Реологические свойства крови, роль эритроцитов и эндотелия. Нарушения микроциркуляции: причины, механизмы и значение.

Реологические свойства крови определяют её способность находиться в жидком и текучем состоянии. Они обусловлены определенной вязкостью и взвешенностью форменных элементов в суспензии.

На реологические свойства крови влияют т многие факторы:

1. концентрация и молекулярная масса простых веществ растворенных в плазме;

2. концентрация, молекулярная масса и заряд белков плазмы;

3. концентрация, форма, размеры и заряд клеток крови взвешенных в плазме;

4. взаимодействие клеток крови между собой и сосудистой стенкой;

5. диаметр и механические свойства сосудов.

Роль эндотелия Эндотелий сосудов обладает способностью синтезировать и выделять факторы, вызывающие расслабление или сокращение гладких мышц сосудов в ответ на разного рода стимулы. Общая масса эндотелиоцитов, монослойно выстилающих кровеносные сосуды изнутри (интима), у человека приближается к 500 г. Общая масса, высокая секреторная способность эндотелиальных клеток позволяют рассматривать эту «ткань» как своеобразный эндокринный орган (железу). Распределенный по сосудистой системе эндотелий, очевидно, предназначен для вынесения своей функции непосредственно к гладкомышечным образованиям сосудов. Период полужизни выделяемого эндотелиоцитами инкрета очень мал — 6—25 с (вследствие быстрого перехода его в нитраты и нитриты), но он способен сокращать и расслаблять гладкие мышцы сосудов, не оказывая влияния на эффектор-ные образования других органов (кишечник, бронхи, матка). Выделяемые эндотелием сосудов расслабляющие факторы (ЭРФ) — нестабильные соединения, одним из которых является оксид азота (N0). В эндотелиальных клетках сосудов N0 образуется из а-аргинина при участии фермента — синтетазы окиси азота.

NO рассматривается как некоторый общий путь передачи сигнала от эндотелия к гладким мышцам сосудов. Выделение из эндотелия N0 ингибируется гемоглобином и потенцируется ферментом — дисмутазой. Участие эндотелия в регуляции тонуса сосудов общепризнанно. Для всех магистральных артерий показана чувствительность эндотелиоцитов к скорости кровотока, выражающаяся в выделении ими расслабляющего гладкие мышцы сосудов фактора, приводящего к увеличению просвета этих артерий. Таким образом, артерии непрерывно регулируют свой просвет соответственно скорости течения по ним крови, что обеспечивает стабилизацию давления в артериях в физиологическом диапазоне изменений величин кровотока. Этот феномен имеет большое значение в условиях развития рабочей гиперемии органов и тканей, когда происходит значительное увеличение кровотока, а также при повышении вязкости крови, вызывающей рост сопротивления кровотоку в сосудистой сети. Повреждение механочувствительности сосудистых эндотелиоцитов

может быть одним из этиологических (патогенетических) факторов развития облитерирующего эндоартериита и гипертонической болезни.

Роль эритроцитов

Самые многочисленные – красные кровяные клетки. Эритроциты имеют преимущественно форму двояковогнутого диска. В них отсутствует клеточное ядро и большинство органелл, что повышает содержание гемоглобина

Образуются в красном костном мозге, разрушаются в селезенке и печени (средняя продолжительность жизни зрелых эритроцитов составляет около 120 дней).

Эритроциты выполняют в организме следующие функции:

1) Основной функцией является дыхательная– перенос кислорода от альвеол легких к тканям и углекислого газа от тканей к легким.

2) Регуляция рН крови благодаря одной из мощнейших буферных систем крови – гемоглобиновой;

3) Питательная – перенос на своей поверхности аминокислот от органов пищеварения к клеткам организма;

4) Защитная – абсорбция на своей поверхности токсических веществ;

5) Участие в процессе свертывания крови за счет содержания факторов свертывающей и противосвертывающей систем крови;

6) Эритроциты являются носителями разнообразных ферментов и витаминов;

7) Эритроциты несут в себе групповые признаки крови

Эритроцитоз – это состояние организма человека, связанное с патологическим увеличением количества эритроцитов и уровня гемоглобина в крови.

Эритропения— уменьшение числа эритроцитов в крови. Обычно, но не всегда, вызывает развитие анемии.

Основной физиологической функцией эритроцитов является связывание и перенос кислорода от легких к органам и тканям.

Микроциркуляция- процесс, направленный на движение различных жидкостей организма на ур-не тканевых микросистем, ориентированных вокруг кровеносных лимф и терминальных сосудов.

Причины расстройств микроциркуляции

Многочисленные причины, вызывающие разнообразные нарушения микроциркуляции, объединяют в три группы.

• Расстройства центрального и регионарного кровообращения. К наиболее значимым относят сердечную недостаточность, патологические формы артериальной гиперемии, венозную гиперемию, ишемию.

• Изменения вязкости и объёма крови и лимфы. Развиваются вследствие гемоконцентрации и гемодилюции.

- Гемо(лимфо)концентрация. Причины: гипогидратация организма с развитием полицитемической гиповолемии, полицитемия, гиперпротеинемия (преимущественно гиперфибриногене мия).

- Гемо(лимфо)дилюция. Причины: гипергидратация организма с развитием олигоцитемической гиперволемии, панцитопения (уменьшение количества всех форменных элементов крови), повышенная агрегация и агглютинация форменных элементов крови (приводит к значительному повышению вязкости крови), ДВС-синдром.

· Повреждение стенок сосудов микроциркуляторного русла. Обычно наблюдается при атеросклерозе, воспалении, циррозах, опухолях и др.

Формы нарушения микроциркуляции

Интраваскулярная (внутри сосуда) – бывает при нарушении системного кровотока и лимфооттока, провоцирует густая кровь, закупорка тромбом, эмболом, бляшкой, разрастание внутренней оболочки. Также спазм сосудов при высоком давлении, действии гормонов стресса приводит к сбросу крови из артериальной в венозную сеть.

Трансмуральная (через стенку) – увеличение или снижение проницаемости для жидкой части и клеток крови. Встречается при гиповитаминозе, васкулитах, потере эластичности из-за возрастных, атеросклеротических процессов.

Экстраваскулярная (вне сосуда) – сопровождается изменением объема жидкости между клетками, нарушением ее обратного перехода в микроциркуляторное русло. Причины – застой крови, отек, аллергия, новообразования, воспаление. Приводит к обменным нарушениям, накоплению биологически активных веществ, усиливающих сосудистые реакции.

1. Интраваскулярные (внутрисосудистые) расстройства

Внутрисосудистые расстройства микроциркуляции(интравазальные, интраваскулярные) связаны снарушениями реологических свойств крови и возникшим в результате этого изменением суспензионной стабильности крови.

Суспензионная стабильность крови.

Кровь есть стабильная суспензия клеток крови в жидкой ее части. Суспезионная стабильность крови во внутренней среде организма поддерживается следующими факторами:

1. Отрицательный заряд мембраны эритроцитов и тромбоцитов – обеспечивает взаимное отталкивание форменных элементов. Уменьшение величины отрицательного заряда мембран этих форменных элементов приводит к нарушению суспензионной стабильности крови.

2. Соотношение белковых фракций крови:

[Альбумины] / ([Глобулины] + [Фибриноген])

Нестабильность крови как суспензии возникает и развивается при уменьшении абсолютного и относительного содержания глобулинов и фибриногена.

3. Характер кровотока.

3.1. Достаточность и адекватность линейной (v) и объемной (Q) скорости кровотока. Уменьшение показателей v и Q – не основной, но способствующий фактор дестабилизации крови, как суспензионной системы.

3.2. Ламинарность кровотока. Появление турбулентности потока крови – один из факторов активации свертывающей системы.

Нарушение суспензионной стабильности крови приводит к возникновению и развитию феномена «Сладж».

Сладж – сепарация крови на более или менее крупные конгломераты (агрегаты), которые повышают вязкость крови и затрудняют ее перфузию через микрососуды (от англ. sludge — густая грязь, тина, ил).

Причины и механизмы сладжа.

Сладж возможен в любых ситуациях, которые способны вызвать:

1. Уменьшение величины отрицательного заряда мембраны эритроцитов. Причиной уменьшения поверхностного заряда чаще всего является абсолютное или относительное увеличение содержания положительно заряженных макромолекул глобулинов и (или) фибриногена и их адсорбция на поверхности эритроцитов.

2. Изменение белкового состава крови со смещением баланса между альбуминами и глобулинами в пользу глобулинов и/или фибриногена.

3. Снижение линейной скорости кровотока и смена ламинарности на турбулентность.

Примеры ситуаций: перевязка сосудов; повреждение тканей; избыток в крови брадикинина, серотонина, тромбина, норадреналина; внутривенное введение высокомолекулярных веществ — декстрана,1 метилцеллюлозы; отравление мышьяком, кадмием, бензолом, толуолом, анилином; шок, острая сосудистая недостаточность, гипотермия, заболевания, сопровождающиеся увеличением в крови содержания фибриногена и глобулинов и снижением содержания альбуминов (множественная миелома, макроглобулинемия и др.).

Особенности сладжированной крови - прилипание друг к другу эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов и повышение вязкости крови, что затрудняет ее перфузию через микрососуды.

Обратимый и необратимый сладж.

1. Обратимый сладж – конгломераты состоят только из агрегированных эритроцитов, агглютинация их отсутствует.

2. Необратимый сладж – конгломераты состоят из всех форменных элементов, имеется агглютинация эритроцитов.

Последовательность формирования конгломератов (агрегатов) клеток крови:

1. В первые минуты после повреждения, преимущественно в капиллярах и венулах, образуются агрегаты из тромбоцитов и хиломикронов. Они плотно фиксируются к стенке микрососудов, образуя "белый" тромб, или уносятся в другие отделы сосудистой системы к новым очагам тромбообразования.

2. Эритроцитарные агрегаты образуются в первые часы после повреждения, сначала в венулах, а затем в артериолах.

3. Спустя 12—18 ч развитие нарушений прогрессирует.

По морфологическим признакам выделяют следующие разновидности сладжа:

1. Декстрановый сладж. Агреганты имеют различную величину, плотную упаковку, округлые очертания, свободные простанства в виде полостей;

2. Аморфный сладж. Огромное количество более или менее мелких агрегантов, похожих на гранулы, кровь имеет крупнодисперсной жидкости;

3. Классический сладж. Крупные агреганты с плотной упаковкой и нечетким очертанием контуров.

Последствия сладжа – формирование и дальнейшее развитие синдрома капилляро-трофической недостаточности.

В патогенезе синдрома:

1. Парциальная обтурация микрососудов вследствие оседания на их внутренней оболочке конгломератов (агрегатов). После этого - снижение скорости кровотока, увеличение размеров агрегатов, прилипание эритроцитов к стенке сосудов, повышение вязкости крови. Эти факторы в свою очередь усиливают и ускоряют процесс оседания конгломератов (агрегатов)на а внутренней оболочке микрососудов.

2. Полная обтурация микрососудов конгломератами.

3. Резкое замедление кровотока, отделение плазмы от эритроцитов, маятникообразное движение плазмы вместе с конгломератами (агрегатами), стаз.

В связи с закупоркой терминальных артериол большим количеством агрегатов капиллярные сосуды пропускают только плазму. При этом повреждается стенка микрососудов (набухание и десквамация эндотелия). Усугубляют данный процесс кислая реакция среды, местные метаболиты, биологически активные вещества (серотонин, гистамин, гепарин), поступающие в кровь в связи с массовой дегрануляцией тканевых базофилов окружающей соединительной ткани.

Возникающее в связи с этим повышение проницаемости венул и капиллярных сосудов способствует выходу жидкости за их пределы, сгущению крови, повышению ее вязкости. Создаются условия (повреждение сосудистой стенки, агрегация тромбоцитов и их повреждение, замедление кровотока) для образования множественных гемокоагуляционных микротромбов с дальнейшим нарастанием тяжести микроциркуляторных расстройств.

Комплекс описанных выше патофизиологических нарушений микроциркуляции на заключительном этапе развития сладжа, характеризующийся выраженными нарушениями метаболизма и функций органов и тканей, а также недостаточным уровнем трофического обеспечения, называют капиллярно-трофической недостаточностью.

Таким образом, сладж-феномен, возникающий первоначально как местная реакция ткани на повреждение, в дальнейшем своем развитии может приобрести характер системной реакции, генерализованного ответа организма. В этом заключается его общепатологическое значение.

2. Трансмуральные («чресстеночные») расстройства

Перемещение через стенку микрососуда может относиться либо к жидкой части крови (в этом случае говорят о проницаемости), либо к клеточным элементам (в этом случае говорят об эмиграции). В соответствии с преобладанием проницаемости или эмиграции трансмуральные нарушения микроциркуляции подразделяют на две категории: нарушения проницаемости и нарушения эмиграции.

Нарушения проницаемости. При различных патологических состояниях объём перемещения плазмы крови и/или лимфы через стенку сосуда может возрастать либо уменьшаться.

Увеличение проницаемости.

Основные причины повышения проницаемости стенок микрососудов:

Последствия. Повышение проницаемости сосудистой стенки потенцирует механизмы перемещения жидкости: фильтрацию (транспорт жидкости по градиенту гидростатического давления); трансцитоз (энергозависимый пи-ноцитоз); диффузию (перенос жидкости без затрат энергии); осмос (на-правленную диффузию жидкости по градиенту осмотического давления).

Уменьшение проницаемости.

Причины: утолщение и/или уплотнение стенок сосудов либо нарушение энергообеспечения внутриклеточных процессов.

Последствия. Снижение эффективности механизмов перемещения жидкости: фильтрации, диффузии, трансцитоза, осмоса.

Нарушения эмиграции. При различных патологических состояниях перемещение форменных элементов крови через стенку сосуда может возрастать либо уменьшаться. Эмиграция лейкоцитов через стенку микрососудов осуществляется и в норме. К патологии же относят чрезмерную эмиграцию лейкоцитов, а также выход из крови тромбоцитов и эритроцитов с последующим развитием микрогеморрагий.

3. Внесосудистые (экстраваскулярные) нарушения микроциркуляции сопровождаются увеличением или уменьшением объёма межклеточной жидкости, что приводит к замедлению оттока её в сосуды микроциркуляторного русла.

Увеличение объёма межклеточной жидкости, сочетающееся с замедлением её оттока из интерстициального пространства.

Причина: местные патологические процессы (воспаление, аллергические реакции, рост новообразований, склеротические процессы, венозная гиперемия и/или стаз).

Последствия.

А) Увеличение содержания в интерстициальной жидкости продуктов нормального и нарушенного метаболизма. Они могут оказывать цитотокси-ческое и цитолитическое действие.

Б) Дисбаланс ионов (что способствует отёку ткани, нарушает формирование МП и ПД).

В) Образование избытка и/или активация БАВ (например, ФНО, прокоагу-лянтов, мембраноатакующего комплекса), способных усугубить повреждение клеток, потенцировать расстройства крово- и лимфообращения, пластических процессов.

Г) Нарушение обмена 02, С02, субстратов и продуктов обмена веществ.

Д) Сдавление клеток избытком интерстициальной жидкости.

Уменьшение объёма межклеточной жидкости, сопровождающееся нарушением её оттока из интерстициального пространства.

Причины.

А) Гипогидратация организма, тканей и органов (например, в результате длительной диареи, плазморрагии, при интенсивном потоотделении).

Б) Снижение лимфообразования (например, при ишемии ткани или гипо-волемии).

В) Уменьшение эффективности фильтрации жидкости в артериолах и пре-капиллярах и/или увеличение реабсорбции её в посткапиллярах и ве-нулах (например, при дистрофических и склеротических процессах в тканях).

Последствия. Сходны с наблюдающимися при увеличении объёма ин-терстициальной жидкости, сочетающемся с замедлением её оттока