Клинические аспекты спортивной медицины

Эффект от пониженного притока крови к ткани зависит от темпов сужения просвета: быстрое уменьшение просвета сопровождается дистрофией или некрозом, медленное – атрофией. Большое значение для исхода имеет строение коллатералей, в том числе паравазальных.

Эффект от ишемии в одном и том же органе различен в зависимости от чувствительности тканей к гипоксии. Последняя обусловлена адаптацией к малокровию, а также условиями, в которых протекает ишемия. Так, гипотермия задерживает развитие дистрофических процессов при малокровии.

Макроскопические проявления ишемии определяются ангиоархитектоникой органа, строением коллатералей и различной реакцией сосудов на изменение условий гемодинамики. Пережатие питающих сосудов далеко не всегда сопровождается равномерной бледностью органа.

Проблема ишемии органов вызвала особый интерес в связи с успехами трансплантации органов и тканей. Выяснено, что в условиях ишемии повышается перекисное окисление липидов, нарушается состояние мембран, в первую очередь митохондрий, которые поражаются раньше лизосом. Изменения митохондрий приводят к нарушениям цикла Кребса, начинает преобладать анаэробный гликолиз. Освобождаются гистамин, серотонин и особое соединение, названное ишемическим токсином, с молекулярной массой 1200 дальтон, способное проходить через полупроницаемую мембрану и вызывать вазоконстрикцию. Токсикологический анализ показал, что характеристика токсина не зависит от вида ишемии, резко отличается от серототнина, гистамина и бактериальных эндотоксинов. Блокирование серотонинчувствительных структур не предотвращает развитие гемодинамических нарушений в очаге ишемии, следовательно, их вызывает не серотонин или гистамин, количество которых изменяется в малокровных тканях волнообразно, а токсин. Содержание последнего возрастает при ишемии постоянно. Количество ишемического токсина в оттекающей от малокровной конечности крови нарастает с первых минут, через 30 мин оно достигает 200 % по отношению к исходным данным. Некоторые фракции ишемического токсина обладают высокой антигенной способностью и вызывают в тканях аутоиммунные процессы.

Таким образом, патогенез ишемических нарушений включает гипоксию, своеобразное изменение обмена, аутоиммунные реакции, освобождение особого вещества, вызывающего новые нарушения кровообращения в виде спазмов и дилатаций сосудов. В стенках кровеносных сосудов меняются условия калий-натриевого насоса и обмена кальция – пускового механизма мышечного сокращения. Создается порочный круг для расстройств кровообращения. Ишемия сопровождается отеком, кровоизлияниями, новыми спазмами сосудов и т. д.

Поиски критических периодов обратимости показали, что они различны в разных органах, но существуют некоторые общие биохимические закономерности. Выделены три закономерные стадии нарушений обмена: первая стадия характеризуется высокой интенсивностью гликолиза и потребления преобразованной аденозинтрифосфорная кислоты (АТФ), что обеспечивает ткани выполнение специфической функции; вторая стадия характеризуется значительным снижением интенсивности гликолиза и еще большим снижением потребления преобразованного АТФ. В этой стадии лишь поддерживается жизнеспособность органа, но не выполнение специфической функции. Эту стадию называют критическим периодом. В третьей стадии гликолиз и потребление АТФ отсутствуют, что проявляется дезорганизацией клеточных и субклеточных структур и свидетельствует о необратимости процесса.

Каждой стадии соответствуют определенные типы расстройств кровообращения. В первой стадии они не выражены, во второй – повышается тонус сосудов сопротивления и открываются артериовенозные анастомозы, т. е. начинается шунтирование крови. В третьей стадии шунтирование преобладает над кровообращением в капиллярах, а повышенный тонус резистивных сосудов сменяется их дилатацией.

Особое значение в нарушении обмена веществ придают интенсификации перекисного окисления липидов, в результате чего в зоне ишемии накапливаются гидроперекиси, диеновые конъюгаты. Интенсивность этого процесса наиболее выражена в печени, слабее в почке, менее – в миокарде и скелетной мускулатуре.

Именно в таком порядке располагается чувствительность органов к ишемии. Понизить чувствительность к ишемии удается при помощи антиоксидантной терапии, подавляющей процесс перекисного окисления липидов.

В мягких тканях конечностей в первые 12 ч пережатия стволовых сосудов наблюдается спазм артериол и прекапилляров, расширение посткапилляров и венул с дистрофией стенок, отек. Гистологически выявляют миоцитолиз и контрактуры, которые могут иметь мелкогнездный, очаговый и диффузный вид. В этом случае определяют фиксацию иммунного комплекса: ишемического токсина и аутоиммунных антител непосредственно в поврежденных мышцах. В очагах контрактур видны полосы сгущения на уровне L– и А-дисков. В очагах внутриклеточного миолиза исчезают поперечные структуры в результате разрушения L-дисков и значительной диспозиции тонких и толстых нитей; даже в стадии некроза А-диски сохраняются. Критическим периодом для мышц конечностей считают 6–9 ч.

В целях удлинения критического периода ишемии в настоящее время применяют гипотермию, гипербарическую оксигенацию и антиоксидантную терапию, направленные на регуляцию обмена веществ в зонах ишемии, а следовательно, на профилактику поражения мембран органелл.

Инфаркт. Инфаркт (от лат. infarcire – нафаршировывать, наполнять) – некроз части, реже целого органа, обусловленный нарушением кровоснабжения. Инфаркт называют еще циркуляторным некрозом. Термин «инфаркт», предложенный Р. Вирховым (R. Virchow), использовался вначале лишь по отношению к такой форме циркуляторного некроза, при которой омертвевший участок пропитывался («нафаршировывался») излившейся кровью, т. е. по отношению к геморрагической форме.

Теория патогенеза инфаркта основана на учении J. Cohnheim (1872) о концевых сосудах. Концевыми автор называл сосуды, которые в процессе ветвления не анастомозируют друг с другом на всем протяжении. Закупорка просвета концевого сосуда должна приводить к запустеванию всех отходящих от места закупорки ответвлений, обусловливая развитие инфаркта. С позиций учения J. Cohnheim нашел объяснение один из главных патогенетических факторов инфаркта – блокада кровотока в магистральном артериальном стволе. Патогенез инфаркта не ограничивается только этим фактором. Показано, что концевых сосудов не существует (Струков А. И., 1959). Во всех органах человека имеются анатомические анастомозы на разных уровнях ветвления сосудов и дополняемые коллатералями, экстраорганными анастомозами и паравазальным руслом. Эти структуры способны компенсировать закупорку магистрального сосуда, предотвращая развитие инфаркта. Следовательно, вторым необходимым условием для возникновения инфаркта является недостаточность обеспечения кровоснабжения за счет анастомозов и коллатералей, что может вызываться их анатомическим недоразвитием, вовлечением их в патологический процесс или функциональным выключением из кровообращения. В органах с усиленным потреблением и расходом энергии, к которым относится сердце, инфаркт может возникнуть из-за несоответствия притока крови повышенной функциональной нагрузке. Возникновению инфаркта в значительной мере благоприятствуют общие нарушения кровообращения, сердечно-сосудистая недостаточность, венозный застой.

Выделяют три типа инфаркта – белый (ишемический), красный (геморрагический) и белый инфаркт с геморрагическим ободком. Различие морфологии этих типов обусловлено неодинаковыми механизмами их развития. Макроскопически инфаркт любого типа может иметь либо коническую, либо неправильную форму. Коническую имеет обычно инфаркт, развивающийся в бассейне артерий с магистральным типом ветвления, неправильную – с рассыпным типом.

Белый инфаркт возникает в результате запустевания сосудистого русла в его зоне при непроходимости магистрального артериального ствола и недостаточной функции коллатералей. Этот тип инфаркта встречается в селезенке, печени. Развитию некроза предшествует ишемическая стадия, характеризующая начальные, большей частью обратимые изменения. Сформированный ишемический инфаркт становится виден невооруженным глазом примерно через 1 сут. Микроскопически в зоне инфаркта обнаруживается некроз чаще коагуляционного, реже колликвационного типа (головной мозг). По периферии зона некроза ограничена воспалительным демаркационным валом.

При красном инфаркте зона некроза пропитана кровью, за счет чего участок инфаркта приобретает темно-красный цвет. Этот тип инфаркта развивается чаще в легких, головном мозге, кишечнике. Условия, способствующие развитию – венозный застой и двойное кровоснабжение органа (из сосудов разных сосудистых систем). При венозном застое ретроградное проникновение крови из вен ведет к излиянию крови в некротизированный участок. Сильный венозный застой может сам по себе вызвать геморрагический инфаркт. Выделяют особую форму геморрагического инфаркта – венозный инфаркт, причиной которого является окклюзия вен, вызванная тромбозом или другими патологическими процессами. Двойное кровоснабжение способствует тому, что в бассейн сосуда с нарушенной проходимостью через анастомозы проникает кровь из другой системы кровоснабжения, пропитывая некротизированную ткань. Двойное кровоснабжение имеют легкие и печень. В очаге геморрагического инфаркта микроскопически определяются массы агглютинированных и гемолизированных эритроцитов, замещающие разрушенные структуры органа. Особенность перифокальной реакции – присутствие большого количества сидерофагов и глыбок гемосидерина.

Белый инфаркт с геморрагическим ободком развивается в тех случаях, когда в ходе формирования ишемического некроза происходит запоздалое включение коллатералей и сосудов краевой зоны после их длительного спазма. В результате этого в сосудах краевой зоны отмечается паралитическое расширение, резкое полнокровие, стаз и происходит излияние крови в некротизированную ткань. Этот тип инфаркта представляет собой комбинацию красного и белого: центр состоит из инфаркта белого типа, периферия – из красного; часто встречается в сердце и почках.

В ходе эволюции инфаркта вслед за формированием некроза наступает стадия репаративных изменений. Она начинается с перифокальной воспалительной реакции со всеми присущими ей признаками. Микроскопически эту реакцию можно наблюдать уже через несколько часов; она достигает максимума через 3–5 сут. Под влиянием протеолитических ферментов зернистых лейкоцитов происходит лизис некротических масс, которые резорбируются лимфатическими дренажами и подвергаются фагоцитозу. Через 7–10 сут демаркационный вал трансформируется в соединительную ткань, которая постепенно замещает некротизированные массы. В исходе инфаркта формируются рубец (сердце, почка) или киста (головной мозг).

1.2.2.2. Тромбоциты

Структурно-функциональные основы гемостаза и его патология. Строение тромбоцитов. Тромбоцит окружен плазмолеммой и состоит из светлой прозрачной наружной части, называемой гиаломером (от греч. hyalos – стекло и meros – часть), и центральной окрашенной части, содержащей азурофильные гранулы, – грануломера. В некоторых случаях выявляются небольшие псевдоподии, выступающие из периферической части гиаломера.

Плазмолемма тромбоцитов покрыта снаружи толстым (от 50 до 150–200 нм) слоем гликокаликса с высоким содержанием гликозаминогликанов и гликопротеинов. Она содержит многочисленные рецепторы, опосредующие действие веществ, активирующих и ингибирующих функции тромбоцитов, обусловливающие их прикрепление (адгезию) к эндотелию сосудов и агрегацию (склеивание друг с другом). Наиболее важными из них в функциональном отношении являются рецепторные гликопротеины Ib (GP Ib), IIb (GP IIb) и IIIa (GP IIIa), рецепторы к аденозиндифосфорной кислоте (АДФ), адреналину, тромбину, фактору Ха, фактору агрегации тромбоцитов (ФАТ), коллагену.

Гиаломер содержит две системы трубочек (канальцев) и большую часть элементов цитоскелета.

Система канальцев, связанных с поверхностью (открытая система канальцев), представлена гладкими анастомозирующими трубочками, которые открываются в инвагинации, образованные плазмолеммой. Функция этой системы канальцев связана с процессами поглощения и выведения веществ; она облегчает экзоцитоз содержимого гранул тром боцитов.

Система плотных трубочек образуется комплексом Гольджи мегакариоцитов. Она представлена узкими мембранными трубочками, заполненными плотным зернистым содержимым, которые располагаются непосредственно под кольцом микротрубочек или разбросаны по цитоплазме. Их функция выяснена неполностью. Предполагают, что они накапливают и выделяют Са

, т. е. являются аналогом саркоплазматической сети мышечных клеток. Их связывают также с выработкой простагландинов.

Цитоскелет тромбоцитов представлен микротрубочками, микрофиламентами и промежуточными филаментами.

Микротрубочки в количестве 4–15 шт. располагаются по периферии цитоплазмы и формируют мощный пучок (краевое кольцо), служащий жестким каркасом и способствующий поддержанию формы тромбоцитов.

Микрофиламенты, образованные актином, многочисленны (актин составляет 25 % белка тромбоцитов), располагаются по всей цитоплазме в виде коротких нитей; в гиаломере они концентрируются между пучком микротрубочек и плазмолеммой, образуя подмембранный аппарат. Он участвует в формировании выпячиваний цитоплазмы при движении и агрегации тромбоцитов. Актиновые филаменты связаны в единую систему посредством белков ?-актинина, миозина и тропомиозина, а с плазмолеммой – с помощью белка филамина.

Промежуточные филаменты образованы белком виментином и располагаются преимущественно под плазмолеммой.

Грануломер содержит митохондрии, частицы гликогена, отдельные рибосомы, единичные короткие цистерны гранулярной (шероховатой) эндоплазматической сети (грЭПС), элементы комплекса Гольджи и гранулы нескольких типов:

– ?-гранулы – самые крупные (диаметр 300–500 нм), с умеренно плотным матриксом, в котором содержатся: фибриноген, фибронектин, тромбоспондин (белок, сходный с актомиозином), тромбоглобулин, тромбоцитарный фактор роста (ТРФР), эпидермальный фактор роста (ЭФР), трансформирующий фактор роста (ТФР), фактор свертывания V и фактор Виллебранда (белок-переносчик фактора VIII свертывания), а также ряд других белков. Составляют большую часть гранул, окрашивающихся азуром;

– ?-гранулы (плотные гранулы, или тельца) – немногочисленные (до 5 шт.) мембранные пузырьки диаметром 250–300 нм с плотным матриксом, который иногда располагается в них эксцентрично. Матрикс содержит АДФ, АТФ, Са

, Mg

, пирофосфат, гистамин, серотонин. Последний не синтезируется тромбоцитами, а поглощается ими из крови;

– ?-гранулы – мелкие (диаметр 200–250 нм) пузырьки, содержащие гидролитические ферменты. Рассматриваются как лизосомы.

Функциональная морфология тромбоцитов. Участие тромбоцитов в реак циях гемостаза и гемокоагуляции. В кровотоке тромбоциты представляют собой свободные элементы, не слипающиеся ни друг с другом, ни с поверхностью эндотелия сосудов. Более того, эндотелиоциты в норме в небольших количествах вырабатывают и выделяют вещества, угнетающие адгезию и препятствующие активации тромбоцитов. При повреждении эндотелия сосудов микроциркуляторного русла (диаметром менее 100 мкм), которые наиболее часто травмируются и разрываются, тромбоциты служат ведущими элементами в остановке кровотечений. При этом развивается закономерная последовательность процессов, включающая: адгезию тромбоцитов, агрегацию тромбоцитов (с формированием белого, или тромбоцитарного, тромба), свертывание крови (гемокоагуляцию) с формированием красного тромба, ретракцию тромба, разрушение тромба.

Адгезия тромбоцитов – их прилипание к стенке сосуда в области повреждения благодаря их взаимодействию с коллагеновыми белками (базальной мембраны эндотелия и волокон подэндотелиального слоя), опосредованному гликопротеинами фибронектином, ламинином и, в особенности, фактором Виллебранда, который также содержится в эндотелии. Фактор Виллебранда связывается с белком GP Ib – рецептором этого фактора на плазмолемме тромбоцитов. Адгезия тромбоцитов начинается у краев зоны повреждения сосуда, быстро сужая, а затем закрывая дефект и останавливая кровоизлияние из этой зоны в окружающие ткани. Обычно процесс адгезии длится около 3–10 с. В ходе этого процесса тромбоциты подвергаются активации.

Активация тромбоцитов сопровождается изменением их формы, секреторной реакцией (выделением содержимого гранул) и метаболической реакцией. Эти процессы, в отличие от более ранних изменений, обычно необратимы.

Изменение формы – первая реакция тромбоцитов на стимуляцию, в ходе которой они распластываются по поверхности, теряют свою дисковидную форму, округляются, одновременно выбрасывая тонкие отростки. Активированные тромбоциты – структуры со сферической центральной частью, от которой отходят отростки (псевдоподии, или филоподии, в дальнейшем приобретающие вид шипов). Длина этих отростков в несколько раз превышает размер центральной части, а их основа образована мощными пучками микрофиламентов. Краевое кольцо микротрубочек сжимается, вызывая смещение гранул к центру тромбоцита (централизацию гранул), затем оно перекручивается и распадается с деполимеризацией микротрубочек. Одновременно происходит увеличение содержания микрофиламентов (благодаря полимеризации актина), которые формируют другое кольцо, охватывающее снаружи и отчасти пронизывающее кольцо микротрубочек. Отмечается также и перераспределение промежуточных филаментов с их частичным перемещением в отростки.

Секреторная реакция тромбоцитов осуществляется путем быстрого выделения содержимого ?- и плотных гранул, а затем лизосом через систему канальцев, связанных с поверхностью. При этом секретируется ряд веществ, обеспечивающих дальнейшее развертывание процессов адгезии, агрегации тромбоцитов, гемостаза и регенерации сосудистой стенки. В частности, ТРФР усиливает процессы заживления повреждений, так как он является мощным стимулятором пролиферации фибробластов, гладких миоцитов, глиальных клеток и обладает хемотаксической активностью в отношении нейтрофильных гранулоцитов, моноцитов, фибробластов, гладких миоцитов.

Метаболическая реакция тромбоцитов включает активацию ряда ферментов (мембранных фосфолипаз, циклоксигеназы и тромбоксансинтетазы). При этом из фосфолипидов плазмолеммы образуется арахидоновая кислота, которая превращается в эйкозаноиды, главным образом, тромбоксан А

(TxА

). TxА

вызывает спазм сосуда (способствует гемостазу) и резко стимулирует агрегацию тромбоцитов. Одновременно эндотелий сосудов синтезирует из арахидоновой кислоты простагландин I

(ПГI

, или простациклин), который угнетает активность тромбоцитов и расширяет сосуды. Последующее течение процессов гемостаза зависит от баланса между TxА

и простациклином.

Активация тромбоцитов протекает при повышении концентрации Са

в цитоплазме вследствие его выделения системой плотных трубочек и плотных гранул.

Агрегация тромбоцитов – слипание тромбоцитов друг с другом и с тромбоцитами, начально прикрепившимися к компонентам поврежденного сосуда, вызывает быстрое формирование тромбоцитарных конгломератов – тромбоцитарной (первичной) гемостатической пробки (белого, или тромбоцитарного тромба), которая закрывает дефект стенки сосуда и в течение 1–3 мин обычно целиком заполняет его просвет.