ПОДПИСАТЬСЯ НА РАССЫЛКУ

Подписаться

Патогенез отека легких

Отек легких (oedema pulmonum) – клинический синдром острой легочнойнедостаточности, обусловленный накоплением жидкости в интерстициальныхи альвеолярном пространствах легких.

Формирование отека начинается с транссудации жидкости в интерстициальноепространство легких, поэтому интерстициальная форма отекавсегда развивается раньше, чем жидкость появляется в просвете альвеол.Такая последовательность событий сохраняется и в том случае, если патогенныйфактор действует со стороны альвеолярного пространства. Это объясняетсяболее высокой устойчивостью альвеолярного отдела аэрогематическогобарьера (АГБ) к действию повреждающих факторов. Например,вдыхание чистого кислорода закономерно вызывает повреждение эндотелиоцитовлегочных капилляров, в то время, как альвеолярный эпителийдлительное время остается интактным. Известно, что 9596%альвеолярнойповерхности занимают плоские альвеолоциты первого типа (Л.К. Романова,2001). Именно эти клетки вместе с эндотелеоцитами легочных капилляров,их базальными мембранами, принимают участие в формировании воздушнокровяногобарьера легких. Эндотелиальный отдел АГБ значительно болеепроницаем для воды и растворенных в ней молекул, чем альвеолярный.Эндотелий капилляров обладает также более высокой везикулярнойактивностью, осуществляет селекцию макромолекул из притекающейкрови. Интенсивность транспорта очень высока, особенно это касаетсялипидов и липопротеидов низкой плотности. Повреждение эндотелияприводит не только к повышению проницаемости капиллярной мембраны,но и к нарушению метаболической функции легких, с накоплением в них различных биологически активных веществ и других продуктов обмена,нарушению гормонального баланса и процессов свертывания крови.

Характерным клиническим признаком интерстициальной формыотека легких является ощущение удушья. Одышка усиливается или появляетсяпри небольшом напряжении, или в положении лежа на спине. Вположении сидя она уменьшается. Эта разница объясняется неравномерностьюперфузии разных отделов легких, в зависимости от положения тела.При вертикальном положении тела, преимущественно перфузируются нижниесегменты легких, а верхушки перфузируются слабо. При переходе в горизонтальное,положение неравномерность перфузии значительно снижается,а гидростатическое давление в капиллярах повышается в 1,71,8раза взависимости от зоны легких. У здорового человека умеренная физическаянагрузка как лежа, так и сидя полностью устраняет неравномерность перфузии,но фильтрация жидкости существенно не увеличивается иззарезкогоснижения сосудистого сопротивления (Д. Риверс, 1995). Физическоенапряжение или переход в горизонтальное положение больного, с повышеннымдавлением в легочных капиллярах и застоем крови в малом круге кровообращения,существенно увеличивает объем и скорость фильтрации жидкостив интерстициальное пространство легких с перемещением ее в перибронховаскулярныйотдел. Здесь она аккумулируется в виде «манжет» вокругбронхов и расположенных рядом сосудов. Увеличение кровенаполнениялегких, снижение их податливости, повышенное сопротивление воздухоносныхпутей, увеличивает нагрузку на дыхательную мускулатуру, ее потребностьв кислороде, что вызывает одышку. Чаще такая ситуация складывается в ночное время, когда больной не контролирует положение тела. Онпросыпается от ощущения удушья, страха смерти, принимает вынужденноеположение сидя, жалуется на нехватку воздуха. У некоторых больных, наэтом фоне, при повышенной чувствительности бронхов к изменению характерадвижения воздуха, может возникнуть реактивный бронхоспазм, что затрудняетдифференциальную диагностику между приступом сердечной ибронхиальной астмы. При сердечной астме возникает одышка инспираторного,но чаще смешанного типа. Это объясняется более ранним включениемрефлекса ГерингаБройеравследствие повышенного кровенаполнения малогокруга и резкого снижения растяжимости легких. При типичной инспираторнойодышке этот рефлекс запаздывает.

В положении сидя, снижается гидростатическое давление в капиллярахмалого круга, площадь, скорость и объем фильтрации жидкости в интерстициальноепространство, минутный объем сердца. Более выраженноеснижение давления в капиллярах верхних отделов легких способствует реабсорбциижидкости в капиллярное русло, снижая выраженность отека.Эта поза предохраняет верхушки легких от затопления жидкостью,обеспечивает оксигенацию и повышает эффективность оксигенотерапии.

Появление жидкости в просвете альвеол нарушает газообменнуюфункцию легких, что может привести к развитию острой дыхательной недостаточностии гибели больного. Пути и механизмы проникновения жидкостииз интерстиции в альвеолы до сих пор не установлены. Электронномикроскопическоеисследование разных типов легочного отека показало, что развитие альвеолярной формы отека может возникать и без видимых структурныхизменений альвеолярного эпителия.Движение жидкости в легких тесно сопряжено с их функциональноанатомическимиособенностями, а структура обусловлена функцией. В части альвеол базальные мембраны эпителия и эндотелия спаяны друг с другом,что создает сверхтонкий барьер, максимально приспособленный дляобмена газов. Он практически непроницаем для жидкости. Этот отдел, такназываемая «тонкая» часть составляет около 60% альвеолярной поверхности.В другой, «толстой» части, альвеолярная мембрана отделена от капилляра прослойкой интерстициальной ткани. Этот отдел интерстициальногопространства называют альвеолярным.

Его можно разделить на два участка: (1) между альвеолой и капилляроми (2) интерстиций в углах стыка альвеол. Он содержит коллагеновые иэластиновые волокна, создающие структурный каркас альвеолярных стенок,заполненный гелем, состоящим из воды и мукополисахаридов. Вязкостьгеля определяется, прежде всего, наличием гиалуроновой кислоты, способнойсвязывать большое количество воды, обеспечивая защиту альвеолярногопространства от отека. Этому же способствует высокое онкотическоедавление в интерстиции, которое в 23 раза выше, чем в других тканях. Вуглах стыка альвеол, действие сил поверхностного натяжения выше, чем впрослойках, поэтому величина отрицательного интерстициального гидростатическогодавления выше в этих участках. В результате, жидкость отстенок альвеол направляется в эти участки и далее, в анатомически непрерывнос ним связанный, экстраальвеолярный отдел интерстициального пространства(междолевой, периваскулярный, перибронхиальный, субплевральный).Его объем в 3 раза больше, чем объем альвеолярного интерстициальногопространства и он содержит более рыхлую соединительную ткань. Выраженныеизменения интерстициального гидростатического давления вэтом отделе легких объясняются его большей растяжимостью,упругостью бронхов и сосудов, действием внутриплеврального давления.Наиболее рыхлая соединительная ткань содержится в перибронховаскулярномпространстве. Такая функциональноанатомическаяособенность заставляетжидкость двигаться в направлении этого отдела, способного вместить до 500 мл жидкости. Здесь, и в субплевральном отделе оканчиваютсямногочисленные терминальные лимфатические сосуды, обладающиеперистальтической функцией и клапанным аппаратом. Возможно, чтообразование водных «манжет» при развитии интерстициального отека легких,увеличивая глубину дыхания, повышает отрицательное внутриплевральноеи интерстициальное давление, что способствует движению жидкостик лимфатическим сосудам. В физиологических условиях, при нормальныхпараметрах гемодинамики, лимфа формируется преимущественно избронхиальных сосудов (С.А. Симбирцев, Н.А. Беляков, 1986). В нормескорость образования лимфы составляет 1020мл/час. При развитииинтерстициального отека лимфоток увеличивается в 1015раз. Припрорыве жидкости в свободное альвеолярное пространство скоростьлимфотока резко падает.

Таким образом, движение жидкости в легких подчиняется основномузакону Старлинга: гидростатическое давление заставляет жидкость двигаться,онкотическое удерживает ее.

Анализ процессов, определяющих движение жидкости в легких и результатовэкспериментальных исследований, позволяет сделать следующиеосновные выводы:

1. Градиент действующих сил в интерстициальных пространствах создаетсвоеобразную, весьма эффективную дренажную систему дляоттока жидкости в перибронхиальное и субплевральное пространства к лимфатическим сосудам, где она прокачивается вгрудной проток.

2. В состоянии покоя, движение жидкости определяется изменениямигидростатического давления в интерстиции, в соответствии сфазами дыхательного цикла. При физической нагрузке повышениеотрицательного давления в интерстиции, стимулируетфильтрацию жидкости к лимфатическим сосудам легких, увеличиваялимфоток в 34раза. При избытке жидкости, это давлениеудерживает ее в перибронхиальном пространстве, с формированиемводных «манжет» вокруг бронхов и сосудов.

3. Повышение онкотического и отрицательного гидростатическогодавления в интерстиции препятствует перемещению жидкости вальвеолярное пространство. Понижение этих показателей или увеличениеонкотического давления крови препятствует движениюжидкости в интерстициальное пространство.

4. Минимальный градиент противоотечной безопасности для интерстициальногопространства составляет 15-18мм рт. ст., что соответствуетвеличине гидростатического давления в капиллярах 26-29мм рт. ст. Минимальный градиент противоотечнойбезопасности для альвеолярного пространства составляет 3235мм рт. ст., что соответствует величине гидростатическогодавления в капиллярах 4245мм рт. ст.

5. Повышение проницаемости капиллярной стенки для белковых молекул,снижение онкотического давления крови, недостаточность лимфооттока не могут стать причиной существенной аккумуляциижидкости в интерстиции, но снижают порог противоотечной безопасности,особенно на фоне повышенной проницаемости сосудов.

6. После прорыва альвеолярного барьера эффективность действиякомпенсаторных механизмов резко снижается или извращается иотек развивается по принципу самоорганизующей системы (так называемогопорочного круга).

Таким образом, только повышение гидростатического давления вкапиллярах малого круга, может привести к развитию альвеолярной формыотека. Учитывая, что проницаемость альвеолярной мембраны для воды в2,5 раза ниже, чем эндотелиальной (Н.А. Беляков, 1985), градиент противоотечнойбезопасности для нее должен быть выше расчетной.

При этом возникали резкие нарушения легочной и системной гемодинамикина фоне острой сердечной недостаточности, с увеличением кровенаполнениялегких и повышением резистивности легочных сосудов на 452%,однако развития отека легких не наступало. Повышение гидростатическогодавления в капиллярах малого круга до 50-70мм рт. ст. после окклюзиивосходящего отдела аорты привело к развитию альвеолярного отека толькоу 10% крыс (М.Б. Ройтштейн, 1988). В многочисленных клинических иэкспериментальных исследованиях не установлено прямой зависимостимежду параметрами гемодинамики и развитием отека легких.

Следовательно, в интактных легких условия для развития альвеолярнойформы легочного отека отсутствуют. Вероятно развитие этой формыотека может быть следствием повреждения структуры интерстициальногогеля или нарушения гидрофобных свойств альвеолярной мембраны и сурфактанта.Известно, что АГБ свободно проницаем для жирорастворимыхсоединений. Коэффициент отражения для этих соединений равен 0. В белковойоснове мембран легких обнаружены липоидные пластинчатые структуры,препятствующие проникновению водорастворимых молекул из кровив альвеолы.

На разных моделях экспериментального отека установлено, что егоразвитие всегда сочеталось со снижением содержания общих фосфолипидови холестерина в легких. Содержание фосфолипидов в большей степениснижалось в сурфактанте, а холестерина влегочной мембране. Выраженностьэтих изменений зависит от характера эдемогенного воздействия, степениоводнения легких и продолжительности жизни животных с отеком.При их быстрой гибели, на фоне выраженного отека, изменения липидногообмена в поверхностноактивнойфракции отсутствовали, а в легочноймембране имели максимально выраженный характер. Развитие отекасочеталось с изменением фракционного состава фосфолипидов. Для разныхформ отека легких характерно снижение содержания в них основногосубстрата фосфолипазы А2 (ФЛА2) – фосфатидилэтаноламина инакопление продукта гидролиза фосфатидилхолина (ФЛА2) –лизофосфатидилхолина.

Значительное повышение количества этого продукта сочеталось срезким увеличением кровенаполнения легких и быстрой гибелью животных.Одновременно повышалось содержание НЭЖК в сыворотке крови, а прибыстрой гибели животных – в легких. Известно, что введение жирных кислот(олеиновой, арахидоновой) вызывает развитие отека легких. На моделяхнейрогенных форм отека (ваготомического и центрогенного) установленоповышение активности ФЛА2 в легких. Развитие последнего характеризовалосьсущественно большим накоплением отечной жидкости, болеезначимым повышением проницаемости АГБ, содержания лизофосфолипидов (на 716%), снижением содержания фосфатидилэтаноламина (на 70%) иповышением активности фосфолипазы А2 (в 3 раза).Внутритрахеальное введение раствора ФЛА2 разным животным (крысы,морские свинки, кошки) сопровождалось развитием выраженной альвеолярнойформы отека в 100% случаев. Его формирование не сочеталось созначительным изменением кровенаполнения легких и только у погибших ототека животных оно существенно возрастало. Внутритрахеальное введениеферментовлипазы,гиалуронидазы, физиологического раствора, раствораальбумина не влияло на степень гидратации и кровенаполнения легких. Этиданные подтверждают специфичность действия ФЛА2 и свидетельствуют, отом, что именно повреждение фосфолипидов легочной мембраны можетпривести к развитию альвеолярной формы отека.Известно повреждающее действие продукта гидролиза фосфатидилхолинаФЛА2 – лизофосфатидилхолина на клеточные мембраны, что связанос его детергентными свойствами. Исследование возможности этого механизмав патогенезе отека легких показало, что само детергентное действиелизофосфолипидов или жирных кислот не сопровождается развитиемотека, но существенно повышает готовность к нему. Она проявляется появлениемотечной жидкости в легких после внутривенного введения физиологическогораствора. Это указывает, по нашему мнению, на снижение гидрофобныхсвойств альвеолярной мембраны. Введение физиологическогораствора интактным животным не приводило к появлению жидкости в легких.

Исследование роли биологически активных продуктов ФЛА2 – простагландинов(ПГ) показало, что они не играют патогенетической роли вформировании отека легких. Блокада их синтеза не влияла или усиливаларазвитие отека, что сочеталось с увеличением кровенаполнения легких.Внутритрахеальное или внутривенное введение простагландинов Е1, Е2, У2,ПГF2 не привело к развитию отека легких у белых крыс. Предварительноевведение этих ПГ снижало или не влияло на развитие отека. На разных моделяхнаиболее выраженный антиэдемогенный эффект установлен при введенииПГЕ1 с профилактической целью. Это позволяет полагать, что влияниеданного ПГ связано с подавлением какихтообщих этапов формированияотека легких. Вторым по универсальности действия является простациклин,хотя его антиэдемогенный эффект менее выражен. Можно полагать,что дальнейшее изучение роли ПГ в патогенезе отека легких можетпривести к разработке эффективных средств его профилактики. Особенноинтересен в этом плане ПГЕ1, резко снижающий интенсивность отека, нафоне сохранившегося увеличенным кровенаполнения легких.

Роль лейкотриенов в патогенезе отека легких остается неясной, но сбольшой долей вероятности можно полагать, что их образование способствуетформированию отека. В наших опытах введение ФЛА2 на фоне индометацинасопровождалось дополнительным накоплением отечной жидкостив легких, по сравнению с соответствующим контролем. Усиление отека вэтом случае может быть связано с увеличенным поступлением эндоперекисейв незаблокированный липоксигеназный путь их превращения с образованиемлейкотриенов, оказывающих повреждающий эффект на ткани.

Таким образом, изменения липидного и, в частности, фосфолипидногообмена, оказывают существенное влияние на формирование отека легких.Эти изменения, с одной стороны, могут тормозить (снижение содержаниялегкоокисляемых фракций фосфолипидов, активация ПОЛ, увеличениесинтеза ПГ), а с другой, усиливать его развитие (накопление лизофосфолипидов,жирных кислот, лейкотриенов, снижение содержания холестерина влегочной мембране). Ключевая роль в этом процессе, как видко, принадлежитфосфолипазе А2. Установлено, что ФЛА2 локализована в пластинчатыхтельцах эпителия сосудов легких, в основном, в растворимой фракции ввиде неактивной формы фермента и в клетках Клара, входящих в составальвеолярной выстилки легких. Именно активация этого фермента составляетнаиболее вероятную основу изменения гидрофобных свойств альвеолярноймембраны. Накопление лизофосфолипидов сопровождается массированнымвнедрением их в мембраны. Это приводит к переориентациифосфолипидов в водную фазу, снижению или утрате мембраной гидрофобныхсвойств. Известно, что этому же способствует снижение содержанияхолестерина. По нашим данным при некоторых видах отека, сопровождающихсяактивацией процессов ПОЛ, установлена прямая умеренная корреляционнаязависимость между содержанием холестерина в легких и количеством отечной жидкости в них. Вероятно, это объясняется антиоксидантнымдействием холестерина. Введение актиоксидантов перед этими эдемогеннымивоздействиями не только способствовало увеличению содержанияотечной жидкости в легких, но и резко снижало содержание холестерина вних. Более детальный анализ, с объединением групп без учета характераэдемогенного фактора, выявил наличие тесной обратной корреляционнойзависимости (r = 0,91)между содержанием холестерина в паренхиме легкого(но не в сурфактанте) и количеством отечной жидкости в легких приих отеке.Таким образом, накопление лизофосфолипидов, снижение содержанияхолестерина в АГБ понижает градиент противоотечной безопасностидля альвеолярного пространства. Дальнейшая последовательность событийзависит как от степени снижения гидрофобных свойств альвеолярной мембраны,так и действия дополнительных стимулов, усиливающих фильтрациюжидкости во внесосудистые пространства легких.В настоящее время общепринятым является существование двух механизмов,способных вызвать клинически значимый отек легких: (1) увеличениегидростатического давления в капиллярах; (2) повышение проницаемостистенок капилляров. В зависимости от ведущего механизма развитиявыделяется и 2 основных вида отека:1. Гемодинамический отек легких (кардиогенный, высокого давления с«нормальной проницаемостью»). Чаще встречается в кардиологическойклинике, как осложнение острого инфаркта миокарда, гипертоническогокриза, митрального стеноза, при постинфарктном кардиосклерозе, врожденных пороках сердца. Отличается быстротой развития, появлениемжидкости в просвете альвеол, требует проведения срочных лечебных мероприятийи часто является непосредственной причиной смерти больного.В другом случае может разрешиться за 34дня, без существенных последствий.Прогресс в кардиологии и кардиохирургии должен привестик снижению частоты его возникновения.2. Отек легких вследствие повышенной проницаемости (мембраногенныйотек, синдром влажного легкого, синдром «шокового» легкого). Можетвозникнуть при инфекционнотоксическомшоке и других видах шока,политравме, жировой эмболии, остром панкреатите, синдроме Мендельсона,передозировке героина, вдыхании токсичных соединений, повреждениимозга. В настоящее время считается наиболее важным клиническимпризнаком респираторного дистресссиндромавзрослых (РДСВ)или синдрома острого повреждения легких (СОПЛ), независимо от причинего возникновения.

Мы считаем, что главной причиной развития отека после ваготомииявляется нарушение нейрогенного контроля за водовыделительной функциейлегких. На основании анализа литературы и собственных исследованийможно полагать, что прекращение или уменьшение потока афферентнойимпульсации по немиелинизированным валокнам блуждающих нервов ккаудомедианнойчасти дорсальных ядер, реципрокно повышает активностьнейронов солитарных ядер и секрецию гуморального агента. Выделениенейросекрета снижает гидрофобные свойства альвеолярной мембраны иувеличивает ее проницаемость для жидкости. Эти изменения не приводят кразвитию отека легких, но резко повышают готовность к нему. Она можетбыть выявлена с помощью «провокации», вызываемой внутривенным введениемфизиологического раствора через 1015минут после ваготомии. Степеньотека у таких крыс через 30 минут была даже выше, чем в группе ссубокципитальным введением аконитина, а степень кровенаполнения легкихв два раза ниже. Этого никогда не наблюдалось у животных с интактнымиблуждающими нервами, даже при введении значительно большихобъемов жидкости. Введение клофелина, метилДОФА,метилПтирозинане только снижало системное артериальное давление, но и резко усиливалоразвитие ВОЛ на 150200%.Вероятно, стимуляция центральных альфа2адренергическихнейронов усиливает секрецию гуморального агента дляподдержания водного баланса в легких, в условиях длительной гипотензии.Сохранение оптимального водного режима в этом органе необходимо длянормального газообмена, функционирования сурфактантной системы, эпителиядыхательных путей.

Альвеолярный воздух обязательно должен быть насыщен водянымипарами на 100%. Один литр альвеолярного воздуха содержит 44 мг водяныхпаров, комнатный воздух – 10мг/л. В нормальных условиях он увлажняетсяв верхних отделах дыхательных путей, в альвеолы вода поступает путемдиффузии в жидкую гипофазу сурфактанта. Учитывая, что общая площадьальвеолярной поверхности у взрослого человека составляет 100140м2, аколичество альвеол 300 млн., этот процесс должен проходить весьма интенсивно.

В обычных условиях потеря воды с дыханием составляет около 500мл. Она резко возрастает при дегидратации организма, особенно в условияхжаркого сухого климата, при гипервентиляционном синдроме, особенно вусловиях высокогорья, в период острого приступа бронхиальной астмы.При дефиците влажности нарушается работа реснитчатого эпителия, возникаетвоспаление и некроз покровного эпителия, подсушивание слизи, возможноразвитие бронхита, пневмонии, множественных ателектазов, нарушениегазообменной функции легких. В такой ситуации повышение гидрофильностиальвеолярной мембраны может оказаться биологически целесообразным,способствуя сохранению водного баланса в легких. Возможноучастие юкстакапиллярныхрецепторов в регуляции этого процесса, попринципу обратной связи. Они называются так потому, что залегают в альвеолярныхстенках около капилляров. Импульсы от этих рецепторов идутпо медленным немиелинизированным волокнам блуждающих нервов, приводяк установлению частого поверхностного дыхания. Считается, что ониреагируют на переполнение кровью легочных капилляров и повышение объема жидкости в альвеолярном пространстве интерстиции. Этирецепторы играют определенную роль и в возникновении одышки,наблюдающейся при левожелудочковой недостаточности иинтерстициальном отеке легких.Конечно, эта общая интерпретация должна рассматриваться как наборрабочих гипотез и пока еще не восприниматься как факт. Последнееможет быть достигнуто путем дальнейших целенаправленных экспериментальныхисследований.В заключение хотелось бы подчеркнуть, что данное направление внаучной работе кафедры патофизиологии ЯГМА сложилось под руководствомпроф. Г. В. Курыгина и толчком к этому послужило изучениеосложнений, возникающих при гемотрансфузии. По данной проблеме на кафедрезащищено 2 докторских и 8 кандидатских диссертаций. Изученовлияние гипотермии, ионизирующей радиации, гипербарической оксигенации,физических нагрузок на развитие отека легких, особенности патогенезасывороточного, токсического, микроэмболического отека легких, влияниедегидратации на водный обмен в легких, разработаны новые модели длявоспроизведения отека легких в эксперименте.

Источник: В. П. Михайлов. Патогенез отека легких. Актовая речь.Ярославская государственная медицинская академия. Ярославль, 2002 г, 45стр.

ОБНОВЛЕНИЯ

ПОДПИСАТЬСЯ НА РАССЫЛКУ

Подписаться

ПРЕДМЕТЫ

О НАС

«Dendrit» - информационный портал для медицинских работников, студентов медицинских ВУЗов, исследователей и пациентов. Ваш источник новостей и знаний о здоровье.