ПАТОГЕНЕЗ РЕСПИРАТОРНОГО ДИСТРЕСС-СИНДРОМА КАК ОСЛОЖНЕНИЯ ВОЕННО-ТРАВМАТИЧЕСКОГО ШОКА И ОСТРОГО ПЕРИОДА ТЯЖЕЛОЙ РАНЕВОЙ БОЛЕЗНИ

В соответствии с уравнением Старлинга патологический рост прони­цаемости стенки микрососудов резко увеличивает массу жидкости и бел­ка, которая из просвета сосудов мигрирует в интерстиций.

Некардиогенный отек легких как синдром не эквивалентен респираторному дистресс-синдрому взрослых (РДСВ). Это звено патогенеза РДСВ.

Респираторный дистресс-синдром взрослых в клиническом и клини- ко-патофизиологическом отношении характеризуют: а) артериальная ги- поксемия, которую не устраняет обогащение вдыхаемой газовой смеси кислородом до 50 объемных процентов {рефрактерная гипоксемия); б) двусторонние «пушистые», «хлопьевидные» затемнения легочных по­лей на рентгенограмме; в) падение статической податливости легких, ко­торое проявляет себя ростом давления в системе аппарат ИВЛ-легкие больного на вдохе.

В основе морфопатогенеза респираторного дистресс-синдрома лежат:

♦ активация эндотелиальных клеток легочных микрососудов с ростом их адгезивной способности;

♦ повышение проницаемости стенки микрососудов легких;

♦ рост экспрессии тромбогенного потенциала эндотелиоцитов и сосу­дистой стенки легочных микрососудов, вызывающий микротром­боз, распространенный в пределах всей легочной паренхимы;

♦ адгезия активированных нейтрофилов к активированным легочным эндотелиоцитам как инициирующий момент острого воспаления, лишенного биологической цели.

Индуктором патогенного острого воспаления, которое без адекватной интенсивной терапии может разрушить большинство структурно-функ­циональных единиц легких (терминальных респираторных единиц, рес- пиронов) и привести к РДСВ, является военно-травматический шок как результат взаимодействия типовых патологических процессов в остром периоде тяжелой раневой болезни.

Респираторный дистресс-синдром — это типический патологический процесс снижения до критического уровня и ниже числа нормальных респи- ронов в результате отрицательных нейрогуморальных влияний, патогенных межклеточных взаимодействий и тромбоза легочных микрососудов. Причи­на артериальной гипоксемии у больных с РДСВ - это рестриктивное рас­стройство внешнего дыхания.

Разрушение респиронов у больных с РДСВ резко снижает статиче­скую податливость легких. В результате для обеспечения роста силы со­кращений дыхательных мышц растет утилизация свободной энергии в системе внешнего дыхания, что повышает потребление кислорода всем организмом. Рост потребления кислорода всем организмом обостряет ар­териальную гипоксемию. Падение напряжения кислорода в артериальной крови приводит к еще более интенсивной гиперветиляции, что повыша­ет потребление кислорода всем организмом и усиливает артериальную гипоксемию. Так на системном уровне завершается один из порочных кругов патогенеза РДСВ, определяющий неизбежность ИВЛ при этом критическом нарушении легочного газообмена.

О том, что РДСВ представляет собой типический патологический процесс, который через эндогенизацию на определенном этапе развития теряет специфичность, связанную с конкретной его причиной, говорит широта спектра заболеваний и патологических состояний, у части боль­ных вызывающих дистресс-синдром.

Уже в первые минуты после тяжелой механической травмы ноцицеп- тивная афферентация активирует симпатический отдел вегетативной нервной системы. При этом возрастает уровень возбуждения симпатиче­ских центров, представленных в преоптической области гипоталамуса. На периферии симпатическая стимуляция ведет к патогенному спазму легоч­ных микрососудов. Рост сопротивления кровотоку сразу дистальнее ле­гочных капилляров вызывает стаз в легочных микрососудах, их тромбоз и отек легочной мембраны. Сразу после тяжелого ранения отрицательные нервные влияния на легочную паренхиму закладывают основу развития посттравматической дыхательной недостаточности и ее крайней стадии, респираторного дистресс-синдрома взрослых.

Патогенная системная адренергическая стимуляция вызывает РДСВ не только через спазм легочных микрососудов и связанные с ним рас­стройства периферического кровообращения в легких. В течение часа по­сле кровопотери и тяжелой механической травмы в легких растет экс­прессия генов цитокинов со свойствами медиаторов воспаления.

Последствия патологической централизации кровообращения и ги­поксии тканей и клеток длительное время препятствуют снабжению клет­ки кислородом и энергопластическими субстратами, несмотря на оконча­тельную остановку кровотечения и достаточные инфузии и трансфузии.

Следует заметить, что фиксация лейкоцитов и других клеток крови на эндотелиоцитах легочных микрососудов увеличивают вариабельность вентиляционно-перфузионных отношений структурно-функциональных единиц легких, респиронов еще до того, как после тяжелых ранений и травм развиваются выраженная острая дыхательная недостаточность или ее крайняя стадия, дистресс-синдром.

Успехи практической реаниматологии в шестидесятых-семидесятых годах позволили предотвратить смерть многих раненых и пострадавших в остром периоде. Это не привело к значительному снижению смертности после тяжелых ранений и травм, так как большинство больных погибало в отдаленном периоде от дыхательной недостаточности. Аутопсийные исследования выявили повреждение легочного капиллярного эндотелия с цитолизом и деструкцией межклеточных соединений, миграцией фор­менных элементов крови, плазменных белков в легочную мембрану, а за­тем и в просвет альвеол. Легкие были тяжелыми (их масса составляла от 800 до 2000 г), застойными, влажными, с множественными мелкими кро­воизлияниями и гиалиновыми мембранами.

Наибольшее распространение получил термин респираторный дист- ресс-синдром взрослых (РДСВ), adult respiratory distress syndrome (ARDS), впервые примененный в 1967 г. рядом исследователей клиници­стов Старого и Нового Света. Тем не менее, весь спектр наименований синдрома сам по себе ярко рисует его патогенез и клиническую картину. Так термин «синдром просачивания через капилляры» сразу говорит о не- кардиогенном отеке легких как о звене патогенеза РДСВ. «Синдром скрытой гипоксемии» напоминает о признаке продромы РДСВ, артери­альной гипоксемии без остальных проявлений дыхательной недостаточ­ности. Артериальную гипоксемию можно связать с патологической ва­риабельностью вентиляционно-перфузионных отношений респиронов.

«Нарастающее затемнение легочных полей на рентгенограммах» проис­ходит вследствие интерстициального отека легких и заполнения альвеол плазмой и форменными элементами крови после деструкции респиронов из-за патогенного воспаления.

Респираторный дистресс-синдром взрослых после ранений и травм - это острое расстройство легочного газообмена с угрожающей жизни тяжелой артериальной гипоксемией в результате деструкции вследствие патогенных межклеточных взаимодействий структурно-функциональных единиц легких. К нему предрасполагают системные циркуляторная гипок­сия и воспалительная реакция, а также нейрогенный спазм легочных мик­рососудов при патологической боли. Рост тромбогенного потенциала ле­гочных эндотелиоцитов, вызванный патологическим стрессом тяжелых ранений травм, и коагулопатия, неизбежно присущая тяжелым травма­тической и раневой болезням, служат причинами распространенного тромбоза микрососудов легких как звена морфопатогенеза РДСВ.

Адгезия активированных гранулоцитов и других клеток крови к эндо- телиоцитам как ранняя стадия общей воспалительной реакции в остром периоде после тяжелых ранений и травм возникает не только в легких. Она носит генерализованный характер и выступает одной из ведущих причин полиорганной (множественной системной) недостаточности. Спустя несколько минут после смерти у людей, погибших от ранений и травм, в легких выявляют признаки полиморфонуклеарной инфильтра­ции, лейкоцитарный стаз и патологический рост проницаемости микросо­судов. Таким образом патогенные межклеточные взаимодействия детер­минируют начало развития дисфункций внутренних органов как эффек­торов функциональных систем. При этом в первую очередь индуцируется развитие дыхательной недостаточности.

К эффекторам патогенных клеточных реакций, выступающих причиной крайней стадии респираторного дистресс-синдрома, относятся нейтрофилы, а также мононуклеарные клетки: лимфоциты разной зрелости и активности, моноциты, другие мононуклеарные фагоциты и их производные.

Системные гипоксические активация и повреждение эндотелия, его деструкция под влиянием распространенной эмболизации микрососудов, разрушение эндотелия в результате прямых механических воздействий - все это сопровождается моментальной аутоактивацией контактного фак­тора свертывания, фактора Хагемана (НЁ). Дальнейшие этапы активации Ш⁷ зависят от образования пламенного калликреина. Активный фактор Хагемана запускает кининогенез и систему комплемента, а через актива­цию плазминогена активирует фибринолиз. Под действием активного Ш⁷ включается каскадный механизм внутрисосудисого свертывания крови. Активация системы комплемента и каскадного механизма свертывания крови приобретает системный характер и на уровне легочных микрососу­дов служит индуктором воспаления, лишенного биологической цели. Па­тогенное воспаление разрушает структурно-функциональные единицы легких и вызывает артериальную гипоксимию. Гиперкоагулемия в мик- роциркуляторном русле легких ведет к распространенной микротромбо­эмболии, вызывающей дальнейшее падение напряжения кислорода в ар­териальной крови.

Все эти процессы становятся возможными при замедлении кровотока в результате гиповолемии и спазма легочных венул. При нормальном токе крови плазменные медиаторы ранней фазы респираторного дистресс-синд- рома, повышающие проницаемость легочного эндотелия и индуцирующие адгезию к нему активированных гранулоцитов, не могут сосредоточиться на достаточно коротком участке легочного микроциркуляторного русла и тем самым подготовить почву для последующих этапов чисто патогенного воспаления. Следовательно, нарушения микроциркуляции представляют собой необходимую предпосылку респираторного дистресс-синдрома и яв­ляются одним из его наиболее ранних патогенетических механизмов.

Растворимые фракции комплемента не только повышают проницае­мость эндотелия легочных микрососудов. Они активируют фагоциты крови, взаимодействуя со специфическими рецепторами клеточной по­верхности последних. Растворимые фракции комплемента, активирую­щие нейтрофилы, образуются под действием протеаз, высвобождаемых активированными полиморфонуклеарами.

Через систему комплемента к клеточным взаимодействиям, состав­ляющим патогенез дистресс-синдрома присоединяются тучные клетки. Они выделяют целый спектр гуморальных «медиаторов шока» и цитокинов- флогогенов, включая гистамин, серотонин, фактор активации тромбоцитов, медленно реагирующую субстанцию анафилаксии и эозинофильный хемо- таксический фактор. Часть этих веществ активирует нейтрофилы.

Следует учитывать, что под действием плазменных медиаторов ран­ней фазы РДСВ (фракции системы комплемента, цитокины, кинины) не только повышается проницаемость эндотелия легочных микрососудов, но и резко возрастает его чувствительность к повреждению полиморфонук- леарными лейкоцитами.

Артериальный конец легочного капилляра выстилают эндотелиоциты первого типа, формирующие упругую выстилку, отделяющую циркули­рующие лейкоциты, тромбоциты и плазму от подлежащих структур. Тут прилипание полиморфонуклеаров выражено меньше, или его почти не наблюдают. Внутренняя же поверхность венул выполнена эндотелиоци- тами второго типа, которые в ответ на действие плазменных медиаторов РДСВ при снижении скорости кровотока сокращаются и приобретают высокую адгезивность. В результате сокращения между эндотелиоцитами второго типа образуются щели, по которым усиленно фильтруется плазма с белками и проходят лейкоциты. Развивается генерализованный некар- диогенный интерстициальный отек легких с инфильтрацией полиморфо­нуклеарами легочной мембраны.

Мононуклеарные фагоциты в ишемизированных после тяжелой трав­мы тканях выделяют фактор некроза опухолей, интерлейкин-1 и другие цитокины, которые, попадая в системную циркуляцию, повышают адге­зивность эндотелиоцитов легочных венул к уже активированным систем­ной циркуляторной гипоксией гранулоцитам. Кроме того, под влиянием интерлейкина-1 усиливается образование в эндотелиоцитах тромбоген­ных агентов, что создает дополнительные условия для фиксации лейко­цитов в местах локализации микротромбов.

В регуляции адгезивности эндотелиоцитов основную роль играют их собственные продукты простациклин и циклический аденозинмонофос- фат, синтез которых возрастает в эндотелии под влиянием адренергиче­ской стимуляции. В этой связи аналгезию как афферентную блокаду ад­ренергической активации следует считать средством предупреждения респираторного дистресс-синдрома взрослых путем снижения выражен­ности адгезии нейтрофилов к эндотелию легочных венул.

После фиксации лейкоцитов к эндотелию развивается стойкое повыше­ние проницаемости сосудистой стенки. Проницаемость особенно резко возрастает, если эндотелиоциг не только сокращается, но и повреждается веществами, высвобождаемыми активированными лейкоцитами. Активи­рованные полиморфонуклеары выделяют как высокоактивные лизосомаль- ные протеазы катепсины и эластазу, так и биоокислители (супероксид Ог, Н2О2 и их производные). Эластаза отслаивает эндотелиоцит от базальной мембраны, а оксиданты запускают перекисное окисление липидов в эндо­телиальных мембранах. Биоокислители разрушают ингибиторы протеаз и способствуют образованию простагландинов и других биоактивных ве­ществ, повышающих проницаемость стенки капилляров. Известно, что чув­ствительность к повреждающему действию оксидантов наиболее выражена у эндотелия из системы легочных артерий, что во многом определяет роль легких как органа-мишени тяжелых травматической и раневых болезней.

Альвеолоциты менее чувствительны к действию биооксидантов, чем легочные эндотелиоциты. Это объясняет развитие альвеолярного отека лишь в терминальной стадии РДСВ, которой предшествуют рефрактерная гипоксемия и интерстициальный отек легких с проникновением в легоч­ную мембрану лейкоцитов и других клеток крови. Более устойчивые к повреждению свободными кислородными радикалами альвеолоциты не­которое время препятствуют миграции плазмы и форменных элементов крови из легочного интерстиция в просвет альвеол.

В целом следует отметить, что ранняя фаза повышения проницаемо­сти стенки легочных микрососудов связана преимущественно с гиперци- токинемией. Последующее же стойкое увеличение проницаемости мик­рососудов, деструкция эндотелия легочной мембраны с миграцией клеток крови вплоть до альеол зависят от контактных взаимодействий нейтро­филов с эндотелиоцитами. Гуморальные и клеточные факторы патогенеза действуют на фоне предшествующего нейрогенного стаза в легочных микрососудах, создающего отправную точку развития РДСВ.

Дыхательную недостаточность и дистресс-синдром обостряют диссе­минированное внутрисосудистое свертывание, жировая эмболия, неиз­бежно в той или иной степени присущие тяжелой раневой болезни. Они вызывают распространенную микроэмболизацию в легких с ростом аль­веолярного мертвого пространства, которую в начальных стадиях острой дыхательной недостаточности позволяет уловить лишь фиксация разли­чий между парциальным давлением углекислого газа в конечной части выдыхаемого воздуха и его напряжением в артериальной крови.

Частота респираторного дистресс-синдрома после геморрагического шо­ка, тяжелых травм и при сепсисе составляет приблизительно 20 %. С учетом многочисленных противоречивых описаний синдрома, а также тесной связи клинических признаков дистресс-синдрома с патогенезом представляется це­лесообразным привести описание клинической картины РДСВ.

Гипоксемия и патогенная афферентация при дистресс-синдроме вы­зывают возбуждение и ступор с частыми галлюцинациями. Стремитель­ное падение насыщения кислородом гемоглобина в артериальной крови обуславливает быстрое возникновение цианоза кожных покровов.

Диспноэ при дистресс-синдроме имеет как первичный характер, то есть связано с гипоксическим повреждением регуляции дыхания, так и вторичный, в результате генерализованного интерстициально-альвеоляр- ного отека легких. Тахипноэ и гипервентиляция (возрастание минутного объема дыхания) сочетаются со свистящими хрипами и тахикардией.

Для дистресс-синдрома характерна рефрактерная артериальная гипоксе­мия, то есть напряжение кислорода в артериальной крови менее 55 мм. рт. ст. при концентрации кислорода во вдыхаемой смеси более 50 %. Рентгеногра­фия выявляет диффузную альвеолярную инфильтрацию - двустороннее «хлопьевидное» затемнение легочных полей с тенденцией к расширению ле­гочных инфильтратов.

Весь симгтгомокомплекс РДСВ у раненых развивается в течение двух суток после ранений и травм по мере реализации патогенных межклеточных взаимо­действий в легочной паренхиме. Но уже в первые часы после любого тяжелого ранения есть явная или скрытая острая дыхательная недостаточность (началь­ная стадия дистресс-синдрома), которая без патогенетической интенсивной (превентивной) терапии (табл. 33.1) может перейти в дистресс-синдром.

К клиническим признакам начальной стадии респираторного дист- ресс-синдрома взрослых в первые сутки раневой болезни относят беспо­койство, тахипноэ, жесткое дыхание, единичные сухие и влажные хрипы, гипоксемию, устраняемую оксигенотерапией, усиление легочного рисун­ка на рентгенограмме.

Гипоксемия при РДСВ служит стимулом для компенсаторной гипервен­тиляции, которая не устраняет снижения напряжения кислорода в артериаль­ной крови, но при ненарушенной диффузии СО2 в легких вызывает респира­торный алкалоз. При респираторном дистресс-синдроме взрослых снижается податливость и растет функциональная остаточная емкость легких. Быстрый рост сопротивления дыхательных путей связан вначале с повышением вязко­стного дыхательного сопротивления. В конечных стадиях дистресс-синдрома податливость снижена в основном из-за диффузного микроателектазирования вследствие разрушения системы сурфактанта под влиянием биооксидантов. Альвеолярный отек легких обуславливает особенно резкое возрастание по­датливости. Искусственная вентиляция легких при низкой податливости лег­ких часто приводит к спонтанному пневмотораксу, что заставляет рекомен­довать профилактическое дренирование плевральной полости.