Metabolic and Toxemic Aspects in the Formation of the Irreversibility of Clinical Death

Abstract

Revitalization of an organism in a state of agony or clinical death has become widely practiced in medical institutions. In a relatively short period of time, a path has been passed from empirical attempts to restore vital activity to the formation of resuscitation medicine as an independent science.

Full Text

Оживление организма, находящегося в состоянии агонии или кли­нической смерти, широко вошло в практику лечебных учреждений. За сравнительно короткий промежуток времени был пройден путь от эм­пирических попыток восстановления жизнедеятельности до становления реаниматологии как самостоятельной науки.

Реаниматология развивалась в двух взаимосвязанных направле­ниях. С одной стороны, формировалась необходимая теоретическая ба­за. Проводилось кропотливое изучение биологических закономерностей угасания и возобновления функций центральной нервной системы, сер­дечно-сосудистой системы, дыхания; выявлялись и анализировались нарушения метаболизма и т. д. С другой стороны, на основе эксперимен­тальных данных и клинических наблюдений создавались и совершенст­вовались практические методы и средства выведения организма из тер­минальных состояний. В настоящее время «комплексный метод оживле­ния» состоит из большого числа терапевтических мероприятий, направ­ленных на восстановление основных функций жизнедеятельности. Эти мероприятия проводятся с максимально возможным учетом патогенети­ческого механизма агонии и клинической смерти. Однако, несмотря на использование обширного арсенала современных средств, добиться пол­ного восстановления жизнедеятельности у человека удается лишь в том случае, если длительность клинической смерти не превышала 3—6 мин. (в условиях нормотермии). При длительном умирании, истощающем защитные резервы организма, при тяжелых заболеваниях, у лиц пожи­лого и старческого возраста и при других неблагоприятных условиях этот срок становится еще меньше. После продолжительной остановки сердечной деятельности и дыхания у человека возможно восстановить работу сердца, дыхание и некоторые другие функции, но такой орга­низм, как правило, не жизнеспособен. На секции обнаруживаются вы­раженные повреждения в головном мозге, почках, печени и других ор­ганах, и при выживании больного наблюдаются тяжелые нарушения высшей нервной деятельности. В мировой литературе до настоящего времени нет примеров оживления людей с полной нормализацией жиз­ненных функций после длительных сроков прекращения кровообраще­ния и дыхания.

Возникает важный вопрос: следует ли считать срок клинической смерти в 3—6 мин. для человека фатальным рубежом, бороться с кото­рым не имеет смысла? Современный уровень экспериментальной и кли­нической реаниматологии позволяет надеяться, что это не совсем так. Сейчас уже намечаются новые практические пути для преодоления это­го барьера. Основной предпосылкой для такого подхода служат наблю­дения за динамикой формирования необратимости, т. е. сдвигов, делаю­щих невозможным полное оживление.

В литературе дискутируется много теорий необратимости шока и кровопотери [22, 24, 28, 29]. Некоторые из них имеют значение для пони­мания необратимых изменений после перенесенной клинической смерти. Однако какие бы факторы ни приводили к невозможности полного вос­становления функций, в конечном счете все сводится в значительной ме­ре к нарушениям метаболизма.

В настоящем сообщении изложены результаты исследования неко­торых сторон этого процесса, причем в основу изучения были положены результаты экспериментов, проведенных нами за последние 15—20 лет, а также соответствующие литературные данные.

Развитие несовместимых с жизнью нарушений в основном предо­пределяется продолжительностью сроков умирания и клинической смер­ти. Своевременное, т. е. в первые минуты клинической смерти, возобнов­ление кровообращения и дыхания останавливает этот процесс. Однако этим не исчерпывается полностью потенциальная возможность полно­ценного восстановления функций после клинической смерти, ибо пато­логические изменения формируются в основном уже после восстанов­ления дыхания и кровообращения. Большую роль играют также инди­видуальные особенности организма. В значительной степени восстанов­ление функций зависит поэтому от течения раннего восстановительного периода: наличия или отсутствия в это время специфических взаимосвя­занных расстройств гемодинамики и обмена веществ. Таким образом, возобновление работы сердца и самостоятельного дыхания не всегда приводит к устранению причин и условий гибели. Даже при хороших показателях общей гемодинамики могут развиваться и вновь возникать условия, ведущие к необратимым повреждениям жизненно важных сис­тем организма. Опасность этого явления усугубляется тем, что оно не­которое время протекает скрытно, маскируясь возобновлением работы сердца, кровообращения, дыхания и рефлексов. Проявляются эти по­вреждения часто уже тогда, когда поздно что-либо сделать для их. устранения. Использование комплекса патогенетически обоснованных-лечебных средств на ранних этапах обменных расстройств и расстройств гемодинамики может способствовать успешному выведению больных из таких терминальных состояний, которые до настоящего времени счита­лись необратимыми. Не которые результаты экспериментов такого рода нашли уже клиническое подтверждение. Так, значительно улучшает те­чение восстановительного периода в клинических условиях внутривенное введение бикарбоната натрия и обменное переливание крови.

Нарушения обменных процессов при терминальных состояниях лю­бой этиологии связаны с недостатком кислорода. При глубокой гипоксии  очень быстро истощаются энергетические резервы, накапливаются недо­окисленные продукты, развиваются многообразные сдвиги, усугубляю­щие расстройства метаболизма. Восстановление кровообращения и окси­генации крови при оживлении приводит к возобновлению транспорти­ровки кислорода. Однако это отнюдь не свидетельствует о прекращении гипоксии тканей. Хотя общее потребление кислорода всем организмом через 5—20 мин. от начала оживления бывает даже увеличено по срав­нению с исходным, кислород далеко не везде имеет свободный доступ к тканям. Гистофизиологические исследования [11] показали, что в на­чальном периоде оживления после клинической смерти в связи с закры­тием части капилляров в органах имеются существенные нарушения микроциркуляции. Последнее приводит к тому, что и приток кислорода к тканям происходит неравномерно, и на тех участках, где капилляры закрыты, клетки продолжают испытывать кислородное голодание. Опре­деленную роль здесь, по-видимому, играет и нарушение процессов вну­тритканевой диффузии кислорода. Поскольку расстройства микроцир­куляции особенно остро проявляются в мозге, ткань его находится в этом отношении в менее благоприятных условиях, чем ткань других органов. Сроки этой гипоксии иногда во много раз превышают продол­жительность клинической смерти. Полярографическое изучение напря­жения в тканях кислорода (РО₂) в динамике оживления после клини­ческой смерти [12] показало, что концентрация свободного кислорода может оставаться на нулевом или пониженном уровне в мозге до 40 и более минут, в почке — до 20 мин., в печени — до 10 мин., в скелетных мышцах — до 5 мин. при хорошем общем АД и насыщении кислородом крови. В условиях менее благоприятного восстановления общего крово­обращения эти сроки могут значительно удлиняться. (Исключение со­ставляет мышца сердца, куда кислород проникает с первых же секунд оживления.) Прекращение поступления свободного кислорода не носит глобального для каждого органа характера: в то время, как в одном участке РО₂ понижено или полностью отсутствует, в соседнем, букваль­но на расстоянии нескольких миллиметров, оно может превышать нор­му. Участки ткани, которые в начале восстановительного периода дли­тельное время не снабжались кислородом, по-видимому, необратимо повреждаются и в дальнейшем погибают. Проникший в ткань кислород утилизируется не сразу. Проходит еще от 2 до 40 мин. до того, как он начнет усваиваться. Особенно четко этот процесс выражен в головном мозге, где потребление кислорода возобновляется через 20—40 мин. после оживления [16]. Установлено, что чем раньше кислород проникает в ткани, тем быстрее восстанавливается его утилизация. Поэтому раз­витие аэробных процессов в различных по морфологии и функции облас­тях начинается также не одновременно. Закрытие части капилляров, препятствующее микроциркуляции и проникновению кислорода в ткань, затруднение внутритканевой диффузии кислорода, неусвоение кислоро­да — т. е. все основные факторы гипоксии тканей — могут быть в этом периоде оживления объяснены накоплением больших концентраций токсических продуктов метаболизма. Показано [3], что содержание недоокисленных продуктов в крови после остановки кровообращения воз­растает в 2,5—3,5 раза. В опытах на собаках, перенесших смертельную кровопотерю, наибольшая концентрация недоокисленных продуктов определялась через 3—8 мин. после восстановления работы сердца, при­мерно в одни сроки с появлением самостоятельного дыхания. Увеличе­ние уровня недоокисленных продуктов в крови оживленного после кли­нической смерти организма связано с усилением их поступления из тка­ней. Однако это не означает уменьшения их концентрации в тканях, где они продолжают некоторое время накапливаться в достаточно больших количествах. Так, несмотря на выделение в кровь, оттекающую от моз­га, большого количества молочной кислоты, содержание последней в мозговой ткани не только не уменьшается, а продолжает оставаться таким же высоким, как в конце клинической смерти, еще 20—30 мин. после оживления [7]. Возрастает содержание некоторых свободных ами­нокислот (аланина, аспарагиновой кислоты и др.), длительно не нор­мализуется окисление пировиноградной кислоты. В кровь поступают и задерживаются в ней такие продукты обмена, как ацетоуксусная, ß-оксимасляная и другие органические кислоты, объединяемые некоторыми авторами [6, 27] под названием «Х-кислот», продукты протеолиза и дру­гие токсические «шлаки».

Особую роль в нарушении обменных процессов может играть не­адекватное увеличение в крови и тканях физиологически активных ве­ществ (катехоламинов, гистамина, серотонина и т. п.), изменение элек­тролитного состава крови и др. [2, 9, 13, 26].

Накопление недоокисленных продуктов обмена веществ в начале восстановительного периода приводит к некомпенсированному ацидозу: pH падает до 7,0 и ниже. Расстройства кислотно-щелочного соотношения создают неблагоприятные условия для восстановления функций: на большом количестве наблюдений обнаружено статистически достовер­ное различие содержания органических кислот в крови у погибших и выживших животных при одинаковых условиях опыта. Даже при благо­приятном течении восстановительного периода нарушения обмена ве­ществ сохраняются более 2—3 суток. Характерна высокая лабильность обменных процессов к самым, казалось бы, незначительным воздей­ствиям.

В «позднем» периоде оживления (от 6 часов до 3 суток) развивает­ся газовый алкалоз и вторичная гипоксия. В опытах на собаках pH воз­растал с 7,30 до 7,40 через 24 часа, а напряжение СО₂ падало с 37,3 до 29,0 мм рт. ст. Сумма органических кислот оставалась увеличенной до 15,9 мэкв/л через трое суток (при 12 в норме). Наблюдаются и другие расстройства обмена веществ.

Все сказанное свидетельствует не только о нарушениях метаболиз­ма, но и о патологии систем, участвующих в его регуляции, а также о повреждении дезинтоксикационных механизмов.

Для разработки эффективных мер борьбы с аутоинтоксикацией ор­ганизма, перенесшего клиническую смерть, требовалось изучение со­стояния органов и систем, участвующих в этом процессе. Было установ­лено, что даже клиническая смерть продолжительностью 3—5 мин. при быстром умирании от электротравмы (фибрилляция сердца) приводит к значительному угнетению функций печени [19]. Показатель задержки бромсульфалеина в крови через 30 мин. после оживления возрастал с 13,5 до 35,8%. Только на следующие сутки этот показатель снижался до 22,6%, а в единичных случаях приходил к норме. Значительно хуже об­стояло дело при более длительном умирании. В опытах, где клинической смерти предшествовало полуторачасовое снижение общего АД до 40 мм, бромсульфалеин плохо выводился не только на 1-е, но и на 2-е сутки. У части животных задержка бромсульфалеина на 2-е сутки продолжала нарастать. Гибели подопытных собак предшествовали грубые наруше­ния выделительной функции печени. Полученные в лаборатории пред­варительные данные по исследованию содержания нуклеиновых кислот в печени при умирании и в раннем восстановительном периоде после 1—3 минут клинической смерти показали снижение концентрации этих кислот. Количество рибонуклеиновой кислоты (РНК) значительно умень­шается уже через 30 мин. восстановительного периода и сохраняется в течение первых 9 часов постреанимационного периода. Содержа­ние дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) изменяется незначительно (В. Л. Кожура).

Перенесенная клиническая смерть приводит и к нарушению функ­ции почек [10, 18]. В течение 15—40 мин. после восстановления, кровооб­ращения наблюдалась анурия. В дальнейшем выявлялись изменения проницаемости нефрона, понижение фильтрации, реабсорбции и др. сдвиги, сказывающиеся на гомеостазе организма. В течение первых де­сяти суток после оживления эффективный почечный кровоток был пони­жен. Начиная с 7 по 15-й день эффективный почечный плазмоток, клу­бочковая фильтрация и коэффициент очищения мочевины увеличивались, превышая исходный уровень (на 5—25%). Только через 20 дней после оживления эти показатели вновь были ниже исходного уровня и удер­живались на этих цифрах (с небольшим постепенным повышением до 45-го дня исследования).

В печени и почках животных и людей, перенесших длительный пе­риод умирания или длительный период гипотензии в восстановительном периоде и погибших после оживления, обнаруживались грубые морфоло­гические повреждения, вплоть до множественных обширных, участков некроза. При благоприятном течении восстановительного периода эти изменения были выражены значительно меньше [15].

Таким образом, приведенные данные свидетельствуют, что сравни­тельно длительный промежуток времени после восстановления кровооб­ращения и дыхания организм находится в условиях тяжелой интоксика­ции продуктами нарушенного метаболизма; в отдельных органах и тка­нях наблюдается тяжелая гипоксия. Положение осложняется тем, что на фоне повышенных метаболических требований тканей, переживших клиническую смерть, удовлетворение их неадекватно. Так, несмотря на восстановление кровообращения и дыхания и поступление в организм больного большого количества кислорода, еще длительное время после оживления сохраняется высокий уровень органических кислот. Неполно­ценная функция органов, участвующих в поддержании гомеостаза и выведения токсических продуктов из организма, усложняет положение. Все это, наряду с нарушением микроциркуляции крови и изменением проницаемости, создает условия для необратимого повреждения клеток.

Изучение функции органов, участвующих в дезинтоксикации орга­низма, показало, что они (особенно печень) не в состоянии обеспечить достаточный уровень выведения токсических продуктов. Более того, они сами в этом периоде могут служить источником токсических веществ.

На необходимость включения в комплекс терапии агонирующего организма мероприятий по борьбе с интоксикацией указывал еще Ф. А. Андреев (1913). Констатируя отрицательную роль ацидоза, он пи­сал: «...накапливаются кислые продукты обмена, которые надо нейтра­лизовать. Это будет способствовать процессу оживления организма». В настоящее время на ранних этапах оживления ведется борьба с аци­дозом путем введения щелочных растворов. В экспериментах на соба­ках это позволяло успешно восстанавливать жизнедеятельность после острой кровопотери и клинической смерти до 10 мин. [5]. Хороший эф­фект был получен и в клинической практике при использовании в пе­риоде оживления бикарбоната натрия. Однако это средство, оказываю­щее положительное действие в борьбе с ацидозом, естественно, не мо­жет устранить другие нарушения метаболизма. Не дали в этом плане заметного эффекта и методы, основанные на введении в организм анти­токсических препаратов. Так, безрезультатна пока попытка применять в экспериментальных условиях (К. Н. Федорова, 1967) специальную анти­токсическую сыворотку против эндотоксина кишечной бактерии (b. Coli). Как известно, у животных, перенесших тяжелый шок или клиническую смерть, резко повышается проницаемость кишечной стенки и возникает возможность интоксикации организма этим эндотоксином [23]. По-види­мому, это объясняется многогранностью нарушений обменных процес­сов и неоднородностью накапливающихся токсических веществ.

Не удалось добиться практического эффекта при попытке улучшить результаты оживления путем подключения аппарата «искусственная почка». В опытах на собаках, перенесших смертельную кровопотерю разной продолжительности (А. А. Трикашный, И. О. Закс), проводили в течение 2 часов гемодиализ. Это способствовало снижению умеренной азотемии, коррекции водно-электролитного баланса, однако не улучша­ло течение восстановительного периода. Более того, несколько задержи­валась, по сравнению с контролем, нормализация уровня органических кислот. Подключение аппарата и связанное с ним дополнительное со­противление кровотоку отразились на общей циркуляции крови ожив­ленного животного, отличающегося, как известно, высокой чувствитель­ностью к факторам такого рода. Необходимо разрабатывать и искать другие методы и. пути дезинтоксикации в реаниматологической практике.

Ощутимый эффект в оживлении после более продолжительных сро­ков клинической смерти в экспериментах на собаках был получен при использовании такого радикального метода дезинтоксикации, как плаз­маферез и обменное переливание крови. Впервые прижизненное «про­мывание крови» осуществлял И. П. Михайловский (1914, 1925) при эк­зогенных отравлениях. Исходя из того, что многие яды, попавшие в ор­ганизм, фиксируются плазмой, он предложил частично удалять кровь, отделять плазму от эритроцитов и вводить эритроциты обратно вместе с физиологическим раствором. Им был получен хороший результат при лечении смертельного отравления морфином в эксперименте. О. С. Глозман и А. П. Касаткина (1942, 1950) выдвинули идею замещения крови отравленного организма кровью донора. В настоящее время этот метод стал достоянием клиники и дает положительные результаты при отрав­лениях некоторыми гемолитическими ядами. Совместно с А. П. Касат­киной в 1949 г. мы провели опыт с кровезаменой у собаки, оживленной после 5 мин. клинической смерти. Восстановительный период в этом случае протекал гораздо лучше; через 4 часа собака ходила, а к концу первых суток — самостоятельно ела. Все жизненные функции восстано­вились на 2-е сутки. В опытах без обменного переливания нормализация функций наступала в более поздние сроки. Все эти данные были впо­следствии подтверждены большим экспериментальным материалом [4, 17, 20] и способствовали целенаправленному использованию обмен­ного переливания и плазмафереза для оживления после более длитель­ных сроков клинической смерти.

В опытах на собаках [20] остановка сердца, вызванная электро­травмой, продолжалась до 12—15 мин. В одной серии опытов на 5—8-й мин. оживления осуществляли кровезамену свежей гепаринизирован­ной кровью донора в объеме 200% массы крови реципиента. В другой серии через 5—8 мин. после оживления производили кровопускание с одновременным частичным замещением кровью донора или полиглюкином. Выпущенную кровь (примерно 50—60% всего объема) собирали в стерильные мешки из поливинилхлорида и подвергали центрифугирова­нию в течение 25 мин. при температуре плюс 8—10° С. После этого плаз­му отделяли, а эритроциты, промытые физиологическим раствором, вво­дили животному внутривенно в течение 30—40 мин. В табл. 1 показаны сдвиги некоторых показателей в динамике в результате применения плазмафереза при клинической смерти.

Таким образом, после реинфузии эритроцитов увеличивается насы­щение артериальной и венозной крови кислородом, содержание гемо­глобина и показатель гематокрита.

В то время как контрольные собаки в этих опытах погибали, 80% всех животных, леченных тотальной кровезаменой или плазмаферезом, остались жить и у них наблюдалось видимое восстановление функций ЦНС. Однако гистологически у этих животных была обнаружена ги­бель части клеток в коре, мозжечке, аммоновом роге, вакуолизация протоплазмы нейронов, изменения стенок сосудов. Эти нарушения у собак, оживленных после 12—15 мин. фибрилляции при помощи кровезамены или плазмафереза, были выражены не более, чем у собак, оживленных после 10 мин. фибрилляции (такой срок равен примерно 5—6 мин. кли­нической смерти, вызванной кровопотерей) без дополнительных лечеб­ных мероприятий. У ряда подопытных собак этой серии удавалось выра­ботать условные рефлексы через 6 месяцев после оживления (Т. Я. Пав­лова). Несмотря на имевшиеся у них морфологические изменения (судя по аналогичным опытам, в которых проводились гистологические иссле­дования), условные рефлексы вырабатывались у них так же хорошо, как и у интактных животных. Результаты этих опытов позволяют пред­полагать, что активное выведение из организма токсических продуктов путем обменного переливания крови и плазмафереза способствует нор­мализации метаболизма и восстановлению жизнедеятельности после более длительных сроков клинической смерти.

Таблица 1

Показатель	Период исследований
	исходные данные	восстановление сердечной деятельности	перед введением эритроцитов	после введения эритроцитов
Органические кислоты, мэкв/л Насыщение крови кислородом, г % артерий	12,4	26,4	18,4	16,0
	94	98	91	94
вен	65	50	45	60
Гемоглобин, %	17,9	17,4	17,0	19,2
Показатель гематокрита	52	50	48	56
Общий белок плазмы, %	7,28	7,17	7,17	7,08

При всей ценности подобных экспериментальных исследований бы­ло бы, однако, преждевременным делать выводы о возможности ожив­ления с помощью этого метода после значительного удлинения сроков клинической смерти. В настоящее время еще не установлено, в какой мере морфологические изменения, обнаруженные у этих внешне пол­ностью восстановившихся подопытных собак, «безразличны» для чело­века, и может ли здесь идти речь о полноценном оживлении больного, перенесшего столь длительную клиническую смерть. Насколько можно судить по внешнему виду и поведению животного, полного восстанов­ления функций после 15 и даже 20 мин. клинической смерти удалось добиться в лаборатории H. Н. Сиротинина В. Д. Янковскому и др. при использовании в раннем восстановительном периоде после оживления метода перекрестного кровообращения оживленной и здоровой собаки. Эта работа лишний раз показывает, какие перспективы для терапии терминальных состояний могут открыть поиски в этом направлении. Следует, однако, отметить, что значимость перекрестного кровообраще­ния как метода дезинтоксикации в настоящее время еще не выходит за рамки эксперимента. По этому поводу О. С. Глозман и А. П. Касаткина писали еще в 1950 г.: «Подобно тому, как имеется большое число доно­ров, готовых предоставить свою кровь для спасения жизни умирающего человека, так, несомненно, найдутся люди, которые для спасения чело­веческой жизни не остановятся перед тем, чтобы на время соединить силы своего крепкого и здорового организма с угасающими силами умирающего».

Заслуживают внимания и другие способы дезинтоксикации орга­низма. При некоторых патологических процессах, сопровождающихся недостаточностью функции печени и интоксикацией, получены обнаде­живающие результаты при лечении больных путем пропускания крови больного через специально подготовленную изолированную печень свиньи. Ведутся работы и по созданию «искусственной печени». Можно надеяться, что этот метод окажется полезным для уда­ления токсинов, накапливающихся во время терминального состояния.

Разрабатывая дезинтоксикационные методы терапии при терми­нальных состояниях, нельзя относиться к ним как к универсальным средствам, годным для всех случаев необратимости. В основе лечения при терминальных состояниях был и остается патогенетический подход. Так, например, при вторичном падении сердечной деятельности необхо­димо использовать средства, направленные на нормализацию работы сердца и улучшение общего кровообращения: от массажа сердца, вну­триартериального нагнетания крови и введения лекарственных веществ до подключения аппарата искусственного кровообращения. Соответст­венные мероприятия должны осуществляться при остановке дыхания, нарушениях функций тех или иных органов или систем. Однако необхо­димо помнить, что за всеми этими сдвигами стоят нарушения обмена веществ, связанные с накоплением токсических продуктов и требующие поэтому проведения дезинтоксикационной терапии.