Диссертация (Целенаправленная инфузионная терапия в оптимизации волемической нагрузки при больших абдоминальных операциях), страница 3

Такое распределе19ние помогает удерживать жидкость в плазме за счет онкотического эффектаальбумина.Рисунок 1. Распределение водных секторов (Недашковский Э.В., Кузьков В.В., 2010)Во внутриклеточном компартменте основным катионом является К+, аосновным анионом РО42- (Ganter M. T., Hofer C. K., Pittet J. F., 2009). Осмотический градиент поддерживается за счет того, что клеточная мембрана свободно проницаема для воды, но не для ионов.

У здоровых людей ежедневноеперемещение жидкости между компартментами незначительно (около 0,2%),тонко сбалансировано механизмом жажды и контролируется гормональнымисистемами (ренин-ангиотензин-альдостероновая система, АДГ, ПНУП). Базисная потребность в жидкости у взрослого пациента с нормотермией и нормальной скоростью метаболизма составляет 1-1,5 мл/кг/ч (около 2,5 литров всутки) (Рябов Г.А., 1994).1.2 Капиллярно-тканевой обмен жидкостей.Перераспределение жидкости между внутрисосудистым и интерстициальным секторами происходит посредством сосудистого эндотелиальногобарьера. Механизмы данного транспорта были описаны Старлингом в концеXIX века и до сих пор остаются основой нашего понимания о перемещении20жидкости в микроциркуляторном русле (Starling E. H., 1896).

УравнениеСтарлинга-Лэндиса с учетом капиллярного и интерстициального давленийвыглядит следующим образомQ = K(Pc – Pi) – σ(pc – pi),где Q — транссосудистый ток жидкости, зависящий от равновесия сил, способствующих фильтрации [K(Pc – Pi)] и реабсорбции [(r(pc — pi)]; К — коэффициент фильтрации — это количество фильтрата, проходящего через 100г ткани в минуту при увеличении давления на каждый мм рт.ст.; Pс — гидростатическое давление в капиллярах; Pi — гидростатическое давление в интерстиции; pc — онкотическое давление плазмы; pi — онкотическое давление в интерстиции; σ — коэффициент отражения, описывает проницаемостьмембран (от 0 при полной проницаемости до 1 при полной непроницаемости).Жидкие компоненты крови находятся внутри сосудистого русла главным образом благодаря внутреннему градиенту, обеспечиваемому коллоидно-осмотическим давлением, которое, в свою очередь, обеспечивается содержанием белка в плазме.

Этому противостоит высокое гидростатическоедавление, которое стремится вытолкнуть плазму из сосудов в интерстиций.При этом в интерстициальном пространстве гидростатическое и коллоидноосмотическое давление довольно низки. Конечным результатом этих взаимодействий является незначительная утечка жидкости и белка из сосудистогосектора в интерстиций, который, в свою очередь, постоянно возвращает жидкость обратно в кровь через лимфатическую систему (Strunden M. S.

et al.,2011). Эндотелий капилляров свободно проницаем для воды, анионов, катионов и других растворимых соединений, таких как глюкоза, но при нормальных условиях непроницаем для альбумина и других крупных молекул массойболее 35 кДа. Движение ионов, воды и небольших гидрофильных молекулосуществляется свободно через специальные каналы между эндотелиальными клетками. Транспорт макромолекул происходит через большие поры в эн21дотелии или посредством активного везикулярного транспорта (Michel C. C.,1996).Перемещение жидкости через эндотелий капилляров можно разделитьна два типа. 1-й тип – «физиологическое» перемещение, которое происходитпостоянно через неповрежденный (интактный) сосудистый барьер, при этомжидкость возвращается во внутрисосудистый сектор через лимфатическуюсистему, тем самым препятствуя развитию интерстициального отека.

2-й тип– «патологическое» перемещение через скомпрометированный сосудистыйбарьер (повреждение или дисфункция). В этом случае концентрация белка вперемещаемой жидкости соответствует плазменной, что способствует развитию интерстициального отека. Данному типу перемещения жидкости способствуют такие факторы, как непосредственно хирургическая травма, реперфузионное повреждение, воздействие на сосудистый барьер медиаторов воспаления, а также ятрогенная гиперволемия (Chappell D. et al., 2007; Rehm M., etal., 2007; Chappell D., Westphal M., Jacob M., 2009).1.3 Эндотелиальный гликокаликс.За последние годы значительно расширилось понимание движенияжидкости через эндотелиальный барьер.

Эндотелий представляет из себяслой, выстилающий просвет сосуда толщиной в одну клетку и покрытыйтончайшим слоем гликокаликса, который и обеспечивает первый барьерныйслой, регулирующий транспорт макромолекул через эндотелий (Chappell D.et al., 2008; Ait-Oufella H. et al., 2012).Слой эндотелиального гликокаликса (ЭГК) состоит из связанных смембраной гликопротеинов и протеогликанов, и содержит гликозаминогликаны (см рис.

2). Он создает зону изоляции (отчуждения) для эритроцитов,поэтому в данной зоне преобладает плазма, богатая белком и не участвующая в макроциркуляции. Внутрисосудистый объем состоит из объема гликокаликса, плазмы и эритроцитов (Woodcook T.E., Woodcook T.M., 2012).22Рис. 2. Схема мембранных и растворимых протеогликанов эндотелиальногогликокаликса (Максименко А.В., Турашев А.Д., 2014).Вместе гликокаликс и эндотелиальные клетки составляют эндотелиальный поверхностный слой (ЭПС). Этот слой имеет толщину 0,4-1,2 мкм инаходится в постоянном динамическом равновесии с циркулирующей плазмой. Для адекватного функционирования ЭПС необходим нормальный уровень альбумина плазмы (Jacob M. et al., 2007).

Данная теория поддерживает«концепцию двойного барьера» (double barrier concept) в которой слой эндотелиальных клеток и слой гликокаликса играют основную роль в обеспечении барьерной функции (Rehm M. et al., 2004; Jacob M., Chappell D., RehmM., 2009).Более глубокое понимание физиологии микрососудов позволяет объяснить несоответствие между клиническими данными в области инфузионной терапии и оригинальными (исходными) принципами закона Старлинга(Woodcock T.

E., Woodcock T. M., 2012). Принцип Старлинга тестировался наразличных моделях, главными недостатками которых было пренебрежениенизкой концентрацией белка в тканях, отсутствие венозной реабсорбции иизмерений лимфатического тока (Weinbaum S., Tarbell J. M., Damiano E.R.,232007). Обнаружение защитной функции ЭГК, нарушение которой приводитк развитию тканевого отека, позволило переосмыслить существующий принцип Старлинга. Была предложена концепция, согласно которой фильтрационные свойства капиллярной стенки определяются наличием на поверхностиклеток эндотелия волокнистой пористой матрицы (Weinbaum S., 1997; MichelC. C., 1997). При этом локальный концентрационный градиент белка, создающий рабочее коллоидно-осмотическое давление (КОД), следует применятьне к общей толщине капиллярной стенки, а исключительно в отношении этойматрицы, самостоятельно регулирующей баланс между прямой и обратнойфильтрацией жидкости с растворенными низкомолекулярными компонентами за счет конвекции и диффузии, при этом пренебрегая КОД интерстиция.Когда капиллярное давление превышает нормальные значения, КОД становится максимальным и движение жидкости зависит от разности трансэндотелиального давления.

При переливании в данной ситуации коллоидных растворов, они распределяются в плазме, поддерживая КОД и одновременно повышая капиллярное давление, тем самым увеличивая фильтрацию жидкости.Кристаллоидные растворы в подобной ситуации распределяются по всемувнутрисосудистому сектору и также повышают капиллярное давление, носнижают КОД, тем самым увеличивая фильтрацию жидкости в большей мере, чем коллоиды. При низком давлении в капиллярном русле оба типа растворов (коллоиды и кристаллоиды) удерживаются во внутрисосудистом пространстве до того момента, когда трансэндотелиальное давление повыситсядо уровня, который необходим для восстановления транскапиллярного потока жидкости.

Данная физиологическая модель поддерживает использованиекристаллоидных растворов для интенсивной терапии и реанимации, в то время как коллоидам отводится определенная роль в поддержании нормо- илигиперволемической гемодилюции. Допущение вышеописанных механизмовбыло использовано при создании математических моделей (пространственной, а позже упрощенной одномерной) для расчета прохождения жидкостичерез капиллярную стенку с учетом существования ЭГК на поверхности эн24дотелиального слоя (Hu X., Weinbaum S., 1999; Zhang X. et al., 2006).

Эксперименты для обоснования теоретического моделирования, выполненные намикрососудах лабораторных животных с тщательным контролем концентраций белка в тканевом пространстве и просвете сосуда методом конфокальноймикроскопии, подтвердили предполагаемую роль ЭГК в сосудистой фильтрации за счет создаваемой разницы концентраций белка в областях на границах ЭГК (Hu X. et al., 2000; Adamson R.

H. et al., 2004). Избирательная селективность ЭГК обеспечивает одинаковую проницаемость для белков плазмы в капиллярах с эндотелиальным слоем, как фенестрированного, так и непрерывного типа, несмотря на различия в коэффициентах фильтрации и ультраструктуры эндотелиального слоя разных типов (Renkin E. M., 1977).Таким образом, фильтрационные свойства капиллярных сетей в различных типах тканей могут быть сходны и зависят в первую очередь отналичия ЭГК и высокой концентрации в плазме отрицательно-заряженногоальбумина, создающей требуемое для нормальной фильтрации онкотическоедавление у поверхности сосудистой стенки.ЭПС является не только барьером между кровью и тканями, но и играет очень важную роль в обеспечении первичного гемостаза, коагуляции,фибринолиза, воспаления, регуляции сосудистого тонуса (Ait-Oufella H.

et al.,2012). Как было показано, различные факторы, такие как агрегация тромбоцитов, адгезия лейкоцитов, способны повреждать эндотелиальный гликокаликс, способствуя увеличению проницаемости капилляров и развитию интерстициального отека (таблица 2). Ферментативное удаление ряда компонентов ЭГК также приводит к увеличению сосудистой проницаемости длямакромолекул кровотока (преимущественно белков плазмы, в частности,альбумина), результатом чего становится тканевой отек (Ueda A. et al., 2004;van Haaren P.