменьшение капиллярной утечки может быть следствием снижения
концентрации медиаторов воспаления. 39,40
В лабораторных исследованиях Dieterich и соавт.40 сравнили воздействие ГЭК 130/0,4 на
эндотелий в нормальных условиях и после перенесенной гипоксии на животной модели
(мыши). Нормобарическая гипоксия приводила к повышению проницаемости капилляров,
отеку легких, нейтрофильной инфильтрации тканей. В группе животных, которым
вводили ГЭК 130/0,4, данные постгипоксические явления уменьшались. Результаты
исследования подтверждают уменьшение капиллярной утечки и признаков острой
воспалительной реакции под воздействием ГЭК 130/0,4.
Marx и соавт41 в проспективном рандомизированном контролируемом исследовании на
животной модели сравнивали воздействие ГЭК 130/0,42 и ГЭК 200/0,5 на проницаемость
капилляров у свиней в состоянии септического шока. Четырнадцать животных, которым
проводили анестезию и механическую вентиляцию легких, обследовали в течение 6 часов.
Авторы предположили, что ГЭК 130/0,42 эффективнее снижает проницаемость
капилляров в сравнении с ГЭК 200/0,5.
Allison и соавт.42 представили результаты клинического исследования, в которое были
включены 45 пациентов с закрытыми травмами. Пациентов при поступлении
рандомизировали в три группы инфузионной терапии: ГЭК 250/0,45, желатин
(молекулярная масса 30 кДа) или альбумин. О проницаемости капилляров судили по
почечной экскреции альбумина в первые 24 часа. Максимальная экскреция альбумина
была выявлена в группе желатина. Авторы сделали вывод о том, что терапия ГЭК 250/0,45
в сравнении с инфузией желатина приводит к уменьшению посттравматической
капиллярной утечки.
Заключение
Основная цель инфузионной терапии – обеспечение адекватной циркуляции с
достаточным артериальным давлением и сердечным выбросом и, тем самым, тканевой
перфузии и оксигенации.43 Волемическая терапия должна не только корригировать
показатели системной гемодинамики, но и улучшать микроциркуляцию, перфузию и
оксигенацию тканей. Обсуждение положительных и отрицательных эффектов терапии
кристаллоидами или коллоидами продолжаются длительное время. Преимущества
инфузионной терапии, в состав которой входят кристаллоиды, заключаются в
минимальном количестве аллергических реакций и большей доступности на рынке. С
другой стороны, коллоиды наиболее эффективны в экстренных ситуациях при
необходимости использования небольшого объема инфузии и не способствуют
перераспределению жидкости в интерстициальное пространство. Результаты многих
исследований подтверждают, что коллоиды более эффективно, чем кристаллоиды,
восстанавливают кровоток на уровне микроциркуляции.22,25
Идеальный коллоидный раствор должен как можно быстрее восполнять волемические
потери, нормализовать микроциркуляцию и максимально долго удерживаться в
кровотоке. При этом у препарата должны отсутствовать побочные эффекты, в том числе
нарушения гемостаза и способность вызывать анафилактические реакции. Идеальный
коллоидный раствор должен улучшать гемореологию, при необходимости быстро
метаболизироваться и выводиться из организма, быть доступным по цене.
Гидроксиэтилкрахмалы с низкой молекулярной массой широко известны как лучшие
коллоидные препараты за счет комбинации в них таких свойств, как пролонгированный
волемический эффект, улучшение микроциркуляции и сердечно-легочной функции,
безопасность и доступность по цене.
Гидроксиэтилкрахмалы успешно используют для коррекции волемического статуса и
микроциркуляции.2 Эффекты растворов ГЭК могут несколько различаться вследствие
разной молекулярной массы и молярного замещения.
При использовании растворов ГЭК с высокой молекулярной массой и большим молярным
замещением (особенно при повторных введениях) происходит накопление макромолекул
в кровотоке, что отрицательно сказывается на реологических свойствах крови.8,38
Растворы ГЭК с низкой и средней молекулярной массой, особенно ГЭК 130/0,4,
положительно воздействуют на гемореологические свойства крови. Раствор ГЭК 130/0,4,
по сравнению с другими ГЭК, наиболее благоприятно воздействует на микроциркуляцию.
В то же время нельзя забывать о неблагоприятном влиянии анемии и шунтирования крови
на микроциркуляцию. Несмотря на то, что микроциркуляция долгое время являлась
предметом изучения фундаментальных наук, новые диагностические технологии
позволяют более детально исследовать изменения микроциркуляторного русла на фоне
терапии растворами ГЭК и подробно изучить механизм клинических эффектов ГЭК.
Литература
