Патогенез шока
В основе шока лежат генерализованные нарушения перфузии, приводящие к гипоксии органов и тканей и расстройствам клеточного метаболизма.
- Системные нарушения кровообращения — следствие снижения сердечного выброса и изменения сосудистого сопротивления.
- Первичные физиологические нарушения, уменьшающие эффективную перфузию тканей, — гиповолемия, сердечная недостаточность, нарушение тонуса сосудов или обструкция крупных сосудов. При остром развитии этих состояний в организме развивается «медиаторная буря» с активацией нейрогуморальных систем, выбросом в системную циркуляцию больших количеств гормонов и провоспалительных цитокинов, влияющих на сосудистый тонус, проницаемость сосудистой стенки и сердечный выброс, с резким нарушением перфузии органов и тканей.
- Острые тяжелые растройства кровообращения (независимо от причин, вызвавших их) приводят к однотипной патологической картине: развиваются серьёзные нарушения центральной гемодинамики, капиллярного кровотока и критическое нарушение тканевой перфузии с тканевой гипоксией, повреждением клеток и органными дисфункциями.
Величина минутного объёма кровообращения зависит от силы и частоты сокращений миокарда, венозного возврата крови (преднагрузка) и периферического сосудистого сопротивления (постнагрузка).
Низкий сердечный выброс — ранняя особенность многих видов шока (кроме перераспределительного шока, в начальных стадиях этот показатель может быть увеличен). Основными причинами снижения сердечного выброса при шоке служат гиповолемия, ухудшение насосной функции сердца и повышение тонуса артериол.Физиологическая характеристика отдельных видов шока
| Вид шока | ЦВД и ДЗЛА | СВ | ОПСС | SpO² |
| Кардиогенный | ⇑ | ⇓ | ⇑ | ⇓ |
| Экстракардиальный обструктивный | ⇑ | ⇓ | ⇑ | ⇓ |
| Септический: гипердинамический гиподинамический | ⇓⇑ ⇓⇑ | ⇑ ⇓ | ⇓ ⇑ | ⇑ ⇓⇑ |
| Анафилактический | ⇓ | ⇓ | ⇓ | ⇓ |
| Нейрогенный | ⇓ | ⇓ | ⇓ | ⇓ |
| Гипоадреналовый | ⇓ | ⇓ | ⇓ | ⇓ |
| Гиповолемический | ⇓ | ⇓ | ⇑ | ⇓ |
ДЗЛА - давление заклинивания в легочной артерии; СВ - сердечный выброс; ОПСС - общее периферическое сосудистое сопротивление; SpO² - сатурация (насыщение) гемоглобина кислородом в венозной крови
- В ответ на снижение АД усиливается активация адаптационных систем.
- Сначала происходит рефлекторная активация симпатической нервной системы, а затем усиливается и синтез катехоламинов в надпочечниках.
- Содержание норадреналина в плазме возрастает в 5-10 раз, а уровень адреналина повышается в 50-100 раз, что усиливает сократительную функцию миокарда и вызывает селективное сужение периферического и висцерального венозного и артериального русла.
- Последующая активация ренин-ангиотензинового механизма усиливает вазоконстрикцию, что способствует выбросу альдостерона, задерживающего соль и воду.
- Выделение антидиуретического гормона уменьшает объём мочи и увеличивает её концентрации.
- При шоке периферический ангиоспазм развивается неравномерно, особенно он выражен в коже, органах брюшной полости и почках, где происходит наиболее заметное снижение кровотока. Бледная и прохладная кожа, наблюдаемая при осмотре, и побледнение кишки с ослабленным пульсом в брыжеечных сосудах (видимые во время операции) — явные признаки периферического ангиоспазма.
- Сужение сосудов сердца и мозга происходит в гораздо меньшей степени по сравнению с другими зонами; эти органы дольше других обеспечиваются кровью за счёт резкого ограничения кровоснабжения других органов и тканей.
- Поскольку уровни метаболизма сердца и мозга высоки, а запасы их энергетических субстратов крайне низки, эти органы не переносят длительной ишемии.
- На обеспечение немедленных потребностей жизненно важных органов: мозга и сердца — и направлена в первую очередь нейроэндокринная компенсация пациента при шоке.
- Достаточный кровоток в этих органах поддерживается дополнительными ауторегуляторными механизмами до тех пор, пока АД превышает 70 мм рт.ст.
Централизация кровообращения — биологически целесообразная компенсаторная реакция: в начальном периоде она спасает жизнь больному.
- Первоначальные шоковые реакции — это реакции адаптации организма, направленные на выживание в критических условиях, но, переходя определённый предел, они начинают носить патологический характер, приводя к необратимым повреждениям тканей и органов.
- Централизация кровообращения сохраняется в течение нескольких часов, но — наряду с защитой мозга и сердца — таит в себе смертельную опасность, хотя и более отдалённую, в виде ухудшения микроциркуляции, гипоксии и нарушения метаболизма в органах и тканях.
- Коррекция нарушений центральной гемодинамики при шоке включает интенсивную инфузионную терапию, направленную на увеличение ОЦК, использование препаратов, влияющих на тонус сосудов и сократительную способность миокарда (массивная инфузионная терапия противопоказана при кардиогенном шоке).
- Спазм артериол и прекапиллярных сфинктеров при шоке приводит к значительному уменьшению количества функционирующих капилляров и замедлению кровотока в них, к ишемии и гипоксии тканей, а дальнейшее ухудшение перфузии тканей может быть связано со вторичной капиллярной патологией.
- Накопление ионов водорода, лактата и других продуктов анаэробного обмена веществ приводит к падению тонуса артериол и прекапиллярных сфинктеров, что сильнее снижает системное АД, при этом венулы остаются суженными.
- В данных условиях капилляры переполняются кровью, а альбумин и жидкая часть крови интенсивно покидают сосудистое русло через поры в стенках капилляров («синдром капиллярной утечки»).
- Сгущение крови в микроциркуляторном русле приводит к возрастанию вязкости крови, увеличивается адгезия активированных лейкоцитов к эндотелиальным клеткам, эритроциты и другие форменные элементы крови слипаются между собой, образуя крупные агрегаты, своеобразные пробки, которые значительно ухудшают микроциркуляцию вплоть до развития сладж-синдрома.
- Сосуды, блокированные скоплением форменных элементов крови, выключаются из кровотока, развивается «патологическое депонирование», что значительно снижает ОЦК и её кислородную ёмкость, уменьшает венозный возврат крови к сердцу и (как следствие) вызывает падение сердечного выброса и дальнейшее ухудшение перфузии тканей.
- Ацидоз снижает чувствительность сосудов к катехоламинам, препятствуя их сосудосуживающему действию, что приводит к атонии венул, замыкая «порочный круг».
- Изменение соотношения тонуса прекапиллярных сфинктеров и венул считается решающим фактором в развитии необратимой фазы шока.
- Неизбежное следствие замедления капиллярного кровотока — развитие гиперкоагуляционного синдрома.
- Это приводит к диссеминированному внутрисосудистому тромбообразованию, что не только усиливает расстройства капиллярного кровоообращения, но и вызывает развитие фокальных некрозов и полиорганной недостаточности.
- Ишемическое поражение жизненно важных тканей последовательно приводит ко вторичным повреждениям, которые поддерживают и усугубляют шоковое состояние.
- Возникающий «порочный круг» способен привести к фатальному исходу.
- Клинически нарушения тканевой перфузии проявляются холодной, влажной, бледно-цианотичной или мраморной кожей, удлинением времени заполнения капилляров свыше 2 с, температурным градиентом более 3 °С, олигурией (мочеотделение менее 25 мл/ч).
- Подобные нарушения микроциркуляции не специфичны и считаются постоянным компонентом любого вида шока, а степень их выраженности определяет тяжесть и прогноз шока.
- Принципы лечения нарушений микроциркуляции не специфичны и практически не различаются при всех видах шока: это устранение вазоконстрикции, гемодилюция, введение антикоагулянтов, дезагрегантная терапия.
В условиях пониженной перфузии капиллярного русла не обеспечивается адекватная доставка к тканям питательных веществ, что приводит к нарушению метаболизма, дисфункции клеточных мембран и повреждению клеток.
- Нарушаются углеводный, белковый, жировой обмен, резко угнетается утилизация источников энергии — глюкозы и жирных кислот, при этом возникает резко выраженный катаболизм мышечного белка.
- Важнейшие нарушения обмена веществ при шоке — распад гликогена, уменьшение продукции энергии в митохондриях, нарушение работы натрий-калиевого насоса клеточной мембраны с развитием гиперкалиемии, которая может стать причиной мерцательной аритмии и остановки сердца.
- Повышение в плазме уровней адреналина, кортизола, глюкагона и подавление секреции инсулина воздействуют на обмен веществ в клетке изменениями в использовании субстратов и белковом синтезе, эти эффекты включают увеличенный уровень метаболизма, усиление гликогенолиза и глюконеогенеза.
- Уменьшение утилизации глюкозы тканями почти всегда сопровождается гипергликемией, что может приводить к снижению кислородного транспорта, нарушению водно-электролитного гомеостаза и гликозилированию белковых молекул со снижением их функциональной активности.
- Значимое дополнительное повреждающее воздействие стрессорной гипергликемии при шоке способствует углублению органной дисфункции и требует своевременной коррекции с поддержанием нормогликемии.
- На фоне нарастающей гипоксии нарушаются процессы окисления в тканях, их метаболизм протекает по анаэробному пути, в значительном количестве образуются кислые продукты обмена веществ, развивается метаболический ацидоз.
- Критериями метаболической дисфункции служат уровень pH крови <7,3, дефицит оснований, превышающий 5,0 мэкв/л, и повышение концентрации молочной кислоты в крови свыше 2 мэкв/л.
- Важную роль в патогенезе шока отводят нарушению обмена кальция, который интенсивно проникает в цитоплазму клеток.
- Воспалительные медиаторы играют значительную роль в клинических проявлениях и прогрессировании шока, а также в развитии последующих осложнений. Повышенное образование и системное распространение этих медиаторов могут приводить к необратимым повреждениям клеток и высокой летальности.
- Использование блокаторов медленных кальциевых каналов повышает выживаемость пациентов с различными видами шока.
- Действие провоспалительных цитокинов сопровождается высвобождением лизосомальных ферментов и свободных перекисных радикалов, которые вызывают дальнейшие повреждения — «синдром больной клетки».
- Гипергликемия и повышение концентрации растворимых продуктов гликолиза, липолиза и протеолиза приводят к развитию гиперосмолярности интерстициальной жидкости, что вызывает переход внутриклеточной жидкости в интерстициальное пространство, обезвоживание клеток и дальнейшее ухудшение их функционирования.
- Дисфункция клеточной мембраны может представлять общий патофизиологический путь различных причин шока. Точные её механизмы не ясны, лучший способ устранения метаболических нарушений и предотвращения необратимости шока — быстрое восстановление ОЦК.
- Вырабатываемые при клеточном повреждении воспалительные медиаторы способствуют дальнейшему нарушению перфузии, значительно повреждая клетки в пределах микроциркуляторного русла, замыкая «порочный круг»: нарушение перфузии приводит к повреждению клеток с развитием синдрома системной воспалительной реакции, что в свою очередь усугубляет нарушения кровообращения тканей и обмен веществ в клетках.
Когда чрезмерные системные ответы длительно сохраняются, становятся автономными и не могут регрессировать, развивается синдром полиорганной недостаточности.
- В развитии изменений ведущую роль отводят фактору некроза опухоли (ФНО), ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-8, фактору активации тромбоцитов, лейкотриенам (В4, С4, D4, Е4), тромбоксану А2, простагландинам (Е2, Е12), простациклину, гамма-интерферону.
- Одновременное и разнонаправленное действие этиологических факторов и активированных медиаторов при шоке приводит к повреждению эндотелия, нарушению сосудистого тонуса, проницаемости сосудов и дисфункции органов.
- Постоянство или прогрессирование шока может быть следствием как продолжающихся нарушений кровообращения, так и клеточного повреждения или их сочетания.
- Кислород — наиболее лабильный витальный субстрат, неадекватная его доставка системой кровообращения составляет основу патогенеза шока, своевременное восстановление перфузии и оксигенации тканей часто прекращает прогрессирование шока.
В основе патогенеза шока лежат глубокие и прогрессирующие расстройства гемодинамики, транспорта кислорода, гуморальной регуляции и метаболизма.
- Взаимосвязь этих нарушений может привести к формированию «порочного круга» с полным истощением адаптационных возможностей организма.
- Предотвращение развития этого «порочного круга» и восстановление ауторегуляторных механизмов организма — основная задача интенсивной терапии больных с шоком.
